DE2808433C3 - Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number
DE2808433C3
DE2808433C3 DE2808433A DE2808433A DE2808433C3 DE 2808433 C3 DE2808433 C3 DE 2808433C3 DE 2808433 A DE2808433 A DE 2808433A DE 2808433 A DE2808433 A DE 2808433A DE 2808433 C3 DE2808433 C3 DE 2808433C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
negative electrode
cell
active material
electrochemically active
positive electrode
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
Application number
DE2808433A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2808433A1 (de
DE2808433B2 (de
Inventor
Huibert Jacobus Hendrik Van Eindhoven Deutekom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL7702259A external-priority patent/NL7702259A/xx
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2808433A1 publication Critical patent/DE2808433A1/de
Publication of DE2808433B2 publication Critical patent/DE2808433B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2808433C3 publication Critical patent/DE2808433C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34—Gastight accumulators
    • H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
    • 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
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/383—Hydrogen absorbing alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphähre verschlossene elektrochemische Zelle, die in einem gegen die Atmosphäre verschlossenen Raum eine positive Elektrode, deren elektrochemisch aktives Material reversibel ein Proton und ein Elektron aufnehmen und abgeben kann, eine negative Elektrode, deren elektrochemisch aktives Material aus einer mit Wasserstoff ein Hydrid bildenden Metallkombination besteht, und eine wässerige Elektrolytlösung mit einem pH-Wert größer als 7 enthält
Die Zelle kann außerdem einen Separator enthalten,
der die Elektroden elektrisch voneinander trennt aber Ionen- und Gastransport gestattet Eine derartige Zelle wird nachstehend als »geschlossene Zelle« bezeichnet Eine derartige Zelle kann aber erwünschtenfalls mit einem Ventil versehen sein, das derart bemessen ist daß
w es bei einem vorbestimmten Druck wirksam wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer geschlossenen Zelle.
Eine wiederaufladbare geschlossene Zelle dieses Typs wird z.B. in der US-PS 38 74 928 beschrieben. Das elektrochemisch aktive Material der positiven Elektrode kann bei dieser bekannten Zelle aus Nickelhydroxid, Silberoxid oder Manganoxid bestehen, wobei im allgemeinen aus praktischen Gründen Nickelhydroxid bevorzugt wird. Das elektrochemisch aktive Material
■to der negativen Elektrode kann z. B. aus einer intermetallischen Verbindung von Lanthan und Nickel nach der Bruttoformel LaNi5 bestehen.
Es ist bekannt, daß bei hydridbildenden intermetallischen Verbindungen dieser Art sowohl Lanthan als auch Nickel teilweise durch andere Metalle ersetzt werden können; so kann z. B. Lanthan durch Calcium, Thorium, Titan, Seltene Erden und Yttrium ersetzt werden, während Nickel z. B. durch Kupfer, Chrom und Eisen ersetzt werden kann (GB-PS 14 63 248). Wenn nachste hend von LaNi5 und von diesem Material durch Substitution durch andere Metalle abgeleiteten intermetallischen Verbindungen die Rede ist, sind darunter Verbindungen zu verstehen, die im allgemeinen die Zusammensetzung LaNin aufweisen, wobei η zwischen 4,8 und 5,4 liegen kann. Damit werden Verbindungen mit CaCus-Struktur angegeben, deren Exisienzbereich LaNi; umfaßt. Unter dem Ausdruck »Existenzbereich« ist in diesem Zusammenhang ein Bereich von Konzentrationen in einer kontinuierlichen Reihe intermetalli- sehen Verbindungen zu verstehen, mit denen eine identische Struktur zu 100% mit oder ohne Wärmebehandlung erhalten werden kann. Beim Aufbau gegen die umgebende Atmosphäre verschlossener Systeme, die Hydride intermetallischer Verbindungen enthalten. muB
h'> der Wasserstoffgleichgewichtsdruck über dem Hydrid bei der Betriebstemperatur des Systems berücksichtigt werden. Dieser Gleichgewichtsdruck beträgt bei dem Hydrid von LaNU bei 200C etwa 2.5 Bar. Bei dem
Hydrid von LaNis bei 2O0C etwa 2,5 Bar, Bei dem Hydrid von LaNM Cu beträgt dieser Druck bei 2O0C nur etwa 0,7 Bar und bei dem Hydrid von LaNL(Cr bei 2O0C etwa 0,31 Bar, Die letzteren Stoffe werden, wenn die elektrochemischen Eigenschaften akzeptabel sind, bei 5 der Herstellung geschlossener wiederaufladbarer Zellen bevorzugt, weil die Umhüllung dann weniger robust zu sein braucht Die Elektrolytlösung besteht im allgemeinen aus einer wäßrigen Lösung eines oder mehrerer Alkalihydroxide, wie Lithiumhydroxid und Kaliumhy- in droxid. Der Separator kann aus (gegebenenfalls gewebten) Kunststofffasern, z. B. aus Polyamidfasern oder Polypropylenfasern, bestehen. Die Wirkung einer wiederaufladbaren elektrochemischen Zelle dieses Typs unterscheidet sich grundsätzlich von der Wirkung einer sogenannten Nickel-Cadmium-Batterie, wie aus einem Vergleich .der elektrochemischen Gesamtgleichung hervorgeht. Bei der wiederaufladbaren Zelle, auf die sich die Erfindung bezieht, weist diese Gleichung die folgende Bruttoform auf, wobei als positives Elektrodenmaterial Nickelhydroxid gewählt und die intermetallische Verbindung mit M bezeichnet wird:
Laden
Ni(OH2) + M
NiOOH + MH
(D
25
Entladen
Bei der gekannten Nickel-Cadmium-Sekundärbatterie weist diese Gleichung die folgende Form auf:
JO
2 Ni(OH)2 + Cd(OH)2
Laden
| 2 NiOOH + Cd + 2 H2O (2)
Entladen
Es ist ersichtlich, daß im ersten Falle beim Laden sowie beim Entladen nur eine Protonübertagung zwischen den Elektroden stattfindet, während die Gesamtmenge an Elektrolytlösung nahezu konstant bleibt Im zweiten Falle wird beim Laden Wasser gebildet, das beim Entladen wieder verschwindet Bei dieser Zelle müssen Maßnahmen getroffen werden, um das gebildete Wasser speichern zu können, ohne daß dadurch der Sauerstoffgastransport zwischen den Elektroden behindert wird. Dies erfordert zusätzlichen Raum. Auf Grund dieses Unterschiedes im elektrochemischen Verhalten und auch aus anderen Gründen können gegebenenfalls Maßnahmen, die an sich bei Nickel-Cadmium-Zellen bekannt sind, nicht ohne weiteres bei Zellen angewandt werden, auf die sich die Erfindung bezieht, oder es können diese Maßnahmen überflüssig sein, wie .nachstehend noch näher erläutert wird. Bei geschlossenen wiederladbaren Zellen des Typs, auf den sich die Erfindung bezieht, ist nicht nur, wie oben auseinandergesetzt wurde, der Wasserstoffgleichgewichtsdruck des Hydrids der intermetallischen Verbindung, sondern es sind auch die beim Überladen und beim Überentladen dieser Zellen auftretenden Erscheinungen von Bedeutung. Das Überladen ist in der Praxis ein Risiko, das beim Entwerfen von Zellen für wiederaufladbare Batterien berücksichtigt werden muß. Das Überentladen ist eine Erscheinung, die auftreten hi kann, wenn eine oder mehrere einer Anzahl in Reihe geschalteter Zellen z. B. in einer Batterie mit drei oder mehr Zellen infolge bei dei herstellung unvermeidlicher Kapazitätsunterschiede beim Entladen eher als die anderen Zellen völlig entladen ist, oder sind- Die Batterie liefert dann doch nach wie vor Strom. Sowohl das Überladen als auch das Überentladen können, wenn in den Zellen keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, zum Auftreten hoher Gasdrücke und gegebenenfalls zum Ausstoßen explosiver Gasgemische über ein Ventil führen. Die Zelle trocknet demzufolge aus und das Ladungsgleichgewicht der Elektroden wird gestört.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine wiederaufladbare geschlossene elektrochemische Zelle der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der Maßnahmen getroffen worden sind, um in der Zelle unter allen Umständen ein reversibles Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und dadurch das Auftreten hoher Gasdrücke beim Überladen und beim Überentladen möglichst zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Zelle der eingangs beschriebenen Art nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Menge elektrochemisch aktiven Materials der negativen Elektrode größer als die der positiven \>iktrode ist und daß im völlig entladenen Zustand der positiven Elektrode die elektrochemisch aktive Masse der negativen Elektrode, wenigstens was den Überschuß anbelangt, zu einem Teil als Hydrid (d. h. im geladenen Zustand) "'orhanden ist.
Eine derartige Zelle kann nach einem anderen Aspekt der Erfindung mittels eines Verfahrens hergestellt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sich das elektrochemisch aktive Material der posieiven Elektrode beim Einbau der Elektroden in die Zelle im entladenen Zustand befindet während das elektrochemisch aktive Material der negativen Elektrode, wenigstens was den Überschuß anbelangt, zu einem Teil als Hydrid (d. h. im geladenen Zustand) vorhanden ist, wobei die Zelle in diesem Zustand der Elektroden geschlossen wird. Nach einem anderen Verfahren werden ungeladene Elektroden in der Zelle angeordnet, wird die Zelle mit der für ein teilweises Aufladen der negativen Elektrode benötigten Wasserstoffmenge gefüllt und wird anschließend die Zelle hermetisch verschlossen. Die Zelle wird dann dadurch formiert daß sie einige Male nacheinander (z. B. fünf Maie) aufgeladen und entladen wird. Vorzugsweise wird ein derartiger Überschuß des elektrochemisch aktiven Materials an der negativen Elektrode in bezug auf die Materialmenge an der positiven Elektrode verwendet, daß die elektrochemische Kapazität der negativen Elektrode mindestens 15% größer als die elektrochemische Kapazität der positiven Elektrode ist Der maximale Überschuß ist grundsätzlich unbeschränkt, wie aus der nachstehenden Betrachtung hervorgeht Bei einer bevorzugten Ausfühningsform ist die elektrochemische Kapazität der negativen Elektrode etwa gleich dem l,5fachen der elektrochemischen Kapazität der positiven Elektrode.
Bei einer bevorzugten Ausfühningsform befindet sich, wenn die positive Elektrode völlig entladen ist, noch etwa mindestens 10% und höchstens 90% des Überschusses an Kapazität an der negativen Elektrode in der Hydridform, Dies bedeutet andererseits, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem die positive Elektrode völlig geladen ist, noch mindestens 10% des Überschusses an Kapazität an der negativen Elektrode sich im ungeladenen Zustand befindet.
Bei der Herstellung der /.eile nach der Erfindung kann z. B. die negative Elektrode, bevor sie eingebaut wird, in einen teilweise geladenen Zustand gebracht
werden. Dazu kann die negative Elektrode z. B. in einer Hilfsz.elle durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes in einen teilweise geladenen Zustand gebracht werden. In der Hilfszelle befindet sich eine inerte Elektrode, z. B. aus Platin, Kohlenstoff, rostfreiem Stahl oder Titan als positive F'lektrode. Dies ist jedoch ein umständliches Verfahren. Daher wird das oben beschriebene Verfahren bevorzugt, bei dem die Elektroclcn in der Zelle angeordnet werden und die Zelle mit einer Wasserstoffatmosphäre gefüllt wird.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an I land der Zeichnung näher erläutert. Fs zeigt
F i g. I schematisch eine Zelle nach der Erfindung während des Entladevorgangs.
I i g. 1 schematisch eine Zelle nach der Erfindung während des l.adevorgangs und
F i g. 3 schematisch im Durchschnitt eine Zelle nach der Erfindung.
In der Zelle nach der Erfindung, deren Wand schematisch mit einer gestrichelten Linie 1 dargestellt ist. befinden sich in Kontakt mit einer Elektrolytlösung, z. B. einer fünfnormalen Losung von Kaliumhydroxid in Wasser, eine positive Elektrode A. deren elektrochemisch aktives Material aus Nickelhydroxid besteht, und eine negative Elektrode Ii. deren elektrochemisch aktives Material aus l.aNi·,. LaNuCu oder LaNuCr besteht. VAc Abmessungen der Rechtecke A und Ii deuten an. wie groß die relativen Mengen an elektrochemisch aktiver Masse vind. die sich an jeder der Elektroden befindet. Der schraffierte Teil derselben gibt die Menge des aktiven Materials an. die sich im geladenen Zustand befindet. Der Effekt der erfindiingsgemäßen Maßnahme ist nun folgender:
Heim Entladen (E ig. I) fließen Elektronen über den elektrischen Leiter 2 vom der negativen Elektrode zur positiven Elektrode. An der positiven Elektrode findet eine elektrochemische Reaktion statt, die wie folgt dargestellt werden kann:
NiOOII
Il
NiIOHl,
wahrend an der negativen Elektrode eine Reaktion n ..ι·Γ.η,Ι,.ι ,1,.. «.ι.. Γ..Ι.ΤΙ ,1 .r,...o-ll! u...r.l.>n liann
I aNull,
I.aNull,
II
Wenn die positive Elektrode völlig entladen ist. d. h.. ilaß die ganze verfügbare Menge an Ni(X)H in Ni(OH).-umgewandelt ist. werden ,in der negativen Elektrode noch immer Wasserstoffionen nach der Reaktionsgleichung (4) gebildet werden können, weil sich ein Teil des aktiven Material: noch in der llydridform befindet. Wenn nun die Zelle mit anderen Zellen, die noch nicht entladen sind, in Reihe geschaltet ist. wird nach wie vor ein Strom fließen: es werden also nach wie vor in der Elektrolytlösung Protonen von der negativen Elektrode /•.ir positiven Elektrode fließen. Dabei finden Reaktionen statt, die wie folgt dygcMellt werden können: An der positiven Elektrode:
H- ■ e « 1 2 H; (5)
An der negativen Elektrode:
LaNuH1 · LaNi.H,.j - H" - e |6I
Der 3Π der positiven Elektrode gebildete Wasserstolt diffundiert zur negativen r.iektrode und reagiert mit entladenem aktivem Material, was /.. B. wie folgt dargestellt werden kann:
LaNi, + I 2H2
LaNi5II,
Dabei ist es überraschend, daß an derselben Elektrode zu gleicher Zeit Wasserstoff unter Bildung eines Hydrids aufgenommen werden kann und Protonen (Il *) gebildet werden können. Beim Laden der Zelle (F i g. 2) findet an der positiven Elektrode eine Reaktion statt, die wie folgt dargestellt werden kann:
Ni(OH)2
NiOOII t ΙΓ I c
während an der negativen Elektrode eine Reaktion stattfindet.die wie folgt dargestellt werden kann:
Zu dem Zeitpunkt, /υ dem das aktive Material an der positiven Elektrode völlig in den geladenen Zustand (NiOOH) umgesetzi ist. befindet sich ein Teil des aktiven Materials an der negativen Elektrode noch im ungeladenen Zustand. Wenn nun der Ladestrom nach wie vor fließt, finden Reaktionen statt, die wie folgt dargestellt werden können:
Λ η Ctcr positiven Elektrode wird Sauerstoffgas entw ickell:
211,0
O,
4 11' I 4 e
(101
An der negativen Elektrode wird die oben angegebene Reaktion (8) fortgesetzt. Der gebildete Sauerstoff diffundiert zu der negativen Elektrode und reagiert mit dem Hydrid unter der Bildung von Wasser: diese Reaktion kann w ic folgt dargestellt werden:
LaNuII, ' O,
EaNuII1 4 ^ 2H2O (II)
In der Praxis stellt sich heraus, daß diese Reaktion mit ρϊπργ finrnriioon (\cih\\ indickeit vor sich seht, daß die ganze angebotene .Sauerstoffmenge umgewandelt wird. In den Reaktionsgleichungen (4). (b). (7). (8) und (9) kann χ einen Wert zwischen 4 und b aufweisen.
Aus Obenstehcndcm geht hervor, daß die erfindungsgemäße Maßnahme sowohl beim Überladen als auch beim Übcrentladcn verhindert, daß hohe Gasdrücke auftreten können. Weiter stellt sich heraus, daß die erfindungsgemäße Maßnahme dauernd effektiv ist.
Andere hydridbildende intermetallische Verbinungen, die in der Zelle nach der Erfindung verwendet w erden können, sind TiNi und TiEc.
Bei der oben bereits genannten Nickcl-Cadmium-Zel-Ic ist eine sogenannte Enlladercscrvc (Oberschuß ;in aktivem Materia! an der negativen Elektrode) nach einiger Zeit völlig verbraucht. Bei dieser Zelle nimmt die elektrochemische Kapazität ab. wenn das Material der negativen Elektrode überentladcn wird.
Ein w eiterer Vorteil einer Zelle nach der Erfindung ist der. daß das elektrochemisch aktive Material der negativen Elektrode aus einem Material bestehen kann, das an sich gegen IJberentladen nicht gut beständig ist. wie LaNuCr.
Bei einer Zeile nach der Erfindung erreicht die Hvdrideiektrode. die ein derart niedriges Potential hat. daß z- B. Kupfer, das beim Sintern des Elektrodenmate-
rials verwendet werden kann, /u korrodieren anfängt.
Nim wird an I land der F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Zelle nach der Erfindung im Detail beschrieben.
Die in F i g. 3 dargestellte gegen die I .lift verschlossene Zelle ist unter Verwendung eines geeigneten Gehäuses I aus Metall, wie rostfreiem Stahl, hergestellt, das mit einem Deekel 11 mit Öffnungen versehen ist. durch die die Leiter 3 und 4 hindurchgeführt werden. Die ..eher sind mit Hilfe von Kunststoffringen 5 gegen das Metallgehäuse (1, 11) isoliert. Das Gehäuse kann auf der Außenseite z. B. einen Durchmesser von 22 mm und eine Höhe von 41 mm aufweisen. In eiern Kaum im Gehäuse sind ein Wickel einer negativen Elektrode β. eines Separators 7 und einer positiven F.lektrode 8 angebracht, während das Ganze von einer elektrisch isolierenden Kunststoffolie 9. /. H. aus Polyvinylchlorid, umgeben ist und auf einer Scheibe 10 aus elektrisch isolierendem Material, wie Polyvinylchlorid, ruht. Die negative Elektrode 6 besteht aus einer intermetallischen
i-iNÜpici vet ijrikiiirrg {! ,ttikNuC ti) ut'ttt n't
mit dem Leiter 3 verbunden. Die negative Elektrode 6 ist dadurch hergestellt, daß eine geeignete Menge LaNi4Cu. mit Kupferpulver gemischt (volumenmäßig 1:1). auf einer Nickelträgerfolie festgesintert wird. Die positive Elektrode 8 ist eine Nickelhydroxidelektrode y, vom üblichen käuflich erhältlichen gesinterten Typ. die mit dem Leiter 4 verbunden ist. Eine sechsnormale Kaliumhydroxidlösung in Wasser wird als Elektrolyt verwendet, der in dem Separator 7 absorbiert wird: der Elektrolyt steht in benetzendem Kontakt mit dem elektrochemisch aktiven Material der beiden Elektroden. Der Separator 7 besteht aus einem nichtgewebten Vlies aus Polyamidfasern (»Nylon«).
Die elektrochemische Kapazität der negativen Elektrode 6 ist gleich dem l,5fachen der elektrochemischen Kapazität der positiven Elektrode 8: letztere weist eine Kapazität von !,2Ah auf. Die Zelle wird, bevor sie gegen die Luft verschlossen wird, mit einer Menge Wasserstoffgas entsprechend 0,12Ah gefüllt; dies entspricht etwa 50 .Standardkubikzentimetern Hj-Gas. Nach wiederholtem Aufladen und Entladen (fünf Male) ist der Wasserstoff von der negativen Elektrode absorbiert, wodurch eine negative Reservekapazität gebildet wird. Der freie Gasraum in der Zelle beträgt etwa 5 cm1. Eine verschlossene Zelle dieses Typs weist eine EMK von 1.3 V auf. Die Zelle kann während langer Zeit überladen und überentladen werden, ohne daß dabei die Güte der Zelle nachteilig beeinfiuöt wird oder Gefahr von Expiosionen entsteht. Bei dieser Zelle ist es überraschend, daß keine Passivierung des negativen Elektrodenmaterial in bezug auf die Aufnahme von Wasserstoff aus der Gasphase auftritt, was normalerweise der Fall ist. wenn LaNU und davon abgeleitete Verbindungen mit Sauerstoff und Wasser bzw. Wasserdampf in Kontakt geraten. Es wird angenommen, daß dies mit der Tatsache zusammenhängt, daß die Zelle gegen die Umgebung verschlossen ist.
Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle, die in einem gegen die Atmosphäre verschlossenen Raum eine positive Elektrode, deren elektrochemisch aktives Material reversibel ein Proton und ein Elektron aufnehmen und abgeben kann, eine negative Elektrode, deren elektrochemisch aktives Material aus einer mit Wasserstoff ein Hydrid bildenden Metallkombination besteht, und eine wässerige Elektrolytlösung mit einem pH-Wert größer als 7 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge elektrochemisch aktiven Materials der negativen Elektrode größer als die der positiven Elektrode ist und daß im völlig entladenen Zustand der positiven Elektrode die elektrochemisch aktive Masse der negativen Elektrode, wenigstens was den Oberschuß anbelangt, zu einem Teil als Hydrid (d.h. im geladenen Zustand) vorhanden isL
2. Wiederaufladbare Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen elektrochemisch aktiven Materials der Elektroden derart gewählt werden, daß die elektrochemische Kapazität der negativen Elektrode mindestens 15% größer als die elektrochemische Kapazität der positiven Elektrode ist
3. Wiederaufladbare Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen elektrochemisch aktiven Materials der Elektroden derart gewählt sind, daß die elekuocherrhche Kapazität der negativen Elektrode gleich dem l,5fachen der elektrochemischen Kapazität der positiven Elektrode ist
4. Wiederaufladbare Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im völlig entladenen Zustand der positiven Elektrode mindestens 10% und höchstens 90% des Überschusses an Kapazität der negativen Elektrode sich in der Hydridform (im geladenen Zustand) befindet
5. Wiederaufladbare Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrochemisch aktive Material der negativen Elektrode aus einer intermetallischen Verbindung der Bruttoformel LaNin besteht, wobei π zwischen 4,8 und 5,4 liegt, und wobei Lanthan und Nickel teilweise durch andere Metalle substituiert sein können.
6. Verfahren zur Herstellung der wiederaufladbaren Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrochemisch aktive Material der positiven Elektrode beim Einbau der Elektroden in die Zelle im entladenen Zustand befindet und das elektrochemisch aktive Material der negativen Elektrode sich, was den Überschuß an elektrochemischer Kapazität anbelangt, zu einem Teil in der Hydridform (im geladenen Zustand) befindet, wobei die Zelle in diesem Zustand der Elektroden geschlossen wird,
7= Verfahren naeh Anspruch ö; dadurch gekennzeichnet, daß die negative Elektrode vor dem Einbau in die wiederaufladbare Zelle in einer Hilfsteile elektrisch geladen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die negitive Elektrode vor dem Einbau in die wiederaufladbare Zelle einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in ungeladenem Zustand in der Zelle angeordnet werden, die Zelle mit der für ein teilweises Umwandeln des elektrochemisch aktiver. Materials der negativen Elektrode in ein Hydrid benötigten Wasserstoffmenge gefüllt wird und danach die Zelle verschlossen und formiert wird.
DE2808433A 1977-03-03 1978-02-27 Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung Expired DE2808433C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7702259A NL7702259A (en) 1977-03-03 1977-03-03 Rechargeable enclosed electrochemical cell - with negative electrode having much more electrochemically active material than positive electrode
NLAANVRAGE7801243,A NL176893C (nl) 1977-03-03 1978-02-03 Herlaadbare, van de omringende atmosfeer afgesloten elektrochemische cel en werkwijzen voor de vervaardiging van dergelijke cellen.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2808433A1 DE2808433A1 (de) 1978-09-07
DE2808433B2 DE2808433B2 (de) 1980-07-10
DE2808433C3 true DE2808433C3 (de) 1981-06-25

Family

ID=26645299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2808433A Expired DE2808433C3 (de) 1977-03-03 1978-02-27 Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung

Country Status (11)

Country Link
JP (1) JPS53111439A (de)
AT (1) ATA143578A (de)
CA (1) CA1097734A (de)
DE (1) DE2808433C3 (de)
DK (1) DK155859C (de)
FR (1) FR2382776A1 (de)
GB (1) GB1579714A (de)
IT (1) IT1111422B (de)
NL (1) NL176893C (de)
SE (2) SE7802243L (de)
YU (1) YU49478A (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4107395A (en) * 1977-09-20 1978-08-15 Communication Satellite Corporation Overchargeable sealed metal oxide/lanthanum nickel hydride battery
ZA832570B (en) * 1982-04-28 1984-01-25 Energy Conversion Devices Inc Improved rechargeable battery and electrode used therein
JPS59181459A (ja) * 1983-03-31 1984-10-15 Toshiba Corp 金属酸化物・水素電池
JPS6119060A (ja) * 1984-07-04 1986-01-27 Sanyo Electric Co Ltd 水素吸蔵電極
US4621034A (en) * 1984-07-31 1986-11-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Sealed metal oxide-hydrogen storage cell
JPH0642374B2 (ja) * 1984-10-18 1994-06-01 三洋電機株式会社 金属−水素アルカリ蓄電池
FR2569059B1 (fr) * 1984-08-10 1992-08-07 Sanyo Electric Co Accumulateur alcalin metal/hydrogene
JPS6149375A (ja) * 1984-08-17 1986-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵電極の製造法
JPS61118963A (ja) * 1984-11-13 1986-06-06 Sharp Corp 金属酸化物―水素系アルカリ二次電池
JPS61140075A (ja) * 1984-12-12 1986-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池の製造法
JPS61168871A (ja) * 1985-01-19 1986-07-30 Sanyo Electric Co Ltd 水素吸蔵電極
JPS6332962U (de) * 1986-08-20 1988-03-03
US4716088A (en) * 1986-12-29 1987-12-29 Energy Conversion Devices, Inc. Activated rechargeable hydrogen storage electrode and method
DE3854727T2 (de) * 1987-03-25 1996-05-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gasdichte Nickel-Hydridbatterie und Verfahren zur Herstellung.
DE4029503A1 (de) * 1990-09-18 1992-03-19 Emmerich Christoph Gmbh Co Kg Gasdichter ni-hydrid-akkumulator
JPH0465663U (de) * 1990-10-11 1992-06-08
JP3025770B2 (ja) * 1994-10-24 2000-03-27 株式会社東芝 金属酸化物・水素電池
FR2797526B1 (fr) 1999-08-09 2001-10-12 Cit Alcatel Accumulateur etanche nickel-metal hydrurable
MX241166B (es) * 2001-06-29 2006-10-16 Ovonic Battery Co Bacteria de almacenamiento de hidrogeno; electrodo de niquel positivo; material activo de electrodo positivo y metodos para fabricarlos.

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU30409A1 (de) * 1949-11-22
CH495060A (de) * 1967-05-02 1970-08-15 Battelle Memorial Inst Interna Akkumulator-Elektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff und Verfahren zu deren Herstellung
CA1009301A (en) * 1970-08-03 1977-04-26 John L. Devitt Maintenance-free lead-acid sealed electrochemical cell with gas recombination
US3669744A (en) * 1971-02-25 1972-06-13 Tsenter Boris I Hermetically sealed nickel-hydrogen storage cell
IT974430B (it) * 1972-01-08 1974-06-20 Deutsche Automobilgesellsch Procedimento per la fabbricazione di elettrodi immagazzinatori di idrogeno per accumulatori elettrici
US3867199A (en) * 1972-06-05 1975-02-18 Communications Satellite Corp Nickel hydrogen cell
US3850694A (en) * 1972-11-27 1974-11-26 Communications Satellite Corp Low pressure nickel hydrogen cell
US3874928A (en) * 1973-06-29 1975-04-01 Gen Electric Hermetically sealed secondary battery with lanthanum nickel anode
FR2275898A1 (fr) * 1974-06-19 1976-01-16 Western Electric Co Dispositif de conversion d'energie chimique en energie electrique comprenant un compose des lanthanides
US3980501A (en) * 1974-06-19 1976-09-14 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Use of hydrogen-absorbing electrode in alkaline battery
NL7411045A (nl) * 1974-08-19 1976-02-23 Philips Nv Herlaadbare electrochemische cel.
DE2452064C3 (de) * 1974-11-02 1981-06-19 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulator

Also Published As

Publication number Publication date
DE2808433A1 (de) 1978-09-07
JPS615264B2 (de) 1986-02-17
DK155859B (da) 1989-05-22
ATA143578A (de) 1980-10-15
DK91578A (da) 1978-09-04
SE440712B (sv) 1985-08-12
FR2382776A1 (fr) 1978-09-29
NL7801243A (nl) 1978-09-05
YU49478A (en) 1983-01-21
SE7802243L (sv) 1978-09-04
FR2382776B1 (de) 1983-09-02
NL176893C (nl) 1985-06-17
CA1097734A (en) 1981-03-17
JPS53111439A (en) 1978-09-29
NL176893B (nl) 1985-01-16
GB1579714A (en) 1980-11-26
DK155859C (da) 1989-10-09
IT1111422B (it) 1986-01-13
IT7867419A0 (it) 1978-03-01
DE2808433B2 (de) 1980-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2808433C3 (de) Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE2535091C3 (de) Wiederaufladbare elektrochemische ZeUe
DE2838857A1 (de) Metalloxid/lanthannickelhydrid- akkumulator
DE2746652C3 (de) Abgekapselte Akkumulatorzelle
DE4143679B4 (de) Alkalische Speicherzelle
DE1596223C3 (de) Gasdichter alkalischer Kadmium-Nickel- oder Kadmium-Silber-Akkumulator, bei dem zwischen Scheider und negativer Elektrode eine elektrisch leitfähige poröse Schicht angeordnet ist
DE2452064C3 (de) Gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulator
EP2671282B1 (de) Elektrischer energiespeicher
DE60124803T2 (de) Über einen weiten Temperaturbereich stabil einsetzbare alkalische Speicherbatterie
DE2447381C3 (de) Gasdichter Akkumulator
DE1237193B (de) Akkumulator mit positiver Silber- und negativer Cadmiumelektrode
DE69532517T2 (de) Methode zur Herstellung einer Nickel-Metall-Hydridbatterie
DE2835836B2 (de) Alkalische quecksilberfreie galvanische Sekundärzelle mit einem negativen Zwischenseparator
DE1496291B2 (de) Wiederaufladbares gasdicht verschlos senes galvanisches Element mit einer elektrisch mit der positiven Elektrode verbundenen Wasserstoffionen katalysierenden Hilfs elektrode
DE1596218A1 (de) Elektrischer Akkumulator,insbesondere dichter oder halbdichter Akkumulator
EP0552441B1 (de) Gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulator in Knopfzellenform
DE2659337B2 (de) Elektrode für eine Primär-, Sekundär- oder Brennstoffzelle, deren elektrochemisch aktiver Teil aus einer hydridbildenden intermetallischen Verbindung besteht
DE1596246C3 (de) Gasdicht verschlossener Akkumulator in welchem der entstandene Wasserstoff verzehrt wird
DE1771239C3 (de) Akkumulatorelektrode mit Speichervermögen für Wasserstoff und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1496291C (de) Wiederaufladbares gasdicht verschlos senes galvanisches Element mit einer elektrisch mit der positiven Elektrode verbundenen Wasserstoffionen katalysierenden Hilfs elektrode
WO2022156983A1 (de) Verfahren zum herstellen eines elektrischen energiespeichers sowie elektrischer energiespeicher
DE4228315C2 (de) Gasdichter alkalischer Akkumulator
DE3702137A1 (de) Elektrischer akkumulator mit einer vorrichtung zur einfuehrung von wirkstoffen in den elektrolyten
DE10039464A1 (de) Nickel-Metallhydrid-Zelle
DE3026073C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PHILIPS ELECTRONICS N.V., EINDHOVEN, NL