DE2637059C2 - Verfahren zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente, insbesondere für alkalische Akkumulatoren, durch Tränken des Elektrodengerüstes mit einer Metallsalzlösung, aus der die die aktive Masse bildenden Metallverbindungen mit Lauge ausgefällt werden.

Zum Einbringen von aktiver Masse in poröse Elektrodenkörper, insbesondere in Sinterelektrodengerüste für alkalische Akkumulatoren, bedient man sich in großem Umfange des sogenannten Tränkungsverfahrens. Bei diesem Verfahren werden die Nickelsintergerüste gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur und unter Anwendung von Über- oder Unterdruck mehrfach mit den Lösungen einfacher Metallsalze getränkt, dann •getrocknet und das fixierte Metalisalz wird durch Behandlung mit starken Laugen, in die man die Elektroden eintaucht, in das entsprechende Metalloxid oder Metallhydroxid verwandelt. Die in der aktiven Masse und im Elektrodengerüst verbleibenden Anionen organischer oder anorganischer Säuren müssen unbedingt entfernt werden, da ihre Anwesenheit im Akkumulator zu Störungen führen würde. Sie werden daher nach jeder Tränkung, zumindest aber dann, wenn die erforderliche Menge an aktiver Masse in das Elektrodengerüst eingebracht worden ist, möglichst dadurch entfernt, daß ein langwieriges Auswaschen mit Wasser angeschlossen wird.

Üblicherweise werden bei der Herstellung eines Nickel/Cadmium-Akkumulators als Metallsalzlösungen für die Behandlung der Sinterelektrodengerüste Cadmiumnitrat- oder Nickelnitratlösungen verwendet. Anschließend erfolgt eine Fällung mit insbesondere NaOH und ein Waschvorgang sowie eine erneute Trocknung. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt und zwar bis zu 7mal je nach Bestimmungsart der hergestellten Elektrode. Mit der Zeit steigt dabei die Nitratkonzentration in der Fällauge bzw. die NaNCb-Konzentration in der NaOH-Lösung. Dies bringt einen ständig wechselnden Gehalt an NaNOj und damit Metallnitrat im Fällprodukt mit sich.

In der Praxis wird die Fällauge dann gewechselt, wenn etwa 50% der eingesetzten NaOH durch Bildung von NaNOj verbraucht ist, obwohl es im Interesse eines geringen Chemikalienverbrauches wünschenswerter wäre, die Fällauge bis zu höheren Konzentrationen an Nitratanteilen zu benutzen.
Dem steht jedoch entgegen, daß die Qualität der Elektroden.- durch einen hohen Nitratanteil stark verschlechtert wird, so daß im Interesse eines qualitativ hochwertigen Endproduktes ein geringer Nitratanteil vorhanden sein muß.

Die Beseitigung eines hohen Nitratanteils nach den letzten Tränkungsvorgängen durch Waschvorgänge ist außerordentlich zeitaufwendig und teuer, so daß auch aus diesem Grunde in der die Imprägnieranlage verlassenden Elektrode nur ein geringer Nitratanteil vorhanden sein soll.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln, welches bei einem mehrstufigen Imprägnierverfahren der obengenannten Art eine be^ere Ausnutzung der Fällauge und eine geringere Verunreinigung der Elektroden mit Nitraten mit sich bringt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einbringung der Metallsalzlösungen und die Fällung in mehreren Stufen erfolgt, in denen die Fällauge im Gegenstrom zu den zu imprägnierenden Elektroden geführt wird.

Dadurch, daß die Fällauge in den nacheinander ablaufenden Imprägnierstufen im Gegenstrom zu den zu imprägnierenden Elektroden geführt wird, wird erreicht, daß der größere Teil der Fällung mit bereits verunreinigter Fällauge erfolgt Das fast fertig imprägnierte Material kann jedoch durch Verweilen innerhalb einer reinen Fällauge bzw. NaOH-Lösung sein eingebautes Nitrat abgeben. Diese Führung der Fällauge im Gegenstrom kann sowohl zwei- als auch mehrstufig ausgeführt werden und es wird dadurch eine Elektrode mit sehr geringem Nitratgehalt, d. h. gleichmäßiger Qualität bei maximaler Ausnutzung der eingesetzten Fällauge erreicht.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Beispiels näher erläutert:

Wird beispielsweise die Imprägnierung des Sintergerüstes in sechs Stufen vorgenommen, in denen jeweils eine gewisse Menge Nickelnitrat in das Gerüst eingebracht wird, so kann in den beiden letzten Stufen die Fällung beispielsweise mit 11 η NaOH, d. h. sehr reiner Natronlauge, erfolgen, während dann in der 3. und 4. Stufe die bereits verwendete Natronlauge, d. h. eine etwa 6 η NaOH, verwendet wird, wobei der Rest bereits NaNO₃ aus der Fällung ist. In der 1. und 2. Stufe wird dann dementsprechend eine etwa 2 η NaOH verwendet, wobei der Rest dann ebenfalls NaNOj ist. Die Fällungen erfolgen jeweils bei einer Laugentempeiratur von ca. 80°C und die Verweilzeit beträgt jeweils etwa 15 Minuten. Insbesondere wenn ein Sintergerüstelektrodenband kontinuierlich durch die Imprägnier- und Fällösungen geführt wird, so kann bei einer Bewegung der Fällösung gegen das Elektrodenband innerhalb der obengenannten Verweilzeit eine vollständige Umsetzung des Nickelnitrats zum gewünschten Nickelhydroxid erreicht werden, obwohl nach den Fällungen in der 1.

und 2. Stufe beispielsweise noch ein gewisser Nitratgehalt im Elektrodengerüst verbleibt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente, insbesondere für alkalische Akkumulatoren, durch Tränken des Elektrodengerüstes mit einer Metallsalzlösung, aus der die die aktive Masse bildenden Metallverbindungen mit Lauge ausgefällt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung der Metallsalzlösungen und die Fällung in mehreren Stufen erfolgt, in denen die Fällauge im Gegenstrom zu den zu imprägnierenden Elektroden geführt wird.