DE2831127A1 - Flache negative elektrode fuer einen elektrochemischen blei-generator - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Buffer-Körner L Oily ^{2 8 3 Ί12}

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE 68 ^ D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4β

BATTELLE MEMORIAL INSTITUTE berlin.· dipl.-inq. r. müller-börner

MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-INQ. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 12. Juli 1978

Flache negative Elektrode für einen elektrochemischen Blei-Generator

(Schweiz, Nr. 8713/77 v. 14. Juli 1977)

7 Seiten Beschreibung mit
einem Patentanspruch
1 Blatt Zeichnung

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809884/1Ö5U

BERLIN: TELEFON (O3O) 8312O8B MÜNCHEN: TELEFON (Ο89) 225S8S KABEL: PROPINDUS - TELEX Ο184Ο57 KABEL: PROPINDUS · TELEX OS 24 244

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In den flachen Elektroden für Bleibatterien ist das die Masse der Aktivsubstanz aufnehmende Bleigitter nicht am elektrochemischen Verfahren beteiligt und stellt damit ein totes Gewicht dar. Die Rolle dieses Gitters ist abhängig davon, ob es sich um eine positive oder eine negative Elektrode handelt, die für eine Starterbatterie oder eine Fahrbatterie bestimmt ist einerseits mechanisch, wobei dieses Gitter dazu dient, die Aktivsubstanz zu unterstützen, und andererseits elektrisch, wobei das Gitter dazu dient, den Strom insbesondere im Fall der positiven Elektroden zu leiten, insbesondere der positiven Starterelektroden. Dagegen spielt das Gitter im Fall der negativen Elektroden hauptsächlich, wenn nicht ausschließlich, eine mechanische Rolle.

Es sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um das Verhältnis des Bleigewichts des Gitters im Verhältnis zu dem der Äktivmasse zu verringern. Die Mehrzahl dieser Lösungen schlägt Elektroden vor, die Herstellungsverfahren erfordern, welche sich von den klassischen Verfahren unterscheiden und nur zum Preis von erheblichen Investitionen durchgeführt werden können, deren Kosten sich nur selten allein durch die erzielten Einsparungen an Blei amortisieren. Dies erklärt, warum technisch verführerische Lösungen keine praktischen Anwendungen erfahren.

Die CH-PS 313 865 bezieht sich auf eine positive Elektrode für eine Bleibatterie, deren Dicke unter 1,5 mm liegt und bei der die Breite der Räume zwischen den Stäben mindestens achtmal der Dicke entspricht. Ziel dieser Lösung ist es, den Bau einer Batterie zu ermöglichen, die in der Lage ist, eine starke Entladung mit erhöhter elektrischer

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Leistung zu liefern. Dies erlaubt sicherlich gleichzeitig, das Bleigitter leichter zu gestalten, macht aber damit die Elektrode zerbrechlicher, insbesondere bei Handhabungen, die während ihrer Herstellung und ihrer Montage auftreten.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Seiten einer Elektrode mit einer Schicht aus dielektrischem Fasermaterial zu beschichten, die klebt und dazu dient, die Aktivsubstanz zurückzuhalten. Die Wirksamkeit derartiger Schichten ist aber beschränkt.

Die GB-PS 467 696 sowie die FR-PS 850 457 schlagen vor, die Wirksamkeit dieser Faserschicht zu verbessern, indem man diese in dem Moment in die Aktivsubstanz eindringen läßt, wo diese Substanz eine pastenförmige Konsistenz aufweist. Diese Maßnahme hat sich als wirksam erwiesen, um die Lebensdauer der Elektroden durch ein besseres Zurückhalten der Aktivsubstanz zu erhöhen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, sich diese Struktur zu Nutzen zu machen, um das Gewicht der Bleigitter der negativen Elektroden zu verringern, indem technische Eigenschaften, insbesondere eine nominale Leistung entsprechend bestimmten Normen, besonders im Fall der negativen Elektroden für Starterbatterien, und eine gleiche wenn nicht sogar längere Lebensdauer als bei Elektroden mit üblichen Gittern bewahrt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine flache negative Elektrode eines elektrochemischen Blei-Generators mit einem Gitter aus Blei oder einer Bleilegierung, einer

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mit diesem Gitter formschlüssigen Verbindungslasche, einer die Maschen dieses Gitters füllenden Aktivsubstanz und mindestens einem Vlies aus einem Netz von Trägerelementen, das mindestens eine Seite dieser Elektrode bedeckt und teilweise in die Aktivsubstanz eingelassen ist, vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß die mittlere Oberfläche jeder Masche des Gitters größer als 25O mm ist.

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Elektrode näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise aufgerissene Draufsicht dieser Elektrode,

Fig. 2 eine Schnittansicht dieser Elektrode.

Die in diesen Figuren dargestellte Elektrode umfaßt ein Gitter 1 aus Blei oder einer Bleilegierung, das durch Schwerkraft vergossen ist und Maschen ausspart, die die Aktivmasse 2 der Elektrode aufnehmen. Eine Lasche 3, die mit dem Gitter 1 formschlüssig verbunden ist, dient zum Verbinden der Elektrode parallel mit anderen Elektroden zur Bildung eines Elements. Jede Seite der Elektrode ist mit einem Netz von Trägerelementen verbunden, das im vorliegenden Fall aus einem Glaswollefilz 4 besteht. Dieser Filz wird in dem Moment gegen die Elektrode angelegt, wo die Aktivsubstanz 2 noch eine pastenförmige Konsistenz aufweist, so daß dieser Filz wenigstens teilweise in dieser Substanz untergebracht ist, so daß er mit dieser nach dem Trocknen innig verbunden ist. Während sich das vorliegende Beispiel auf ein Netz von Elementen in Form

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eines Filzes bezieht, kann auch die Verwendung anderer Netze vorgesehen werden, wie beispielsweise maschiger Netze, wobei die Größe der Maschen Ausmaße erreichen kann, die annähernd denen der üblichen. Bleigitter entsprechen,

2 d.h. in der Größenordnung von 50 mm liegen.

Wie insbesondere bei Betrachtung der Fig. 1 festgestellt werden kann, haben die Maschen des Gitters 1 dagegen ein erheblich größeres Ausmaß als die der üblichen Gitter. Im dargestellten Beispiel wird von einem ganz geläufigen Gitter ausgegangen, bei dem ein Teil der Gitterstäbe weggelassen worden ist, und zwar bis zu einer Entlastung dieses Gitters um etwa 30 %. Das Verfahren der Impastierung des Gitters entspricht dem üblicherweise angewandten. Da die Herstellung des Gitters in einem üblichen Gußverfahren durch Schwerkraft stattfindet und seine Impastierung ebenfalls auf klassische Weise erfolgt, unterliegt das Herstellungsverfahren keinerlei Veränderung und kann in einer vorhandenen Herstellungskette durchgeführt werden, der man nur einfach ein Gerät hinzufügt, um die Oberflächen der Elektrode mit Filz zu bekleiden.

Im dargestellten Beispiel liegt die Dicke des Gitters bei 1,7 mm und die Oberfläche der Maschen, die ursprünglich bei

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etwa 50 mm lag, liegt bei etwa 1 12O mm . Die Flächenausdehnung dieser Oberfläche hat bei der Impastierung vor keinerlei Probleme gestellt und muß nicht als ein Maximum angesehen werden. Es wäre insbesondere möglich, diese Maschenoberfläche im Fall von negativen Elektroden größerer Dicke noch erheblich zu vergrößern, insbesondere im Fall von Elektroden für Zugbatterien, deren Dicke im wesentlichen doppelt so groß ist wie die der Elektrode im vorerwähnten Beispiel, d.h. in der Größenordnung von 3 bis 4 mm liegt.

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Die untere Grenze der Maschenflache liegt im wesentlichen aufgrund von wirtschaftlichen Überlegungen fest. Die vorgeschlagene Lösung wird tatsächlich von dem Moment an interessant, wo die erreichte Bleiersparnis beim Gitter den Preis des Filzes kompensiert, der auf jeder der Seiten der Elektrode aufgebracht werden muß. In einem solchen Fall wird keinerlei Ersparnis gemacht, aber die Folge der Betriebsvorgänge und die Handhabungen der beschichteten Elektrode erzeugen praktisch keinerlei Staub mehr und verbessern so, ohne daß Kosten entstehen, die hygienischen Bedingungen im Verlauf des Herstellungsverfahrens. Es ist ausgerechnet worden, daß von einer Verringerung des Gewichts des Gitters um etwa 15 % an die so erreichte Ersparnis es ermöglicht, die Kosten des Filzes zu kompensieren, und daß jede Masche des auf diese Weise erleichterten Gitters eine Fläche in der Größenordnung von 25O mm aufweist.

Die entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellten Elektroden sind Vergleichstests unterworfen worden, die mit Elektroden mit nicht transformierten Gittern ohne Filzüberzug ausgeführt wurden. Die Elektroden mit leichter gemachten Gittern haben eine Lebensdauer, die im ganzen mit derjenigen der klassischen Elektroden vergleichbar ist, und erbringen benachbarte Leistungen von schneller Entladung bei einer Temperatur von - 18°C.

In einer nicht dargestellten Abwandlung wurde nur eine Seite der Elektrode mit einem Filz beschichtet. Die Versuche haben ergeben, daß die Stützwirkung für die Aktivmasse wirkungsvoll ist und daß bei einer schnellen Entladung bei - 18°C die zusätzliche Polarisation verringert wird und sich noch mehr den Leistungen der nicht beschichteten Elektrode angleicht, wobei pro Elektrode noch ein Filz eingespart werden kann.

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Es kann auch die Herstellung eines Gitters von asymmetrischer Art vorgesehen werden, bei dem die Maschen ungleiche Flächen aufweisen.

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Claims (1)

1. 283112?

   Patentanspruch
   /■"

   j? Flache negative Elektrode für einen elektrochemischen Blei-Generator mit einem Gitter aus Blei oder einer Bleilegierung, einer mit diesem Gitter formschlüssigen Verbindungslasche, einer die Maschen dieses Gitters füllenden Aktivsubstanz und mindestens einem Vlies aus einem Netz von Trägerelementen, das mindestens eine Seite der Elektrode bedeckt und teilweise in der Aktivsubstanz untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Oberfläche jeder Masche des Gitters größer

   als 25Ο mm ist.

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   Se/u - 27 379

   ORIGINAL JNSPECTED