DE751055C

DE751055C - Herstellung von Elektroden fuer Sekundaer-Elemente, insbesondere solche mit alkalischem Elektrolyt

Info

Publication number: DE751055C
Application number: DEI56462D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Ackermann; Leo Dr Schlecht
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1936-10-23
Filing date: 1936-11-29
Publication date: 1953-05-11
Also published as: FR828247A; FR828242A

Description

Jt

Es ist bekannt, als Elektroden für Sekundär-Elemente, insbesondere solche mit alkalischem Elektrolyt, poröse, metallisch leitende Formstücke zu verwenden, in deren Poren die aktive Masse eingebracht ist. Zum Beispiel läßt sich Xickelhydroxyd in die Poren einer durch Sintern von A^Tickelpulver hergestellten Elektrodenplatte dadurch einbringen, daß die Platte zunächst mit einer X'ickelsalzlösung getränkt, dann getrocknet und hierauf in Alkalilauge getaucht wird. Um jedoch auf diese Weise eine zur Erreichung einer bestimmten Kapazität genügende Menge aktiver Masse in die Poren einzubringen, muß dieses Verfahren sehr häufig wiederholt werden. Ferner muß jedesmal die aus der Lauge entnommene Platte sorgfältig· ausgewaschen und vor dem erneuten Tränken wieder getrocknet ! werden. Eine gleichmäßige Verteilung der j aktiven Masse über das ganze Innere des ; porösen Formstückes ist nur dann gewährj leistet, λνεηη man mit verhältnismäßig verj dünnten Salzlösungen tränkt. Dabei muß zur j Erzielung einer bestimmten Kapazität der Elektrode das Verfahren: Tränken. Trocknen. Ausfällen. Auswaschen und Wiedertrocknen um so häufiger wiederholt werden, ie verdünnter die angewandte Salzlösung ist.

Es wurde nun gefunden, daß eine gleichmäßige Verteilung der aktiven Masse über den ganzen Ouerschnitt des Fonnstückes in einfacherer Weise und unter Anwendung konzentrierterer Lösungen dadurch erzielt wird, daß die aktive blasse durch kathodisches Polarisieren in Form von Hydroxyd oder basischen .Salzen in die Poren des Fonnstückes eingebracht wird.

ίο Zu diesen: Zweck verwendet man als Elektrolyt !.-ei .:c-m kathodischen Polarisieren Lösunc-n von Xitraten der Metalle, die man in Form ihrer Hydroxyde bzw. basischen Salze i:i die Poren des Formstückes einbringen will. Mau kanu auch andere Salze dieser Metalle, verwenden, wenn man gleichzeitig oxydierend wirkende Stoffe, wie Xitrate anderer Metalle, Wasserstoitperoxyd, Hypochlorit u.dgl.. zufügt. Ein Zusatz von die elektrolytische Leitfähigkeit erhöhenden Stoffen, wie Alkali- oder Erdalkaliverbindungen oder Verbindungen des Magnesiums oder Aluminiums oder Gemischen solcher Stoffe, kann günstig sein.

Das Verfahren wird in der Weise ausgeführt, daß zunächst das poröse Formstück mit einem Elektrolyt der erwähnten Art getränkt und dann ohne die schwierige Vortrocknung in einer Lösung mit guter elektrolytischer Leitfähigkeit, z. B. in einer Lösung von Alkalisulfat oder Alkalihydroxyd, kathodisch polarisiert wird. Auf diese Weise erhält man eine weit gleichmäßigere Füllung der Poren des Formstückes mit aktiver Masse, als dies nach den bisher bekannten Verfallren möglich ist.

Auch die Gefahr des Aufblühens des mit aktiver Masse durchsetzten Formstückes wird durch das vorliegende Verfahren selbst bei wiederholtem Tränken und Polarisieren praktisch beseitigt. Xach dem neuen \^rerfahren ist es möglich, größere Mengen aktiver Masse als bisher in die Poren einzubringen und dadurch die Kapazität der Elektrode wesentlich zu erhöhen.

Eine Reihe von Platten wurde in bekannter Weise mit Xickelhydroxyd durch Tränken mit Xickelnitratlösung und Behandeln mit Kalilauge imprägniert, bis sich 40 bis 50% des Eigengewichts der Platte als aktive Alasse in den Poren befanden. Es war zwar möglich, die Menge des eingelagerten Xickelhydroxyds und damit die Kapazität der Platte noch weiter zu steigern, jedoch hatten diese Platten beim Arbeiten im Akkumulator keine genügende Lebensdauer, weil sich das Xickelhydroxyd überwiegend in der Überflächen- j schicht anreicherte und sich die Platte beim Laden und Entladen aufblähte» Eine andere Reihe von Platten wurde mit Xickelnitratlösung getränkt und nach dem I vorliegenden Verfahren behandelt. Xach fünf- ! bis sechsmaligem Wiederholen des Verfahrens waren etwa Ho % des Eigengewichts der Platte als Xickelhydroxyd in die Poren eingebracht. Dementsprechend zeigten diese Platten im Vergleich zu den Platten der ersten Versuchsreihe eine erhöhte Kapazität. Die Lebensdauer der Platten wurde durch die starke Anreicherung an aktiver Masse nicht beeinträchtigt, da die Masse gleichmäßig über den ganzen Plattenquerschnitt verteilt war.

Ferner ist es bekannt. Metallhydroxyde auf galvanischem Wege dadurch zu erzeugen, daß durch Elektrolyse von Alkalisalzlösungen mit löslichen Anoden anodisch Metallsalz und kathodisch Alkali gebildet wird und die anodischen und kathodischen Reaktionsprodukte beim Zusammentreffen Metallhydroxyd ergeben. Eine Einbringung von aktiver Masse in die Poren eines porösen Metallkörpers durch kathodisches Polarisieren ist aber auf diese Weise nicht möglich, da das anodisch gebildete Metallsalz im äußeren Elektrolytraum ausgefällt wird, bevor es bis an die Kathode oder in die Poren der Kathode gelangen kann.

Beispiel 1

Eine durch Sintern von Carbonylnickelpulver hergestellte poröse Xickelplatte wird mit einer bei Zimmertemperatur gesättigten Xickelnitratlösung getränkt und unmittelbar anschließend, d. h. ohne Trocknung, in einer yo° warmen, 3o°/oigen X'atronlauge kathodisch mit hoher Stromdichte bis zur starken Wasserstoffentwicklung polarisiert. Xach gründlichem Spülen mit Wasser wird die Platte bei ioo bis 120⁰ getrocknet und das geschilderte Verfahren mehrmals wiederholt. Beim Zerreißen der Platte erkennt man eine gleichmäßige Verteilung der aktiven Masse über die ganze Bruchfläche.

Beispiel 2 ^Io5

Ein poröser Eisenkörper wird mit einer l>ei gewöhnlicher Temperatur gesättigten Cadmiumnitratlösung getränkt und in So⁰ warmer Kalilauge vom spezifischen Gewicht 1,25 kathodisch polarisiert und anschließend mit Wasser ausgewaschen. X'ach der Trocknung bei 100 bis 120⁰ hat die Platte etwa 15% ihres Gewichts an Cadmiumhydroxyd aufgenommen. Durch dreimalige Wiederholung des Verfahrens gelingt es, 50⁰A) des Eigengewichts des Elektrodenkörpers in den Poren als aktive Masse abzuscheiden.

Claims

PatentansphOche:

i. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für elektrische Sammler, insl>eson-

de ro solche mit alkalischem Elektrolyt, die aus einem porösen, metallisch leitenden Formkörper mit in dessen Poren eingelagerter aktiver . Masse bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Alasse in den Poren des Fonnkörpers durch kathodisches Polarisieren in Form von I lydroxyd oder basischem Salz abgeschieden wird, indem der poröse Formkörper nach vorheriger Tränkung mit einer Xitratlösung- jener Metalle, die als Hydroxyd bzw. basisches Salz in die Poren eingebracht werden sollen, in einer Lösung mit guter elektrolytischer Leitfähigkeit, zweckmäßig in einer Lösung von Alkalisalz oder -hydroxyd, vorzugsweise Ihm erhöhter Temperatur, kathodisch polarisiert wird.

J. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man an Stelle von Xitratlösungen jener Metalle, die als Hydroxyd oder basisches Salz in die Poren eingebracht werden sollen, Lösungen anderer Salze dieser Metalle ir. Gegenwart von Xitraten anderer Metalle oder anderen oxydierend wirkenden Storren verwendet.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteiiimgsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschrift Xr. 491 40S:

Zeitschrift für anorganische Chemie 12
(1896), S. 436 it. (Abhandlung von
R. Lorenz, »Eine allgemeine Methode zur Darstellung der Metalioxyde auf elektrochemischem Wege«).

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