DE899055C - Active mass for negative plates of lead accumulators - Google Patents

Active mass for negative plates of lead accumulators

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DE899055C
DE899055C DET4769A DET0004769A DE899055C DE 899055 C DE899055 C DE 899055C DE T4769 A DET4769 A DE T4769A DE T0004769 A DET0004769 A DE T0004769A DE 899055 C DE899055 C DE 899055C
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Otto Konig
Thomas Page Mcfarlane
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Engility LLC
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Titan Corp
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Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 7. DEZEMBER 1953ISSUED DECEMBER 7, 1953

KLASSE 21b GRUPPECLASS 21b GROUP

T 4769 IVb I sibT 4769 IVb I sib

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Die Erfindung bezieht sich auf aktive Massen für negative Platten von Bleiakkumulatoren, und zwar insbesondere auf solche Massen, die einen Gehalt an wasserlöslichem, synthetischem, organischem Expandierungsmaterial besitzen.The invention relates to active masses for negative plates of lead-acid batteries, namely in particular to those masses that contain water-soluble, synthetic, organic expanding material own.

Es ist bekannt, daß bei schneller Entladung des Akkumulators bei niedriger Temperatur die elektrische Leistung oder Kapazität beträchtlich unterhalb des theoretisch erwarteten Wertes liegt. Es wurde erkannt, daß die Leistung eines Akkumulators durch die Zugabe geringer Beträge von Ruß, Blanc fixe und gewisser organischer, als Expandierungsmaterial bekannter Materialien zu der Masse der negativen Platten verbessert wird. Es sind bereits zahlreiche derartige organische Materialien vorgeschlagen worden; die einzigen wirksamen Materialien sind jedoch natürliche Ligninderivate. Diese Materialien haben den Nachteil, daß sie hinsichtlich der Leistung beträchtlich schwanken. Die Schwankungen sindzurückzuführen auf die unbekannte Zusammensetzung der in dem natürlichen Material befindlichen aktiven Bestandteile, die bisher nicht identifiziert werden konnten. Es ist daher schwer, die Leistung des Akkumulators bei kalter Entladung zu normieren.It is known that when the battery is discharged quickly at a low temperature, the electrical Performance or capacity is considerably below the theoretically expected value. It was recognized that the performance of an accumulator by adding small amounts of soot, blanc fixe and certain organic, materials known as expansion material to the bulk of the negative plates will. Numerous such organic materials have been proposed; the only effective ones However, materials are natural lignin derivatives. These materials have the disadvantage that they vary considerably in terms of performance. The fluctuations are due to the unknown Composition of the active ingredients found in the natural material, which has not yet been identified could become. It is therefore difficult to maintain the battery capacity when it is cold discharged normalize.

Neuerdings sind Kondensationsprodukte synthetischer Phenole als organisches Expandierungsmaterial vorgeschlagen worden. Diese Harzprodukte sind in Wasser unlöslich, müssen nach dem Filtrieren und Trocknen pulverisiert werden und sind teuer in der Handhabung. Außerdem haben sie bei Kapazitäts-Untersuchungen bei niederer Temperatur nicht die Leistung der natürlichen Expandierungsmaterialien er-Recently, condensation products of synthetic phenols have become an organic expanding material has been proposed. These resin products are insoluble in water, must after filtering and Drying can be powdered and is expensive to handle. They also have capacity studies the performance of the natural expansion materials cannot be achieved at low

reicht. Wenn auch die Bemühungen von Interesse sind, die durch derartige, in ihrer Zusammensetzung unbekannte natürliche Bestandteile erzielten Wirkungen zu normieren, hat man doch die Suche nach solchen zuverlässigen synthetischen, organischen Expandierungsmaterialien fortgesetzt, die hinsichtlich der Leistungen den natürlichen Materialien gleichkommen.enough. Even if the efforts are of interest, those by such, unknown in their composition To standardize the effects achieved by natural components, one has to search for such reliable synthetic, organic expanding materials continued in terms of performances equal to natural materials.

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines leistungsfähigen Materials für negative Platten mitThe object of the invention is to provide a high-performance material for negative plates with

ίο einer feststehenden Charakteristik bei niederer Temperatur. Gegenstands der Erfindung ist weiterhin die Schaffung eines Materials, das solche bekannten synthetischen, organischen Zuschläge enthält, die eine bestimmbare und zuverlässige kapazitative Leistung bei niederer Temperatur ergeben.- __ίο a fixed characteristic at low temperature. The object of the invention is also to provide a material that such known synthetic, contains organic aggregates that contribute to a determinable and reliable capacitive performance lower temperature - __

Die Erfinder haben erkannt, daß ein Gehalt an gewissen wasserlöslichen, synthetischen, organischen Verbindungen bei dem Material für negative Platten dazu beiträgt, derartige feststehende und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Die erfindungsgemäß in der Hauptsache verwendeten organischen Verbindungen sind wasserlösliche, sulfonierte, polycyclisch^, substituierte, aliphatische Verbindungen, bei denen zwei oder mehr sulfonierte, cyclische Gruppen durch eine offene, aliphatische Bindung miteinander verkettet sind im Gegensatz zu geschlossenen cyclischen Strukturen. Die Erfinder haben gefunden, daß es vorteilhaft ist, zusammen mit diesen Verbindungen einen entsprechenden Anteil von wasserlöslichem Oxyarylsulfonat zu benutzen.The inventors have recognized that a content of certain water-soluble, synthetic, organic compounds in which the negative plate material contributes to such stable and reliable results to achieve. The organic compounds mainly used according to the invention are water-soluble, sulfonated, polycyclic ^, substituted, aliphatic compounds in which two or more sulfonated, cyclic groups are linked to one another by an open, aliphatic bond in the Contrasted with closed cyclic structures. The inventors have found it to be beneficial together with these compounds a corresponding proportion of water-soluble oxyaryl sulfonate use.

Die erfindungsgemäße Masse besteht in der Hauptsache aus Bleiglätte, die ihrerseits aus Bleimonoxyd oder -suboxyd und metallischem Blei besteht, mit üblichen Anteilen an Ruß und Blanc fixe, und aus einem geringen Anteil einer sulfonierten, polycyclischen, substituierten, aliphatischen Verbindung, wie Phenolphthaleinsulfonat oder Indigosulfonat, und aus einem Ideinen Anteil eines wasserlöslichen Oxyarylsulfonats, wie 8-Oxychinolin-5-sulfonsäure oder ι-Naphthol-5-sulfonsäure. The composition of the invention consists in the main from black lead, which in turn consists of lead monoxide or lead suboxide and metallic lead, with usual Proportions of soot and blanc fixe, and a small proportion of a sulfonated, polycyclic, substituted, aliphatic compound such as phenolphthalein sulfonate or indigosulfonate, and of one A portion of a water-soluble oxyarylsulfonate, such as 8-oxyquinoline-5-sulfonic acid or ι-naphthol-5-sulfonic acid.

Es ist in wirtschaftlicher Hinsicht zweckmäßig, von Phenolphthalein oder Indigo auszugehen und dieses zu sulfonieren. Die Erfinderin hat gefunden, daß' die im Rahmen der Erfindung verwendeten Verbindungen wasserlöslich sein müssen und daher entweder als Säure selbst oder als deren Alkalimetallsalze verwendet werden müssen.From an economic point of view, it is expedient to start from phenolphthalein or indigo and to do so sulfonate. The inventor has found that 'the compounds used in the context of the invention must be water-soluble and therefore be used either as the acid itself or as its alkali metal salts have to.

Das Verhältnis der Gesamtmenge des organischen Materials in der negativen Mischung kann in weiten Grenzen zwischen o,i und ι Gewichtsprozent schwanken; das übliche Verhältnis Hegt zwischen 0,2 und 0,6 %. Hierbei kommt auf 1 bis 3 Teile des erstgenannten organischen Mittels, wie Phenolphthaleinsulfonat oder Indigosulfonat, 1 Teil des Oxyarylsulfonats. The ratio of the total amount of organic material in the negative mixture can be wide Limits vary between o, i and ι percent by weight; the usual ratio is between 0.2 and 0.6%. Here comes 1 to 3 parts of the former organic agent such as phenolphthalein sulfonate or indigosulfonate, 1 part of the oxyarylsulfonate.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Hierbei wurde eine Grundmischung für die Masse der negativen Platten hergestellt durch innige Trockenvermischung von feinverteilter, ungerösteter Barton-Bleiglätte mit einem annähernden Gehalt von 30 °/0 metallischem Blei, mit 91 g Ruß und 136 g Blanc fixe pro 45,4 kg Bleiglätte und durch Zugabe der Mischung des organischen Materials.The following examples serve to further illustrate the invention. In this case, a master batch for the mass of the negative plates was prepared by intimately dry mixing finely divided, unroasted Barton litharge with an approximate content of 30 ° / 0 metallic lead, with 91 g of carbon black and 136 g of Blanc fixe per 45.4 kg litharge and Adding the mixture of organic material.

Beispiel ι .Example ι.

Einer Menge von 45,4 kg feinverteilter Barton-Bleiglätte mit dem oben angegebenen Gehalt an Ruß und Blanc fixe wurden 272 g einer Mischung zugegeben aus 2 Teilen Natriumphenolphthaleinsulfonat und 1 Teil S-Oxychinolin-S-sulfonsäure. Das aktive Material wurde gut gemischt, um die trockenen Bestandteile zu dispergieren. Durch Zugabe von 5,21 Wasser und 3,2 1 Schwefelsäure mit dem spezifischen Gewicht von 1,400 wurde eine Paste gebildet, die ungefähr 0,6 Gewichtsprozent organisches Material enthielt. Die Paste wurde zur Herstellung von negativen Platten für normale Akkumulatoren benutzt.A quantity of 45.4 kg of finely divided Barton litharge with the above-mentioned content of carbon black and Blanc fixe were added to 272 g of a mixture of 2 parts of sodium phenolphthalein sulfonate and 1 part S-oxyquinoline-S-sulfonic acid. The active material was mixed well to disperse the dry ingredients. By adding 5.21 of water and 3.2 liters of sulfuric acid with a specific gravity of 1.400 formed a paste that was approximately 0.6 percent by weight contained organic material. The paste was used to make negative plates for normal Used accumulators.

Beispiel 2Example 2

Die Paste wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß 272 g einer Mischung von organischem Material, bestehend aus 2 Teilen Natriumphenolphthaleinsulfonat und ι Teil i-naphthol-5-natriumsulf onat, verwendet wurden. Die Paste wurde zur Herstellung von negativen Platten für normale Akkumulatoren benutzt.The paste was prepared according to Example 1 with the exception that 272 g of a mixture of organic Material consisting of 2 parts of sodium phenolphthalein sulfonate and ι part of i-naphthol-5-natriumsulf onat. The paste was used to make negative plates for normal accumulators used.

Beispiel 3Example 3

Zu einer Menge von 1,8 kg feinverteilter Barton-Bleiglätte unter üblicher Zumisehung von 0,2 Gewichtsprozent Ruß und 0,3 Gewichtsprozent Blanc fixe wurden 3,6 g oder 0,2 °/0 Natriumindigobisulfonat und 3,6 g oder 0,2 % i-Naphthol-5-natriumsulfonat zugegeben. Durch Beigabe von 120 ecm Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,400 und 208 ecm Wasser wurde eine Paste gebildet, die zur Herstellung von negativen Platten für normale Akkumulatoren verwendet wurde.Finely divided Barton litharge to an amount of 1.8 kg under conventional Zumisehung of 0.2 weight percent carbon black and 0.3 percent by weight of Blanc fixe, 3.6 g or 0.2 ° / 0 Natriumindigobisulfonat and 3.6 g or 0.2 % i-naphthol-5-sodium sulfonate added. By adding 120 ecm of sulfuric acid with a specific gravity of 1.400 and 208 ecm of water, a paste was formed which was used to produce negative plates for normal accumulators.

Die Akkumulatoren gemäß Beispiel 1 bis 3 wurden im Rahmen einer Versuchsreihe verglichen mit Akkumulatoren einmal ohne Expandierungsmaterial und einmal mit dem bekannten natürlichen Expandierungsmaterial. Die Versuchsergebnisse sind in Minuten Entladezeit, gemäß Vorschrift der Society of Automotive Engineers, in nachstehender Tabelle angegeben: The accumulators according to Examples 1 to 3 were compared with accumulators in a series of experiments once without expansion material and once with the known natural expansion material. The test results are in minutes of discharge time, according to the regulation of the Society of Automotive Engineers, indicated in the table below:

inin EntladezeitDischarge time i,5oi, 5o ZugegebenesAdmittedly Minuten nadMinutes nad bis i,55to i, 55 organischesorganic 2-
ma] 2-
ma] ExpandierungsmaterialExpansion material 2,52.5 Keine Zugabe No encore bis 3,07to 3.07 ιι 72% saures Lignin im72% acidic lignin im 3,033.03 55- J-35-
iger Entladung55- J-35-
iger discharge Durchschnitt average 3,743.74 i,73i, 73 Gemäß Beispiel 1 According to example 1 4,i74, i7 bis 1,75to 1.75 2,002.00 Gemäß Beispiel 2 According to example 2 2,852.85 4,8o4.80 Gemäß Beispiel 3 According to example 3 2,102.10 4,054.05 4,244.24 3,703.70 4,194.19 4,534.53

Aus der vorstehenden Tabelle ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Massen nach Beispiel 1 bis 3 in günstigem Vergleich stehen zu den besten, heute verfügbaren natürlichen Produkten. Durch die Erfindung ist somit der Vorteil gegeben, mit gleichen Ergebnissen bekannte synthetische Bestandteile verwenden zu kön-The table above shows that the compositions according to the invention according to Examples 1 to 3 in compare favorably with the best natural products available today. Through the invention this gives the advantage of being able to use known synthetic components with the same results.

nen, die durch genaue Kontrollmöglichkeit eine absolute Zuverlässigkeit gewährleisten.nes that guarantee absolute reliability through precise control options.

Die vorstehenden Beispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar; unter ihren Umfang fallen weitere Variationen, sofern sie im Rahmen der Patentansprüche liegen.The above examples do not represent any limitation of the invention; fall below their scope further variations, provided they are within the scope of the claims.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Aktive Masse für negative Platten von Bleiakkumulatoren, gekennzeichnet durch einen hauptsächlichen Anteil an Bleiglätte, einen geringen Anteil an einer wasserlöslichen, sulfonierten, polycyclischen, substituierten, aliphatischen Verbindung und durch einen weiteren geringen Anteil von 8-Oxychinolin-5-sulfonsäure, i-Naphthol-5-sulfonsäure oder ihren Alkalimetallsalzen.1. Active mass for negative plates of lead-acid batteries, characterized by a major proportion of black lead, a minor proportion on a water-soluble, sulfonated, polycyclic, substituted, aliphatic compound and a further small proportion of 8-oxyquinoline-5-sulfonic acid, i-naphthol-5-sulfonic acid or their alkali metal salts. 2. Aktive Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sulfonierte, polycyclische, substituierte, aliphatische Verbindung aus Phenolphthaleinsulf onat, Indigosulf onat oder ihren Alkalimetallsalzen besteht.2. Active mass according to claim 1, characterized in that that the sulfonated, polycyclic, substituted, aliphatic compound of phenolphthalein sulf onate, indigosulfonate or their alkali metal salts. 3. Aktive Masse gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der der Bleiglätte zugegebenen Anteile der organischen Verbindungen zwischen 0,1 und 1 Gewichtsprozent aktiven Materials beträgt.3. Active mass according to claim 1 and 2, characterized in that the sum of the Black lead added proportions of organic compounds between 0.1 and 1 percent by weight active material. 4. Aktive Masse gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der Anteile der organischen Verbindungen in einem Verhältnis von ι bis 3 Teilen einer der ersteren Verbindungen pro ι Teil einer der zweiten Verbindungen besteht.4. Active mass according to claim 1 to 3, characterized in that the addition of the proportions of the organic compounds in a ratio of ι to 3 parts of one of the former compounds per ι part of one of the second connections exists. 5. Aktive Masse gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleiglätte ungefähr 0,6 °/0 Natrium-phenolphthaleinsulfonat und 0,3 °/0 S-Oxychinolin-s-sulfonsäure beigegeben sind.5. Active composition according to claim 1 to 4, characterized in that the litharge / phenolphthaleinsulfonat sodium approximately 0.6 ° and 0 are added to 0.3 ° / 0 S-oxyquinoline-s-sulfonic acid. 6. Aktive Masse gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleiglätte ungefähr 0,6 °/0 Natriumphenolphthaleinsulfonat und 0,3 °/0 i-Naphthol-5-natriumsulfonat beigegeben sind.6. Active composition according to claim 1 to 4, characterized in that the litharge 0.6 ° / 0 Natriumphenolphthaleinsulfonat and are approximately 0.3 ° / 0 i-naphthol-5-sodium sulfonate added. 7. Aktive Masse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleiglätte ungefähr 0,2 °/0 Natriumindigobisulfonat und 0,2 % i-Naphthol-5-natriumsulfonat beigegeben sind.7. Active compound according to claim 1 to 4, characterized in that the litharge about 0.2 ° / 0 Natriumindigobisulfonat and 0.2% i-naphthol-5-sodium sulfonate are added. 1 5637 Ii.1 5637 II.
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