DE2822821C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem aktiven Metall beschichteten Materials für elektrochemische Generatoren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem aktiven Metall beschichteten Materials für elektrochemische GeneratorenInfo
- Publication number
- DE2822821C2 DE2822821C2 DE2822821A DE2822821A DE2822821C2 DE 2822821 C2 DE2822821 C2 DE 2822821C2 DE 2822821 A DE2822821 A DE 2822821A DE 2822821 A DE2822821 A DE 2822821A DE 2822821 C2 DE2822821 C2 DE 2822821C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrolytic
- active metal
- chamber
- main chamber
- trough
- 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
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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
- H01M4/045—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation
- H01M4/0452—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation from solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/08—Electroplating with moving electrolyte e.g. jet electroplating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
- C25D5/623—Porosity of the layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
- C25D7/0614—Strips or foils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
- C25D7/0614—Strips or foils
- C25D7/0642—Anodes
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/72—Grids
- H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
- H01M4/742—Meshes or woven material; Expanded metal perforated material
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/72—Grids
- H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
- H01M4/745—Expanded metal
-
- 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
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art und eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens. Das Verfahren dient insbesondere zur Herstellung von Cadmium-
oder Zinkkathoden für Generatoren in basischem, neutralem oder saurem Milieu.
Die Kathoden bestehen im allgemeinen aus einem Träger, auf welchen das eigentliche Kathodenmaterial
durch ein Tauchverfahren, durch Aufkleben bzw. Aufpressen
oder durch direktes elektrolytisches Beschichteil aufgetragen wird. Beim elektrolytischen Beschichten
mit Metallen kann man ganz allgemein drei Verfahrenstypen unterscheiden, nämlich erstens das xlassische
Elektroplattieren, was nur zur Bildung einer passiven Schutzschicht führt und deshalb für die Kathodenherstellung
ungeeignet ist, zweitens ein Verfahren, bei welchem neben dem Kathodenmaterial ein großer Anteil
von Ionen eines anderen Materials aufgetragen wird, was zu widerstandsfähigen Elektroden geringer Leistung
führt, und drittens ein Verfahren, bei welchem das Kathodenmaterial als pulvrige Schicht feiner Struktur
aufgetragen wird; diese Pulver sind sehr reaktionsfähig, da sie sehr fein verteilt sind. Die aufgebrachte Schicht
hat jedoch den Nachteil, daß sie schlecht haftet, heterogen und leicht zerstörbar ist, womit sie nicht zu" Herstellung
des aktiven Teils einer Elektrode geeignet ist Zur Verfestigung der pulvrigen Schicht ist es schon bekannt,
das von der pulvrigen Schicht eingehüllte Trägerband nach dem Verlassen des elektrolytischen Bades
durch einen Kalander oder dgl. hindurchzuführen, in welchem es zu einer ausreichend festen Struktur zusammengepreßt
wird (US-PS 9 48 745).
Bei derartigen fortlaufenden Verfahren besteht die Gefahr, daß sich die optimale Zusammensetzung des
elektrolytischen Bades mit der Zeit ändert.
Das rührt insbesondere daher, daß bei gegebener Spannung der Prozentsatz der sich an der zu beschichtenden
Elektrode anlagernden Ionen geringer ist als der Prozentsatz der von der positiven Elektrode abgegebenen
Ionen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
zu schaffen, mit denen die optimale Zusammensetzung des elektrolytischen Bades im Verlaufe des Herstellungsverfahrens
aufrechterhalten werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des neuen Anspruches 1 enthaltenen
Merkmale gelöst.
Dazu ist im elektrolytischen Bad eine weitere, nicht
lösliche Elektrode vorgesehen, über die ein Teil der Arbeitsspannung geleitet wird. Damit wird erreicht, daß an
der löslichen Elektrode eine geringere Spannung anliegt als an dem zu beschichtenden Band; eine Folge davon
ist, daß die an der löslichen Elektrode erzeugten Ionen mit den sich am zu beschichtenden Band ablagernden
Ionen immer im Gleichgewicht sind, so daß die Ionenkonzentration im elektrolytischen Bad konstant bleibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im elektrolytischen Bad eine laminare Strömung
aufrechterhalten wird. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß infolge von Staus oder Turbulenzen
strömungsbedingte, örtliche Ionenkonzentrationen entstehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird dem elektrolytischen Bad Wasser in einer Menge von etwa
0,33 Gramm pro Amperestunde des über die weitere Elektrode fließenden Stromes zugeführt und damit der
an dieser entstehende Wasserverlust ausgeglichen, so daß auch hierdurch ein Gleichbleiben der Ionenkonzentration
gefördert wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 5 vorgeschlagen.
Das metallene Trägerband durchläuft das elektrolytische Bad, dessen Ionenkonzentration auch
über längere Verfahrensdauer konstant bleibt, so daß sich auch die Eigenschaft des aufgetragenen Kathodenmaterials
nicht ändert und damit auch die Kalandereinstellung unverändert bleiben kann. Das erfindungsgemäße
Verfahren sowie die Einrichtung zur Durchführung desselben ermöglicht deshalb die Herstellung von
Kathoden hoher Qualität mit geringen Toleranzabweichungen. Das Kathodenmaterial kann mit einer Stärke
von weniger als einem Millimeter hergestellt werden und faradaysche Kapazitäten bis zu 100 Milliamperestunden
pro Quadratzentimeter besitzen.
:o Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus den Ansprüchen, der Zeichnung und der Zeichnungsbeschreibung. Diese zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer perspektivischen, halbschematischen und teilweise aufgebrochenen Darstellung.
Gemäß der Figur weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen elektrolytischen Trog 1 mit vier Kammern
auf, d. h. einer Beschichtungskammer 2 zum elektrolytischen Aufbringen des aktiven Elektrodenmaterials,
einer Einlauf- oder Nachfüllkammer 3, einer Auslauf-
oder Überlaufkammer 4 und einer in ihren Abmessungen wesentlich kleineren Eintrittskammer 5. Die Beschichtungskammer
2 steht mit der Einlaufkammer 3 über zahlreiche Löcher 6 in Verbindung, die in den Boden
7 der Beschichtungskammer 2 gebohrt sind. Mit der Auslaufkammer 4 steht die Beschichtungskammer 2
durch eine Überlauföffnung 8 in Verbindung, die im oberen Bereich einer die Beschichtungskammer 2 und
die Auslaufkammer 4 trennenden Wand 9 angeordnet ist. Schließlich steht die Beschichtungskammer 2 mit der
Eintrittskammer 5 durch einen rechteckigen länglichen Spalt 10 in Verbindung, welcher den Boden 7 durchdringt.
Die Kammern 2, 3 und 5 sind mit einem nicht dargestellten Elektrolyten bis auf Höhe der in der Wand 9
ausgebildeten Überlauföffnung 8 gefüllt. Die Kammer 4 ist nicht bis zu dieser Höhe aufgefüllt, da ein Umwälzsystem
zur Rückführung des Elektrolyten von dem unteren Ende der Auslaufkaminer 4 zu dem oberen Ende der
Einlaufkammer 3 vorgesehen ist. Dieses Umwälzsystem umfaßt eine Leitung 11, die stromaufwärts mit dem unteren
Abschnitt der Auslaufkammer 4 in Verbindung steht, eine Umwälzpumpe 12, eine Leitung 13, einen
Kühlmantel 14, und eine Leitung 15, die bei 16 in den oberen Abschnitt der Einlaufkammer 3 einmündet. Das
Umwälzsystem hat nicht nur die Aufgabe, den Elektrolyten aus dem unteren Abschnitt der Auslaufkammer 4
zum oberen Abschnitt der Einlaufkammer 3 zu transportieren, sondern auch den Elektrolyten abzukühlen,
der sich während des Betriebes des elektrolytischen Troges 1 aufheizt. Der Umlauf des Elektrolyten ist
durch einfache Pfeile dargestellt.
Bei dem Elektrolyten handelt es sich um einen sauren oder basischen Elektrolyten, welcher Ionen eines aktiven
Metalls enthält. Er kann beispielsweise von einer wäßrigen verdünnten, Cadmiumsulfat und Schwefelsäure
enthaltenden Lösung gebildet sein, wenn es sich darum handelt. Cadmium aufzubringen. Beim Aufbringen
von Zink kann als Elektrolyt eine verdünnte Lösung von Zinkoxid in einer wäßrigen konzentrierten Kaliumkarbonatlösung
verwendet werden.
Das zu beschichtende Material besteht aus einem kontinuierlichen Materialband 17, das von einer Vorratsspule
18 abgegeben wird, auf der es aufgewickelt ist. Das Materialband 17 durchquert die mit Elektrolyt gefüllte
Eintrittskammer 5, in der jedoch kein Strom fließt, und dringt dann durch den Spalt 10 in die Beschich-
tungskammer 2 ein, in der es eine Beschichtung mit dem
aktiven Metall erhält.
Das Materialband 17 wird ferner von Gleichspannungsquellen 23a und 236 her mittels einer Führung 19
aufgeladen, die über Leiter 20, 20a und 206 mit den negativen Polen der Spannungsquellen 23a und 236 verbunden
ist.
In der Beschichtungskammer 2 sind zwei Elektroden angeordnet, nämlich eine Hauptelektrode 21a, die aus
einem aktiven Metall, d. h. Cadmium oder Zink, besteht, und eine Hilfs- oder Regelelektrode 216, die aus einem
inerten und mit dem Milieu verträglichen Metall besteht, beispielsweise aus Blei in saurem Milieu (Schwefelsäure
und Cadmiumsulfat) für das Aufbringen von Cadmium, oder aus Nickel in basischem Milieu (Kaiiurnkarbonat
und Zinkoxid) für das Aufbringen von Zink. Die Elektroden 21a und 21 6 sind positiv aufgeladen,
indem sie über Leiter 22a bzw. 22b mit den positiven Polen der Spannungsquellen 23a bzw. 236 verbunden
sind. Die Aufgabe der aus dem aktiven Metall bestehenden Hauptelektrode 21a besteht darin, die Konzentration
an Ionen des aktiven Metalls in dem nicht dargestellten, in dem elektrolytischen Trog enthaltenen Elektrolyten
aufrecht zu erhalten, indem die Hauptelektrode 21a eine lösliche Anode darstellt, während die Hilfselektrode
21 b als Regelelektrode dient.
Während der Elektrolyse erfolgt nämlich die Auflösung der löslichen Anode 21a zu etwa 100%, während
die Ausbeute bei der Beschichtung des Bandes 17 nur zu einem gewissen Prozentsatz, beispielsweise zu 80% bei
Cadmium und zu 95% im Falle der Beschichtung mit Zink erfolgt. Wenn daher die gleiche Stromstärke an der
löslichen Anode 21a und dem Maierialband 17 herrschen würde, ergäbe sich eine Anhäufung von aktivem
Metall in dem elektrolytischen Bad. Dank dem Vorhandensein zweier Spannungsquellen 23a und 236 und der
Hilfselektrode 216, die aus einem Metall besteht, welches nicht in den eiektrolytischen Beschichtungsprozeß
eingreift, kann dieser Nachteil beseitigt werden. Nimmt man beispielsweise eine Ausbeute von 80% bei der Beschichtung
mit aktivem Material an, so werden 20% des das Metallband 17 durchfließenden Stromes über die
Hilfselektrode 21 b geleitet, während 80% über die lösliche Elektrode 21a fließen. Oder aligemeiner ausgedrückt:
Wenn die Ausbeute bei der elektrolytischen Beschichtung a % beträgt, so liefert die Spannungsquelle
23a einen Strom mit a % der Stromstärke, die in dem Materialband 17 vorhanden ist, an die lösliche Elektrode
21a, während die Spannungsquelle 236 einen Strom mit (100 — a)°h der in dem Materialband 17 vorhandenen
Stromstärke an die inerte Elektrode 21 ό liefert, wobei
die Stromstärke des in dem Band 17 fließenden Stromes 100% beträgt.
An dem Materialband 17 entsteht innerhalb der Beschichtungskammer 2 Wasserstoff, der sich von dem
Materialband 17 löst Dieses Ablösen hat den Vorteil, daß es eine Ablagerung des aktiven Metalls in Pulverform
auf dem Materialband 17 bewirkt Die aus einem inerten Metall bestehende Hilfselektrode 216 oxidiert
das Wasser des elektrolytischen Bades, was zur Entstehung von Sauerstoff an seiner Oberfläche und zur Erzeugung
von Wasserstoffionen führt deren Menge gleich der Menge an Wasserstoffionen ist die in Form
von Wasserstoffgas an der Oberfläche des Materialbandes 17 abgeführt werden.
Ferner umfaßt die Vorrichtung gemäß der Darstellung einen Kalander 24 mit zwei sich drehenden Zylindern
25 und 26, die direkt oberhalb der Beschichtungskammer 2 des elektrolytischen Troges 1 angeordnet
sind, wobei das mit dem aktiven Metall beschichtete Materialband 17a durch die Drehung der Zylinder 25
und 26 vorwärtsbewegt wird. Beim Durchgang des beschichteten Materialbandes 17a zwischen den Zylindern
25 und 26 wird die aufgebrachte Schicht an aktivem Metall an dem Materialband angepreßt, wonach man
das fertige Band 176 erhält, das zur Herstellung von negativen Elektroden für elektrochemische Generatoren
verwendbar ist. In der Zeichnung ist die Vorschubrichtung des Materialbandes 17 durch Doppelpfeile wiedergegeben.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise.
Der Kalander 24 (oder jede andere geeignete Vorrichtung) zieht das Materialband 17,17a in Richtung der
Doppelpfeile nacheinander durch die Führung 19, welche das Materialband negativ auflädt, die Eintrittskammer
5, in der das Materialband von dem Elektrolyten befeuchtet wird, die Beschichtungskammer 2, in welcher
das Materialband der Elektrolyse ausgesetzt wird und eine schwammartige Schicht von Cadmium oder Zink
erhält, und durch den Zwischenraum zwischen den Zylindern 25 und 26 des Kalanders 24, in dem die aufgebrachte
Schicht komprimiert und gefestigt wird. Das fertige Materialband 176 mit seiner gefestigten Schicht
aus Cadmium oder Zink kann sodann verschiedenen Verarbeitungsschritten unterworfen werden, insbesondere
einer chemischen Behandlung zur Verbesserung der Schichtqualität, einem Wasch- und/oder Trockenprozeß,
wie dies beispielsweise in der am 24. Mai 1977 von der Anmelderin eingereichten französischen Patentanmeldung
beschrieben ist die auf ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität von durch elektrolytisehe
Beschichtung hergestellten negativen Elektroden für elektrochemische Generatoren und durch dieses
Verfahren hergestellte negative Elektroden gerichtet ist.
Was den elektrolytischen Prozeß betrifft so umfaßt er, wie bereits angedeutet wurde, folgende Vorgänge:
— Auflösung der Anode 21a und Übergang des aktiven Metalls in den Elektrolyten mit einer Ausbeute
von etwa 100%;
— Entstehung von Sauerstoff ander Hilfsanode 216;
— Bildung von Wasserstoffionen an der Hilfsanode 216;
— Ablagerung von aktivem Metall. Cadmium oder Zink, auf dem Materialband 17 mit einer Ausbeute
so unter 100%; und
— Entstehung von Wasserstoff an der schwammartigen
abgelagerten Schicht des aktiven Metalls.
Aufgrund der obengenannten Gründe kann man den Gehalt des Elektrolyten an aktivem Metall einstellen.
Dagegen ergibt sich ein Verlust an Wasser durch die Elektrolyse wegen der Entstehung von Wasserstoffgas
an dem Materialband 17a mit seiner Beschichtung und die Entstehung von Sauerstoffgas an der inerten Hilfselektrode
216. Es muß daher noch eine kontrollierte Zuführung von Wasser vorgesehen sein, die beispielsweise
über ein nicht dargestelltes Magnetventil erfolgt welches dem elektrolytischen Trog 1 03357 Gramm
Wasser pro Ampere-Stunde des die inerte Hilfselektrode 216 durchfließenden Stromes zuführt
Dank der inerten Hilfselektrode 216 und des Magnetventils erhält man eine hervorragende Regelung der
Zusammensetzung des Elektrolyten.
Das Materialband 17 kann beispielsweise aus einem glatten oder perforierten Metallblech, einem Streckmetall
oder einem Metallgewebe bestehen, wobei als Metall beispielsweise Nickel, vernickeltes Eisen, Silber oder
Zink verwendet werden kann. Es sollen nun zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung für die Herstellung von
Schichten aus Cadmium bzw. Zink angegeben werden.
Beispiel 1
Beschichtung mit aktivem Cadmium
Beschichtung mit aktivem Cadmium
Das Band 17 ist ein perforiertes Band aus reinem Nickel mit einer Stärke von 0,1 mm und einer Breite von
14 cm.
Der Elektrolyt besteht aus einer wäßrigen verdünnten Lösung von Cadmiumsulfat und Schwefelsäure mit
10 bis 100 g/l Cadmium++ (beispielsweise 20 g/l) und 10
bis 100 g/l (beispielsweise 50 g/l) von H2SO4.
Die Siromdichte beträgt 50 bis 1000 mA/cm2, beispielsweise
230 niA/cm-'.
Die Temperatur des Elektrolyten beträgt zwischen 5°C und 75°C. Sie ist eine Funktion der Stromdichte und
hat beispielsweise einen Wert von 18°C bei 230 mA/ ragend haftet, wobei das aus Träger und Beschichtung
bestehende fertige Band zur Herstellung negativer Elektroden geschnitten werden kann. Gegebenenfalls
kann das Band vorher noch einer Behandlung zur Verbesserung der Beschichtungsqualität unterzogen werden.
Die Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes hat einen Wert in der Größenordnung von Metern pro Stunde
(beispielsweise 2 m/h) und die Durchlaufgeschwindigkeit des elektrolytischen Bades liegt in der Größenordnung
von Meter/Minute (beispielsweise 1,5 m/min).
Die Verteilung des Anodenstromes: 80% des Stromes fließt über die lösliche Cadmiumanode 21a und 2% über
die inerte Bleianode 21 &
Die Schichtdicke der Cadmiumschicht am Ausgang des elektrolytischen Troges 1 beträgt etwa 3 mm. Durch
das Kalandern wird diese Schichtdicke auf eine Schichtdicke von 0,5 mm reduziert, was einem Verdichtungsverhältnis
von mehr als 80% entspricht, wobei die resultierende Dichte des aufgebrachten Cadmiums bei diesem
Beispiel unter etwa 34% der Dichte von massivem Cadmium liegt
Beispiel 2
Beschichtung mit aktivem Zink
Beschichtung mit aktivem Zink
Das Band 17 besteht aus einem Zinkstreckmetall.
Der Elektrolyt besteht aus einer wäßrigen Lösung von Zinkoxid und Kaliumkarbonat in einer Konzentration
von 5 bis 10% ZnO und 30 bis 45% KOH (beispielsweise
KOH 45% und 8% ZnO).
Die Stromdichte beträgt 50 bis lOOOmA/cm2 (beispielsweise
200 mA/cm2),
Die Temperatur des Elektrolyten beträgt 5° C bis 75°C. Sie hängt von der Stromdichte ab und hat beispielsweise
bei einer Stromstärke von 200 mA/cm2 einen Wert von 25° C.
Die Aufteilung des Anodenstroms erfolgt in der Weise,
daß 95% des Anodenstroms über die lösliche Zinkanode 21a und 5% über die inerte Nickelanode 21Z>
fließen.
Die Dicke der Zinkschicht beim Verlassen des elek- ω
trolytischen Troges 1 beträgt 4 mm. Durch das Kalandern wird diese Schichtdicke auf eine Schichtdicke von
0,2 mm reduziert Das Verdichtungsverhältnis beträgt in diesem Beispiel mehr als 90% und die resultierende
Dichte des aufgebrachten Zinks ist geringer als etwa 26% der Dichte des massiven Zinks.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man eine aktive poröse Schicht, die auf ihrem Träger hervor-Hierzu
1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem aktiven Metall beschichteten Materials, das zur Herstellung
von Kathoden für elektrochemische Generatoren verwendbar ist, wobei eine relativ wenig haftende
und zerbrechliche pulvrige Schicht des aktiven Metalles auf ein fortlaufendes Metallband aufgebracht
wird, indem dieses negativ aufgeladen ein elektrolytisches Bad durchläuft, in welchem Ionen
des aufzubringenden aktiven Metalls enthalten sind und das in einem elektrolytischen Trog mk einer aus
dem aktiven Metall bestehenden positiven Elektrode enthalten ist, und wobei die pulvrige Schicht gefestigt
wird, indem das von der pulvrigen Schicht eingehüllte Metallband nach dem Verlassen des vlektrolyiischen
Bades durch einen Kalander ο. dgl. hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem elektrolytischen Trog (1) eine ebenfalls positiv aufgeladene, aus einem nicht aktiven
Metall bestehende weitere Elektrode (21 b) verwendet wird, wobei das Verhältnis des Anodenstroms,
welcher über die aus aktivem Metall bestehende Elektrode (2\a) fließt, zu dem über beide
Elektroden (21a, 21 b) fließenden Gesamtanodenstrom im wesentlichen gleich der Ausbeute bei der
elektrolytischen Beschichtung des Materialbandes (17) in dem elektrolytischen Trog (1) mit aktivem
Metall ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine laminare Strömung des elektrolytischen
Bades in dem das Metallband (17) und die positiv geladene Elektrode (2\a) enthaltenden
Bereich (2) des elektrolytischen Troges (1) gewährleistet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem elektrolytischen Bad Wasser
in einer Menge von etwa 0,33 Gramm pro Amperestunde des über die weitere Elektrode (21 b) fließenden
Stromes zuführt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als aktives Metall Cadmium
verwendet wird.
5. Vorrichtung zum Beschichten eines kontinuierliehen
Materialbandes mit einer Schicht aus aktivem Metall unter Verwendung eines Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen elektrolytischen Trog (1) mit einer Hauptkammer
(2) zur elektrolytischen Beschichtung, welche ein Ionen des aufzubringenden aktiven Metalls enthaltendes
elektrolytisches Bad einschließt, in welches eine aus dem aktiven Metall bestehende Elektrode
(21a,) eintaucht, eine Einlaufkammer (3) zum Einfüllen des elektrolytischen Bades, Verbindungsmittel
(6) zwischen der Einlaufkammer (3) und der Hauptkammer (2), um das elektrolytische Band mit
einer laminaren Strömung von der Einlaufkammer (3) zur der Hauptkammer (2) fließen zu lassen, eine
Auslaufkammer (4), einen Überlauf (8), welcher das Ausfließen des elektrolytischen Bades aus der
Hauptkammer (2) in die Auslaufkammer (4) gewährleistet, Mittel (25, 26) zum kontinuierlichen Transport
eines mit dem aktiven Metall zu beschichtenden Materialbandes (17) durch die Hauptkammer (2) und
das in ihr enthaltene elektrolytische Band, Mittel (23a, 23b), um das Materialband (17) negativ und die
Elektrode (2Ia^ positiv aufzuladen, und einen nahe
der Hauptkammer (2) des elektrolytischen Troges (1) angeordneten Kalander (25) sowie Mittel, um das
Materialband (17) nach seinem Austritt aus der Hauptkammer (2) zwischen den Zylindern (25, 26)
des Kalanders (24) hindurchzuführen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung (11,12,13,14,
15,16) zur Rückführung des elektrolytischen Bades von der Auslaufkammer (4) zur Einlaufkammer (3)
vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptkammer (2) eine
aus einem nicht aktiven Metall bestehende, in das elektrolytische Bad eintauchende weitere Elektrode
(21 b) angeordnet ist, und daß eine Vorrichtung (23b)
vorgesehen ist, um die weitere Elektrode (2\b)positiv
aufzuladen, wobei das Verhältnis zwischen dem Anodenstrom, der von der zur Aufladung der aktiven
Elektrode (2Ia^ verwendeter. Spannungsquelle
(23a^ geliefert wird, und dem Gesamtanodenstrom,
der von den beiden zur Aufladung der beiden Elektroden (21a, 21 b) dienenden Spannungsquellen (23a,
23b) geliefert wird, im wesentlichen gleich der Ausbeute bei der elektrolytischen Beschichtung des Materialbandes
(17) mit aktivem Metall in dem elektrolytischen Trog (1) ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrolytische Trog (1) ein Magnetventil aufweist, um in
das elektrolytische Bad kontinuierlich Wasser in einer Menge von ca. 0,33 Gramm pro Amperestunde
des die weitere Elektrode (21 b) durchfließenden Stromes einzuführen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrolytische
Trog (1) für eine vertikale laminare Strömung des ulektrolytischen Bades ausgebildet ist und daß die
drei Kammern (2, 3, 4) des elektrolytischen Troges (1) nebeneinander angeordnet sind, wobei die
Hauptkammer (2) mit der Einlaufkammer (3) durch zahlreiche in dem Boden (7) der Hauptkammer (2)
ausgebildete Löcher (6) in Verbindung steht und daß die Hauptkammer (2) mit der Auslaufkammer (4)
über mindestens eine Überlauföffnung (8) in Verbindung steht, die in dem oberen Bereich einer die
Hauptkammer (2) von der Auslaufkammer (4) trennenden Trennwand (9) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrolytische
Trog (1) eine vierte Kammer (5) aufweist, die über einen Spalt (10) mit der Hauptkammer (2) in Verbindung
steht und durch welche das Materialband (17) zugeführt wird, wobei die Mittel (23a, 23b) zum negativen
Aufladen des Materialbandes (17) am Eingang der vierten Kammer (5) angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7715843A FR2392502A1 (fr) | 1977-05-24 | 1977-05-24 | Procede et dispositif pour fabriquer des electrodes negatives, notamment en cadmium ou en zinc, pour generateurs electrochimiques et electrodes negatives ainsi obtenues |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2822821A1 DE2822821A1 (de) | 1978-12-07 |
DE2822821C2 true DE2822821C2 (de) | 1988-11-10 |
Family
ID=9191215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2822821A Expired DE2822821C2 (de) | 1977-05-24 | 1978-05-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem aktiven Metall beschichteten Materials für elektrochemische Generatoren |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4180441A (de) |
JP (2) | JPS54741A (de) |
BE (1) | BE867434A (de) |
BR (1) | BR7803285A (de) |
CH (1) | CH631748A5 (de) |
DE (1) | DE2822821C2 (de) |
FR (1) | FR2392502A1 (de) |
GB (1) | GB1595835A (de) |
HK (1) | HK47384A (de) |
IT (1) | IT1103075B (de) |
MX (1) | MX149364A (de) |
NL (1) | NL189311C (de) |
OA (1) | OA05970A (de) |
ZA (1) | ZA782957B (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4554056A (en) * | 1985-04-18 | 1985-11-19 | Eagle-Picher Industries, Inc. | Impregnation of nickel electrodes using electric pH control circuits |
US4686013A (en) * | 1986-03-14 | 1987-08-11 | Gates Energy Products, Inc. | Electrode for a rechargeable electrochemical cell and method and apparatus for making same |
DE3714654A1 (de) * | 1987-05-02 | 1988-11-10 | Varta Batterie | Bei hoher temperatur entladbares galvanisches primaerelement mit alkalischem elektrolyten |
DE4326944A1 (de) * | 1993-08-11 | 1995-02-16 | Varta Batterie | Negative Elektrode für gasdichte alkalische Akkumulatoren, die eine Ruß enthaltende Gasverzehrschicht besitzt |
JP3696086B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2005-09-14 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池用カドミウム負極およびその製造方法 |
KR100822013B1 (ko) * | 2005-04-15 | 2008-04-14 | 주식회사 에너세라믹 | 불소화합물코팅 리튬이차전지 양극 활물질 및 그 제조방법 |
KR100747626B1 (ko) | 2006-06-09 | 2007-08-09 | 세방하이테크 주식회사 | 아연전극 제조방법 및 제조장치 |
JP6214144B2 (ja) * | 2012-10-24 | 2017-10-18 | シャープ株式会社 | 電池用電極の製造装置 |
DE102012024758B4 (de) | 2012-12-18 | 2024-02-01 | Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co Kg | Vorrichtung und Verfahren zum elektrolytischen Beschichten eines Gegenstandes und deren Verwendung |
JP5725055B2 (ja) | 2013-02-12 | 2015-05-27 | 株式会社デンソー | 電子制御ユニット |
US9383593B2 (en) * | 2014-08-21 | 2016-07-05 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Methods to form biocompatible energization elements for biomedical devices comprising laminates and placed separators |
CA2900271A1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-02-21 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Components with multiple energization elements for biomedical devices |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1077036A (fr) * | 1953-03-17 | 1954-11-03 | Accumulateurs Fixes | Procédé de fabrication de plaques d'accumulateurs, en particulier pour accumulateurs alcalins |
NL253456A (de) * | 1959-07-08 | |||
US3222128A (en) * | 1960-03-21 | 1965-12-07 | Benjamin B Doeh | Process for producing silver nitrate |
US3326721A (en) * | 1963-06-10 | 1967-06-20 | Ian H S Henderson | Nickel cadmium batteries |
US3400056A (en) * | 1964-08-26 | 1968-09-03 | Electric Storage Batteery Comp | Electrolytic process for preparing electrochemically active cadmium |
GB1148306A (en) * | 1965-08-06 | 1969-04-10 | Lucas Industries Ltd | Cadmium plates for alkaline batteries |
US3558359A (en) * | 1967-12-20 | 1971-01-26 | Texas Instruments Inc | Method for forming battery electrode plates |
US3966494A (en) * | 1974-10-21 | 1976-06-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Impregnation of electrodes for nickel cadmium batteries |
JPS5751702B2 (de) * | 1975-01-31 | 1982-11-04 | ||
JPS51141327A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-06 | Japan Storage Battery Co Ltd | Method of producing zinc plate for alkaline battery |
-
1977
- 1977-05-24 FR FR7715843A patent/FR2392502A1/fr active Granted
-
1978
- 1978-05-17 CH CH532478A patent/CH631748A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1978-05-22 GB GB21041/78A patent/GB1595835A/en not_active Expired
- 1978-05-22 IT IT09471/78A patent/IT1103075B/it active
- 1978-05-23 US US05/908,783 patent/US4180441A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-05-23 ZA ZA00782957A patent/ZA782957B/xx unknown
- 1978-05-23 BR BR787803285A patent/BR7803285A/pt unknown
- 1978-05-23 JP JP6156278A patent/JPS54741A/ja active Granted
- 1978-05-24 BE BE188005A patent/BE867434A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-05-24 OA OA56508A patent/OA05970A/xx unknown
- 1978-05-24 DE DE2822821A patent/DE2822821C2/de not_active Expired
- 1978-05-24 NL NLAANVRAGE7805641,A patent/NL189311C/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-05-29 MX MX173580A patent/MX149364A/es unknown
-
1984
- 1984-05-31 HK HK473/84A patent/HK47384A/xx not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-05-06 JP JP61103719A patent/JPS61277161A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63900B2 (de) | 1988-01-09 |
FR2392502B1 (de) | 1981-04-10 |
NL189311B (nl) | 1992-10-01 |
JPH0324022B2 (de) | 1991-04-02 |
OA05970A (fr) | 1981-06-30 |
FR2392502A1 (fr) | 1978-12-22 |
ZA782957B (en) | 1979-06-27 |
CH631748A5 (fr) | 1982-08-31 |
DE2822821A1 (de) | 1978-12-07 |
MX149364A (es) | 1983-10-27 |
NL7805641A (nl) | 1978-11-28 |
BR7803285A (pt) | 1979-02-06 |
IT7809471A0 (it) | 1978-05-22 |
JPS61277161A (ja) | 1986-12-08 |
HK47384A (en) | 1984-06-08 |
US4180441A (en) | 1979-12-25 |
IT1103075B (it) | 1985-10-14 |
JPS54741A (en) | 1979-01-06 |
GB1595835A (en) | 1981-08-19 |
NL189311C (nl) | 1993-03-01 |
BE867434A (fr) | 1978-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2822821C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem aktiven Metall beschichteten Materials für elektrochemische Generatoren | |
DE19983254C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer dünnen Folie aus einer Ni-Fe-Legierung | |
DE1078649B (de) | Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer galvanische Elemente | |
DE69414887T2 (de) | Batterieelektrode mit hoher Dichte und hoher Kapazität | |
DE69015517T2 (de) | Kontinuierliche Elektroplattierung von elektrisch leitendem Schaum. | |
DE4229403C2 (de) | Vorrichtung zum Galvanisieren dünner, ein- oder beidseits mit einer leitfähigen Beschichtung versehener Kunststoffolien | |
DE3879826T2 (de) | Herstellung eines mit einer zn-ni-legierung plattierten stahlbleches. | |
DE3233010A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum elektroplattieren | |
DE3149519A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur galvanisierung /verzinkung) von metallband | |
DE2134245A1 (de) | Verfahren zum kontinuierlichen einseitigen Plattieren eines Stahlstreifens | |
DE112013004355T5 (de) | Aluminium-Plattieranlage und Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes unter deren Verwendung | |
DE4225961C5 (de) | Vorrichtung zur Galvanisierung, insbesondere Verkupferung, flacher platten- oder bogenförmiger Gegenstände | |
DE2939190C2 (de) | ||
DE3317564A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur metallbandbeschichtung | |
DE2753936C2 (de) | ||
DE69902204T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Drahtelektroden zum funkenerosiven Schneiden | |
DE1928062C3 (de) | Galvanisierzelle | |
EP0369983B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Herstellung einer Metallfolie | |
DE1583732A1 (de) | Verfahren zum Herstellen langgestreckter flacher Gegenstaende und Einrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens | |
DE2620647A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen raffination und elektrochemischen gewinnung von metallen, nichtmetallischen grundstoffen, verbindungen und legierungen | |
DE3011005C2 (de) | ||
DE1771387A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen Ablagerung von Werkstoff | |
DE2010139A1 (en) | Selective electro plating of metal strip | |
DE2725388A1 (de) | Elektrolyse-abscheideverfahren | |
DE3418040A1 (de) | Vorrichtung fuer die elektrolytische behandlung eines metallbandes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: WEINMILLER, J., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SOCIETE ANONYME SAFT, ROMAINVILLE, FR |
|
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |