DE496712C

DE496712C - Bleiakkumulator

Info

Publication number: DE496712C
Application number: DES68268D
Authority: DE
Original assignee: Carbone Lorraine SA
Current assignee: LE CARBONE SA; Mersen SA
Priority date: 1924-06-14
Filing date: 1925-01-01
Publication date: 1930-04-28
Also published as: GB235530A; FR595376A

Description

Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Gewicht von Bleiakkumulatoren zu vermindern und gleichzeitig deren Kapazität zu erhöhen.

Im wesentlichen besteht die Neuerung in der Anwendung einer aktiven Masse aus einer Mischung von Bleipulver oder einem Bleioxyd in Pulverform mit einem leitenden porösen Körper in Form von Körnern geringer Dichtigkeit, die ein großes Absorptionsvermögen für Gase besitzen und durch ein besonderes Verfahren für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig, aber für Gase durchlässig gemacht wurden, derart, daß sie beim Gebrauch des Akkumulators ihr Absorptionsvermögen für Gase stets beibehalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die eigentliche aktive Masse (Bleipulver oder Bleioxyd in Pulverform) in einer selbst eine aktive Rolle spielenden Masse fein verteilt. Tatsächlich absorbieren die mit der aktiven Masse vermischten Körner des dichten porösen Körpers während der Ladung des Akkumulators den Sauerstoff und den Wasserstoff, während diese Gase bei der Entladung wieder wirksam werden.

Außerdem vollzieht sich der Angriff des Bleies durch, die Schwefelsäure langsamer infolge der Absorption des Sauerstoffs durch den dichten, der aktiven Masse beigemischten porösen Körper, woraus sich ergibt, daß der körnige poröse Körper außerdem der Sulfatisierung Widerstand leistet und die Lebensdauer des Akkumulators verlängert wird.

Anderseits erhöht der das Blei oder das Bleioxyd fein verteilt enthaltende poröse Körper die Berührungsflächen zwischen Blei oder Bleioxyd und dem Elektrolyten.

Demgemäß haben die gemäß vorliegender Erfindung dem Blei oder dem Bleioxyd beigemischten dichten leitenden porösen Körner eine doppelte Aufgabe:

1. sie verteilen 'in äußerstem Maße die eigentliche aktive Masse,

2. sie haben eine aktive Hilfsrolle, die die Rolle dieser aktiven Masse unterstützt.

Infolge der Leichtigkeit dieser dichten leitenden porösen Körner und ihrer feinen Verteilung in der aktiven Masse wird die Massenkapazität des Akkumulators beträcht-Hch erhöht.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die folgende für einen Bleiakkumulator bestimmte Mischung angesehen werden:

1. hochporöses Holzkohlenpulver einer Korngröße von etwa 0,5 bis imm: 20 o/_o;

2. hochporöses Holzkohlenpulver einer äußerst feinen Korngröße, erhalten mittels Siebes von 150 bis 200, d. h. eines Siebes, das auf einem Quadrat von 25 mm Seite etwa 150 bis 200 Löcher besitzt: 20 0/0;

3. fein gepulvertes Blei: 60 ο/<κ

„ An Stelle von Blei kann man auch in gleicher Weise die Oxyde dies Bleies,, insbesondere Bleisuperoxyde oder Bleiglätte, verwenden.

Um das absorbierende körnige Material von etwa 0,5 bis 1 mm Korngröße, wie es beispielsweise für den vorliegenden Zweck verwandt werden soll, für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig zu machen, ist das folgende Verfahren geeignet.

Die Körner werden während einer mehr oder minder langen Zeit in einem geschlossenen Gefäß der Einwirkung von Fettkörperdämpfen ausgesetzt, sei es von Kohlenwasserstoff- oder Paraffindämpfen, oder man feuchtet die Körner mit einer Lösung von Paraffin in Benzin an und verdampft darauf das Benzin, oder man vermischt die Körner mit einer Lösung von Kautschuk in einem Lösungsmittel, das dann verdampft wird.

Die auf diese Weise für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig gemachten Körner werden dann mit fein gepulvertem Blei oder Bleioxyd beispielsweise in folgendem Verhältnis gemischt:

fein gepulvertes Blei oder Bleioxyd: 80 o/o, undurchlässig· gemachte poröse Körner:

²⁰ "!»■

Dieses Gemisch wird dann mit verdünnter Schwefelsäure von beispielsweise 10 °/₀ angefeuchtet.

Das beschriebene aktive Gemisch kann nun in verschiedener Weise, wie durch die Zeichnungen veranschaulicht, zum Aufbau von Akkumulatoren verwandt werden.

Die Abb. 1, 2 und 3 zeigen drei senkrechte Schnitte von Akkumulatoren verschiedener Bauart, die Abb. 4 ,und S zeigen eine weitere Ausführungsform des Akkumulators, und zwar ist in Abb. 4 ein senkrechter Schnitt durch den Akkumulator, während Abb. 5 eine Ansicht der Elektrodenplatte wiedergibt. Die Abb. 6 bis 9 zeigen den Bau einer aus der oben !beschriebenen aktiven Masse hergestellten Akkumulatorenplatte mit nachträglich eingegossenem Bleigitter, und zwar stellen die Abb. 6 und· 7 die brikettierte Platte vor dem Eingießen des Gitters in Ansicht und Querschnitt dar, während die Abb. 8 und 9 die fertige mit dem eingegossenen Bleig.itter versehene Akkumulatorenplatte in Ansicht und -Querschnitt veranschaulichen.

Das in Abb. 1 dargestellte Gefäß a, das aus Glas, Ebonit oder anderem nicht leitenden Stoff bestehen kann, wind durch eine waagerechte poröse Scheidewand d aus Pfeifenton, Holzfaser oder anderem als Diaphragma in Akkumulatoren verwandten Stoff in zwei Abteilungen b und c geteilt, die mit der vorhin beschriebenen aktiven Masse gefüllt werden. Die positive Elektrode e und die negative Elektrode / werden durch je eine in den beiden Abteilungen b und c angeordnete waagerechte Bleiplatte gebildet. Über das Ganze wird verdünnte Schwefelsäure von 10 bis 15⁰ Baume gegossen.

Bei dem in Abb. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel des Akkumulators sind die poröse Scheidewand d und die beiden Elektroden e und f, die aus Bleiplatten oder Bleistangen bestehen, senkrecht angeordnet.

Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Akkumulators, wonach die Anoden- und Kathodenabteilungen aus Pergamentbeuteln b', c' gebildet werden, die im Gefäß α angeordnet sind, die Elektroden e und / enthalten und mit der vorhin beschriebenen aktiven Masse angefüllt sind, die mit verdünnter Schwefelsäure von etwa 15⁰ Baume getränkt ist. Außerdem ist das ganze Gefäß α gleichfalls mit verdünnter- Schwefelsäure von etwa 15⁰ Baume angefüllt.

Bei der in den Abb. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform des Akkumulators bestehen die beiden Elektroden aus Platten e und f aus Retortenkohle, die mit runden Löchern¹ b und c versehen sind, die mit Scheiben aus der vorhin beschriebenen Masse mittels eines Spatels oder anderweitig ausgefüllt werden und in verdünnte Schwefelsäure von etwa 15⁰ Baume eingetaucht sind.

An Stelle dieser Platte aus Retortenkohle können auch gewöhnliche Bleigitterplatten benutzt werden, die mit der vorhin beschriebenen aktiven Masse gefüllt sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Elektrodenplatten auch wie folgt hergestellt werden:

Ein inniges 1 Gemisch, von 2 kg gepulverter Bleiglätte, 0,2 kg Holzkohle in Form von Körnern von 0,5 bis 1 mm Durchmesser, 0,2 kg äußerst feinem Holzkohlenpulver und 0,2 kg verflüssigtem Trauben- oder Stärkezucker wird zu Platten g von der in den Abb. 6 und 7 dargestellten Form gepreßt, derart, daß beide Oberflächen waagerechte und senkrechte, sich kreuzende Rinnen oder Streifen h erhalten. Die so erhaltenen Platten werden bis etwa 500° C erhitzt, so daß der Zucker verkokt.

Dann bringt man die Platte in eine geeignete Gießform und füllt die Rinnen oder Streifen h mit geschmolzenem Blei aus, so daß dieses Blei nach dem Erkalten des.Ganzen eine Art Gitter* (Abb. 8und9) bildet, das mit dem Körper g der Platte in inniger Berührung steht.

An Stelle des vorhin beschriebenen Gemisches kann auch gleich gut ein Gemisch aus 2 kg gepulverter Bleiglätte, 0,4 kg Holzkohle in Form von Körnern von etwa 0,5 bis

ι mm Durchmesser und 0,2 kg verflüssigtem Trauben- oderStärkezucker verwandt werden. Wie vorhin ausgeführt, werden aus diesem Gemisch Platten in Formen hergestellt und dann nach und nach bis auf etwa 400 ° C erhitzt. Bevor aber diese mit Rinnen oder Streifen Ii (Abb. 6 und 7) versehenen Platten mit Blei, wie beschrieben, vergossen werden, müssen sie Dämpfen λόπ Kohlenwasserstoffen oder Paraffin ausgesetzt werden, um sie für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig zu machen.

Man kann die Platten auch gleichzeitig formen und für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig machen, wenn man als Bindemittel eine Kautschuklösung verwendet. Zu diesem Zweck wird zunächst eine Mischung hergestellt, 'bestehend aus 0,4 kg Holzkohle in Form von Körnern von 0,5 bis 1 mm Durchao messer mit 0,2 kg einer Kautschuklösung, die etwa 100 g Kautschuk in einem Liter Lösungsflüssigkeit enthält. Anderseits feuchtet man 2 kg Bleiglättenpulver oder Mennige in Pulverform mit 200 ecm verdünnter Schwefeisäure von etwa 10 0/0 an und vermischt dieses angefeuchtete Pulver innig mit dem eben beschriebenen Gemisch von Holzkohle mit Kautschuk.

Aus dem so zubereiteten Gemisch werden Platten der gewünschten Form gepreßt, die schließlich genügend lange, beispielsweise bei ι oo'^J C, getrocknet werden, bis das in dem Plattenkörper enthaltene Wasser vollkommen verdampft ist.

Man erhält auf diese Weise genügend feste, widerstandefähige, elastische Platten, ohne daß man Gefahr läuft, daß die Platten bei starken Ladungen und Entladungen zerfallen.

Außerdem hat die in den Platten fein verteilte mit feinem Kautschukhäutchen überzogene Holzkohle die Eigenschaft, daß sie die bei der Ladung auftretenden Gase aufsaugt und sie bei der Entladung wieder wirksam werden läßt.

Die angegebenen Mischungsverhältnisse sollen nur als Ausführungsbeispiele dienen, die natürlich auch verändert werden können. Ebenso bilden die oben beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele. Die Form, Abmessungen und Einzelheiten der den Akkumulator bildenden Teile und insbesondere die Zahl der Anoden- und Kathodenabteilungen können verschieden sein. 55

Claims

Patentansprüche;

i. Bleiakkumulator, gekennzeichnet durch eine aktive Masse, die aus einem Gemisch von Bleipulver oder einem Bleioxyd in Pulverform mit einem porösen leitenden Körper in Form von Körnern be-. steht, der eine geringe Dichtigkeit, aber ein großes Absorptionsvermögen für Gase besitzt und für Flüssigkeiten praktisch 6g undurchlässig, aber für Gase durchlässig gemacht ist, derart, daß er im Verlaufe des Akkumulatarbetriebes sein Absorptionsvermögen für Gase beibehält.
2. Verfahren zur Herstellung der aktiven Masse für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man sehr poröses grobkörniges Holzkohlenpulver mit äußerst feinem Holzkohlenpulver und Bleipulver oder einem Bleioxyd in Pulverform innig mischt.
3. Verfahren zur Herstellung der aktiven Masse für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Körner des Ger misches der Einwirkung von Dämpfen von Fettkörpern, wie Kohlenwasserstoffen, Paraffin o. dgl., ausgesetzt werden, um sie für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig zu machen.
4. Verfahren zur Herstellung der aktiven Masse für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Körner des Gemisches mit einer Lösung von Fettkörpern, wie Kohlenwasserstoffen, Paraffin

o. dgl., angefeuchtet werden, um sie für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig zu machen.
5. Verfahren zur Herstellung der aktiven Masse für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Körner des die aktive Masse bildenden Gemisches mit einer Kautschuklösung angefeuchtet werden, um sie für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig zu machen.
6. Bleiakkumulator mit aktiver Masse gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Akkumulatorgefäß durch eine waagerechte oder senkrechte poröse Scheidewand (d) in zwei Abteilungen (b, c) geteilt ist, die die aus einer waagerecht oder senkrecht angeordneten positiven und negativen Bleielektroden (e und f) aufnehmen und mit aktiver Masse gefüllt sind, die mit verdünnter Schwefelsäure von etwa 10 bis 15⁰ Baume getränkt ist.
7. Ausführungsform des Bleiakkuinitiators gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden- und Kathodenabteilungen durch zwei Pergamentbeutel (b' und c') gebildet werden, die in einem mit verdünnter Schwefeisäure von etwa 15⁰ Baume gefüllten Akkumulatorengefäß angeordnet sind, die

beiden Elektroden (e und f) enthalten und mit aktiver Masse angefüllt sind, die mit verdünnter Schwefelsäure von etwa 15⁰ Baume getränkt ist.
8. Ausführungsform des Bleiakkumulators gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode aus einer mit Löchern versehenen ader gitterf örmig ausgebildeten Platte beispielsweise aus Retortenkohle besteht, wobei die Löcher der Platte oder die Aussparungen des Gitters mit der aktiven Masse gemäß Anspruch 1 bis 6 ausgefüllt sind, die mit verdünnter ioo/oiger Schwefelsäure getränkt ist, und wobei die Elektroden in einer ioo/oigen Schwefelsäurelösung tauchen.
9. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus der aktiven Masse Platten geformt, bei einer zur Verkokung des Bindemittels geeigneten Temperatur erhitzt oder lediglich bis ztir Verdampfung des Lösungsmittels erwärmt und schließlich die Platten durch Gießen mit einem Bleigitter versehen werden.
10. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als aktive Masse ein Gemisch von Bleipulver ader einem Bleioxyd in Pulverform, Holzkohle in Körnerform und Traubenoder Stärkezucker verwandt wird, wobei das Gemisch vor dem Gießen des Bleigitters dadurch für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig gemacht wird, daß es Dämpfen von Fettkörpern, beispielsweise Kohlenwasserstoffen, Baraffin o. dgl., ausgesetzt wird.
11. Verfahren zur Herstellung der aktiven Masse für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bleipulver oder ein Bleioxyd in Pulverform mit Holzkohle .in Körnerform und einer Kautschuklösung vermischt wird, die gleichzeitig als Bindemittel dient und die Masse für Flüssigkeiten praktisch undurchlässig macht.
12. Verfahren zur Herstellung der Platten aus aktiver Masse für Bleiakkumulatoren gemäß Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten auf ihren Oberflächen mit Rinnen oder Streifen beliebiger Form versehen werden, die durch Gießen mit Blei behufs Bildung eines Gitters ausgefüllt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen