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Verfahren zur Herstellung von fär die Luftdepolarisation galvanischer
Elemente oder Akkuinulatoren geeigneten porösen Körpern Bei galvanischen Elementen
mit Luftdepolarisation wird bekanntlich die depolarisierende Wirkung der Luft in
sehr erheblichem Maße verzögert, wenn die Poren des die positive Elektrode des Elementes
umlyebenden Körpers, beispielsweise Holzkohle, Z,
sich mit Flüssigkeit anfüllen.
Das ist aber nicht zu vermeiden, wenn,die Depolarisationsmasse mit dem Elektrolyten
in Berührung kommt. Daher hat die Anmelderin schon vor einigen Jahren vorgeschlagen,
die die positive Elektrode umgebende, die Depolarisation durch Luft vermittelnde
poröse Masse durch eine Umhüllung zu schützen, die für Flüssigkeiten ganz oder praktisch
undurchlässig, für Gase indessen durchlässig ist, außerdem aber dem Durchgang des
elektrischen Stromes keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.
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Zu diesem Zweck ist in der Patentschrift 388 237 vorgeschlagen,
die -Umhüllung der die Depolarisation - vermittelnden porösen Masse, z. B.
poröse Kohlie, aus einer koHoidalen, gelatinösen, zur Pektisation geeigneten Masse
zu bilden, und nach dem in der Patentschrift 395 153 beschriebenen Verfahren
besteht die kollodale pektisierte Umhüllung oder Haut des porösen Elektrodenkörpers
aus Zinkoleomargarat. Bei der Pektisation oder dem Erstarren der Umhüllung oder
Haut verbleiben in ihrem Konstitutionswasser die Metallsalze derart, daß die Leitfähigkeit
der Umhüllung oder Haut für den elektrischen Strom in solchem Maße bestehen bleibt,
daß der innere Widerstand des Elementes gar nicht oder doch nicht in nennenswertem
Maße erhöht wird.
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Durch wiederholte Versuche ist festgestellt, daß man mit gleich gutem,
vielfach sogar mit besserem -Erfolge die zur Depolarisation dienenden porösen Körper
und auch die porösen-Elektroden selbst dadurch für Flüssigkeiten undurchlässig machen
kann, während sie Gasionen durchlassen, daß man die einzelnen Körner, aus denen
die Depolarisationsmasse oder Elektrode geformt oder hergestellt werden soll, vorher
mit einer pektisierten oder pektisierbaren Haut oder Umhüllung versieht, die infolge
der in ihrem Konstitutionswasser enthaltenen - Metallsalze ein guter Stromleiter
ist, gleichzeitig aber den Durchgang von Gasionen besonders deswegen erleichtert,
weil man nach dieser Ausführungsform der Erfindung den Körnern gut leitende Stoffe
beimischen kann, ohne die absorbierenden Eigenschaften der so umhüllten Körner zu
verringern. Diese Haut oder Umhüllung gestattet also nicht nur die Absorption der
bei der Reaktion im galvanischen Element oder Akkumulator entstehenden Gase, sondern
sie vermittelt auch deren Depolarisation durch den Sauerstoff der Luft, wobei aber
die Körner durch die Haut gegen das Eindringen der elektrolytischen Flüssigkeit
geschützt #sind.
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Das neue Verfahren besteht demgemäß im Grundgedanken darin, dem Pulver
innig eine kolloidale, zur Pektisation geeignete Lösung
beizumischen,
und zwar in einer Menge, die genügt, um jedes poröse Körnchen des Pulvers besonders
mit einer pektisierben Haut zu überziehen, die dicht gegen Flüssigkeiten und für
ionisierte Gase durchlässig ist.
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Das so undurchlässig gemachte Pulver aus porösen Körnchen kann man
dann allein oder mit einem Depolarisator, z. B. mit Braunstein oder mit einem leitenden
Stoff, z. B. mit Graphitpulver gemischt, verwenden. Dieses Pulver aus porösen fürFlüssigkeiten
undurchlässig gemachten Körnchen kann von einem porösen Behälter aus Ton oder Geweben
umschlossen sein oder als Brikett verwandt werden.
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Zum Undurchlässigmacheneines Holzkohlepulvers zwecks Gebrauches bei,
der Herstellung elektrischer Elemente mit Depolarisation durch den Luftsauerstoff
kann beispielsweise wie folgt verfahren werden: In einen ungefähr 30 kg gewöhnliche,
pulverförmige Holzkohle enthaltenden Behälter, wobei der Kohle z. B. Graphitpulver
beigemischt ist, um die Leitfähigkeit des Pulvers zu erhöhen, gießt man eine kolloidale
Lösung, die etwa wie folgt hergestellt wird: Man löst 875 9 Stärkemehl, beispielsweise
Arrowroot, _ in einem, - Liter kalten -Wasser und mischt darauf
diese Lösung mit ungefähr 9 1 Wasser von ungefähr 8 5' C. Nach, dem
Erkalten gießt man diese kolloidale Lösung über das Holzkohlepulver"dem Graphitpulver
beigemischt war oder nicht, und rührt dieganze Masse so, lange um, bis man eine
möglichst innige Mischung erreicht hat.
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Während des Rührens bildet die kolloidale Lösung auf der Oberfläche
jedes Körnchens des Holzkohlepulvers ein Koagulum, das bis zur Pektisation trocknet,
derart, daß schließlich jedes Pulverkörnchen von diesem pektisi-erten Koagulum eingehüllt
ist, das eine Haut bildet, die es gegen jedes spätere Eindringen von Flüssigkeit
schützt, aber Gasionen durchläßt.
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Zu beachten ist, daß auf Grund der Schnelligkeit, mit der sich Idas
Koagulum bildet, und auf Grund der unmittelbaren Pektisation jedes poröse Körnchen
unmittelbar von der kolloidalen Suspension isoliert wird und die Dauer des Umrührens
des Pulvers mit der Lösung ohne Einfluß auf die Stärkeder auf jedem Körnchen gebildeten
Haut ist; es kann sich also nur eine außerordentlich dünne Haut bilden, ohne daß
der kolloidale Stoff in die Masse jedes porösen Körnchens eindringt, folglich behalten
diese selbst immer ihre gasabsorbierenden Eigenschaften. Das so erhaltene Erzeugnis
mit für Flüssigkeit undurchlässig gemachten Körnchen läßt sich in Trockenelementen
und in nassen galvanischen Elementen verwenden; es ist mit und ohne Zusatz von Braunstein
verwendbar, in Gestalt von Pulver oder in zusammengeballtem Zustand, je nach
der Art des Elementes oder Akkumulators, in dem es Verwendung finden soll; im ersten
Fall wird das Pulver um die positive Elektrode des Elementes in einem gewöhnlichen
porösen Behälter aus Ton oder Geweben gelagert, im zweiten Fall wird es zu Blocks
oder Brikette gepreßt und auf der positiven Elektrode des Elements in bekannter
Weise angeordnet oder befestigt.
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Für die Bildung der im vorliegenden Verfahren gebrauchten kolloi#dalen
Lösung kann man an Stelle des oben erwähnten Stärkemehls jeden anderen geeigneten
Stoff, z. B. Fischleim oder eine mineralische Seife, beispielsweisie Zinkoleornargarat,
verwenden, wobei diese Lösvngen so hergestellt werden, wie es in früheren Patenten,
z.B.Patenten 421 167 und 395 153, angegeben ist.
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Bei Verwendung von Stärkemehl, insbesonders vonKartoffeln, kann man
einen gewissen Teil Glycerin zufügen, z. B. 20 bis 30 g auf den Liter der
Lösung, um die Pektisation zu verlangsamen und Riss ' e des pektisierten
Kolloids zu vermeiden, wohl gemerkt für den Fall, wo das Pulver unter starkem Druck
zusammengepreßt werden muß. Die Mengenverhältnisse der gemäß dem Verfahren der Erfindung
verwendeten Bestandteile können je nach ihrer Anwendung verändert werden.
Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten galvanischen Elemente liefern
während längerer Zeit einen guten normalen Betrieb, ohne daß der innere Widerstand
sich erheblich erhöht.