DE2756355A1

DE2756355A1 - Wartungsfreie starterbatterie fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2756355A1
Application number: DE19772756355
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ziegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-12-17
Filing date: 1977-12-17
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2756355C2

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Starterbatterie nach der Gattung des Hauptanspruchs. Für nicht wartungsfreie Starterbatterien der heute gebräuchlichen Art werden bei den Plattengittern Bleilegierungen eingesetzt, die zwischen 6 und 12 Gew.-% Antimon enthalten. Diese sogenannten Hartbleilegierungen sind mechanisch so stabil, daß sie den in einem Kraftfahrzeug auftretenden Beanspruchungen standhalten. Der Nachteil der Verwendung des Antimons liegt jedoch in der Tatsache begründet, daß das Antimon langsam aus dem Gitter herausgelöst wird und dann in den elektrochemischen Reaktionsablauf der Batterie eingreift, indem das gelöste Antimonsulfat an der negativen Platte zu elementarem Antimon reduziert wird unter gleichzeitiger Bildung einer äquivalenten Menge Bleisulfat. Das gebildete Antimon gibt nun aufgrund seiner gegenüber Blei geringeren Überspannung Anlaß zu einer Wasserstoffentwicklung unter Bildung weiteren Bleisulfats. Ist Wasserstoff vorhanden, so kommt es zusammen mit dem fein verteilten, aktiven Antimonmetall gegen Ende des Ladevorgangs bzw. beim Verladen zur Bildung von Antimonwasserstoff SbH Die Folge dieser bekannten Vorgänge ist die sogenannte Selbstentladung der Batterie, d.h.
ein Kapazitätsverlust ohne Stromentnahme, wodurch die Lebensdauer der Batterie verkürzt wird. Diese Vorgänge machen eine regelmäßige Kontrolle und Wartung der Batterie erforderlich.
Die Verwendung antimonfreier Gitter wie Weichblei oder Blei-Calcium-Legierungen, wäre für die Herstellung wartungsarmer oder wartungsfreier Batterien die beste Lösung. Sie führt jedoch zu fertigungstechnischen Schwierigkeiten. Man muß daher zu einem in Bezug auf Gießfähigkeit und mechanische Eigenschaften der Legierung fertigungstechnisch noch vertretbaren maximalen Antimongehalt der Bleilegierung greifen. Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, eine wartungsarme Starterbatterie mit Plattengittern auszurüsten, die aus einer Legierung mit 2,5 bis 4,0 Gew.-% Antimon und 0, 1 bis 0,3 Gew.-% Arsen, Rest Blei besteht.
Abgesehen von der Tatsache, daß auch bei dieser Bleibatterie noch alle 15 000 bis 25 000 km eine Wartung notwendig ist, bedingt dieser Batterietyp eine spezielle Fertigungstechnologie, da sich Legierungen mit niedrigem Antimongehalt bezüglich des Gießens anders verhalten als solche mit höheren Antimongehalten, wie sie auch heute noch in nicht wartungsfreien Batterien verwendet werden. Darüber hinaus sind Gitter aus einer Bleilegierung mit niedrigem Antimongehalt an solchen Stellen der Fertigung gefährdet, an denen sie mechanisch beansprucht werden, wie dies z.B. beim Einstreichen der aktiven Masse und beim Zusammenbau der Batterie auftritt. Schließlich tritt bei Batterien mit Gittern, die aus einer Bleilegierung mit kleinen Antimongehalten hergestellt wurden, in erhöhtem Maße ein Ausfall von Plusmasse auf, der zu Frühausfällen derartiger Batterien führt.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße wartungsfreie Starterbatterie mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie beim Herstellen der Gitter fertigungstechnisch wie eine Normalbatterie hergestellt und behandelt werden kann. Sie ist insbesondere für zyklische Beanspruchungsarten geeignet, wie sie beispielsweise in Transportern mit Ladefläche, in Taxen sowie im Bus auftreten. Frühausfälle durch Plusmasseausfall werden auf ein Normalmaß reduziert. Schließlich werden die DiN-Werte voll erfüllt, die DIN-Lebensdauer, besonders bei zyklischer Beanspruchung liegt sogar deutlich höher. Überraschend ist vor allem, daß es mit der Kombination der genannten Merkmale möglich ist, die Selbstentladung, die bekanntlich bei Batterien mit Gittern mit höherem Antimongehalt ansteigt, auf ein vertretbares Maß herabzudrücken.
Dies wurde vor allem dadurch erreicht, daß der Plusmasse Stoffe zugesetzt wurden, die den Übergang des Antimons zur Minusmasse behindern, und daß bei der Minusmasse die Möglichkeit vorgesehen wurde, daß sich das Antimon leichter als SbH3 abscheiden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgefuhrten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Starterbatterie möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn auch die Minusmasse Harzsäurederivate, beispielsweise als Kolophonium und in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Gew.-% enthält.
Beschreibung der Erfindung Die Gitter der Batterien werden aus einer Bleilegierung mit 5 S Antimon und 0,2 % Arsen hergestellt. Die Plusmasse, die in an sich bekannter Weise aus den üblichen Stoffen hergestellt wird, enthält einen Zusatz von 0,1 % Kolophonium. Die Minusmasse enthält eine Schwefelsäuremenge von 0,035 g H2S04 pro g PbO, wobei der auf diese Weise entstehende Verlust an Flüssigkeit durch eine Zugabe von Wasser ausgeglichen wird. Die Minusmasse enthält darüber hinaus noch 0,5 % Lignin, 0,05 % Kolophonium und 0,2 % eines Mineralöls. Die Herstellung der Platten, die Formierung derselben und ihr Zusammenbau zu einer Batterie erfolgt in der üblichen, bekannten Weise.
Die mit derartigen Batterien durchgeführten Labor- und Fahrversuche ergaben, daß die Batterien in allen Punkten die DIN-Werte erfüllen bzw. sogar höher liegen und daß sie eine hohe Lebensdauer von mindestens 55 Monaten aufweisen, was ein Hinweis auf einen geringen Wasserverbrauch und damit auf eine geringe Selbstentladung ist.

Claims

Ansprüche 1. Wartungsfreie Starterbatterie für Kraftfahrzeuge mit negativen Bleielektroden, positiven Bleidioxidelektroden und Schwefelsäure als Elektrolyt, bei der die Plattengitter aus einer Blei-Antimon-Arsen-Legierung bestehen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) die Gitterlegierung enthält 5 Gew. -% Antimon, 0,2 Gew.-% Arsen, Rest Blei; b) die Plusmasse enthält Derivate von Harzsäuren; c) die Minusmasse enthält vor dem Einstreichen in die Gitter eine gegenüber der Plusmasse reduzierte Schwefelsäuremenge.
2. Starterbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plusmasse als Derivate von Harzsäuren, Harzsäureester, Metallresinate, Maleinat- oder Alkydharze der Harzsäuren, Phenol- modifizierte Harzsäuren, hydrierte Harzsäuren, Harzamine, Harznitrile, decarboxylierte Harzsäuren, Harzalkohole, Formaldehyd-Anlagerungsverbindungen der Harzsäuren, dehydrierte, sulfonierte oder gehärtete Harzsäuren enthält.
3. Starterbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plusmasse Derivate der Abietinsäure enthält.
4. Starterbatterie nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plusmasse Kolophonium enthält.
5. Starterbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plusmasse 0,05 bis 0,2 Gew.-% Kolophonium enthält.
6. Starterbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minusmasse vor dem Einstreichen 0,02 bis 0,05 g Schwefelsäure, berechnet als H2S04, pro g PbO enthält.
7. Starterbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minusmasse einen Spreizstoff wie Lignin enthält.
8. Starterbatterie nach Anspurch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Minusmasse 0,4 bis 0,6 Gew.-% Lignin enthält.
9. Starterbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minusmasse Harzsäurederivate enthält.
10. Starterbatterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Minusmasse 0,02 bis 1,0 Gew.-% Kolophonium enthält.
11. Starterbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Minusmasse 0,1 bis 0>3 Gew.-% eines Mineralöls enthält.
12. Starterbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 8 bis 12 g/l Lignin enthält.