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Verfahren zur Herstellung von Elektrodenverbindungen für galvanische
Elemente Um die Verbindung von :elektrischen Leitern mit Elektroden, wie z. B. Elementkohlen
und Akkumulatorelektroden, zu bewirken, fügt man meistens zwischen den Leitern und
der Elektrode ein Zivischenglied ein, das z. B. in Form einer Klemme an der Elektrode
befestigt ist. Auch Ableitungskappen aus \Veißblech hat man schon zu diesem Zweck,
z. B. bei den für elektrische Kleinbeleuchtungsbatterien bestimmten Kohlenstiften,
angewendet, und ebenso sind auch durch Gießen erzeugte Zinnkappen als Mittel zur
Herstellung von Elektrodenverbindungen für galvanische Elemente bekannt. Alle diese
Verfahren ergeben aber keinen genügend sicheren oder zum mindesten keinen gleichmäßigen
Kontakt und daher auch einen verhältnismäßig erheblichen Cbergangswiderstand. .Tuch
wenn man geschmolzenes oder zerstäubtes Metall auf die Elektroden zwecks Bildung
eines leitenden Überzuges aufspritzt, ist die erzielte Haftwirkung mangelhaft und
der Widerstand der Verbindung ungleichförmig, da das aufgespritzte Metall sich infolge
der Anwesenheit von kleinen Klumpen nicht homogen verteilt.
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Zwecks Erzielung eines besseren Kontaktes und gleichzeitig .einer
billigeren Verbindung hat man schon vorgeschlagen, durch galvanischen Niederschlag
unmittelbar auf der Oberfläche der Elektrode seinen metallischen überzog aus Kupfer
zu erzeugen, an den man dann das Ende des Leiters anlötet. Kupfer aber oxydiert
rasch, und das Anlöten der Leiter gestaltet sich daher schwierig und ergibt nur
eine wenig widerstandsfähige Verbindung. Ferner wird das Kupfer in einer ätzenden
Atmosphäre, z. B. durch Chlor,, schnell angegriffen. Auch bildet es mit Zinkanoden,
auf denen es sich niederschlägt, ein 1-olzalelemcnt, das dem Zink-Kohle-Element
entgegenwirkt. Außerdem ergeben die Kupfersalze mit den Ammonsalzen der Elektrolytflüssigkeit
lösliche Komplexverbindungen, die ebenfalls die elektromotorische Wirksamkeit des
Zink-Kohle-Elementes beeinträchtigen. Will man Kupfer unbedingt als Verbindungsmetall
verwenden, so darf @e[si gerade nur unter die Lötstelle kommen, was aber die rasche
und reihenweise Herstellung der Metallüberzüge unmöglich macht.
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Erfindungsgemäß, werden nun diese Schwierigkeiten bei der Herstellung
von Elektrodenverbindungen unter Anlöten des Leiters an einen vorher mit Metall
überzogenen Teil der Elektrode dadurch vermieden, daß der metallische überzug durch
Niederschlage eines dem Anodenmetall gleichen oder elektrotechnisch .ähnlichen Metalls
- auf elektrolytischem Wege erzeugt wird. Auf diese Weise wird einerseits die Vierwendung
des ohne Nachteil für das Element benutzbaren Metalls für .den Überzug gewährleistet
und anderseits ein rasches Überziehen einer großen Zahl
von. Kohleelektroden
mit dar gewünschten Metallschicht ermöglicht. Wenn irgendeine Stelle der Metallschicht
;einer nach der Vorschrift der Erfindung mit Metall, z. B, Zink, überzogenen Kohleelektrode
in das Bad eintaucht, so schadet dies nichts; da eben entsprechende Metallionen,
z. B. Zinkionen, von den Anoden herrührend, schon im Bad von vornherein enthalten
sind. Für die Herstellung des Metallüberzuges kann erfindungsgemäß. eine große Anzahl
von Elektroden in Bündeln gleichzeitig behandelt werden, indem man sie mit ihren
einen. Enden in leichte Berührung mit dem elektrolytischen. Bad brat. Dabei ist
infolge der, ,nach dem Grundsatz der Erfindung vorgenommenen Wahl des Metalls die
an der Seitenfläche der Kohlen entstehende Metallhaut ebenfalls in keiner Weise
schädlich.
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Das Verfahren nach der Erfindung ergibt ferner eine vollständige Homogenität
des Metallüberzuges, einen gleichförmigen W#derstand zwischen Metall und Elektrode
und eine billige Herstellung der Verbindung. Insbesondere ist dieses Verfahren für
die Kohlen von Leclanche-Trockenelemmenten vorteilhaft verwendbar. Um dem MetaHüblexzug
eine besonders günstige Oberfläche für die Lötung auch nach längerer Aufbewahrung
der Elektrode zu bewahren, kann man ihn nach der Erzeugung mit einer Umkleidung
aus Paraffin, Kautschuklösung oder einem ähnlichen Is.oBerstoff versehen, welcher
die Metallfläche beim Löten leicht freizulegen gestattet. Zur Herstellung der Elektrodenverbindung
braucht man nur die schützende Umhüllung, z. B. aus Paraffin, zu schmelzen und dann
unmittelbar auf den unverändert erhaltenen Metallüberzug zu löten.
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Die Massenanfertigung der Metallüberzäge kann erfindungsgemäß in der
Weise erfolgen, daß die Kohlenstäbe mit genau in der gleüchen Ebene liegenden Stirnflächen
als Bündel in einem gemeinsamen starren, leitenden Rahmeneingeklemmt und mit Hilfe
dieses Rahmens in Berührung mit einem elektrolytischen Bad gebracht werden. Zur
Erzeugung ,eines Überzuges beispielsweise aus Zink kann das Bad aus einer schwach
angesäuerten Lösung von Zinksulfat bestehen, die von andemen Schwermetallen frei
ist, welche sich vor dem Zink und auf dieses niederschlagen. könnten. Der Elektrolyt
ist zweckmäßig in sehr flachen Behältern. mit großer Oberfläche ausgebreitet, und
um eine Imprägnierung der Kohlen durch die Flüssigkeit zu verhindern, kann man in
dem Bad :ein poröses, leicht benetzbares. Material, z. B. Filz, oder eine poröse,
nicht angreifbare Platte aus elektrisch nicht 1eitendem Stoff vorsehen. Auf dieser
Platte oder diesem Filz bringt man den Tragrahmexi mit den zu überziehenden Kohlen
auf und taucht die Kohlen nur so weit in das Bad ein, daß sie gerade mit ihren Enden
die Oberfläche des Elektrolyten berühren, worauf man den Strom durch das Bad gehen
läßt. Man kann so beispielsweise 5oo Kohlenstäbe von 6 mm Durchmesser gleichzeitig
und etwa io ooo Kohlenstäbe in ungefähr 3 Minuten mit einem Metallüberzug, z. B.
aus Zink, versehen. Nach der Herstellung des Metallüberzuges von gewünschter Dicke
werden Kohlen mit reinem Wasser gewaschen und dann getrocknet, worauf man sie noch
an den mit Metall umkleideten Enden oder auch auf ihrer ganzen Oberfläche mit einer
dünnen Schuuunikleidung aus Paraffin oder ähnlichem Isolierstoff -umgeben kann,
der die Oxydierung des Metallüberzuges bei der Lagerung der Kohlen verhindert und
den übrigen Teil der Kohlenoberfläche imprägniert.
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Bei, den Kohlenelektroden für elektrische Lichtbögen ist ein ,äußerer
Überzug aus Zink praktisch nicht von nennenswerter Bedeutung, vielmehr wird man
hier besser einen zusammenhängenden festen Docht vor der Einführung in eine Kohlenhülle
galvanisieren, was einen Lichtbogen .ergibt, der das sichtbare Spektrum und das
Ultraviolett des Zink ausstrahlt und ein bläulichweißes, therapeutisch bedeutsames
Lischt liefert. Bei Anwendung der Erfindung für Elemente mit Anoden aus einem anderen
Metall wie Zink wird auch für den Überzug ein anderes Metall gewählt, das dem jeweiligem.
Anodenmetall gleich oder elektrotechnisch ähnlich ist. Ferner kann die Zuverlässigkeit
und Fesegkeit des Lötkontaktes bei Verwendung von Zink für den Metallüberzug durch
Zufügung eines Tropfens Zinnlot oder auch von reinem Zinn verbessert werden, da
sich dieses. Metall in geschmolzenem Zustand sehr innig mit Zink verbindet. Um die
Haftwirkung des Metallüberzuges zu :erhöhen, ist @es weiterhin vorteilhaft, die
Elektroden an der mit Metall zu überziehenden Sdelle mit einer rauhen Oberfläche
zu versehen, indem man sie. beispielsweise mit einem. großkörnigen Schleifstein.
bearbeitet oder von seiner vorbestimmten Trennlinie ab frei abbricht. Als Elektrolyten
kann man an Stelle von Zinksulfaten auch eine alkalische Lösung von Kaliumzinkcyanür
oder alkalischem Zinksulfit oder einem Gemisch dieser beiden Stoffe zur Erzeugung
von Zinküberzügen verwenden..