DE2709188A1

DE2709188A1 - Bleiakkumulator

Info

Publication number: DE2709188A1
Application number: DE19772709188
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Dietz; Harald Dr Reber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1978-09-07

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Bleiakkumulator nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Bleiakkumulator bekannt (DT-AS 1 671 693), der den Mangel der unbefriedigenden Zyklenlebensdauer dadurch beseitigt hat, daß dem schwefelsauren Elektrolyten ein Zusatz an Phosphorsäure beigegeben wurde und der Elektrolyt durch Zusatz von gelbildendem Material als thixotropes Gel festgelegt wurde; das Festlegen des Elektrolyten ist deshalb erforderlich bei Bleiakkumulatoren mit Phosphorsäurezusatz, weil die Phosphorsäure in Anwesenheit von flüssigem Elektrolyten das Wachstum von Bleidendriten fördert. Diese Bleidendrlten würden auch die Separatoren durchwachsen und Kurzschlüsse verursachen.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Bleiakkumulator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil erheblich verlängerter Zyklenlebensdauer; die erfindungsgem~aße Zugabe von Lanthansulfat erlaubt sogar die Verwendung eines schwefelsauren Elektrolyten in flüssiger Form.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch bzw. im Unteranspruch 2 angegebenen Bleiakkumulators möglich; besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Blei-Calcium-Legierung für die Elektrodengitter und die Verwendung von Separatoren, welche mit einem Vlies aus Glas- oder Kunststoffasern versehen sind und damit an den positiven Elektrodenplatten anliegen.
Zeichnung Die Zeichnung enthält eine graphische Darstellung der Kapazitat in Abhängigkeit von der Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen von zwei Bleiakkumulatorenarten mit antimonfreien Gittern und flüssigem Elektrolyten; die Kurve 1 bezieht sich dabei auf einen derartigen Bleiakkumulator mit herkömmlicher positiver aktiver Masse und die Kurve 2 auf einen erfindungsgemäßen Bleiakkumulator dessen positive aktive Masse einen Zusatz von Lanthansulfat enthält.
Beschreibung der Erfindung Die positive aktive Masse wird wie üblich durch Mischen von 1000 g Bleistaub (85 % PbO, 15 % Pb), 130 ml Wasser und 92 ml Schwefelsäure der Dichte 1,4 g/cm3 hergestellt. Die sich dabei ergebende positive Masse wird in der üblichen Weise in antimonfreie Bleigitter mit einem Calcium-Gehalt von 0,07 % einpastiert und zusammen mit negativen Elektrodenplatten in Schwefelsäure der Dichte 1,05 g/cm3 in 17 Stunden forciert.
Danach erfolgt in bekannter Weise die Wässerung und Trocknung der Elektroden und anschließend der Zusammenbau zu Zellen. Als Separatoren zwischen den negativen und positiven Elektrodenplatten werden Harzpapierseparatoren mit einem Glasvliesrücken verwendet, der jeweils fest an der entsprechenden positiven Elektrodenplatte anliegt. Die Zellen werden mit Schwefelsäure der Dichte 1,28 g/cm3 gefüllt. Das Kapazitätsverhalten eines solchen Bleiakkumulators in Bezug auf die Anzahl seiner Lade-Entlade-Zyklen ist in der Kurve 1 dargestellt.
Der erfindungsgemäße Bleiakkumulator unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Bleiakkumulator nur dadurch, daß der positiven aktiven Masse zusätzlich 2,5 g Lanthansulfat hinzugefügt werden. Das entsprechende Kapazitätsverhalten eines solchen Bleiakkumulators in Bezug auf die Anzahl seiner Lade-Entlade-Zyklen ist in der Kurve 2 dargestellt.
Bei der Ermittlung der Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen wurden Bleibatterien der beiden aufgeführten Arten mit einem 6-stündigen Entladestrom so lange entladen, bis eine Entladeschlußspannung von 1,75 Volt erreicht war; die dabei gemessene Zeitspanne (Minuten) wurde dabei als Kapazitätsmaßstab des Bleiakkumulators betrachtet. Nach dem Entladen wurden die Bleiakkumulatoren mit einem 10-stündigen Ladestrom erneut geladen und wiederum wie vorstehend beschrieben entladen.
Jeweils ein Lade- und ein Entladevorgang wurde als ein Zyklus gewertet. Eine derartige Prüfung stellt eine hohe Beanspruchung der Bleiakkumulatoren dar. Als Ausfallkriterium für die Bleiakkumulatoren wurde das Absirken der in Entladezeit-Minuten gemessenen Kapazität unter 40 % der in Entiadezeit-Minuten gemessenen vollen Kapazität betrachtet.
Aus der graphischen Darstellung ersieht man, daß Bleiakkumulatoren der herkömmlichen Art (Kurve 1) bereits nach etwa 10 Lade-Entlade-Zyklen das Ausfallkriterium unterschritten, während Bleiakkumulatoren mit dem erfindungsgemäßen Lanthansulfat-Zusatz ca. 70 Lade-Entlade-Zyklen erreichten.
Der Anteil an Lanthansulfat in der aktiven positiven Masse der Bleiakkumulatoren kann erfindungsgemäß zwischen 0,05 und 1.0 Gewichtsprozenten betragen, wobei die Gewichtsproseite auf das Gewicht des Bleistaubes der positiven ~aktiven Masse bezogen sind; der bevorzugte Bereich der Lanthansulfat-Zugabe liegt Sedech zwischen 0>1 und 0>4 Gewichtsprozenten.
Es sei erwähnt> daß die überraschende Wirkung des Lanthansuifats als Zusatz zur positiven Masse von Bleiakkumulatoren auch dann von erheblichem Vorteil ist, wenn anstelle der Gitter aus einer Blei-CalciunrLegierung Gitter mit Antimongehalten bis zu 4 S Verwendung finden oder wenn anstelle von flüssige Elektrolyten sogenannter festgelegter Elektrolyt im Bleiakkumulator enthalten ist. Auch die Verwendung von Separatoren mit einem Vlies aus Glas- {oder Kunststoff-)fasern, die an den positiven Elektrodenplatten der Bleiakkumulatoren anliegen, sind nicht Bedingung für die überraschende vorteilhafte Wirkung des Lanthansulfat-Zusatzes.
L e e r s e i t e

Claims

AnsprUche Y (fyIBieiakkumulator mit antimonfreien oder antimonarmen Gittern und schwefelsaurem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß die positive aktive Masse 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent, insbesondere 0,1 bis 0,4 Gewichtsprozent Lanthansulfat enthält, wobei die Gewichtsprozente auf das Trockengewicht des Bleistaubs der positiven aktiven Masse bezogen ist.
2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwefelsaure Elektrolyt im Bleiakkumulator in flüssiger Form vorliegt.
3. Bleiakkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter aus einer Blei-Calcium-Legierung bestehen.
4. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Separatoren mit einem Vlies aus Glas- oder Kunststoffasern an den positiven Elektrodenplatten des Bleiakkumulators anliegen.