DE34455C - Elektrisch leitendes Material - Google Patents

Description

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PATENTAMT. VS

KLASSE 21,0 Elektrische

,Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisch leitendes Material, welches für Flüssigkeiten und Gase undurchlässig ist, von Wasser, Salzen oder Säuren nicht angegriffen wird und gleichzeitig durch Walzen, Schneiden, Pressen oder Formen oder in anderer /Weise in jede beliebige Form gebracht werden / kann. Infolge der genannten Eigenschaften ist dieses Material zur Herstellung von Elektroden für Batterien besonders geeignet.

Das in Rede stehende Material besteht aus einem Gemenge von Retortenkohle oder eines Aequivalents derselben mit Guttapercha oder Kautschuk. Diese Ingredienzien des Gemenges können in verschiedenen Mischungsverhältnissen angewendet und nach verschiedenen Mischungsmethoden vermengt werden. Folgendes Verfahren ergiebt jedoch besonders, vorteilhafte Resultate.

ι bis 10 Gewichtstheile gemahlener Retortenkohle werden mit einem Gewichtstheil Guttapercha oder Kautschuk gründlich vermengt und in der bei der Bearbeitung von Guttapercha und Kautschuk üblichen Weise durch Walzen zusammengeknetet. Das hierbei entstehende Gemenge wird sodann gewalzt, zugeschnitten, geprefst, geformt oder in irgend einer anderen Weise in die gewünschte Form gebracht; durch ein leichtes Erwärmen kann es plastisch gemacht werden.

Ein dem oben beschriebenen scheinbar ähnliches Material, bestehend aus einem Gemenge von Graphit und Kautschuk, ist bereits bei Maschinen zur Herstellung von Packungen und Drehzapfen verwendet worden; dieses Material ist aber ein Nichtleiter der Elektricität. Diese scheinbare Anomalie ist eine Folge des Umstandes, dafs Graphit von weicher Consistenz ist, so dafs die einzelnen Graphitpartikelchen von isolirenden Kautschukhäutchen umhüllt werden, die den Contact zwischen den Partikeln verhindern. Retortenkohle dagegen ist hart und die Partikel derselben sind scharfkantig, so dafs diese scharfen Kanten der einzelnen Partikel sich durch die Kautschukhäutchen durchschneiden und mit einander in Contact kommen, wodurch eine leitende Verbindung der Masse des Gemenges entsteht. Ein Gemenge von Retortenkohle und Kautschuk, bestehend aus 3 bis 4 Gewichtstheilen der ersteren und 1 Gewichtstheile des letzteren, ist ein sehr guter Elektricitätsleiter, dessen specifischer Widerstand nur einige Male gröfser ist, als der reiner Retortenkohle, wogegen der specifische Widerstand eines aus Graphit und Kautschuk in demselben Mischungsverhältnisse zusammengesetzten Gemenges mehrere Tausend Male gröfser ist, wobei der Widerstand um so gröfser wird, je gründlicher man das Gemenge durcharbeitet. Vom praktischen Standpunkte betrachtet, ist dieses Gemenge ein Nichtleiter. Um nun das oben beschriebene, aus einem Gemenge von Retortenkohle oder eines Aequivalents derselben und Guttapercha oder Kautschuk zusammengesetzte, elektrisch leitende Material härter und widerstandsfähiger zu machen, kann dasselbe mittelst Schwefels oder schwefelhaltiger Substanzen fester oder flüssiger Beschaffenheit in bekannter Weise vulcanisirt werden. In gewissen Fällen, und namentlich, wenn die in Rede stehende Substanz zur Herstellung von Elektroden für Elemente bestimmt

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ist, deren Erregungsflüssigkeit eine Brommetalllösung ist, empfiehlt es sich, die Vulcanisirung des Kautschuks oder der Guttapercha nicht mittelst Schwefels, sondern mittelst Broms durchzuführen, wobei ein Material erzeugt wird, welches noch viel härter und beständiger ist, als das mittelst Schwefels vulcanisirte. Die Vulcanisirung mittelst Broms wird in der üblichen Weise durchgeführt. Das Brom kann entweder zugleich mit den oben erwähnten Ingredienzien vermengt werden, oder das zuerst hergestellte Gemenge wird nachträglich mit' Brom in flüssiger oder Gasform behandelt.

Das Mengenverhältnifs der im Gemenge incorporirten Kohle bedingt selbstverständlich die gröfsere oder geringere Leitungsfähigkeit des Materials. Da aber der Kautschuk oder die Guttapercha dazu bestimmt ist, um die Kohlenpartikel zu binden, so erscheint es nicht rathsam, die Leitungsfähigkeit des zu erzeugenden Productes auf Kosten der Haltbarkeit des Bindemittels über eine gewisse Grenze zu vermehren, damit das Product nicht brüchig, porös und folglich durchlässig werde.

Die Mengenverhältnisse der genannten Ingredienzien variiren innerhalb der oben angeführten Grenzen (i bis io Theile Kohle auf ι Theil Kautschuk oder Guttapercha), den je-. weiligen Verwendungszwecken des herzustellenden leitenden Materials entsprechend.

Das beschriebene, elektrisch leitende Material besitzt im Vergleich mit den üblichen, für elektrische Zwecke verwendeten Kohlen in Staboder Plattenform bedeutende Vortheile. Erstens ist es vollkommen undurchlässig für Flüssigkeiten und Gase und kann deshalb zur Herstellung von Gefäfsen zur Aufnahme von Flüssigkeiten und Gasen verwendet werden, was in manchen Fällen äufserst bequem ist; ferner wird durch die Undurchlässigkeit des Materials das durch die Wirkung der Capillaritä't bedingte Ansaugen und Aufsteigen der Flüssigkeit längs der Elektrode verhindert, ein Uebelstand, der bei den üblichen ■ porösen Kohlenelektroden um so unbequemer ist, als hierdurch die Metallverbindungen der'Elektroden angegriffen werden. Zweitens kann das in Rede stehende Material durch ein leichtes Erwärmen weich gemacht und in diesem erweichten Zustande in beliebiger Form gewalzt, geprefst oder geformt werden; auch können zwei besondere Stücke dieses Materials durch Erwärmen fest an einander gefügt und haltbar mit einander verbunden werden. Drittens ist das Material fest und zähe, während die gewöhnliche Kohle brüchig und schwach ist. Viertens kann es nicht unter der Einwirkung von Flüssigkeiten zerbröckeln, wie dies bei gewöhnlicher Kohle und namentlich bei als Elektroden für elcktrolytische Zwecke verwendeten Kohlen der Fall ist, wo die durch die elektrolytische Wirkung freigewordenen Metalle bezw. Gase sich an den Kohlenelektroden ansammeln,, in die Poren derselben eindringen und dadurch einen rein mechanischen Procefs, das Zerbröckeln derselben, veranlassen.

Das in oben beschriebener Weise hergestellte leitende Material kann zu verschiedenen elektrischen Zwecken vorteilhaft verwendet werden; von besonderem Vortheil erscheint dessen Anwendung in denjenigen Fällen, wo der Elektricitätsleiter der Einwirkung von corrodirenden Flüssigkeiten oder Gasen ausgesetzt werden mufs und wo folglich die Anwendung von Metallen (mit Ausnahme von sehr kostspieligen, wie z. B. Platin) ausgeschlossen ist.

Als Batterieelektroden eignet sich das beschriebene Material ganz besonders für solche Elemente, in welchen die Erregungsflüssigkeit aus einer Brommetalllösung besteht. Da in solchen Batterien während des Ladens das Brom frei wird und sich an einer der Elektroden ansammelt, so werden die aus üblichem Material hergestellten Elektroden durch die corrodirende Einwirkung des freien Broms nach verhältnifsmäfsig kurzer Dauer zerstört und unbrauchbar, wogegen bei der Anwendung von aus dem oben beschriebenen Material hergestellten Elektroden diese durch das freigewordene Brom vulcanisirt wenden und hierdurch eine noch gröfsere Härte und Widerstandsfähigkeit erlangen. Je nach Wunsch kann in den letztgenannten Fällen das in Rede stehende Material auch vor dessen Einbringung in die Batterie mittelst Broms vulcanisirt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Das oben beschriebene, elektrisch leitende Material, bestehend aus einem Gemenge von Retortenkohle oder einer anderen harten und scharfkantigen Kohle mit muscheligem Bruche und Guttapercha oder Kautschuk, wobei erwünschten Falles die Guttapercha oder der Kautschuk des Gemenges mittelst Schwefels oder-Broms vulcanisirt werden kann.