DE4221849C1 - Batterien mit verringertem Wasserstoff-Partialdruck und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
Batterien mit verringertem Wasserstoff-Partialdruck und Verfahren zur Herstellung derselbenInfo
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Description
Batterien, insbesondere alkalische Trockenbatterien auf
Basis von Zinkpulver weisen den Nachteil auf, daß auch
ohne Stromabgabe Zink korrodiert und dabei Wasserstoff
entwickelt. Dieses Gas kann ja nach Bauart der Batterie
mehr oder weniger oder gar nicht aus den Batterien entweichen.
Somit entsteht ein relativ hoher Gasdruck, der
zur Deformation und Zerstörung der Batterien führen
kann. Es ist daher eine der vordringlichsten Aufgaben
in der Batterieentwicklung, die mit der Korrosion verbundene
Entwicklung von Wasserstoff in den Batterien zu
mindern bzw. tolerierbar zu machen. Hierzu wurde früher
nicht einmal vor dem Einsatz des bekanntermaßen giftigen
Quecksilbers zurückgeschreckt. Außer durch Amalgamieren
kann auch durch den Einsatz anderer, die Gasung
vermindernder Zusätze, die entweder dem Zink zulegiert
oder nachträglicher mit dem Zinkpulver in Berührung gebracht
werden, die Gasentwicklung vermindert werden.
Der früher üblich Einsatz von Quecksilber ist jedoch
heute durch die Europäische Gesetzgebung und aus ökologischen
Gründen auf Knopfzellen eingeschränkt und für
Rundzellen völlig zu vermeiden.
Zur Bestimmung der für die Batteriezellen entscheidenden
Wasserstoffentwicklung gibt es eine Reihe von Verfahren,
z. B. der sogenannte Standard-Gastest, bei dem
die Bestimmung der Gasentwicklung außerhalb der Zellen
erfolgt. Wesentlich praxisnäher, wenn auch apparativ
bedeutend aufwendiger ist die Bestimmung der Gasentwicklung
in fertigen Zellen, im sogenannten Batterie-
Gastest.
Bei der Bestimmung der Wasserstoffentwicklung außerhalb
der Zellen wird das zu prüfende Zinkpulver in einem
geeigneten Gefäß mit Batterie-Elektrolyten bei erhöhter
Temperatur gelagert, um die Gasentwicklung zu beschleunigen.
Das Gasmenge wird in Abhängigkeit von der Zeit
bestimmt. Dieses Verfahren wird im allgemeinen bei Normaldruck
durchgeführt.
Bei der Bestimmung der Wasserstoffentwicklung im Batterie-
Gastest wird das zu prüfende Zinkpulver zum Bau
von Zellen verwendet. Die Zellen werden gelagert und
nach einer vorgegebenen Zeit so geöffnet, daß das in
den Zellen gebildete Gasvolumen bestimmt werden kann.
Bei diesem Verfahren ist es unmöglich, auch den Einfluß
des Ladezustands der Zellen auf die Gasentwicklung zu
untersuchen. Dabei hat sich gezeigt, daß die Gasentwicklung
bei der Lagerung von teil- oder vollentladenen
Zellen bedeutend größer sein kann als die von noch
nicht entladenen Zellen.
Die Gasungseigenschaften der verwendeten Zinkpulver
werden in erheblichem Umfang beeinflußt durch die spezielle
Auswahl des verwendeten Zinks und spezielle Verfahren
zur Erzeugung von Zinkpulver. Weiterhin sind
Verfahren bekannt, um die Entwicklung von Wasserstoff
durch Zink im alkalischen Elektrolyten zu mindern.
Bei den bisher üblichen Verfahren zur Verminderung der
Korrosion und Gasentwicklung von Zinkpulver wurde von
zwei grundsätzlich verschiedenen theoretischen Modellen
ausgegangen, nämlich:
- 1. die Vergrößerung der Wasserstoffüberspannung,
- 2. die Behinderung der Wasserstoff-Abscheidungs-Reaktion.
Zum 1. Verfahren ist anzuführen:
Durch den Zusatz von sogenannten "anorganischen Inhibitoren"
wurde angestrebt, die effektive Wasserstoff-Überspannung
des Zinkpulvers zu vergrößern und dadurch die
Entwicklung von Wasserstoff zu vermindern. Zu diesen
"anorganischen Inhibitoren" ist daher insbesondere
Quecksilber zu rechnen, dessen Wasserstoff-Überspannung
sehr hoch ist und das weiterhin die nützliche Eigenschaft
hat, viele Metalle, die als Verunreinigungen im
Zinkpulver vorliegen können und deren Wasserstoff-Überspannung
geringer ist, zu lösen (amalgamieren) und dadurch
deren geringe Wasserstoff-Überspannung zu kompensieren.
Ähnlich dürften metallische Zusätze von z. B.
- um nur die am häufigsten eingesetzten zu nennen -
Blei, Indium und Wismut wirken, wenn sie mit Zink legiert
als Zinkpulver in Batterien zum Einsatz kommen.
Ebenso ist es vorstellbar, daß die inhibierende Wirkung
der Zugabe von anorganischen Oxiden und Salzen ähnlich
wirkt, wobei angenommen werden kann, daß diese sich im
Elektrolyten zum Teil lösen und auf der Zinkpulver-Oberfläche
zementieren. Aus ökologischen Gründen wird inzwischen
erwogen, auch den Zusatz von Blei zu vermeiden
bzw. zu verbieten.
Zum 2. Verfahren ist anzumerken:
Die Auflösung von Zink ohne Stromabgabe unter Entwicklung
von Wasserstoff läßt sich in einzelne Teilschritte
gliedern, deren Reaktionskinetik unterschiedlich ist.
Durch den Einsatz sogenannter "organischer Inhibitoren"
ist es denkbar, einzelne Schritte der Wasserstoff-Entwicklung
zu behindern. Zu diesen "organischen Inhibitoren"
sind Tenside, Fettsäureester, Polyethylenglykole
und z. B. Chinolinderivate zu zählen. So können z. B.
Tenside sich auf die Oberfläche der Zinkpulver-Teilchen
aufziehen und durch die Bildung von Dipolschichten die
Diffusion von H-Ionen zur Zinkpulver-Oberfläche behindern.
Ebenso ist es möglich, daß organische Oberflächen
auf dem Zinkpulver hydrophob wirken. Es ist leicht einzusehen,
daß diese die Wasserstoff-Entwicklung inhibierenden
Vorgänge auch Einfluß nehmen auf die Auflösung
von Zink unter Stromabgabe, wie sie der Hauptzweck der
Batterie ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Batterien
mit verringertem Wasserstoff-Partialdruck, insbesondere
alkalische Trockenbatterien auf Basis von Zinkpulver
zur Verfügung zu stellen, die ökologisch unbedenklich
sind, jedoch sicher, zuverlässig und preiswert herstellbar
sind. Dabei sollten die Eigenschaften der fertigen
Batterien möglichst unabhängig von Qualitätsschwankungen
des eingesetzten Zinkpulvers sein.
Diese Aufgabe kann überraschend einfach und zuverlässig
gelöst werden durch einen Zusatz von Anthrachinon, Anthrachinon-
Verbindungen oder Anthrachinon-Derivaten.
Das Anthrachinon kann entweder mit Zinkpulver gemischt
oder getrennt von Zinkpulver in die Zellen eingebracht
werden, z. B. nachträglich auf die Zinkpulver aufgebracht,
auf den Separator aufgetragen oder mit der
Kathodenmasse gemischt werden.
Untersuchungen des Einflusses der Menge an Anthrachinon
einerseits und der Gasungseigenschaften der verwendeten
Zinkpulver andererseits deuten an, daß die Anthrachinonmenge
ausreichend groß sein sollte, um den gebildeten
Wasserstoff möglichst vollständig chemisch zu binden.
Die Menge des zugesetzten Anthrachinons sollte daher in
Abhängigkeit von den Gasungseigenschaften des verwendeten
Zinkpulvers und des in den Zellen tolerierbaren
Wasserstoff-Partialdrucks ermittelt werden, wobei davon
ausgegangen wird, daß ein Mol Anthrachinon höchstens
vier Mol Wasserstoff binden kann. Es wird weiterhin
vermutet, daß außer Anthrachinon auch andere organische
Substanzen in der Lage sind, den in Batteriezellen gebildeten
Wasserstoff chemisch zu binden und dadurch
unschädlich zu machen. Technisch brauchbar werden jedoch
nur solche Verbindungen sein, die nicht toxisch
sind, vorzugsweise jedoch solche, die biologisch "inert"
sind und in ausreichenden Mengen preiswert zur Verfügung
stehen. Somit kommt z. B. Benzochinon nicht in Frage,
da es giftig ist. Anthrachinon ist biologisch völlig
inert und inaktiv, wahrscheinlich aufgrund seiner
Unlöslichkeit in Wasser und Lipiden. Es gibt keine toxikologischen
Informationen über Anthrachinon. In der
Liste toxischer Substanzen der amerikanischen Gesundheitsbehörde
1972 wird für Anthrachinon keine LD50 angegeben,
während Benzochinon schwere örtliche Reizungen
erzeugt und zu den Substanzen zählt, die auf der Hornhaut
Reizungen und Schäden hervorrufen können. Auch
feiner Staub von Anthrachinon mit einem Emulgator zeigte
keine größeren Reizungen der Augen von Kaninchen als
eine Suspension von Talkum. Als maximale Arbeitsplatzkonzentration
wird 10 mg/m³ empfohlen, was einem inerten
Staub entspricht (vgl. Ullmann′s Encyclopedia of
Industrial chemistry, Vol. A2, VCHG Verlagsgesellschaft
Weinheim (1985), "Toxicology", Seite 354).
Das erste Reduktionsprodukt von Anthrachinon und Wasserstoff,
Anthrahydrochinon, das sich in Alkalien mit
tiefroter Farbe löst, wird beim Zutritt von Luftsauerstoff
wieder zum wasserunlöslichen Anthrachinon oxidiert.
Beim Öffnen von Zellen, in denen Antrhachinon
verwendet wurde, z. B. beim Zerfall verbrauchter Zellen
auf einer Deponie, wird Luftsauerstoff Anthrahydrochinon
zu Anthrachinon oxidieren, das, wie erwähnt, biologisch
"inert" und daher ökologisch unbedenklich ist.
Die weiteren Untersuchungen haben ergeben, daß der Zusatz
von Anthrachinon zum trockenen Zinkpulver oder zur
Paste oder zur Zelle zu keiner Veränderung der Entladungseigenschaften
führt. Anthrachinon wirkt somit
nicht als Inhibitor der Gasung, sondern bindet den gebildeten
Wasserstoff. Anthrachinon unterscheidet sich
somit von allen bisherigen Batteriezusätzen, welche die
stromlose Auflösung von Zink und damit die Gasentwicklung
mehr oder weniger unterdrücken. Dieser Unterschied
wird auch dadurch bestätigt, daß Zellen mit Zinkpulver,
sogar sehr stark gasende Zinkpulver z. B. ohne Bleizusatz
auch im teilentladenen Zustand verminderten Gasdruck
und/oder verminderte Gasfreisetzung zeigen. Es
ist somit erfindungsgemäß möglich, sehr umweltfreundliche
Batterien herzustellen, die auf der anderen Seite
bezüglich ihres Gesamtverhaltens optimale Eigenschaften
zeigen, wie sie vordem nur von quecksilberhaltigen Batterien
bekannt waren.
Den erfindungsgemäßen Batterien liegt somit ein völlig
anderes Prinzip zugrunde:
Anstelle der Behinderung der Wasserstoff-Entwicklung
wird in die Zellen ein Stoff eingebracht als im alkalischen
Elektrolyten oder überhaupt in Wasser unlösliche
Phase. Dieser Stoff ist weder für den Batteriechemismus
erforderlich, noch nimmt er an den für die Entladung
wichtigen Reaktionen teil. Er bindet den durch Gasentwicklung
gebildeten Wasserstoff und mindert dadurch den
Wasserstoff-Partialdruck in den Zellen. Eine weitere
wichtige Nebenbedingung für die Auswahl dieses Stoffes
ist seine biologische Unbedenklichkeit und Umweltverträglichkeit.
Damit sind folgende wesentliche Unterschiede zu den
herkömmlichen Verfahren gegeben:
- 1. Es wird weder die Bildung von Wasserstoff behindert, wobei im allgemeinen auch die Auflösung von Zink behindert wird.
- 2. Die Bindung des Wasserstoff erfolgt nicht in der wäßrigen Phase, so daß der einzusetzende Stoff in keiner Weise mit dem Zink wechselwirken kann.
- 3. Der einzusetzende Stoff ist im Gegensatz zu Quecksilber, wie es früher üblich war, und zu Blei, wie es noch üblich ist, biologisch inert und unbedenklich.
Die erfindungsgemäßen Batterien unterscheiden sich somit
von den bekannten durch die Bindung von Wasserstoff,
die darauf beruht, daß bestimmte Substanzen,
gegebenenfalls auch Metalle und Legierungen in der Lage
sind, Wasserstoff zu adsorbieren und daß dabei Dichten
des Wasserstoffs in den Metallen erreicht werden, die
dem verflüssigten Wasserstoff vergleichbar sind. Diese
Hydridspeicher sind jedoch einerseits im allgemeinen
recht teuer, und andererseits besteht ein Problem im
Einbringen in die Zelle, weil der Kontakt dieser Metalle
und Legierungen mit Zink wiederum zu verstärkter
Gasentwicklung führen kann.
Die Eignung von organischen Verbindungen zum Binden von
Wasserstoff war nicht vorhersehbar, da im allgemeinen
bekannte Hydrier-Reaktionen nur bei erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck oder nur mit katalytisch aktiviertem
Wasserstoff ablaufen, wie z. B. die Hydrierung von ungesättigten
Kohlenwasserstoffen, oder aber mit nascierendem
Wasserstoff.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit Batterien
mit verringertem Wasserstoff-Partialdruck, insbesondere
alkalische Trockenbatterien auf Basis von Zinkpulver,
die Anthrachinon, Anthracinon-Verbindungen
oder Anthrachinon-Derivate enthalten. Ein weiterer Gegenstand
der Erfindung ist das Verfahren zur Verringerung
des Wasserstoff-Partialdrucks in Batterien, insbesondere
in alkalischen Trockenbatterien auf Basis von
Zinkpulver, bei welchem Anthrachinon, Anthrachinon-Verbindungen
oder Anthracinon-Derivate zugegeben werden.
Als Anthrachinon-Verbindungen und -Derivate kommen prinzipiell
in Frage Anthrachinon-2-sulfonsäure-Natriumsalz,
2-Aminoanthrachinon und alkyl-, alkoxy- und halogensubstituierte
Anthrachinone, die die gleiche Wirkung wie
Anthrachinon haben und nicht an den für die Chinon/Hydrochinon-
Bildung entscheidenden Positionen blockiert
sind. Es wird weiterhin angenommen, daß Tetracenon und
ähnliche Stoffe, die wie Anthrachinon reduzierbare O-C-
Bindungen aufweisen, aber aus mehr als drei Benzolringen
aufgebaut sind, wie Anthrachinon wirken.
Die Erfindung ist in den nachfolgenden Beispielen und
Vergleichsversuch ohne Anspruch auf Vollständigkeit
näher erläutert. Hierbei ist zu beachten, daß Anthrachinon
im Standard-Gastest keine Wirkung zeigt, wohl
aber im Batterie-Gastest.
Eingesetzt wurde ein Batterie-Zinkpulver der Legierung
Zink - 500 ppm Pb - 300 ppm Bi der Kornfraktion 500 bis
75 µm. Dieses Zinkpulver zeigt im Standard-Gastest bei
Verwendung von 25 g Pulver bei 70°C Gasentwicklung
von
1,55 ml nach einem Tag,
3,63 ml nach 2 Tagen,
5,9 ml nach 3 Tagen und
8,18 ml nach 4 Tagen.
3,63 ml nach 2 Tagen,
5,9 ml nach 3 Tagen und
8,18 ml nach 4 Tagen.
Dieses Zinkpulver wird mit 0,05 g Anthrachinon vermischt
und zeigt im Standard-Gastest sogar etwas höhere Werte,
nämlich
1,57 bis 1,67 ml nach einem Tag,
3,86 bis 4,37 ml nach 2 Tagen,
6,02 bis 6,25 ml nach 3 Tagen und
8,12 bis 8,19 ml nach 4 Tagen.
3,86 bis 4,37 ml nach 2 Tagen,
6,02 bis 6,25 ml nach 3 Tagen und
8,12 bis 8,19 ml nach 4 Tagen.
Diese Versuche wurden wiederholt mit einem Zinkpulver
der Legierung Zink - 500 ppm Blei in der Kornverteilung
500 bis 75 µm. Im Standard-Gastest ergab dieses Zinkpulver
eine Gasentwicklung von
0,24 ml nach einem Tag,
0,45 ml nach 2 Tagen,
0,71 ml nach 3 Tagen,
0,96 ml nach 4 Tagen und
1,22 ml nach 5 Tagen.
0,45 ml nach 2 Tagen,
0,71 ml nach 3 Tagen,
0,96 ml nach 4 Tagen und
1,22 ml nach 5 Tagen.
Nach Zusatz von 0,05 g Anthrachinon betrug die Gasentwicklung
0,21 bis 0,29 ml nach einem Tag,
0,44 bis 0,61 ml nach 2 Tagen,
1,01 bis 1,1 ml nach 3 Tagen,
1,49 bis 1,59 ml nach 4 Tagen und
1,96 bis 2,16 ml nach 5 Tagen.
0,44 bis 0,61 ml nach 2 Tagen,
1,01 bis 1,1 ml nach 3 Tagen,
1,49 bis 1,59 ml nach 4 Tagen und
1,96 bis 2,16 ml nach 5 Tagen.
Auch hier war festzustellen, daß Anthrachinon im Standard-
Gastest einen die Gasung leicht verstärkenden Einfluß
hat.
Aus Zinkpulver der Legierung Zink - 500 ppm Blei und
der Fraktion 500 bis 75 µm wurden LR6-Zellen gebaut.
Nach Teilentladung (3,9 Ohm, 3 Stunden) und Lagerung
bei 70°C wurde in üblicher Weise die Gasentwicklung
bestimmt. Diese Batterien zeigen eine Gasentwicklung
von 5,1 bis 5,3 ml.
Dieser Versuch wurde wiederholt mit 5 Batterien, in
welche nach dem Einfüllen der Paste in die Zelle 0,05 g
Anthrachinon aufgestreut wurden. Die Bestimmung der
Gasentwicklung ergab die folgenden Einzelwerte:
- 1. Zelle: 1,1 ml
- 2. Zelle: 1,1 ml
- 3. Zelle: 1,1 ml
- 4. Zelle: 1,1 ml
- 5. Zelle: 3,6 ml
In einem weiteren Versuch wurde auf die Paste in der
Zelle, also nicht in die Paste eingerührt, sondern nach
Einfüllen der Paste in die Zelle, ein Stück Separatorpapier
gelegt, das mit 0,05 g Anthrachinon belegt war.
Die Bestimmung der Gasentwicklung ergab:
- 1. Zelle: 4,3 ml
- 2. Zelle: 3,5 ml
- 3. Zelle: 3,8 ml
- 4. Zelle: 6,7 ml
- 5. Zelle: 3,6 ml
Unter Verwendung eines Zinkpulvers der Legierung Zink -
500 ppm Pb - 300 ppm In - 50 ppm Bi wurden LR6-Zellen
gebaut. Auf dem Separator wurde außerhalb der Zinkpulverpaste
eine Menge von 0,02 g Anthrachinon aufgebracht.
Die Zellen wurden 3 Stunden unter einer Last
von 3,9 Ohm entladen und dann 7 Tage bei 70°C gelagert.
Anschließend wurden die Zellen geöffnet und das in ihnen
enthaltene Gasvolumen bestimmt. Es betrug 2,5 bis
3,9 ml, während entsprechende Batterien ohne Zusatz von
Anthrachinon ein Gasvolumen von 4,4 bis 4,7 ml enthielten.
In einem weiteren Versuch wurde auf den Separator außerhalb
der Zinkpulverpaste eine Menge von 0,05 g Anthrachinon
aufgebracht. Das Gasvolumen betrug nur noch
2,1 bis 2,3 ml.
Vergleichsversuche unter Zusatz von 0,5 bis 1% Chinhydron
ergaben nur dann geringfügige Effekte, wenn das
Chinhydron in das Zinkpulver vor dem Herstellen der
Paste eingegeben wurde. Chinhydron zeigt auch diesen
schwachen Effekt im Standard-Gastest. Chinhydron ist
demzufolge nicht in der Lage, bereits gebildetes Gas in
der Gasphase zu binden. Außerdem ist zu berücksichtigen,
daß Chinhydron als gesundheitsschädlich beim Einatmen
und Verschlucken eingestuft ist und daher besondere
Vorkehrungen beim Einbringen von Chinhydron in
Zinkpulver erforderlich wären. Anthrachinon hingegen
ist hierzu in der Lage, wobei eine Verteilung in der
Zinkpulverpaste etwas bessere Wirkung zeigt als das
getrennte Einbringen in die Zelle. Dennoch kann das
getrennte Einbringen fertigungstechnisch vorteilhaft
sein.
Untersuchungen der erfindungsgemäßen Batterien im Vergleich
zu Batterien ohne Zusatz von Anthrachinon ergaben,
daß die Zugabe praktisch keinen Einfluß auf den
Verlauf der Spannung der Zellen während der Entladung
hat, und zwar unabhängig davon, ob das Anthrachinon in
die Paste eingerührt, auf die Paste aufgebracht oder
separat auf einem Separator vorliegt.
Zinkpulver der Legierung Zink - 500 ppm Pb der Fraktion
500 bis 75 µm wurde zum Bau üblicher LR6-Batterien verwendet.
Nach 3 Stunden, 3,9 Ohm Entladung und 7 Tagen
Lagerung bei 70°C wurde das Volumen des Gases in den
Zellen bestimmt.
Der Zinkpulverpaste wurden 0,5% Anthrachinon beigemischt.
Die Gesamtgasmenge betrug 2,4 bis 4,6 ml, wovon
1,0 bis 2,5 ml entwichen waren. Bei Zumischung von 1%
Anthrachinon ergab die Gasmessung 1,0 bis 1,7 ml Gas.
Zum Vergleich wurden Batterien ohne Zusatz von Anthrachinon
hergestellt. Diese Batterien zeigten eine Gasentwicklung
von 16,8 bis 25,4 ml.
Bleifreie Zinkpulver (Feinzink, <30 ppm Pb) in der
Fraktion 500 bis 75 µm wurden zu LR6-zellen verarbeitet,
wobei 1,3 g Anthrachinon für je 130 g Zinkpulver
der Paste zugemischt wurden. Beim ersten Zinkpulver
betrugen die Gasmengen nach Teilentladung (3 Stunden,
3,9 Ohm) und 7 Tagen Lagerung bei 70°C 14,6 bis 18,5 ml,
sie sanken bei Zusatz von 1,3 g Anthrachinon auf
1,3 ml. Bei einer Wiederholung mit einem anderen Zinkpulver
ähnlicher Zusammensetzung betrug die Gasentwicklung
ohne Zusatz 12,2 bis 33 ml. Sie sank bei Zusatz
von 0,65 g Anthrachinon auf 14,7 bis 21 ml und bei
Zusatz von 1,3 g Anthrachinon auf 1,7 bis 1,9 ml. Dieses
Beispiel zeigt deutlich, daß die Anthrachinomenge
abgestimmt sein muß auf die Eigenschaften des eingesetzten
Zinkpulvers, wobei vorsorglich etwas höhere
Mengen Anthrachinon zugesetzt werden sollten. Aus Kostengründen
sollte dieser Überschuß jedoch nicht unnötig
groß sein. Die notwendige Menge an Anthrachinon
sollte daher vorzugsweise durch Vorversuche ermittelt
werden.
Zur Bestimmung des Einflusses der Menge von Anthrachinon
auf die Gasentwicklung wurden mit Zinkpulver der
Legierung Zink - 500 ppm Pb in der Kornverteilung von
500 bis 75 µm LR6-Zellen in der üblichen Weise hergestellt.
Die Zellen wurden mit und ohne Zusatz von Anthrachinon
hergestellt; folgende Mengen wurden eingestellt:
Zelle Nr. | |
1 | |
0 mMol Antrhachinon/Zelle | |
2 | 0 mMol Anthrachinon/Zelle |
3 | 6,24×0,010 mMol Anthrachinon/Zelle |
4 | 6,24×0,010 mMol Anthrachinon/Zelle |
5 | 3,12×0,100 mMol Anthrachinon/Zelle |
6 | 3,12×0,100 mMol Anthrachinon/Zelle |
7 | 6,24×0,100 mMol Anthrachinon/Zelle |
8 | 6,24×0,100 mMol Anthrachinon/Zelle |
9 | 3,12 mMol Anthrachinon/Zelle |
10 | 3,12 mMol Anthrachinon/Zelle |
11 | 6,24 mMol Anthrachinon/Zelle |
12 | 6,24 mMol Anthrachinon/Zelle |
Die Zellen wurden mit 3,9 Ohm 3 Stunden entladen und
dann 7 Tage bei 70°C gelagert. Anschließend wurde durch
Öffnen das Volumen des in den Zellen gebildeten Gases
bestimmt:
Zelle Nr. | |
1|6,8 ml | |
2 | 7,1 ml |
3 | 6,5 ml |
4 | 6,7 ml |
5 | 6 ml |
6 | 3,6 ml |
7 | 6,7 ml |
8 | 5,2 ml |
9 | 0,8 ml |
10 | 0,8 ml |
11 | 0,6 ml |
12 | 0,6 ml |
Der Versuch zeigt, daß die Minderung des Gasdrucks in
den Zellen durch Anthrachinon erst dann wirksam wird,
wenn eine der zu bindenden Wasserstoff-Molmenge ungefähr
entsprechende Menge an Molen Anthrachinon in der
Zelle vorhanden ist.
Claims (5)
1. Batterien mit verringertem Wasserstoff-Partialdruck,
insbesondere alkalische Trockenbatterien auf Basis von
Zinkpulver, dadurch gekennzeichnet, daß sie Anthrachinon,
Anthrachinon-Verbindungen oder Anthrachinon-
Derivate enthalten.
2. Batterien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Anthrachinon, Anthrachinon-Verbindungen oder Anthrachinon-
Derivate mit dem Zinkpulver vermischt in die Batterie
eingebracht sind.
3. Batterien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Anthrachinon, Anthrachinon-Verbindungen oder Anthrachinon-
Derivate außerhalb der Zinkpulverpaste in der Zelle
vorliegen.
4. Batterien gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge des zugesetzten Anthrachinons,
der Anthrachinon-Verbindungen oderr Anthrachinon-
Derivate in Abhängigkeit von den Gasungseigenschaften
des verwendeten Zinkpulvers gewählt wird.
5. Verfahren zur Verringerung des Wasserstoff-Partialdrucks
in Batterien, insbesondere in alkalischen Trockenbatterien
auf Basis von Zinkpulver, dadurch gekennzeichnet,
daß der Batteriefüllung Anthrachinon, Anthrachinon-Verbindungen
oder Anthrachinon-Derivate zugegeben werden.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4221849A DE4221849C1 (de) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Batterien mit verringertem Wasserstoff-Partialdruck und Verfahren zur Herstellung derselben |
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PCT/EP1993/001696 WO1994001896A1 (de) | 1992-07-03 | 1993-07-01 | Batterien mit verringertem wasserstoff-partialdruck und verfahren zur herstellung derselben |
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Publication Number | Publication Date |
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