DE2530454B2 - Verfahren zum Herstellen von durch Auffüllen mit Wasser und anschlieBendes Aufladen betriebsbereiten Bleiakkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bleiakkumulatoren, die lediglich durch Auf- "> <> füllen mit Wasser und anschließendes Aufladen betriebsbereit gemacht werden.

Au? Drotschmann »Bleiakkumulatoren«, 1951, Seiten 182 bis 184, ist ein Verfahren zum Herstellen naß lagerfähiger Akkumulatoren bekannt, bei wel- *>> ehe η nach vielstiindigem Entladen die Säure aus den Akkumulatoren ausgegossen und die Gehäuse luftdicht verschlossen werden, woran sich ein dreistündiges Kurzschließen anschließt, bis keine Spannung mehr meßbar ist. In diesem Zustand können die Bat- m> terien sodann gelagert werden.

Dieses bekannte Verfahren erfordert jedoch den Zusatz von Glycerin zum Akkumulator sowie das erwähnte Kurzschließen der Elektroden zu Ende des Herstellungsverfahrens. Diese Maßnahmen dienen h¹» dem Zweck, etwa vorhandene Elektrolytrückstände sowohl von den positiven, wie auch von den negativen Platten sowie von den Separatoren zu entfernen.

Aus der DE-PS 626420 ist ein Verfahren zum Erhalten der Kapazität von Akkumulatoren bekannt, welches für Akkumulatoren bestimmt ist, die nach dem Formieren der Elektroden versandt oder gelagert werden, ohne daß sie einen Elektrolyt enthalten. Bei diesem bekannten Verfahren werden die Elektroden im Akkumulatorgefäß formiert und nach Ausgießen des Formierungselektrolyten aus dem Gefäß werden auch die restlichen, noch an Elektroden und/oder Separatoren anhaftenden Spuren des Formierungselektrolyten beseitigt, worauf das Akkumulatorgefäß so gut wie möglich luftdicht verschlossen wird. Mittels eines im Akkumulatorgefäß aufrechterhaltenen geringen Wassergehaltes werden die Ionen des Formierungselektrolyten durch Entladung einer im Verhältnis zur Kapazität des Akkumulators geringen Strommenge elektrisch neutralisiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässig arbeitendes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach der Formierung der Elektroden der Akkumulator mit Schwefelsäure gefüllt wird und eine weitgehende Entladung durchgeführt wird, diese Schwefelsäure bis auf einen Rest entfernt wird, wobei der Entladungsgrad, die Dichte und die Restmenge der Schwefelsäure so gewählt werden, daß die im Akkumulator während der Lagerung vorhandene Sulfatmenge ausreicht, um im betriebsbereiten Zustand die gewünschte Elektrolytdichte zu erzielen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Behandlung mit der Schwefelsäure wenigstens einmal wiederholt werden, wobei Säuren mit unterschiedlichen Dichten verwendet werden können.

Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Schwefelsäure lediglich durch Ausschütten aus dem Akkumulator entfernt wird, so daß elektrolytgesättigte Elektroden zurückbleiben. Vorteilhafterweise kann dieses Entfernen der Schwefelsäure im Anschluß an die Entladung derart vorgenommen werden, daß noch 10 Vol.-% der max. Füllmenge in dem Akkumulator verbleiben.

Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Elektroden mit gelöstem Metallsulfat, vorzugsweise Natriumsulfat, behandelt werden. Dabei kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung das Metallsulfat der Schwefelsäure zugesetzt werden. Vorzugsweise wird eine Schwefelsäure mit einer Dichte von wenigstens 1,3 verwendet.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, daß durch die vorstehend genannten Maßnahmen in bzw. auf den E'.ektrodenplatten ausreichende Sulfatmengen gebildet werden, um nach Zugabe von Wasser und Aufladen der Batterie einen Elektrolyten mit der angestrebten Dichte zur Verfügung zu haben.

Beim Verfahren nach der Erfindung muß keinesfalls eine gewisse Mindestwassermenge in den Elektrodenplatten beibehalten werden, um die Kapazität des Akkumulators zu erhalten. Beim Verfahren nach der Erfindung können die Akkumulatoren nach dem Formieren durchaus getrocknet werden, aber ein besonders hoher wirtschaftlicher Vorteil liegt gerade darin, daß es völlig ausreicht, die Schwefelsäure durch Ausgießen des Akkumulatorgehäuses zu entfernen, ohne daß weitere Maßnahmen zur Herabsetzung der Schwefelsäure-Restmenge erforderlich sind. Beim Verfahren nach der Erfindung ist lediglich Sorgfalt darauf zu verwenden, daß die spezifische Dichte der

Schwefelsäure so auf die Tiefentladung des Akkumulators abgestellt wird, daß die angestrebte Elektrolytdichte nach Auffüllen der Batterie mit Wasser und Aufladen des Akkumulators erreicht v/ird.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß ein den Bedürfnissen vieler Benutzer besonders entgegenkommender Akkumulator erzeugt wird. Häufig ist es für den Benutzer sehr viel leichter möglich, ein handelsübliches Ladegerät sowie destilliertes Wasser zur Verfügung zu haben, als einen entsprechenden Säurevorrat zu halten. Bekanntlich ist Schwefelsäure in der erforderlichen Konzentration nur mit Gefahren zu lagern und handzuhaben, wohingegen destilliertes Wasser ohne Mühe und Gefährdung verwendet werden kann. Ladegeräte können zu günstigen Preisen, selbst über den Versandhandel, bezogen werden. Insbesondere Haus- und Gartenbesitzer zeigen lebhaftes Interesse an den erfindungsgemäß hergestellten Bleisäureakkumulatoren, aim diese zum Betrieb von Elektro-Rasenmähern zu verwenden.

Somit ist der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt in erster Linie darin zu sehen, daß die auf erfindungsgemäße Weise hergestellten Akkumulatoren mühelos und gefahrlos aktiviert werden können, wobei es weder erforderlich ist, die Akkumulatoren während des Lagerns sorgfältig trockenzuhalten, noch vor dem Lagern die Elektrolytrückstände sorgfältig zu entfernen. Im Gegensatz zu herkömmlichen trockengeladenen Batterien laden sich die erfindungsgjmäß hergestellten Akkumulatoren nicht, wenn ihre E!ektr>-,denp!s^cn während des Lagerns feucht oder naß sind.

Es sei unterstrichen, daß sich die ir. ten erfindungsgemäß hergestellten Akkumulatoren bei deren Aktivierung enthaltene Sulfatmenge zusammensetzt aus dem durch Entladen in den Batterieplatten gebildeten Sulfat und dem Sulfat, welches aus den in der Batterie zurückgebliebenen Schwefelsäureresten stammt. Die Elektrolytmengen sind dabei so gewählt bzw. aufeinander abgestimmt, daß nach Zusatz von Wasser und Anschluß an ein Ladegerät eine Elektrolytdichte erzielt wird, die dem vollgeladenen Akkumulatorzustand entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Das Formieren der Akkumulatoren kann auf bekannte Weise erfolgen, wobei Formierungselektrolyten mit einer Dichte von etwa 1,002 bis 1,1 verwendet werden.

Nach Entfernen des Formierungselektroylten, soweit dieser nicht in den Batterieplatten und -separatoren zurückgehalten wird, beispielsweise durch Auskippen, wird der Akkumulator weiterbehandelt, um die Dichte der in den Akkumulatorelementen zurückgebliebenen Schwefelsäure zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird dem formierten Akkumulator Schwefelsäure zugegeben, um die Akkumulatorelemente damit zu sättigen. Zu diesem Zweck läßt man die Schwefelsäure etwa 10 Minuten lang oder langer auf die Akkumulatorelemente einwirken.

Sind die Batterieelemente durch Eindiffundieren der Schwefelsäure mit Elektrolyt gesättigt, so erfolgt eine weitgehende Entladung, um wenigstens einen Großteil des auf den positiven und negativen Platten enthaltenen aktiven Materials in Bleisulfat umzuwandeln. Die Entladung kann ggf. vollständig erfolgen. Das Ausmaß, bis zu welchem die Entladung durchge

führt wird, erfolgt im Hinblick auf die Dichte der benutzten Schwefelsäure, da ja gewährleistet sein soll, daß nach Auffüllen des Akkumulatorgehäuses mit Wasser und nach Aufladen die gewünschte Elektro-Iytdichte vorliegt.

So können beispielsweise einer Kraftfahrzeugbatterie mit einer Kapazität von 81 Amperestunden etwa 5160 cm³ Elektrolyt zugegeben werden, wobeJ von dieser Menge 1500 cm³ von den Akkumulatorelementen aufgenommen werden (wenn diese gesättigt sind).

Wird eine Formierungssäure mit einer Dichte von 1,06 verwendet, die nach Beendigung der Formierung zu einem Elektrolytrest mit einer Dichte von 1,102 in den Akkumulatorelementen führt, so ist für den betriebsbereiten Zustand eine Elektro'.ytdichte von 1,265 angestrebt und wird eine Tiefentladung durchgeführt, um eine Kapazität von 80 Amperestunden zu beseitigen, wobei die für die Schwefelsäure benötigte Dicke wie folgt bestimmt werden kann:

Gesamtmenge an H₂SO₄ (Dichte 1,84), die zur Erzielung einer Dichte von 1,265 erforderlich ist: 2323 g (388 g pro Zelle oder etwa 211 ecm pro Zelle);

Aus PbSO₄ bei der Entladung gebildete Menge an H₂SO₄:293 g pro Zelle (löOccm/Zelle);

Menge an benötigter Restschwefelsaure: 388 g/ Zelle - 293 /Zelle = 95 g/Zelle (51 ccm/Zelle);

Menge an H₂SO₄, die vor der Entladung erforderlich ist = für die Entladung benötigte Menge + restliehe H₂SO₄= 160CcWZeIIe +51 ccm/Zelle (5160/ 1500 = 336 ccm/Zelle (H₂SO₄-EIektrolyt mit einem spezifischen Gewicht von 1,405);

Menge an benötigter H₂SO₄ zur Erzielung eines spezifischen Gewichts von 1,405 vor dem weitergehenden Entladen: erforderliche Gesamtsäuremenge - von der Formierungssäure zurückgehaltene Menge = 336 ccm/Zelle - 250 ccm/Zelle X 0,09 (Stärke der Säure 1,102) = 336 ecm pro Zelle - 22,5 ecm/ Zelle = 313,5 ccm/Zelle;

Stärke der benötigten H₂SO₄ = 313,5 ccm/Zelle in 610 ecm pro Zelle der Lösung die zugegeben werden kann (d. h. - 51,4 Vol.-% H₂SO₄);

Dichte der H₂SO₄, die eine 51,4 VoI-%ige H₂SO₄ liefert: 1,521.

Nach Beendigung des weitgehenden Entladens wird die Elektrolytmenge in dem Akkumulator so verringert, daß nur ein Rest im Akkumulator zurückbleibt. Zu diesem Zwecke wird die Elektrolytmenge bis auf eine Menge innerhalb des Bereiches von etwa 10 Vol.-% (bezogen auf die maximale Füllmenge) bis zu der von den Batterieelementen, wenn sie gesättigt sind, zurückgehaltenen Menge verringert. Diese Menge an Restelektrolyt reicht aus, um die Batterieelemente fingerfeucht zu halten. Es wurde gefunden, daß solche feuchten Batterieelemente die leichte Aufnahme der erforderlichen Ladung nach Zugabe von Wasser nach der Lagerung erlauben.

Bei einer bevorzugten Ausführungüform wird die Menge an Restelektrolyt nur biszueinem solchen Wert vermindert« bei dem die Batterieelemente gesättigt sind; dies kann dadurch erzielt werden, daß man die Batterien nach Beendigung der weitgehenden Entladung entleert, indem man beispielsweise die Batterien umkippt.

Gewünschtenfalls kann jedoch die Menge an Restelektrolyt durch Zentrifugieren, teilweises Trocknen, Evakuieren od. dgl. auch auf einen Wert unterhalb des Sättigungswertes verringert werden. Wenn

die Menge an Restelektrolyt so herabgesetzt wird, so sollte natürlich das spezifische Gewicht der Schwefelsäure, die vorder weitgehenden Entladung zugegeben wird, entsprechend variiert werden, um diese geringere Menge an Elektrolyt, die in den Elementen zurückgehalten wird, zu kompensieren.

Obgleich vorstehend eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzielung des erforderlichen Wertes für die Dichte, des in dem Akkumulator während der Lagerung zurückgehaltenen Rest-Schwefelsäureelek- ' trolyten beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, daß jede beliebige Formierung und Behandlung angewendet werden kann, solange das geeignete spezifische Gewicht der Restschwefelsäure erzielt wird, welches die angestrebten Dichten im vollständig geladenen Zustand für den Gebrauch nach der Aktivierung mit Wasser und der Wiederaufladung ergibt. Es können daher anstelle einer einzigen Entwicklungselektrolytstufe auch mehrere Stufen angewendet werden. So kann beispielsweise nach Beendigung der Formierungsstufe und nach dem Ausleeren des Formierungselektrolyten aus der formierten Batterie ein Elektrolyt mit einem mittleren speaifischen Gewicht (beispielsweise von 1,265 oder mehr) zugegeben werden und es kann eine weitgehende Entladung durchgeführt werden. Nach dem Entleeren würde dann ein zweiter Elektrolyt mit einem etwas höheren spezifischen Gewicht (von beispielsweise 1,300 oder mehr) zugegeben werden. Die Vervollständigung der Behandlung würde dann wie oben angegeben durchgeführt werden, d. h. durch Verringern der in den Elementen zurückgehaltenen Restschwefelsäure auf eine geeignete Menge und anschließendes zweckmäßiges Versiegeln der Batterie.

Die Formierung, an weiche sich eine weitgehende Entladung, wie vorstehend beschrieben, anschließt, kann auch in einem Schwefelsäureelektrolyten mit einem spezifischen Gewicht von 1,150 oder 1,200 oder höher durchgeführt werden. Der Formierungselektrolyt v, jd dann ausgeschüttet und das spezifische Gewicht des Restelektrolyten wird durch Zugabe von Schwefelsäure mit der erforderlichen Dichte eingestellt.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man das Formieren und das Einstellen der Elektrolytdichte miteinander kombiniert. Bei dieser Ausführungsform werden die Batterieplatten oder Batterieelemente vor dem Zusammenbauen in der Batterie in einem Elektrolyten mit einen, ausreichend hohen spezifischen Gewicht formiert, um das gewünschte spezifische Gewicht des Restelektrolyten zu erzielen, und dann werden sie einer weitgehenden Entladung (wie oben beschrieben) in dem Formierungselektrolyten unterworfen. Dann kann die Batterie zusammengebaut und die Behandlung vervollständigt werden.

Obgleich ein Vorteil der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß der Restelektrolyt nicht mehr entfernt werden muß und die Batterieplatten oder Batterieelemente nicht mehr getrocknet werden müssen, sei darauf hingewiesen, daß diese Stufen gewünschtenfalls aber durchgeführt werden können. So kann an jedem beliebigen Punkte während des Verfahrens das Waschen zur Entfernung des Elektrolyten und das Trocknen angewendet werden. Wenn dies jedoch durchgeführt wird, müssen die Batterieelemente n?ch Beendigung der Behandlung noch den oben angegebenen Restelektrolyten enthalten.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen irgendeine Elektro'ytzugabe erfolgt, sollte die Behandlung so durchgeführt werden, daß der Elektrolyt, wie oben angegeben, vollständig in die Batterieelemente eindiffundieren kann. Auch kann die Menge des zurückgehaltenen Rpstelektrolyten nach irgendeinem der bereits beschriebenen Verfahren vermindert werden.

In der Regel schwankt die Elektrolytdichte, welche den vollständig aufgeladenen Zustand kennzeichnet, vor dem Gebrauch der Batterie von etwa 1,220 bis etwa 1,290 je nach Typ der verwendeten Batterie. Bei einer typischen Automobilbatterie schwankt die Dichte von etwa 1,260 bis etwa 1,275 und beträgt vorzugsweise etwa 1,265.

Gemäß einem weiteren, bevorzugten Aspekt der Erfindung wird die Batterie konditioniert, um die Lagerbeständigkeit bzw. die Lebensdauer der Batterie und die Fähigkeit der Batterie, nach der Zugabe von Wasser die erforderliche Lacing aufzunehmen, zu verbessern. Zu diesem Zweck wir: eine Konditionierung durchgeführt durch Zugabe geeigneter Mengen eines Behandlungs- oder Konditionierungsmittels (wie nachfolgend angegeben) zu irgendeinem der in der Formierungs- oder in anderen Behandlungsstufen verwendeten Elektrolyte oder in Form einer getrennten Lösung. Zweckmäßig besteht das Konditionierungsmittel aus einem gelösten Metallsulfat oder einer Verbindung, die bei der Umsetzung mit der wäßrigen Schwefelsäurelösung, die als Träger für das Mittel verwendet wird, ein Metallsulfat liefert. Das Mittel sollte in einer Menge von etwa 0,05 biseta 5,0% (wasserfreies Metallsulfat), bezogen auf das Gewicht der Trägerlösung, zugegeben werden. Selbstverständlich muß die jeweilige Menge in Abhängigkeit von der Verfahrensstufe, in welcher die Zugabe durchgeführt wiru, variiert werden. So muß beispielsweise der Verdünnungseffekt der Elektrolyte, die nach (tem Konditionierungsmittel zugegeben werden, berücksichtigt werden, um sicherzustellen, daß die Batterie während der Lagerung das erforderliche Konditionierungsmittel enthält.

Als Metallsulfate haben sich insbesondere Sulfate von Natrium (und sein Bisulfat), Kalium Lithium, Magnesium, Cadmium, Zink und Aluminium als brauchbar erwiesen. Obgleich gefunden wurde, daß jedes dieser Materialien geeignet ist zur Erzielung der Konditionierung der erfindungsgemäßen Batterien sei darauf hingewiesen, daß die erzielbaren Vorteile et-

> was variieren können in Abhängigkeit von dem verwendeten spezifischen Material und der verwendeten Menge. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet sind Natriumsulfat und auch Zinksulfat bevorzugt. Andere Sulfate, die verwendet werden kön-

. nen, sind z. P. die Sulfate von Silber und Kobalt. Weitere Sulfate, die verwendet werden können, sind folgende: BeSO₄, Ce,(SO₄)₂, In,(SO₄)₃, La₂(SO₄J₃, SnSO₄, TIjSO₄, Zr(SO₄)₂ und Rb₂SO₄.

Zu geeigneten Metallverbindungen, welche in einer

) wäßrigen Schwefelsäurelösung die Metallsulfate ergeben und die oben angegebenen Kriterien erfüllen, gehören die entsprechenden Hydroxide und Oxide. So kann beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Zinkoxid zugegeben werden zur Herstellung

i des Metallsulfjt-Beh^ndlungsmittels. Neben diesen anderen Metallverbindungen können auch die hydratisierten Sulfate (d. h. solche, die daran gebundenes Kristallisationswasser enthalten) verwendet werden.

In jedem Falle sollte jedoch die Menge des als Behandlungsmittel verwendeten Materials so eingestellt sein, daß eine Menge erzielt wird, die der Menge entspricht, die erforderlich ist, um in der Trägerlösung die Metallmenge zu ergeben, die bei Verwendung von etwa 0,05 bis etwa 5,0 Oew.% des wasserfreien Metallsulfats erhalten wird.

GewUnschtenfalls kann das Behandlungsmittel auch aus Mischungen verschiedener Materialien be stehen. Obgleich angegeben worden ist, daß bestimmte Verbindungen für die Verwendung als Behandlungsmittel ungeeignet sind, sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese ungeeigneten Materialien innerhalb bestimmter Grenzen toleriert werden können, so lange ihre unerwünschten Effekte durch die Anwesenheit des geeigneten Behandlungsmittels maskiert werden.

Zur F.rzieluntJ ontimale.r F.rop.hnissp sollten Hip Batterieplatten mit der Konditionierungslösung so konditioniert werden, daß diese in die feuchten Batterieplatten und Separatoren eindiffundiert. Diese Konditionierung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß man einfach die Trägerlösung etwa 10 Minuten lang oder sogar langer mit den Platten in Kontakt hält. Dieses Tränken ermöglicht auf wirksame Weise das Eindiffundieren der Behandlungsmittellösung und das Mischen derselben mit irgendwelchen Restelektrolyten in den Platten. Alternativ kann die Konditionierung durch mechanisches Mischen der Trägerlösung durchgeführt werden, während sie mit den Batterieelementen in Kontakt ist. Es kann jede beliebige konventionelle mechanische Mischeinrichtung mit Vorteil verwendet werden.

Nachdem man die Konditionierungssäure ausreichend lange in die Platten und Separatoren eindiffundieren gelassen hat und diese damit gesättigt sind, wird eine ausreichende Entfernung der überschüssigen Lösung einfach dadurch erzielt, daß man die Batterie entleert, d. h. den Behälter umkippt und den Überschuß ausschüttet. GewUnschtenfalls kann die Menge des innerhalb der Elemente zurückgehaltenen Elektrolyten durch Zentrifugieren, teilweises Trocknen, Evakuieren od. dgl. weiter vermindert werden. Natürlich sollte die Menge, wie oben angegeben, nicht auf einen Wert unterhalb etwa 10 Vol.% vermindert werden, so daß die Batterieelemente noch fingerfeucht sind. Die auf diese Weise formierte und konditionierte Batterie kann dann bis zu ihrer Verwendung gelagert werden. Die Aktivierung erfolgt einfach dadurch, daß man in bekannter Weise Wasser zugibt und sie auflädt. Nach Beendigung der Aufladung enthält die Batterie einen Elektrolyten mit der angestrebten Dichte.

Die in den folgenden Beispielen beschriebene Hochtemperaturlagerung wurde durchgeführt, um Raumtemperaturbedingungen zu simulieren, die über einen längeren Zeitraum hinweg vorliegen. Es wurde wasserfreies Natriumsulfat verwendet.

Beispiel 1

Eine Kunststoffbatterie der Gruppe 24 (Kapazität 81 Amp.Std.) wurde in konventioneller Weise in einem Elektrolyten mit einem spezifischen Gewicht von 1,060 formiert. Nach dem Ausschütten wurde eine Entwicklungssäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,451, die 0,5 Gew.-% Natriumsulfat enthielt, zugegeben und stehengelassen. Der dabei erhaltene Elektrolyt hatte ein spezifisches Gewicht von 1,358.

Die Batterie wurde dann 16,6 Stunden lang bei 4,1 Ampere entladen, wonach zu diesem Zeitpunkt 68,0 Amp.Std. der Kapazität beseitigt worden waren. Nach dem Ausschütten der Säure und der nachfolgenden

"' Vervollständigung der Entladung wurde die Batterie in geeigneter Weise versiegelt und 35 Tage lang bei 43⁰C gelagert.

Nach diesem Zeitraum wurde Wasser zugegeben und die Batterie wurde bei 6,0 Ampere wieder aufge-

in laden, wobei die Aufladung innerhalb von 17 Stunden durchgeführt wurde. Wegen der ziemlich unvollständigen Aufladung betrug das spezifische Gewicht im voll aufgeladenen Zustand 1,240. Dieses hätte durch Verlängerung der Zeitspanne in der Entladungsstufe

ι > oder ducph Verwendung einer Entwicklungssäure mit einem höheren spezifischen Gewicht erhöht werden können. Die Leistungscharakteristiken der auf diese

Weise aufgeladenen Rattprjp warpn Hip fo!°enden:

Erste 25-Ampere-Reservekapazität: 162,0 Minu-

."> ten

Leistungsabgabe in der Kälte bei -17,8° C: 450 Amp.-Ent ladung

5-Sekunden-Spannung: 7,93 Volt
30-Sekunden-Spannung: 7,78 Volt

:> Zeit bis zum Erreichen von 7,2 Volt: 91,0 Sekunden

Beispiel 2

Eine Golfwagen-Batterie (Kapazität 220 Amp.Std.) wurde auf konventionelle Weise in einem

ι» Elektrolyten mit einem spezifischen Gewicht von 1,060 formiert. Nach dem Ausschütten wurde eine Entwicklungssäure mit einem spezifischen Gewicht von l,415,die0,5Gew.-% Natriumsulfat enthielt, zugegeben und stehengelassen.

r> Die Batterie wurde dann zur Entfernung von 156,0 Amp.Std. mit einer 25-Amp.-Rate entladen. Nach dem Ausschütten der Säure wurde die Batterie in geeigneter Weise versiegelt und 75 Tage lang bei 43' C gelagert.

i" Nach diesem Zeitpunkt wurde Wasser zugegeben und die Batterie wurde mittels eines konventionellen Golfwagen-Batterieladegerätes 14 Stunden lang aufgeladen. Wegen der ziemlich unvollständigen Aufladung betrug das spezifische Gewicht im vollständig

'"■ aufgeladenen Zustand nur 1,215. Dieses hätte durch Verlängerung der Zeit in der Entladungsstufe oder durch Verwendung einer Entwicklungssäure mit einem höheren spezifischen Gewicht erhöht werden können. Die Leistungscharakteristiken der auf diese

■>« Weise aufgeladenen Batterie waren folgende:
Erste 75-Arnpere-Kapazität: 97 Minuten
Zweite 75-Ampere-Kapazität: 97 Minuten

Beispiel 3

Es wurde eine Reihe von 10 Kunststoffbatterien der Gruppe 27 (Kapazität 100 Amp.Std., bezogen auf eine 20-Stunden-Rate) auf konventionelle Weise in einem Schwefelsäureelektrolyten mit einem spezifischen Gewicht von 1,060 formiert. Nach dem Aus- schütten der überschüssigen Formieningssäure wurde eine Entwicklungssäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,555, die 0,4 Gew.-% Natriumsulfat enthielt, zugegeben und stehengelassen.

Diese Batterien wurden dann bei 5,0 Ampere ent-

t>5 laden, wobei die Entladung so lange fortgesetzt wurde, bis 92 Amp.Std. der Kapazität (Durchschnitt der Reihe) entfernt worden waren. Nach Beendigung der Entladung wurden die Batterien umgekippt, um den

nach der Entladung zurückbleibenden überschüssigen Elektrolyten mit einem spezifischen Gewicht von 1,236 auszugießen. Zu diesem Zeitpunkt hielten die Batterieelemente durchschnittlich etwa 1900 ecm Elektrolyt pro 6 Zellen von einer Gesamtmenge von 6066 ecm Elektrolyt, die ursprünglich zugegeben wurden war, zurück. Die Entlüftungsöffnungen wurden dann unter Verwendung von Entlüftungsverschlüssen versiegelt.

Nach 78tägiger Lagerung bei 41,5 bis 43° C wurden 5 der Batterien mit Wasser aktiviert und unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Batterieladegerätes aufgeladen. Nach ISstündiger Aufladung hatten die Batterien eine durchschnittliche Kapazität von etwa 128,0 Amp.Std., dies entsprach einer 39%igen zusätzlichen Kapazität über diejenigen hinaus, die während der Entladung entnommen worden

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vollständig aufgeladenen Zustand betrug etwa 1,255.

Nach dieser Wiederaufladung wiesen die Batterien in dem ersten Entladungszyklus durchschnittlich 90% der angegebenen Spitzenkapazität auf. In den nachfolgenden Zyklen lieferten sie die angegebene Spitzenkapazität.

Die Batterien wurden auch einem Zyklustest unterworfen, bei dem die Batterien täglich bei 50 Amp. entladen wurden bis zu einem Spannungsabfall von 10,5 Volt pro Batterie. Nach der Entladung wurden die Batterien unter Verwendung des handelsüblichen Ii- Stunden-Batterieladegerätes wieder aufgeladen. Jede Entladung und Aufladung wurde als ein Zyklus angesehen. Der Zyklustest wurde abgebrochen, wenn die Kapazität bei der 50-Amp.-Entladung auf 50% der Spitzenkapazität abfiel. Es wurden etwa 126 vollständige Zyklen durchgeführt, wobei die Kapazität in dem Entladungszyklus bei der 50-Amp.-Entladung noch ihre angegebene Spitzenkapazität von 78 Minuten beibehielt. Nach 125tägiger Lagerung wurden weitere 5 Batterien wie oben angegeben aktiviert. Das durchschnittliche spezifische Gewicht im vollständig aufgeladenen Zustand betrug 1,265. In den vorstehend beschriebenen Zyklustests wurden mit den Batterien 33 vollständige Zyklen durchgeführt, wobei die Kapazität in dem Entladungszyklus noch die angegebene Spitzenkapazität beibehielt.

Wie aus den vorstehenden Ergebnissen ersichtlich, liefert die vorliegende Erfindung eine wirklich mit Wasser aktivierbare Blei-Säure-Batterie, bei der die Verwendung irgendeiner Art einer Säurefüllung in der

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und die damit zusammenhängenden Probleme auch nicht mehr auftreten. Nur durch geeignetes Einstellen der Menge des in der Batterie vor der Lagerung zurückgehaltenen (verbleibenden) Schwefelsäureelektrolyten und vorzugsweise durch geeignete Konditionierung der Batterie hat die Batterie nach der Zugabe von Wasser die Fähigkeit, die für die Aktivierung erforderliche Ladung aufzunehmen. Außerdem werden die Tiefe der Entladung und die innerhalb der Elemente zurückgehaltene Restschwefelsäure in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt, so daß bei der späteren Aktivierung der gewünschte Wert für das spezifische Gewicht im vollständig aufgeladenen Zustand erzielt wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Bleiakkumulatoren, die lediglich durch Auffüllen mit Wasser "> und anschließendes Aufladen betriebsbereit gemachtwerden, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Formierung der Elektroden der Akkumulator mit Schwefelsäure gefüllt wird und eine weitgehende Entladung durchgeführt wird, diese '° Schwefelsäure bis auf einen Rest entfernt wird, wobei der Entladungsgrad, die Dichte und die Restmenge der Schwefelsäure so gewählt werden, daß die im Akkumulator während der Lagerung vorhandene Sulfatmenge ausreicht, um im be- i> triebsbereiten Zustand die gewünschte Elektrolytdichte zu erzielen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit der Schwefelsäure wenigstens einmal wiederholt wird, wobei -° Säuren mit unterschiedlichen Dichten verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entleeren des Akkumulators dadurch erfolgt, daß der Akkumulator Ie- i~> diglich ausgeschüttet wird, so daß elektrolytgesättigte Elektroden zurückbleiben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Schwefelsäure so weitgehend erfolgt, daß noch m 10 Vol.-% der maximalen Füllmenge im Akkumulator verbleiben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit gelöstem Metallsulfat, vorzugsweise Natrium- )'> sulfat, behandelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsulfat der Schwefelsäure zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis »<> 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwefelsäure mit einer Dichte von wenigstens 1,3 verwendet wird.