DE2738216C3 - Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Nickelektrode - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer gepreßten NickelektrodeInfo
- Publication number
- DE2738216C3 DE2738216C3 DE2738216A DE2738216A DE2738216C3 DE 2738216 C3 DE2738216 C3 DE 2738216C3 DE 2738216 A DE2738216 A DE 2738216A DE 2738216 A DE2738216 A DE 2738216A DE 2738216 C3 DE2738216 C3 DE 2738216C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nio
- nickel
- electrode
- cobalt
- pressed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 150000001869 cobalt compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 9
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005855 NiOx Inorganic materials 0.000 description 2
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical class [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 2
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021543 Nickel dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002276 dielectric drying Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical group FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JRUBGUVYQMKOMK-UHFFFAOYSA-N nickel(2+) diazide Chemical compound [Ni+2].[N-]=[N+]=[N-].[N-]=[N+]=[N-] JRUBGUVYQMKOMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPLJNQFXJUCRNH-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);dibromide Chemical compound [Ni+2].[Br-].[Br-] IPLJNQFXJUCRNH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N potassium hypochlorite Chemical compound [K+].Cl[O-] SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Nickelelektrode gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie des Anspruches 3.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-Patentschrift 25 129 bekannt.
Dabei wird die Nickelelektrode über 6 bis 18 Stunden bei einer Temperatur vcn etwa 60 bis 650C getrocknet.
Bei diesen Temperaturen und diesem Zeitbereich können sich keine befriedigenden Entladungskapazitäten
ergeben.
Aus der französischen Patentschrift 9 82 910 ist ein Herstellungsverfahren für eine Aktivmasse für Elektroden
bekannt, bei dem die Aktivmasse bei 150°C getrocknet werden soll. Das wesentliche Merkmal der
dort verwendeten Aktivmasse aus Nickelhydroxid ist allerdings der Zusatz von Graphit. Dadurch soll nicht
nur die elektrische Leitfähigkeit bewirkt werden, sondern auch eine optimale Kapazität erzielt werden.
In der deutschen Patentschrift 9 12 353 wird die dielektrische Erwärmung von positiven Aktivmassen für
alkalische Batterien, insbesondere Nickelhydroxid, beschrieben.
Es soll dabei eine dielektrische Trocknung im Kondensatorfeld bei gleichzeitiger kontinuierlicher
Beschickung mit dem zu trocknenden Gut erzielt werden.
ic Gepreßte Nickelelektroden wurden bisher hergestellt,
indem man ein Gemisch aus aktivem Elektrodenmaterial und Bindemittel sowie gewünschtenfalls
anderen Elektrodenbestandteilen, wie leitenden Streckmitteln, in die Öffnungen eines mit Löchern versehenen
Stromsammlers preßte. Das aktive Elektrodenmaterial kann NiO*, d. h. ein Berthollid, sein, wobei χ keine ganze
Zahl ist. Ein besonders wertvolles NiO* enthält etwa 55 Gew.-% Nickel, wobei χ einen Wert zwischen 1,65 und
1,8 hat Es ist auch bereits bekannt, daß man dadurch eine Verbesserung erzielen kann, indem man zusammen
mit NiO* eine kobalthaltige Verbindung verwendet. Die kobalthaltige Verbindung kann beispielsweise Kobalthydroxid
(Co(OH)2) oder CoO*. das dem NiO* analog ist,
sein.
Solche Elektroden arbeiten zufriedenstellend in Zellen wie Nickel/Eisen-, Nickel/Zink-, Nickel/Wasserstoff-
und Nickel/Cadmium-Zellen. Die Zellen müssen
jedoch »formiert« werden, indem man sie wiederholt Lade-/Entlade-Zyklen unterwirft, damit die theoretische
Kapazität der Zelle zu einem möglichst großem Prozentsatz erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw.
des Anspruchs 3 so auszubilden, daß die Entladekapazitat erhöht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 3 gelöst.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den auf diese Ansprüche 1 und 3 zurückbezogenen Unteran-Sprüchen
dargestellt.
Gemäß dem Erfindungsgegenstand wird das NiO*
entweder vor oder nach dem Einbringen in die Nickelelektrode für eine Zeit zwischen 15 Minuten und
2 Stunden auf eine Temperatur zwischen 125°C und
■»5 175° C erhitzt.
Es zeigte sich überraschenderweise, daß Elektroden,
bei denen das verwendete NiO, auf diese Weise behandelt wurde, bei den Umgebungsbedingungen eine
erheblich höhere Entladekapazität als in üblicherweise behandelte Nickelelektroden haben.
Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn das eingesetzte Berthollid NiO* etwa 55 Gew.-% Nickel
enthält und χ einen Wert zwischen etwa 1,65 und etwa 1,8 hat.
Nach einer anderen Lösung der Erfindung wird dem Gemisch eine Kobaltverbindung in Form des Berthollids
CoO* oder Co(OH)2 beigemischt, das NiO* wird hier für eine Zeit zwischen 15 Minuten und 2 Stunden auf
eine Temperatur zwischen 125° C und 175° C erhitzt,
ohne im Falle einer Kobaltverbindung in Form von Co(OH)2 dieses zu zersetzen, und wobei die Erhitzung
des NiO* entweder vor dem Vermischen mit der kobalthaltigen Verbindung oder im Falle von CoO, nach
dem Vermischen mit der kobalthaltigen Verbindung erfolgt.
Zweckmäßigerweise beträgt das eingesetzte NiO, auch in diesem Falle etwa 55 Gew.-%, wobei χ einen
Wert zwischen etwa 1,65 und etwa 1,8 aufweist.
In der einzigen Figur ist die Abhängigkeit der Entladekapazität von der Erhitzungstemperatur bei
unterschiedlichen sonstigen Versuchsbedingungen, insbesondere die NiOx-Verwertung in Prozent der
theoretischen Kapazität zur Erhitzungstemperatur aufgetragea Aus dieser Aufzeichnung gehen klar die
Vorteile eines Verfahrens unter Verwendung der Erfindung gegenüber bisher bekannten Verfahren
hervor.
Die gepreßte Nickelelektrode gemäß der ErfinGung wird hergestellt indem man ein aktives Elektrodenmaterial
in der Form eines Gemisches in die öffnungen eines mit Löchern versehenen Stromsammlers von
geringem Gewicht preßt Das Gemisch enthält wenigstens das aktive Elektrodenmaterial und ein Bindemittel, '5
um das aktive Material bei den zur Herstellung der Elektrode angewandten Drücken an den Stromsammler
zu binden. Außerdem können noch beispielsweise leitende Streckmittel und Porenbildner in das Gemisch
eingebracht werden.
Das aktive Elektrodenmaterial ist NiO, zusammen mit einer kobalthaltigen Verbindung. Die kobalthaltige
Verbindung kann beispielsweise Co(OH)2 oder CoOx
sein. Diese Materialien können mit einem Bindemittel, wie Polytetrafluoräthylen, vermischt werden.
Das NiO, wird in bekannter Weise durch chemische Oxydation eines nickelhaltigen Salzes in alkalischen
Medien hergestellt Das nickelhaltige Salz kann Nickelnitrat (Ni(NO3J2), Nickelsulfat (NiSO4), Nickelchlorid
(NiCl2) oder Nickelbromid (NiBr2) sein.
Das bevorzugte Oxydationsmittel ist Natrium-pochlorit;
jedoch können auch andere Oxydationsmittel, wie Kaliumhypochlorit und gasförmiges Brom, verwendet
werden.
Das alkalische Medium wird durch Auflösen einer starken Base in Wasser hergestellt. Hierfür können
verschiedene starke Basen, wie Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid und Natriumhydroxid verwendet werden.
Vorzugsweise wird eine Kombination von Natrium- und Lithiumhydroxid verwendet.
Wenn als kobalthaltige Verbindung CoO, verwendet wird, so wird es in praktisch der gleichen Weise wie das
NiOx aus seinen entsprechenden Salzen, beispielsweise Kobalt(II)nitrat hergestellt
Statt daß man das NiOx und das CoO, getrennt
voneinander herstellt können, wenn diese Verbindungen zusammen verwendet werden sollen, auch Salze
dieser Verbindungen zusammen chemisch oxydiert werden und das NiOx und das CoO, zusammen als
schwarzes Pulver, in dem das CoO1 verhältnismäßig 5"
gleichmäßig in dem NiOx dispergiert ist, ausgefällt werden.
Um das NiOx herzustellen, wird zunächst eine Lösung
eines Nickel(II)salzes hergestellt. Diese Lösung wird hergestellt indem man das Nickelsalz in Wasser löst, so
daß die Lösung etwa 0,17 bis 2 molar ist.
Eine wäßrig-alkalische Lösung des Oxydationsmittels wird unter Verwendung der oben beschriebenen
Verbindungen hergestellt indem man die Konzentrationen von Base und Oxydationsmittel so einstellt, daß die 6U
Lösung etwa 2 bis 6,5 molar an der Base und etwa 0,34 bis 1 molar an dem Oxydationsmittel ist.
Konzentrationen und Mengen der beiden getrennt hergestellten Lösungen von Nickelsalz, Oxydationsmittel
und Base werden im Rahmen der obigen Konzentrationsbereiche so gewählt, daß durch Vermischen
der beiden Lösungen eine Lösung erhalten wird, in der vorzugsweise das Molverhältnis Nickelsaz zu
Oxydationsmittel zwischen etwa 1 :2 und etwa 1 :8 und
das Molverhältnis Nickelsalz zu Base zwischen etwa 1 :1 und etwa 1 :150 liegt
Nachdem die Lösung des Nickel(ll)salzes und die
Lösung von Oxydationsmittel und Base hergestellt sind, werden sie miteinander vereinigt indem man die
Nickelsalzlösung langsam unter Rühren, vorzugsweise in einer Zeit von etwa 1 Stunde, zu der Lösung von
Oxydationsmittel und Base zugibt Das dabei ausgefällte NiO1 wird abgetrennt, gewaschen und bei etwa 40 bis
50° C getrocknet
Das CoO, kann in praktisch der gleichen Weise hergestellt werden wie das NiO,, wobei die gleichen
Konzentrationsbereiche und Verhältnisse angewandt werden. Vorzugsweise wird jedoch das CoO, zusammmc-n
mit dem NiO, gefällt indem man der Nickelsalzlösung ein lösliches Kobaltsalz in solchem Verhältnis, daß
das Gewichtsverhältnis Ni : Co in dem gefällten Pulver vorzugsweise zwischen etwa 9 :1 und etwa 9,8 :0,2 liegt,
zusetzt
Um die gepreßte Nickelelektrode herzustellen, wird das NiO, mit einer kobalthaltigen Verbindung, wie
Co(OH)2 oder CoO, in einem solchen Mengenverhältnis, daß das Verhältnis Ni zu Co vorzugsweise zwischen
etwa 9 :1 und etwa 9,8 :0,2 liegt, vereinigt Diese Materialien werden dann mit einem geeigneten
Bindemitte1, wie Polytetrafluoräthylen, und gegebenenfalls weiteren Komponenten für eine Nickelelektrode,
wie Graphit, vermischt, um die innere Leitfähigkeit der Elektrode zu verbessern.
Das erhaltene Gemisch von aktivem Elektrodenmaterial und Bindemittel wird in die öffnungen eines mit
Löchern versehenen Stromsammlers, beispielsweise einer Folie aus expandiertem Nickel, unter Anwendung
von Drücken in der Größenordnung von 560 bis 1400 bar gepreßt.
Gemäß der Erfindung wird das in der Nickelelektrode verwendete NiO, für eine Zeit von wenigstens 15
Minuten und vorzugsweise 2 Stunden auf eine Temperatur in dem Bereich von 125 bis etwa 175° C
erhitzt. Es wurde gefunden, daß etwa die gleichen Verbesserungen erzielt werden, wenn das NiO, für
beträchtlich längere Zeit erhitzt wird. Beispielsweise wurden Tests durchgeführt, bei denen das NiO, einmal
für 2 Stundeti und ein anderes Mal für 66 Stunden eriiitzt
wurde. In beiden Fällen wurden die gleichen Ergebnisse erzielt. Mit Hinblick auf diese Tests erfolgt das Erhitzen
des NiO, natürlich vorzugsweise für die kürzeste Zeit, die erforderlich ist, um die Verbesserung zu erzielen.
Das NiO, kann dem Erhitzen entweder bevor es in die Elektrode eingebracht wird, oder nachdem es in die
Elektrode eingebracht ist, unterworfen werden, oder es kann sowohl vor als auch nach seiner Einbringung in die
Elektrode erhitzt werden. Wenn jedocii das Kobalt nicht in der Form von CoO,, sondern beispielsweise als
Co(OH)2 anwesend ist, muß das NiO, erhitzt werden, bevor es mit dem Co(OH)2 vermischt wird, da das
Co(OH)2 sich in einem Temperaturbereich von 125 bis 175°C zersetzt und dadurch die Eigenschaften der
Nickelelektrode beeinträchtigt.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.
Zwei Sätze von Nickel/Kobalt-Elektroden wurden wie folgt hergestellt. Der erste Satz wurde mit einem
Gemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: 81 Gew.-% NiO,, 7 Gew.-% Co(OH)2, 5 Gew.-%
Graphit, 5 Gew.-% Nickelflocke, 2 Gew.-% Polytetra-
fluoräthylen. Der zweite Satz wurde mit einem Gemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: 79
Gew.-°/o NiOx, 9 Gew.-°/o CoO, (zusammen gefällt aus
wäßrigem LiOH (0,49 molar) und NaOH (2,5 molar), die anfänglich 1,4 molar an Nickelnitrat und 0,16 molar an
Kobaltnitrat war, zusammen mit 1 m Natriumhypochlorit), 5 Gew.-0. Graphit, 5 Gew.-% Nickelflocke, 2
Gew.-% Polytetrafluoräthylen. In jedem Fall wurde das Gemisch auf einen Stromsammler aus expandiertem
Metall aufgebracht und mit diesem bei einem Druck von etwa 840 bar zu einer Elektrode verpreßt.
Bevor die Elektrode in einer Zelle verwendet wurde, wurde sie in einem Ofen 2 Stunden bei einer
vorbestimmten Temperatur gehalten. Einige Elektroden wurden auf 5O0C, andere auf 750C usw. bis zu 200° C
erhitzt, wie in der Zeichnung gezeigt. Nach der Wärmebehandlung wurden die Elektroden auf Raumtemperatur
gekühlt und dann zusammen mit festen Nickelelektroden als Gegenelektroden und einem
wäßrigen NaOH/LiOH-Elektrolyten zu einzelnen Zellen
zusammengefügt und dann Entiade/Lade-Zyklen unterworfen.
Da das NiO, und in viel geringerem Ausmaß auch das kobalthaltige Material eine elektrochemische Eigenkapazität
haben, wurden die Zellen zunächst bis zu 0,55 V, gemessen gegen eine Cadmiumbezugselektrode, entladen,
bevor sie elektrochemisch aufgeladen wurden.
Die Entladekapazität des chemisch oxydierten NiO1/
Co(OH)2 bzw. NiO»/CoO» während dieser anfänglichen
Entladung ist in der Zeichnung als Kurve A gezeigt. Kurven Sund Cveranschaulichen die Entladekapazität
der elektrochemisch oxydierten NiO,/Co(0H)2- bzw. NiOr/CoOr-Elektroden nach dem ersten elektrochemischen
Aufladen der Zellen. Kurve A zeigt, daß die Entladekapazität während der Anfangsentladung des
chemisch oxydierten NiO1 in dem Bereich von 125 bis 175°C ein Maximum erreicht. Kurve Bfür die Entladung
von Zellen mit dem elektrochemisch oxydierten NiO2 + Co(OH)2 zeigt eine Diskontinuität bei 125°C,die
auf die Zersetzung des Co(OH)2 zurückzuführen ist, und ein Maximum der Kapazität in dem Bereich von 150 bis
1750C (gestrichelter Teil der Kurve). Obwohl eine Verbesserung der Nickelelektrode schon bei einer
Wärmebehandlung in dem Temperaturbereich zwischen 25 und 1250C erzielt wird, ist der Temperaturbereich
zwischen 125 bis 175°C bevorzugt, weil das
Maximum der Elektrodenkapazität bei Abwesenheit des instabilen Co(OH)2 durch Erhitzen in diesen Bereich
ίο erzielt wird. Dies ist der Kurve Czu entnehmen, die die
Kapazität der NiO, + CoO,-Elektroden bei Erhitzen bis
zu 150°C veranschaulicht Das CoO, ist gegen eine thermische Zersetzung bei diesen Temperaturen stabil,
so daß die optimale Kapazität durch Erhitzen in den Temperaturbereich von 125 bis 175° C erreicht werden
kann.
Ergebnisse gleich den in der Zeichnung veranschaulichten werden erhalten, wenn das NiO, oder das
NiO,+ CoO, in dem bevorzugten Temperaturbereich erhitzt und dann bei Raumtemperatur aufbewahrt
werden, bevor man die Gemische für die Elektroden herstellt. Es wurde gefunden, daß die Anfangsentladung
des chemisch oxydierten Materials sich mit der Dauer dieser Trockenlagerung verschlechtert, daß jedoch die
Verbesserung der Kapazität der Nickelelektrode durch die Wärmebehandlung nach der Anfangsentladung
erhalten bleibt.
Der durch die Verwendung eines NiO», das auf eine Temperatur in dem Bereich von 125 bis 175°C erhitzt
ist, erbrachte Vorteil wird durch einen Vergleich desjenigen Teiles der Kurven A, B und C, die diesem
Temperaturbereich entsprechen, mit den Ordinatenabschnitten (250C) der gleichen Kurven, die die Verwertung
des nicht derart erhitzten NiO, zeigen, deutlich. In
jedem Fall ist erkennbar, daß durch das Erhitzen des NiO, die Kapazität sowohl des chemisch als auch des
elektronisch oxydierten NiO» beträchtlich verbessert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Nickelelektrode aus einem Gemisch des Berthollids
NiOx als aktives Elektrodenmaterial, einem Bindemittel dafür und einem Stromkollektor, wobei die
Mischung in den Stromkollektor gepreßt und einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das NiO,
a) entweder vor oder nach dem Einbringen in die Nickelelektrode
b) für eine Zeit zwischen 15 Minuten und 2 Stunden
c) auf eine Temperatur zwischen 125° C und 175° C
erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Berthollid NiO1 etwa
55 Gew.-% Nickel enthält und χ einen Wert zwischen etwa 1,65 und etwa 1,8 hat.
3. Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Nickelelektrode aus einem Gemisch des Berthollids
NiO* als aktives Elektrodenmaterial, einem Bindemittel dafür und einem Stromkollektor, wobei die
Mischung in den Stromkollektor gepreßt und einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
a) dem Gemisch eine Kobaltverbindung in Form des Berthollids CoO1 oder Co(OH)2 beigemischt
wird,
b) daß das NiO* für eine Zeit zwischen 15 Minuten und 2 Stunden
c) auf eine Temperatur zwischen 125° C und 175° C
erhitzt wird,
d) ohne im Falle einer Kobaltverbindung in Form von Co(OH)2 dieses zu zersetzen,
e) und wobei die Erhitzung des NiO, entweder vor dem Vermischen mit der kobalthaltigen Verbindung
oder im Falle von CoO* nach dem Vermischen mit der kobalthaltigen Verbindung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte NiO* etwa 55 Gew.-%
Nickel enthält und χ einen Wert zwischen 1,65 und 1,8 hat.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/717,859 US4063576A (en) | 1976-08-26 | 1976-08-26 | Heat treatment of NiOx utilized in pressed nickel electrodes |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2738216A1 DE2738216A1 (de) | 1978-03-02 |
| DE2738216B2 DE2738216B2 (de) | 1981-04-30 |
| DE2738216C3 true DE2738216C3 (de) | 1982-01-14 |
Family
ID=24883781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2738216A Expired DE2738216C3 (de) | 1976-08-26 | 1977-08-24 | Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Nickelektrode |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4063576A (de) |
| JP (1) | JPS5344844A (de) |
| AR (1) | AR216482A1 (de) |
| AU (1) | AU506075B2 (de) |
| BR (1) | BR7705661A (de) |
| CA (1) | CA1070378A (de) |
| DE (1) | DE2738216C3 (de) |
| FR (1) | FR2363203A1 (de) |
| GB (1) | GB1537010A (de) |
| IL (1) | IL52816A (de) |
| IN (1) | IN144368B (de) |
| IT (1) | IT1079937B (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163324A (en) * | 1978-06-15 | 1979-12-25 | Yardney Electric Corp | Activated material for pressswrought nickel electrode |
| EP0028072B1 (de) * | 1979-10-03 | 1984-08-01 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Nickelelektrode, Verfahren zur Herstellung der Nickelelektrode und die Nickelelektrode verwendende elektrochemische Zelle |
| JPS5723467A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nickel positive electrode for alkaline storage battery |
| US4443526A (en) * | 1982-03-03 | 1984-04-17 | Westinghouse Electric Corp. | NiCO3 Electrode material and electrode |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE192675C (de) * | ||||
| BE456834A (de) * | 1943-07-28 | |||
| DE912353C (de) * | 1951-06-07 | 1954-05-28 | Georg Giebler | Verfahren zur Trocknung von aktiver positiver Masse fuer alkalische Batterien, insbesondere Nickel-Hydroxyd |
| US2727081A (en) * | 1952-09-08 | 1955-12-13 | Electric Storage Battery Co | Preparation of paste for storage battery plates |
| US3347706A (en) * | 1964-01-06 | 1967-10-17 | Union Carbide Corp | Galvanic battery comprising a positive active mass consisting essentially of nickelic oxide |
| US3725129A (en) * | 1972-02-14 | 1973-04-03 | Us Air Force | Method for preparing pasted nickel hydroxide electrode |
| US3888695A (en) * | 1972-07-25 | 1975-06-10 | Gen Electric | Rechargeable cell having improved cadmium negative electrode and method of producing same |
| CA989648A (en) * | 1973-02-22 | 1976-05-25 | Herbert A. Hancock | Production of porous nickel plates |
| JPS49114748A (de) * | 1973-03-09 | 1974-11-01 | ||
| JPS5242453B2 (de) * | 1973-03-10 | 1977-10-25 | ||
| JPS5513109B2 (de) * | 1974-04-17 | 1980-04-07 |
-
1976
- 1976-08-26 US US05/717,859 patent/US4063576A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-08-12 GB GB33941/77A patent/GB1537010A/en not_active Expired
- 1977-08-16 IN IN1264/CAL/77A patent/IN144368B/en unknown
- 1977-08-17 AU AU28005/77A patent/AU506075B2/en not_active Expired
- 1977-08-24 IL IL52816A patent/IL52816A/xx unknown
- 1977-08-24 DE DE2738216A patent/DE2738216C3/de not_active Expired
- 1977-08-24 IT IT50767/77A patent/IT1079937B/it active
- 1977-08-25 FR FR7725962A patent/FR2363203A1/fr active Granted
- 1977-08-25 BR BR7705661A patent/BR7705661A/pt unknown
- 1977-08-26 CA CA285,596A patent/CA1070378A/en not_active Expired
- 1977-08-26 JP JP10178677A patent/JPS5344844A/ja active Pending
- 1977-08-26 AR AR268958A patent/AR216482A1/es active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2800577A (en) | 1979-03-08 |
| JPS5344844A (en) | 1978-04-22 |
| IL52816A0 (en) | 1977-10-31 |
| IL52816A (en) | 1981-05-20 |
| DE2738216B2 (de) | 1981-04-30 |
| FR2363203B1 (de) | 1981-01-09 |
| BR7705661A (pt) | 1978-06-27 |
| AU506075B2 (en) | 1979-12-13 |
| DE2738216A1 (de) | 1978-03-02 |
| CA1070378A (en) | 1980-01-22 |
| IN144368B (de) | 1978-04-29 |
| AR216482A1 (es) | 1979-12-28 |
| IT1079937B (it) | 1985-05-13 |
| US4063576A (en) | 1977-12-20 |
| GB1537010A (en) | 1978-12-29 |
| FR2363203A1 (fr) | 1978-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2738386C3 (de) | Gepreßte Nickelelektrode für galvanische Elemente | |
| DE69633038T2 (de) | Nichtwässrige-Elektrolyt Lithium Sekundärbatterie. | |
| DE1921610C3 (de) | Elektrolytkondensator | |
| DE69730078T2 (de) | Lithiumbatterie und Verfahren zur Herstellung von positivem aktivem Elektrodenmaterial dafür | |
| DE4108805A1 (de) | Sekundaerbatterie | |
| DE4406617A1 (de) | Wasserfreie sichere Sekundärzelle | |
| DE10242911A1 (de) | Elektrodenkatalysator für Brennstoffzelle und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE2734879A1 (de) | Elektrokatalytisch wirksame substanzen, verfahren zu ihrer herstellung und daraus hergestellte katalysatoren und elektroden | |
| DE2119702A1 (de) | Katalytisch wirksame Substanzen mit Perowskitstruktur | |
| DE2738215A1 (de) | Verfahren zur herstellung von aktivem material fuer gepresste nickelelektroden | |
| DE2733691C3 (de) | Wiederaufladbare galvanische Zelle | |
| DE3047885C2 (de) | Galvanisches Element | |
| DE4019946C2 (de) | Zelle mit einer positiven Polyanilin-Elektrode | |
| DE1671873A1 (de) | Brennstoffzelle | |
| DE2502497C3 (de) | Galvanisches Element | |
| DE2738216C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Nickelektrode | |
| DE2620950C3 (de) | Eisenelektrode für galvanische Elemente | |
| DE2550541A1 (de) | Lithium-jod-zelle | |
| DE69726351T2 (de) | Lithiumeisenoxid und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2309239A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bornitrid-filzes | |
| DE2835976A1 (de) | Organische elektrolyt-zelle | |
| DE2731063B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer positiven Kobalt-Elektrode für alkalische Akkumulatoren | |
| DE2546677A1 (de) | Verfahren zur herstellung von cadmiumelektroden fuer nickel-cadmium-batterien | |
| DE2659337B2 (de) | Elektrode für eine Primär-, Sekundär- oder Brennstoffzelle, deren elektrochemisch aktiver Teil aus einer hydridbildenden intermetallischen Verbindung besteht | |
| DE2737799C3 (de) | Gepreßte Nickelelektrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |