DE2503258C3 - Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrodenplatte für BleiakkumulatorenInfo
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Description
gekennzeichnet, daß die alkalisch reagierende ao die erreichbaren Entladespannungen weit unter denen
Lösung eine Base und/oder ein Salz enthält, dessen liegen, die mit Batterien erreicht werden können, die
zugehörige Säure in wäßriger Lösung schwächer z. B. durch Formation in den Kästen ohne anschiie-
dissoziiert ist als die zugehörige Base. ßende Wässerung und Trocknung hergestellt werden,
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- sogenannte gefüllte und geladene Batterien. Es ist also
zeichnet, daß die alkalisch reagierende Lösung «5 als Nachteil der in geladenem Zustand trocken lager-
NaOH, KOH, NH1OH, NaXO3, KoCO;„ fähigen Bleiakkumulatoren festzustellen, daß die Ent-
(NH1)XO,, NaHCO3, Na-B1O7 und/oder Natriumphosphate
enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ladespannung bei der ersten Entladung direkt nach dem Aktivieren mit Säure mangelhaft ist. Dieser Mangel tritt insbesondere auch bei einer Entladung
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ladespannung bei der ersten Entladung direkt nach dem Aktivieren mit Säure mangelhaft ist. Dieser Mangel tritt insbesondere auch bei einer Entladung
dadurch gekennzeichnet, daß die alkalisch reagic- 30 bei tiefen Temperaturen auf.
rende Lösung in Konzentrationen zwischen O, und 1 Gew.-% angewandt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalisch reagierende Lösung in
einer Konzentration bis r.u 0,5 Gew.-'!,', angewandt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung
durch Tauchen in die alkalisch reagierende Lösung vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchbehandlung über eine Zeitspanne
von mindestens 30 Minuten bis zu 16 Stunden Standzeit vorgenommen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entladespannung bei der ersten Entladung direkt nach
der Aktivierung der im geladenen Zustand trocken lagerfähigen Bleiakkumulatoren, auch in der Kälte,
zu verbessern.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß an einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß die EleUrodenplatte nach dem Formieren mit einer alkalisch reagierenden Lösung behandelt wird.
Die Behandlung der Elektrodenplatte kann einzeln oder in einer kompletten Zelle oder in einem kompletten
Akkumulator vorgenommen werden. Es ist festgestellt worden, daß die oben als nachteilig beschriebene
niedrige Spannungslage bei der ersten Ent-
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 45 ladung direkt nach der Aktivierung der in geladenem
dadurch gekennzeichnet, daß nach der Behandlung Zustand trocken lagerfähigen Bleiakkumulatoren des
Innenwider-
unmittelbar getrocknet wird.
Die ΓΙ ι lindimg betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer positiven F.lektrodenplatle für in geladenem Zustand trocken lagerfähige Bleiakkumulatoren durch
Formieren, insbesondere in saurem Elektrolyten, und Trocknen.
Für die Hersteller von in geladenem Zustand trocken lagerfähigen Bleiakkumulatoren werden die
nositiven und negativen Elektroden üblicherweise Standes der Technik auf einen erhöhten
stand der positiven Elektrodenplatte zurückzuführen ist. Durch den Vorschlag der Erfindung wird der
Innenwiderstand wesentlich verringert und wird die mittlere Entladespannung beachtlich erhöht, wodurch
eine starke Erhöhung der dem Akkumulator entnehmbaren Leistung gegeben ist.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen sind aus den nachfolgend wiedergegebenen Versuchen ersichtlich.
Zur Einstellung der vorteilhaften Konzentrationen der alkalisch reagierenden Lösung kann eine Anpassung an den bekannten Herslellungsprozeß der positiven Elektrodenplatten derart durchgeführt werden, daß die gewässerten und noch stark wasserhaltigen Platten mit einer entsprechend geringen Menge sehr hoch konzentrierter Lösung benetzt werden, womit man eine Verdünnung der konzentrierten Lösung in den Platten selbst auf eine brauchbare Konzentration erhält.
Zur Einstellung der vorteilhaften Konzentrationen der alkalisch reagierenden Lösung kann eine Anpassung an den bekannten Herslellungsprozeß der positiven Elektrodenplatten derart durchgeführt werden, daß die gewässerten und noch stark wasserhaltigen Platten mit einer entsprechend geringen Menge sehr hoch konzentrierter Lösung benetzt werden, womit man eine Verdünnung der konzentrierten Lösung in den Platten selbst auf eine brauchbare Konzentration erhält.
Bevorzugt werden (lie Platten nach dem Formieren
ganz oder teilweise gewässert bzw. ausgewaschen, in eine alkalische Lösung gejaucht und nach einer gewissen
Standzeit in bekannter Weise getrocknet. Es ist jedoch auch möglich, die Platten nach der ganz
oder teilweisen Wässerung mit einer alkalischen Lösung einzusprühen, d. h. die Benetzung nicht durch
einen Tauchvorgang, sondern durch einen Sprühvorgang zu erzielen. Normalerweise werden die Platten
nach der Behandlung mit der alkalischen Lösung ohne eine Zwischenbehandlung direkt getrocknet. Es ist
jedoch auch möglich, die Platten nach der Behandlung mit alkalisch reagierender Lösung ganz oder teilweise
auszuwaschen und dann zu trocknen. Auch in diesem Fall ist ein deutlicher Vorteil der erfindungsgemäßen
Behandlung erkennbar. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß durch die Benetzung
der Platten mit alkalisch reagierender Lösung die gesamte Plattenoberfläche behandelt wird, wobei
der Begriff der »Plattenoberfläche« neben der geometrischen Oberfläche auch die wahre (innere) Oberfläche
der Platten unter Berücksichtigung der Porosität dieser umfaßt.
Ee ist möglich und im Herstellungsablauf unter Umständen vorteilhaft, die Behandlung mit alkalisch
reagierender Lösung an kompletten Zellen bzw. an kompletten Batterien vorzunehmen und diese danach
zu trocknen, wobei auch in diesem Fall entweder direkt nach der Behandlung getrocknet werden kann
oder nach einem ganz oder teilweisen Auswaschen nach der Behandlung. Im Falle einer Behandlung mit
alkalischer Lösung an kompletten Batterien ohne nachfolgendes Auswaschen ist es auch möglich, das
Verfahren der Erfindung mit einer Iniprägnierbehandlung
zur Verringerung der negativen Oxidationsneigung zu kombinieren, z. B. durch Imprägnierung
mit Phenol und/oder Phenolderivaten.
Ein nach dem erfmdungsgcmäßen Verfahren hergestellter
trocken lagerfähiger Bleiakkumulator mit positiven Elektrodenplatten, die eine Beschichtung
und/oder Tränkung der Plattenoberfläche mit einer Lösung alkalisch reagierenden Materials aufweisen,
zeichnet sich durch eine starke Verbesserung, d. h. Verringerung, des Innenwiderstandes, eine hohe mittlere
Entladespannung und eine hohe entnehmbare Leistung aus, die deutlich besser als bei Batterien des
Standes der Technik ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung für verschiedene
Versuchsbeispiele.
Chiirge Eingesetzte Lösungen
Widerstand
in mOhm
in mOhm
| r | 1 | 0,5% Na2CO3 | 10 |
| J | 1 | 0,1 % Na2CO3 | 14 |
| 1 | 0,5% Na2HPO1 | 30 | |
| 1 | 0,1% Na1HPO4 | 12 | |
| 1 | 0,5% NaOH | 7,2 | |
| 10 | 1 | 0,1% NaOH | 10 |
| I | Unbehandelte Platten | 99 | |
| 2 | 0,5% Na2B1O7 | 6,1 | |
| 2 | 0,1 % Na2B1O7 | 42 | |
| 15 | 2 | 0,5% NaHCO3 | 18 |
| 2 | 0,1 % NaHCO3 | 11 | |
| 2 | 0,5% KOH | 33 | |
| 2 | 0,1% KOH | 13 | |
| 20 | 2 | 0,5% K2CO3 | 8,5 |
| 2 | 0,1% K2CO3 | 10 | |
| 2 | 0,5% (NHO=CO3 | 16,2 | |
| ? | 0,1% (NHO2CO3 | 10 | |
| 25 | 2 | Unbehandelte Platten | 230 |
| 3 | 0,5%, Na2HPO., | 27 | |
| 3 | 0,5% Na3PO1 | 23 | |
| 3 | Unbehandelte Platten | 225 |
Aus den angegebenen Werten ist ersichtlich, daß alle verwendeten alkalisch reagierenden Lösungen eine
starke Verbesserung des Innenwiderstandes bewirken. Eine Behandlung mit sauren Lösungen (H3PO1,
H3BO3) und mit neutralen Lösungen (Na2SO1) bringt
dagegen keine Vorteile.
40
Frisch formierte geladene positive Starterplatten mit einer Nennkapazität von 11 Ah/Platte wurden mit
Wasser säurefrei ausgewaschen, verschieden lange in wäßrigen 0,5%igen NaOH-Lösungen stehengelassen
und anschließend, wie im Beispiel 1 angegeben, getrocknet und gemessen.
Als Vergleich dienten Platten, die verschieden lange in Wasser stehengelassen wurden.
Versuchsbeispiele
Beispiel I
Beispiel I
Widerstand in mOhm
55
Mehrere Chargen frisch formierter geladener positiver Starterplatten mit einer Nennknpazität von
11 Ah/Platte wurden mit Wasser säurefrei ausgewaschen.
Jeweils mehrere Platten wurden in verschiedene wäßrige Lösungen gestellt, 16 Stunden
stehengelassen und danach 24 Stunden in einer Klimakammer bei 60"C und 45",, relativer Luftfeuchic
getrocknet.
Jeweils zwei der derart hergestellten Platten wurden in bekannter Weise mit einem gewellten, perforierten
PVC-Scheider separiert und hei Raumtemperatur in Schwefelsäure der Dichte 1,28 g/cnv1 gestellt. Nach
S Minuten Standzeit wurde der Widerstand gemessen.
| Sland-zeit | NaOH- | Wasser |
| in Stunden | Behandlung | behandlung |
| I | 10 | 22 |
| 2 | 9 | 25 |
| 4 | 8 | 23 |
| 6 | 8 | 25 |
| 16 | 13 | 64 |
Aus den Werten ist ersichtlich, daß zur Erzielung einer Plattenvcrbesserung nach der beschriebenen
Methode bereits geringe Imprägnierzeiten ausreichen.
Frisch formierte geladene positive Starterplatten mit einer Nennkapazität von 11 Ah/Platte wurden
nach dem Wässern säurefrei ausgewaschen und 16 Stunden in eine wäßrige 0,5%ige NaOH-Lösung
gestellt. Anschließend wurde ein Teil der Platten mit Wasser bis zur neutralen Reaktion ausgewaschen.
Danach wurden die von NaOH-Lösung befreiten und' die nicht von NaOH-Lösung befreiten Platten,
wie im Beispiel 1 angegeben, getrocknet und gemessen.
Als Vergleich dienten Platten derselben Charge, die nach dem Wässern nach der Formation 16 Stunden
in Wasser gestanden hatten und anschließend, wie beschrieben, getrocknet wurden.
Widerstand
nach
nach
4 Minuten
in mOhm
in mOhm
NaOH-Behandlung, ausgewaschen 60
NaOH-Behandlung, nicht ausgewaschen 63
Vergleichsplatten 1360
Vergleichsplatten 1360
Aus den Daten ist ersichtlich, daß der günstige Effekt einer Behandlung mit alkalisch reagierenden
Lösungen auch dann noch erhalten bleibt, wenn die Platten nach der Behandlung wieder bis zur neutralen
Reaktion ausgewaschen werden.
Frisch formierte geladene positive Starterplatten mit einer Nennkapazität von 11 Ah/Platte wurden säurefrei
ausgewaschen und 16 Stunden in einer 0,5%igen NaOH-Lösung stehen gelassen. Anschließend wurden
die Platten, wie im Beispiel I angegeben, getrocknet.
Mit den derart behandelten positiven Platten wurde eine kompleUe 3zellige handelsübliche Starterbatterie
gehaut (6 V 44 Ah). Die Plattenzahl pro Zelle betrug 4 positive Platten und 5 negative Platten. Als Separator
wurde der bei Starterbatterien übliche Celluloseseparator verwendet.
Als Vergleich wurde eine gleiche Batferic mit unbehandelten
positiven Platten derselben Charge gebaut.
Die Batterien wurden 18 Stunden bei einer Temperatur von —100C stehengelassen, anschließend mit
auf — 10c C abgekühlter Schwefelsäure der Dichte
1,28 g/cm3 gefüllt und nach 2stündiger Standzeit bei -1O0C mit 157 A bis 3 V pro Batterie entladen.
Dabei wurden folgende Werte ermittelt:
Dabei wurden folgende Werte ermittelt:
Nicht
präparierte
Platten
Präparierte
Platten
Platten
Entladezeit bis 3,0 V
Mittlere Entladespannung
Entnehmbare Leistung
Entnehmbare Leistung
41 Se- 53 Sekunden künden
3,60 Volt 4,60 Volt
6,46 Wh 10,1 Wh
3,60 Volt 4,60 Volt
6,46 Wh 10,1 Wh
Aus den angegebenen Werten ist ersichtlich, daß die Batterie mit den behandelten positiven Platten
eine wesentlich bessere Leistungsfähigkeit besitzt, und daß die Enlladespannung deutlich besser ist.
Es wurde eine komplette 3zellige Starterbatterie (6 V 44 Ah) gebaut. Die Plattenzahl pro Zelle betrug
4 positive und 5 negative. Als Separator wurde der bei Starterbatterien übliche Celluloseseparator verwendet.
Die Batterie wurde in bekannter Weise formiert und anschließend ausgewaschen. Danach wurde die Batterie
mit einer wäßrigen 0,5%igen NaOH-Lösung gefüllt und 2 Stunden stehengelassen. Hiernach wurde
die Lösung soweit wie möglich abgelassen und die Batterie in bekannter Weise in einer Vakuumkammer
30 getrocknet.
Als Vergleich wurde eine gleiche Batterie mit positiven Platten ohne NaOH-Behandlung gebaut.
Die fertig getrockneten Batterien wurden 18 Stunden
bei einer Temperatur von — 100C stehengelassen, anschließend mit auf — 100C abgekühlter Schwefelsäure
der Dichte von 1,28 g/cm3 gefüllt und nach 2 Stunden Standzeit bei — 10"C mit 157 A bis 3,0 V
pro Batterie entladen.
Dabei wurden folgende Werte ermittelt:
Dabei wurden folgende Werte ermittelt:
| Nicht | Präparierte | |
| präparierte | Batterie | |
| Batterie | ||
| Entladezeit bis 3,0 V | 46 Se | 51 Se |
| kunden | kunden | |
| Mittlere Entladespannung | 3,70 Volt | 4,50 Volt |
| Entnehmbare Leistung | 7,17 Wh | 9,48 Wh |
Aus den angegebenen Werten ist ersichtlich, daß die behandelte Batterie eine wesentlich bessere Leistungsfähigkeit
besitzt.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrodenplatte
für in geladenem Zustand trocken lagerfähige Bleiakkumulatoren durch Formieren, insbesondere in saurem Elektrolyten, und Trocknen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektrodenplatte nach dem Formieren mit einer alkalisch reagierenden Lösung behandelt
wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Lösung eine
wäßrige Lösung einer Substanz oder eines Gemisches von Substanzen verwendet wird, die in
Wasser durch Dissoziation oder Hydrolyse alkalisch reagieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
außerhalb des Batteriekastens formiert und in geladenem
Zustand nach einer Wässerung getrocknet (sogenannte Tankformation). Die Trocknung der
positiven Platten erfolgt mit Warmluft. Die Trocknung der negativen Platten erfolgt derart, daß eine Oxydation
des feinverteiltcn metallischen Bleis, aus dem die aktive Masse besteht, verhindert wird, z. B. durch
Trocknung unter Luftabschluß. Derartig hergestellte Platten werden zu kompletten Batterien zusammen-
ίο gebaut und können durch einfaches Einfüllen von
Säure aktiviert werden. Es ist auch bekannt, die Formation und die Trocknung der Platten in den
Batteriekasten durchzuführen. Auch derartig hergestellte Batterien werden durch das Einfüllen von
Säure aktiviert.
Beim Füllen solcher trocken lagerfähiger, geladener Batterien mit Schwefelsäure und anschließender Entladung
mit hohen Strömen, wie sie z. B. zum Starten eines Verbrennungsmotors nötig sind, zeigt sich, daß
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752503258 DE2503258C3 (de) | 1975-01-28 | Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752503258 DE2503258C3 (de) | 1975-01-28 | Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2503258A1 DE2503258A1 (de) | 1976-08-19 |
| DE2503258B2 DE2503258B2 (de) | 1976-12-30 |
| DE2503258C3 true DE2503258C3 (de) | 1977-08-18 |
Family
ID=
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