DE807830C - Akkumulator - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. JULI 1951

p 22644 IVb I 2i b D

Akkumulator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Akkumulator. Die üblichen Bleiakkumulatoren mit Schwefelsäure als Elektrolyt weisen verschiedene Nachteile auf, von denen insbesondere die geringe Leistung im Vergleich zum Gewicht und die verhältnismäßig niedrige zulässige Stromdichte bei der Entladung erwähnt seien. Gemäß bereits sehr alten Vorschlägen ist in dieser Beziehung eine wesentliche Verbesserung mit einem Akkumulator erzielbar, bei dem in ungeladenem Zustand das Blei in Form einer sauren Lösung eines Bleisalzes vorhanden ist. Als solches kamen Bleisalze von Säuren in Betracht, die unter den beim Aufladen und Entladen des Akkumulators auftretenden Umständen nicht angegriffen werden, z. B. Bleisilicofluorid. Dabei bestehen die Elektroden aus einem Material, das von dieser Lösung nicht angegriffen wird, z. B. Graphit, Gummigraphitgemischen o. dgl. Auch das übrige Material, aus dem der Akkumulator aufgebaut ist, soll selbstverständlich von der Lösung ao .nicht angreifbar sein.

Die Leistung je Gewichtseinheit eines solchen Akkumulators ist wesentlich höher als die der üblichen Bleiakkumulatoren mit Schwefelsäure als Elektrolyt. Außerdem ist es für diese Akkumula- »5 toren, im Gegensatz zu denjenigen, auf die sich die Erfindung bezieht, nachteilig, wenn sie längere Zeit in ganz oder teilweise entladenem Zustand verbleiben, weil das vorhandene Bleisulfat dann beim Aufladen schwer wieder in PbO₂ und Blei umgewandelt werden kann. Die Lebensdauer der erwähnten Akkumulatoren war aber viel ungünstiger als diejenige der üblichen Akkumulatoren, so daß sie in der Praxis keine Anwendung fanden.

Diese kürzere Lebensdauer hängt damit zusam- ' men, daß auf der positiven Elektrode das PbO.,, das sich beim Aufladen als eine glänzende schwarze, harte Schicht niederschlägt, während der Entladung als ein bräunlicher Schlamm von der Platte abtröpfelt und sich demnach nicht weiter am Aufladung«- und Entladungsvorgang beteiligen kann. Ferner bilden sich auf der negativen Elektrode nach wiederholtem Aufladen dendritische Bleikristalle,

ίο sog. Bleibäunve, die auf die Dauer Kurzschluß zwischen den Elektroden herbeiführen. Es wurden zwar verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, um diesem Ubelstand abzuhelfen, wie Umpolung der Batterie, besondere Formgebung der Elektroden und Verwendung von Hilfselektroden, die das abgetröpfelte PbO₂ auffangen, aber diese Maßnahmen haben nicht zum Ergebnis geführt, daß der Zustand der Zelle nach Entladung wenig verschieden ist von dem vor dem Aufladen bestehenden. Jedenfalls haben auch solche besonders ausgebildete Akkumulatoren keine praktische Verwendung gefunden. .

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das Abtröpfeln des PbO₂ während der Entladung eine Folge des peptisierenden Einflusses der Blei-Tonen ist, die sich in der Umgebung der positiven Elektrode konzentrieren, und daß dieser Erscheinung daher durch das Vorhandensein von flockend wirkenden Ionen entgegengewirkt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Akkumulator der vorerwähnten Art, bei dem der Elektrolyt außerdem eine Verbindung mit flockender Wirkung, enthält, die unter den bei der Entladung auftretenden Umständen nicht in wesentlichem Maße angegriffen wird oder im Elektrolyten eine nicht wirksame Verbindung bildet. Dazu kommen z. B. aromatische Sulfosäuren oder Polysulfosäuren in Betracht, insbesondere von Naphthalin, z. B. 1 -Naphthalinsulfosäure, 2-Xaphthalinsulfosäure 2, 7-Naphthalindisulfosäure und i-Naphthol-4-Sulfosäure.

Durch die erwähnte Maßnahme wird nicht nur erreicht, daß das PbO., auch während der Entladung des Akkumulators nicht mehr in eine schlammartige Masse übergeht, sondern es wird auch der Entstehung von Bleibäumen auf der negativen Elektrode entgegengewirkt. Auf diese Weise treten beträchtlich geringere Unterschiede zwischen dem vor dem Aufladen und dem darauffolgenden Entladen bestehenden Zustand auf. Dies ergibt eine bedeutend größere Lebensdauer.

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Beispiel 1

Es wird eine solche Menge PbSiF₆ in destilliertem Wasser zur Lösung gebracht, daß die Flüssig- ' keit ein spezifisches Gewicht von etwa 1,95 hat. Dk Lösung enthält dann etwa 0,65 g Blei je Kubikzentimeter. Bei der Lösung hydrolysiert ein Teil des Salzes und bildet einen Niederschlag, der durch Abfiltrieren entfernbar ist. Darauf werden je 50 cm³ Lösung 100 mg Natriumsalz von i-Naphthalinsulfosäure hinzugefügt. Dabei entsteht ein Niederschlag, d-er gegebenenfalls abfiltriert wird. 50 cm³ der Flüssigkeit werden in ein aus einer Phenolformaldehydpreßmasse hergestelltes Gefäß eingeführt, in dem zwei plattenförmige Graphitelektroden mit einer Oberfläche von etwa 30 cm² in einem Abstand von etwa 2 cm voneinander angeordnet sind. Der hergestellte Akkumulator wird während 20 Stunden mit einer Stromstärke von etwa 150 mA aufgeladen bei einer Spannung von etwa 2 V und ist dann gebrauchsfertig.

Beispiel 2

50 cm³ einer PbSiF_e-Lösung, entsprechend Beispiel i, werden 500 mg 2, 7-Naphthalindisulfosäure zugesetzt, die in 2 cm³ destilliertem Wasser zur Lösung gebracht worden ist. Hierbei entsteht ein Niederschlag des betreffenden Bleisalzes, aber die Konzentration der Naphthalindisulfosäure im Elektrolyten ist hinreichend, um die erwünschte flockende Wirkung auszuüben. Auf die Dauer erfolgt aber unter diesen Umständen im Akkumulator eine gewisse Zersetzung der Naphthalindisulfosäure, die übrigens die Stromausbeute des Akkumulators nicht beeinflußt, aber wodurch die flockende Wirkung nicht weiter erfolgen könnte. Dieser Nachteil wird dadurch behoben, daß der erwähnte Niederschlag nicht abfiltriert wird. Der Elektrolyt bleibt dann durch das Vorhandensein von festem Naphthalindisulfosäureblei stets damit gesättigt, so daß die erwünschte Wirkung auf das PbO, der positiven Elektroden des Akkumulators beibehalten wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Akkumulator, bei dem in ungeladenem Zustand das Blei in Form einer sauren Lösung eines Bleisalzes einer Säure vorhanden ist, das unter den beim Aufladen und Entladen auftretenden Umständen nicht angegriffen wird, insbesondere eine Bleisilicofluoridlösung, und der mit Elektroden ausgestattet ist, die von dieser Lösung nicht angegriffen werden und insbesondere aus Graphitmaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung weiter eine Verbindung mit flockender Wirkung enthält, die unter den beim Aufladen und Entladen auftretenden Umständen nicht in beträchtlichem Maße angegriffen wird oder in der Lösung eine nicht wirksame Verbindung bildet.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eine aromatische Sulfosäure, insbesondere von Naphthalin, enthält.

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