DE2615779A1 - Verfahren zur herstellung von metallsinterkoerpern, insbesondere batterieelektroden - Google Patents

Verfahren zur herstellung von metallsinterkoerpern, insbesondere batterieelektroden

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DE2615779A1 DE19762615779 DE2615779A DE2615779A1 DE 2615779 A1 DE2615779 A1 DE 2615779A1 DE 19762615779 DE19762615779 DE 19762615779 DE 2615779 A DE2615779 A DE 2615779A DE 2615779 A1 DE2615779 A1 DE 2615779A1
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Description

PATENTANWÄLTE RUFF UND BEIER STUTTGART
_. ,' . „ It 9 N θ c k arstra Se 5O
Dipl.-Ohem. Dr. Ruff D-7OOO Stuttgart 1
Dipl.-Ing. J- Βθιθγ ΤθΙ . CO711)227O51.
ΤθΙθχ Ο7-23412 erub d
9. April 1976 R/Ho
A 15 985
Anmelderin: Daimler-Benz Aktiengesellschaft
7000 Stuttgart-Untertürkheim
Verfahren zur Herstellung von Metallsinterkörpern, insbesondere Batteri eelektroden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallsinterkörpern, insbesondere Batterieelektroden, bei dem mindestens ein Metallpulver oder Legierungspulver mit mindestens einem zur Bildung von Poren dienenden Füllkörper vermischt, das Gemisch unter für das Metall im wesentlichen inerten Umgebungsbedingungen auf die Sintertemperatur des Metalls gebracht und der Füllkörper unter Zurücklassung des metallischen Sinterkörpers wieder vom Metall entfernt wird.
Metallische Sinterkörper haben in den letzten Jahren ständig an Bedeutung gewonnen. So können Sinterkörper hervorragende Filter darstellen. Besonders wertvoll sind Elektroden aus Sintermaterial, die in Akkumulatoren und Batterien mit Erfolg einsetzbar sind und auch für Brennstoffzellen interessant sind. Dabei sind die gesinterten
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Poetacheckkonto Stuttgart CBLZ 8ΟΟ1ΟΟ7Ο3 42O3O-7OB · Dresdner Bank StuttQart CBLZ 6ΟΟ8ΟΟΟΟ) Konto O Oll 341
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Nickelelektroden besonders hervorzuheben.
Es gibt eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von porösen Sintermetallkörpern und auch speziell zur Herstellung von gesinterten Nickelelektroden. Hingewiesen sei in diesem Zusammenhang auf die Veröffentlichungen von Albrecht Kirste "Poröse Sintermetalle" in der Zeitschrift VTI-Z JJhS (1974), Seite 1272 ff und von D.M. Drazic et al. "Einfluß einiger Herstellungsbedingungen auf die Kapazität gesinterter Nickelelektroden für alkalische Akkumulatoren" in der Zeitschrift Metalloberfläche 24 (1970), Seiten 76 und 77. Bei diesen Verfahren werden bei der Herstellung von Sinterkörpern unter Verwendung von Pulvermetallen kleiner Teilchengröße Bindemittel und Porenbildner mit dem Metallpulver vermicht, um einen Sinterkörper mit der gewünschten hohen Porosität zu erhalten. Die Bindemittel und Porenbildner bestehen in der Regel aus organischem Material, das während des Sinterprozesses verbrannt wird. Die Verbrennung ist jedoch in oxidierender Atmosphäre durchzuführen, so daß eine Nachbehandlung des Sinterkörpers in einer reduzierenden Atmosphäre erforderlich ist. Auch läßt sich häufig nicht ausschließen, daß irgendwelche Verunreinigungen im Sinterkörper verbleiben. Es ist auch bekannt, das Metallpulver mechanisch zu verdichten, um ihm auf diese Weise vor der Sinterung eine be-' stimmte Struktur zu verleihen. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf die Porosität des Sinterkörpers aus, insbesondere dann, wenn besondere Porenbildner nicht verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Metallsinterkörpern zu schaffen, das mit wenigen Arbeitsschritten durchführbar ist und Sinterkörper hoher Reinheit sowie großer Oberfläche und hoher
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Porosität ergibt. Das Verfahren soll insbesondere zu solchen Sinterkörpern führen, die sich als Elektroden eignen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als zur Bildung von Poren dienender Füllkörper ein bei Sintertemperatur verdampfbares feinkörniges Salz verwendet wird und die Sinterung des Metalls unter gleichzeitiger Verflüchtigung des Salzes im Vakuum durchgeführt wird.
Durch die Verwendung eines flüchtigen Salzes erübrigt sich einerseits eine Verbrennung des Füllkörpers, andererseits dient das Vakuum im Sinne einer Schutzgasatmosphäre, so daß die Verwendung eines besonderen reduzierenden Gases oder eines Inertgases entfällt. Sinterung des Metallpulver s und Verdampfung des Salzes werden im wesentlichen gleichzeitig vorgenommen, so daß die Durchführung mehrerer aufeinanderfolgender Arbeitsgänge entfällt, wie dies bei bekannten Verfahren häufig der Fall ist. Die Sintertemperatur richtet sich nach der Art des zu sinternden Metalls und kann bei Tempeidmren zwischen 300 und 12000C durchgeführt werden. Vorzugsweise wird ein Vakuum von mindestens 10 bar aufrechterhalten, wobei sich ein Vakuum von 10 bar bis 10" bar für die Verdampfung des Salzes am günstigsten erwiesen hat.
Sofern irgendwelche Reaktionen zwischen dem Salz und dem Metall nicht beabsichtigt sind, wird mit Vorteil ein mit dem Metall verträgliches Salz, insbesondere ein Halogenid verwendet. Metallhalogenide,, insbesondere Natriumchlorid können mit Erfolg eingesetzt werden.
Die Metallsinterkörper können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren neben anderen Metallen aus Kupfer, Silber, Mangan,
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Kobalt und insbesondere Eisen und Nickel sowie aus Mischungen davon hergestellt werden« Zur Herstellung von Sinterelektroden eignet sich besonders die Yerwendung von Mond-Nickel. Metallpulver und Salzpulver werden zweckmäßigerweise in im wesentlichen trockener Form miteinander vermischt und eingesetzt. Bies erlaubt einerseits eine schnelle Erhitzung der Mischung, andererseits kann insbesondere bei löslichen Salzen eineEbrngrößenveränderung durch Umkristallisierting: oder Zusammenbacken vermieden werden. Im Gegensatz. z.u vielen "bekannten Verfahren wird beim erfindtoigsg.einäSen· Verfahren die Mischung aus Metall- und Salzpulver dem Sintervorgang ohne vorherige Komprimierung unterwarf en. Sie Mischung· kann in loser Sehüttung'in die Sinterform· eingebracht werden, wobei lediglieh ein Überschuß abgestrichen wird. Sofern erwünschtr kann in an sich bekannter Weise in die Mischung aus Metall- und Salzpulver eiM Slektrodenträger eingebettet und mit eingesintert werden.
Bas SewicMsverhältnis zwischen Metall und Salz kann je nach dem ¥erwendungszweek des Sinterkörpers variiert werden, rand es liegt im· allgemeinen zwischen ca. 1rO,5 und Ti3, vorzugsweise zwischen Ii1t15 und ts5. In der Regel enthält die Mischung; einen größeren Gewiehtsanteil Salz als an Metall.
Bie !asrngr-aSe von Salzpulver und Metallpulver kann ebenfalls Je nach ¥erwendungszweok des Sinterkörpers gewählt werden* wobei in\ der Regel die Korngröße des Salzpralvers gräSer isst als die des Metallpulvers., Insbesondere wenn der Sinterkörper' als Elektrode verwendet wird p sind, ausreichend große Hohlräume und Poren zur Aufnahme der aktiven Elektrodenmasse erwünscht* Die Korngröße des Metallpulvers liegt
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vorzugsweise unter 50 /um, vorzugsweise zwischen ca. 2 und 15 /mi, und die Korngröße des Salzpulvers liegt vorzugsweise zwischen ca» 40 und 100 jemt wobei sich die einzelnen Größen und G-rößenverhältnisse auch nach der Art des Metalls und des Salzes richten. Dabei kann der Sintervorgang auch durch die Wahl des Salzes in Abhängigkeit von seinem Verdampfungspunkt beeinflußt werden. In der Segel wird das Salz iin Verhältnis zum Metall bzw. zur Metallegierung so ausgewählt» daß die Verdampfung des Salzes erst dann deutlich einsetzt, wenn der Sinter— Vorgang schon so weit fortgeschritten ist, daß das Metallgerüst eine gewisse Eigenstabilität erlangt hat. Dabei kann die Verdampfungstemperatur des Salzes auch durch die Höhe des Vakuums beeinflußt werden. Zumindest gegen Ende des Sintervorganges kann das Vakuum etwa auf einen Wert von 10 bis 1Ö~ bar erhöht und. belassen werden, wodurch eine vollständige Entfernung flüchtiger Bestandteile sichergestellt ist.
Bi e Verdampfung des Salzes wird in der Kegel durch Subli— nation erfolgen, wobei man das Salz zweckmäSigerweise an einer kühleren Stelle des verwendeten Vakuumofens wieder abscheidet. Falls erwünscht» kann das Salz erneut eingesetzt werden, wobei dann sichergestellt ist, daS unerwünschte Verunreinigungen und nicht flüchtige Bestandteile nicht im Salz enthalten sind.
Die nach dem erfindungsgemäSen. Verfahren hergestellten Sinterkörper eignen sich hervorragend als Elektroden bzw. Elektrodengerüste für Primär— und Sekunetärbatterien sowie Brennstoffzellen, als Filtereinsätze» Sehallsehluekmaterial, Absorber, Absorber für mechanische Schocks» !Träger für Opfer elektroden, für Korrosionssehtrfczanlagen u. dgl. Soll der Sinterkörper als Elektrode verwendet werden, dann wird er im Anschluß an den Sintervorgang vorzugsweise unter
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gleichzeitiger Einprägung von Gasabführungsrillen etwas verdichtet, wobei die Verdichtung von der Metallart abhängt; Eisensinterkörper können beispielsweise bis zu 100$ verdichtet werden, wobei Nickelsinterkörper nur etwa um 5 bis 20$ verdichtet werden. Mit der Nachverdiehtung findet gleichzeitig auch eine gewisse Verfestigung des Sinterkörpers statt.
Wird Nickelpulver zur Herstellung einer positiven Nickelelektrode gesintert, dann wird die Abscheidung von Nickelhydroxid in den Poren des Sinterkörpers vorzugsweise in einem galvanischen Bad vorgenommen, das 120 bis 600 g/l Nickelnitrat enthält und dessen pH-Wert durch Zugabe von Salpetersäure in einem Bereich von 1 bis 3 gehalten wird. Mit Vorteil enthält das Bad zusätzlich noch Kobaltnitrat in einer Menge von höchstend 60 g/l. Die Abscheidung des Nickelhydroxids erfolgt vorteilhafterweise bei Temperaturen von 85 bis 95°C. Die Stromdichte liegt vorzugsweise zwischen ca. 5 A/dm und 15 A/dm , wobei die zu imprägnierende Elektrode als Kathode geschaltet wird. Die hohe Konzentration an Nickelsalz, die hohe Elektrolysetemperatur und auch die hohe Stromdichte führen zu einer schnellen und wirkungsvollen Abscheidung von Nickelhydroxid, wobei Elektroden mit hoher Leistungsfähigkeit und Amperestundenkapazität erhalten werden. Die Konzentration an Nickel- und Kobaltionen wird ständig kontrolliert und kann durch Regenerierung des Bades oder auch durch die Verwendung von Opferelektroden aus Nickel innerhalb der angegebenen Grenzen·, konstant gehalten werden. Auch können die positiven Hilfselektroden zur Vermeidung einer Verunreinigung des Bades mit dreiseitig verschlossenen Taschenseparatoren umhüllt werden.
Im Anschluß an die galvanische Imprägnierung des Nickelsinterkörpers wird die erhaltene Elektrode vorzugsweise durch Tauchen in 30#ige Kalilauge bei erhöhter Temperatur neutralisiert und anschließend durch Tauchen in Ammoniumpersulfatlösung bei Raumtemperatur aktiviert.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von Beispielen in Verbindung mit den Ansprüchen.
Beispiel 1
Mond-Nickel mit einer Teilchengröße von 4 bis 7 ^um wird im Gewichtsverhältnis 1:1,5 mit fein vermahlenem Natriumchlorid vermischt, dessen Teilchengröße der Siebfraktion 42 bis 100/um entspricht. Die trockene Pulvermischung wird in eine Sinterform geeigneter Größe lose geschüttet, wobei der Überstand abgestreift wird. Die gefüllte Form wird dann in einen Vakuumofen eingebracht, der vor dem Beheizen zunächst auf ein Vakuum von 5*10~^ bar leergepumpt wird. Der Ofen wird zunächst auf 8000C gebracht, nach einer Stunde wird die Temperatur auf 1100 C erhöht und ebenfalls eine Stunde hierauf gehalten, während die Vakuumpumpe ständig weiterarbeitet. Dabei stellt sich bei ca. 10 bar ein im wesentlichen konstantes Vakuum ein. Nachdem das Salz vollständig aus der Sintermischung an eine kühle Stelle im Vakuumofen sublimiert ist, läßt man den Ofen abkühlen, worauf das Vakuum auf Normaldruck verringert wird. Der erhaltene Sinterkörper kann dann dem Ofen entnommen und in gewünschter Weise weiterbehandelt werden.
Beispiel 2
Der Sinterkörper nach Beispiel 1 wird zur Herstellung einer positiven Nickelhydroxidelektrode zunächst mit einem kombinierten Präge- und Schneidewerkzeug bearbeitet, wobei überstehende Ränder abgeschnitten werden und der Elektroden-Oberfläche ein parallel von unten nach oben verlaufendes Rillenmuster zur Erleichterung der Gasableitung aufgeprägt wird. Der Sinterkörper wird dann als Kathode in ein galvanisches Bad getaucht, das 500 g/l Ni(NO-. )2 χ 6H2O und 30 g/l Co(NO,)ρ χ 6HpO in salpetersaurer Lösung enthält.
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Der pH-Wert des Bades liegt i>ei 2.
Die Abscheidung von Nickelhydroxid wird nun laei einer Bad- temperatur von 90 C und einer Stromdichte von 10 A/dm
durchgeführt, wobei als positive Hilfselektroden Nickelplatten verwendet werden und der pH-Wert durch ständige
Zugabe von Salpetersäure aufrechterhalten wird. Die Abscheidung der aktiven Nickelhydroxidmasse erfolgt verhältnismäßig rasch. Erfahrungsgemäß sind für die Menge aktiver Masse, welche die theoretische Speicherkapazität von einer Amperestunde hat, zwei bis fünf Amperestunden an iSlektro—
lysestrommenge aufzubringen» In der Regel wird die Nickelhydroxidabscheidung während einer Zeitdauer .von 2 bis 5
Stunden durchgeführt. Nach der Abscheidung von Nickelhydroxid wird die imprägnierte Elektrode mit 30$iger Kalilauge bei einer Temperatur von 55 G neutralisiert und anschließend eine Stunde lang in zweimolarer Ammoniumpersulfatlösung bei Umgebungstemperatur aktiviert.
Beispiel 3
Feines Carbonyleisenpulver mit einer Teilchengröße von weniger als 20 /am wird im Gewichtsverhältnis 1,06:1 mit fein vermahlenem Natriumchlorid vermischt, dessen Teilchengröße der Siebfraktion 42 /um bis 100 yuni entspricht. Die trockene Pulvermischung wird in eine Sinterform geeigneter Größe
lose eingeschüttet, wobei der Überstand abgestrichen wird. Die gefüllte Form wird sodann in den Vakuumofen gebracht,
der vor dem Beheizen zunächst auf ein Vakuum von 5*10~-^ bar evakuiert wird. Sodann wird auf 80O0C aufgeheizt und bei dieser Temperatur 30 Minuten belassen, anschließend wird die
Temperatur erhöht auf 11500C und die Elektrodenkörper 30 Minuten gesintert. Das Vakuum bei dieser Temperatur liegt bei
—Λ —5
10 bis 5·IO bar. Nach dem Abkühlen wird die Elektrode
auf das Endmaß beschnitten, Gasführungsrillen eingeprägt
und in die Batterie eingebaut.
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ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

  1. A 15 9'85 - -V-
    Ansprüche
    Verfahren zur Herstellung von Metallsinterkörpern, insbesondere Batterieelektroden, bei dem mindestens ein Metallpulver oder Legierungspulver mit mindestens einem zur Bildung von Poren dienenden Füllkörper vermischt, das Gemisch unter für das Metall im wesentlichen inerten Umgebungsbedingungen auf die Sintertemperatur des Metalles gebracht und der Füllkörper unter Zurücklassung des metallischen Sinterkörpers wieder vom Metall entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllkörper ein bei Sintertemperatur verdampfbares feinkörniges Salz verwendet wird und die Sinterung des Metalls unter gleichzeitiger Verflüchtigung des Salzes im Vakuum durchgeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung je nach Art des Metalls bei Temperaturen zwischen 300 und 12000C vorgenommen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß während des Sintervorganges ein Vakuum von mindestens
    —2 —λ —6
    10 bar, vorzugsweise von 10 bis 10 bar aufrechterhalten wird.
    A. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Metall verträgliches Salz, insbesondere ein Halogenid verwendet wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Salz ein Metallhalogenid, insbesondere Natriumchlorid verwendet wird.
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    - 10 -
    ORlGiNAi,
    A 15 985 - yO -
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall Kupfer, Silber, Mangan, Kobalt und insbesondere Eisen und Nickel, sowie Mischungen davon gesintert werden.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Metall- und Salzpulver im wesentlichen in trockener Form eingesetzt wird.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Metall- und Salzpulver im wesentlichen in loser Schüttung in die Sinterform eingebracht und der Sinterung ohne vorherige Komprimierung unterworfen wird.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung aus Metall- und Salzpulver ein Elektrodenträger eingebettet und mit eingesintert wird.
    10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Metall zu Salz in der Mischung zwischen ca. 1:0,5 und 1:3, vorzugsweise zwischen 1:1,15 und 1:5 liegt.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver mit einer Korngröße bis zu 50 /am, vorzugsweise von 2 bis 15 yun;, eingesetzt wird.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salzpulver mit einer Korngröße von ca. 40 yum bis 100 μη eingesetzt v/ird.
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    A 15 .985 - ]/-
    13· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Eisensinterelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Eisenpulvers in der Mischung 2 "bis 10 /am und die Korngröße des Salzpulvers 42 Ms 100 /im beträgt.
    Ί . Verfahren' nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eisenpulver eingesetzt wird, dem ca. 1 Gew.^ Eisensulfidpulver (PeS) ■beigemischt ist.
    15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 sur Herstellung einer Nickelsinterelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Nickelpulvers ca. 2 "bis 7 pm und die Korngröße des Salzpulvers 42 bis 100 /um beträgt.
    16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Art des zu sinternden Metalls ein Salz bzw. Salzgemisch eingesetzt wird, dessen Verdampfung im wesentlichen erst nach Beginn der Sinterung des Metalls einsetzt.
    17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum in Abhängigkeit von der gewünschten Verdampfungstemperatur des Salzes eingestellt wird.
    18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum im Laufe des Sintervorganges erhöht wird.
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    A 15 985 -J^-
    19· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Herstellung von Sinterelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Sintervorgang erhaltene Sinterkörper ggf. vor einer anschließenden Imprägnierung auf 95?° bis 50$> seiner ursprünglichen Höhe mechanisch verdichtet wird, wobei vorzugsweise gleichseitig parallele Gasableitungsrillen einrrenragt werden.
    20. Verfahren zur Herstellung einer positiven Nickelsinterelektrode, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch elektrochemische Abscheidung von Nickelhydroxid auf eine als Kathode eingesetzte poröse Nickelsinterelektrode in einem galvanischen Bad, das Nickelnitrat der Formel Ni(NO,)2 χ 6H2O und ggf. Kobaltnitrat der Formel Co(NO,)ρ x 6H2O in salbetersäurer Lösung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung in den Poren der Nickelkathode in einem Bad durchgeführt wird, das 120 g/l bis 600 g/l Nickelnitrat und höchstend 60 g/l Kobaltnitrat enthält und dessen pH-Wert durch Zugabe von Salpetersäure in einem Bereich von 1 bis 3 gehalten wird.
    21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse bei Temperaturen von 85 bis 95 C, vorzugsweise von 90 bis 95 C durchgeführt wird.
    22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse bei einer Stromdichte
    OO
    von 5 A/dm bis 15 A/dm ,vorzugsweise ca. 10 A/dm durchgeführt wird.
    - 13 -
    709842/0387
    A 15 985 -
    23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad kontinuierlich
    umgewälzt und außerhalb des Badgefäßes regeneriert und filtriert wird.
    24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als positive Hilfselektroden Graphitvliese oder -platten verwendet werden.
    25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als positive Hilfselektroden Nickelplatten als Opferelektroden eingesetzt werden.
    26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß als positive Hilfselektroden aus Nickelschrott verdichtete Nickelplatten verwendet werden.
    27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven Hilfselektroden zur Vermeidung einer Verunreinigung des Badelektrolyten mit dreiseitig verschlossenen Taschenseparatoren umhüllt werden.
    28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterelektrode nach der galvanischen Imprägnierung mit Nickelhydroxid durch Tauchen in 30$ige Kalilauge von 50 bis 60 G neutralisiert und anschließend durch ca. 1-stündiges Tauchen in zweimolare Ammoniumpersulfatlösung bei Raumtemperatur aktiviert wird.
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DE2615779A 1976-04-10 1976-04-10 Verfahren zur Herstellung von gesinterten Elektrodenkörpern Expired DE2615779C3 (de)

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SE7702852A SE436980B (sv) 1976-04-10 1977-03-14 Sett att framstella sintrade batterielektroder av jern eller nickel
GB12202/77A GB1561862A (en) 1976-04-10 1977-03-23 Manufacture of sintered metal bodies
AU23809/77A AU509031B2 (en) 1976-04-10 1977-03-31 Electrode V. Daimlerbenz Aktiengesellschaft
US05/784,774 US4273582A (en) 1976-04-10 1977-04-05 Process for the manufacture of sintered metal bodies, in particular battery electrodes
JP3963177A JPS52123909A (en) 1976-04-10 1977-04-08 Process for production of metallic sintered product and battery electrode in particular
FR7710796A FR2347134A1 (fr) 1976-04-10 1977-04-08 Procede de fabrication de corps en metaux frittes notamment d'electrodes de batteries

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE443897B (sv) * 1978-03-30 1986-03-10 Jungner Ab Nife Sett for tillverkning av hogporosa nickelelektrodstommar med 90-95% porvolym for elektriska ackumulatorer
DE2826955C2 (de) * 1978-06-20 1986-10-16 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Positive Elektrode für galvanische Hochtemperaturzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
US4176021A (en) * 1978-12-27 1979-11-27 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Fabrication of alkaline batteries
DE2941765A1 (de) * 1979-10-16 1981-04-30 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren zur herstellung einer eisensinterelektrode
JPS60100370A (ja) * 1983-11-04 1985-06-04 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 多孔質カ−ボンプラスチツク電極の製造方法
JPS6145567A (ja) * 1984-08-08 1986-03-05 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 多孔性カーボンプラスチック電極の製造方法
GB8502021D0 (en) * 1985-01-26 1985-02-27 Imi Titanium Ltd Formation of porous bodies
US4863484A (en) * 1988-01-04 1989-09-05 Globe-Union Inc. Process for producing battery electrodes by electrochemical reduction
US4992233A (en) * 1988-07-15 1991-02-12 Corning Incorporated Sintering metal powders into structures without sintering aids
US4943320A (en) * 1988-12-15 1990-07-24 The Regents Of The University Of California Vapor phase redistribution in multi-component systems
US4975035A (en) * 1989-01-13 1990-12-04 Jerry Kuklinski Method of making a nickel hydroxide-containing cathode for alkaline batteries
GB2254478B (en) * 1991-03-19 1995-05-10 Chung Pak Investment Limited Batteries
US5283135A (en) * 1991-10-10 1994-02-01 University Of Chicago Electrochemical cell
US5312580A (en) * 1992-05-12 1994-05-17 Erickson Diane S Methods of manufacturing porous metal alloy fuel cell components
US5848351A (en) * 1995-04-03 1998-12-08 Mitsubishi Materials Corporation Porous metallic material having high specific surface area, method of producing the same, porous metallic plate material and electrode for alkaline secondary battery
JP3497461B2 (ja) * 2000-10-24 2004-02-16 フューチャー メタル カンパニー リミテッド 多孔性金属の製造方法
EP1362129A1 (de) * 2001-02-19 2003-11-19 IsoTis N.V. Poröse metalle und metallschichten für implantate
EP1578528A1 (de) * 2002-12-17 2005-09-28 Japan Science and Technology Agency Herstellung von porösem metall- oder metalloxidmaterial unter verwendung von dextran oder ähnlichem kohlenhydratpolymer

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE583869C (de) * 1929-02-23 1933-09-11 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer Akkumulatoren durch Druck- und bzw. oder Waermebehandlung von zweckmaessig aus Metallcarbonyl gewonnenen Metallpulvern
GB694384A (en) * 1950-01-31 1953-07-22 Basf Ag Improvements in the production of porous sintered metal bodies
FR1143502A (fr) * 1952-07-15 1957-10-02 Basf Ag électrodes poreuses en métal pour accumulateurs
FR1320812A (fr) * 1961-01-30 1963-03-15 Mond Nickel Co Ltd Perfectionnements à la production d'électrodes
AT271532B (de) * 1964-02-20 1969-06-10 Krupp Ag Huettenwerke Stahl für langzeitig unter Zugbeanspruchung stehende Bauelemente, insbesondere Spannbetonstahl
US3287166A (en) * 1965-01-27 1966-11-22 Douglas Aircraft Co Inc Battery electrode and battery, and process for preparing said electrode
NL136809C (de) * 1965-03-29
US3451810A (en) * 1967-08-01 1969-06-24 Lucas Industries Ltd Method of manufacturing oxygen electrodes by sintering ag and an ag-cd alloy
FR2031787A5 (de) * 1969-02-07 1970-11-20 Onera (Off Nat Aerospatiale)
SE360952B (de) * 1970-12-21 1973-10-08 Suab

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Publication number Publication date
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US4273582A (en) 1981-06-16
FR2347134B1 (de) 1982-07-09
AU509031B2 (en) 1980-04-17
JPS52123909A (en) 1977-10-18
DE2615779B2 (de) 1979-08-02
GB1561862A (en) 1980-03-05
SE7702852L (sv) 1977-10-11
SE436980B (sv) 1985-02-04
AU2380977A (en) 1978-10-05
FR2347134A1 (fr) 1977-11-04

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