DE976563C - Verfahren zur Herstellung negativer Platten fuer elektrische alkalische Sammler - Google Patents

Description

Das Patent 869981 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung negativer Platten für elektrische alkalische Sammler. Dieses Verfahren besteht darin, daß als Ausgangsmaterial für die aktive Masse fein zerkleinertes Kupfer benutzt wird, das jedoch ein kristallinisches Gefüge aus mikroskopisch feinen, baumartig verzweigten, nadeiförmigen oder dendritischen Kristallen aufweist, daß dieses Kupfer mit pulverförmigem Eisen oder einer Eisenverbindung, die beim Aufladen des elektrischen Sammlers zu Eisen reduzierbar ist, vermengt wird, und daß dieses Gemengsei im kalten Zustande unter sehr hohem Druck auf bzw. um Träger zusammengepreßt wird, die gegebenenfalls einen Bestandteil der fertigen Platte bilden können.

In einer ersten Zusatzpatentanmeldung (S 33265 IVa/21 b) zum obigen Hauptpatent sind einige weitere Ausführungsarten dieses Verfahrens und namentlich die Verwendung eines Eisenpulvers oder Magnetits bzw. eines Gemengsels beider als aktive Masse vorgeschlagen.

Wie im Hauptpatent und in der ersten Zusatzpatentanmeldung erwähnt worden ist, muß die Verpressung sehr kräftig sein. Sie soll mindestens 1 t

je Quadratzentimeter erreichen und kann ohne Nachteil selbst 3 t überschreiten. In dem Bereich von ι bis 3 t je Ouadratzentimeter fallen die erzielten Ergebnisse um so besser aus, je näher der Preßdruck an der oberen Grenze liegt. Diese Verbesserung erstreckt sich nicht nur auf die elektrischen Eigenschaften, sondern auch auf die Haltbarkeit der Platten im Laufe der verschiedenen Handhabungen zwischen dem Augenblick ihrer Fertigung und dem Zeitpunkt, in welchem ihr Einbau in die Sammlerelemente beendet ist. Diese Handhabungen erfolgen zuweilen sehr schonungslos und ohne die geringste Sorgfalt.

Die Anwendung sehr hoher Preßdrücke erfordert ferner die Benutzung kräftiger und kostspieliger Pressen.

Nach dem vorliegenden Zusatzpatent soll der angewendete Preßdruck bis zu einem gewissen Grade herabgesetzt werden, wobei jedoch letzten Endes die erzielten Platten die gewünschten elektrischen Kennzeichen aufweisen und eine gute Stoßfestigkeit beibehalten, ohne irgendwelche Absprengungen oder selbst stellenweise Beschädigungen zu erleiden.

*5 Das nach dem vorliegenden Zusatzpatent verbesserte Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Platten nach ihrer Formgebung in der Presse einer thermischen Behandlung ausgesetzt werden, die ein Sintern der Kupferteile bewirkt, d. h. zwisehen den Kupferkörnchen durch oberflächliches Verschmelzen derselben ein Netz örtlicher Schweißverbindungen herstellt.

Dieses Sintern erfolgt in der Weise, daß die Platte auf eine etwa zwischen 600 und 650⁰ C liegende Temperatur gebracht wird. Diese Temperaturgrenzen sind nicht absolut, doch ist festgestellt worden, daß bei einer Temperatur unter 6oo° C der Sintervorgang nicht gut verläuft und daß beim Überschreiten einer Temperatur von 650⁰ C die elektrischen Eigenschaften der Platten um so schlechter werden, je weiter die Temperatur von dieser Grenze abweicht.

Die Ofenatmosphäre darf selbstverständlich nicht

oxydierend sein, sie muß neutral oder reduzierend sein. In der Praxis kann entweder Stickstoff oder Wasserstoff bzw. ein Gemisch mit veränderlichen Anteilverhältnissen dieser beiden Gase in Frage kommen. Wirtschaftlich dürfte die Verwendung von Stickstoff sein, der etwa 10 bis 20% Wasserstoff enthält.

Die Sinterofen können kontinuierlich oder nicht kontinuierlich arbeiten. Für die Massenherstellung sind kontinuierlich arbeitende Öfen vorteilhafter. Die Platten wandern auf einem endlosen Band durch den Ofen, und die Verweilzeit im Ofen, die durch die Forderung bedingt ist, daß die Platten fast ganz kalt den Ofen verlassen sollen, kann eine bis mehrere Stunden betragen. Die Zeit, während welcher die Platten tatsächlich die Zone von 600 bis 650° C einnehmen, kann praktisch auf weit weniger als 1 Stunde beschränkt sein.

Diese Sinterbehandlung stellt vor allem eine Vergütung jener Platten dar, die eine unzureichende Verpressung erfahren haben, z. B. wenn der Preßdruck weniger als 11 je Quadratzentimeter betrug. Derartige Platten, die ziemlich empfindlich sind und im Laufe der Handhabungen leicht absplittern können, erfahren somit eine Verbesserung ihres physikalischen Zustandes wie auch ihrer elektrischen Eigenschaften.

Im Hauptpatent und in der ersten Zusatzpatentanmeldung ist ausführlich dargelegt, daß das im Gemisch mit dem Kupfer verwendete eisenhaltige Material verschiedener Herkunft sein könne. Welches nun auch seine chemische Beschaffenheit sein mag, so wird es praktisch durch Reduktion des Eisenoxyds Fe₂O₃ mittels Wasserstoff erzielt. Bei der elektrolytischen Reduktion, die beim Aufladen des alkalischen Sammlers am negativen Pol auftritt, ist aber eine Umwandlung des Eisenoxyds selbst zu reinem Eisen oder anderen sauerstoffhaltigen Eisenverbindungen nicht möglich, so daß es als solches nicht als aktive Masse verwendbar ist.

Gemäß Erfindung ist es jedoch möglich, Gemische von Kupferpulver und Eisenoxyd zu verwenden, wenn diese mit dem Metallgerippe der Platten kalt verpreßt werden, wie dies im Hauptpatent beschrieben worden ist. Es ist oben bereits dargelegt worden, warum die auf diese Weise hergestellten Platten für eine unmittelbare Verwendung nicht geeignet wären. Werden aber derartige Platten durch einen auf etwa 600 bis 650⁰ C erhitzten Sinterofen mit reduzierender Atmosphäre geschickt, dann erfährt das Eisenoxyd die thermische Reduktion durch Wasserstoff und verwandelt sich entweder in Eisen oder Magnetit oder in ein Gemengsei dieser beiden Stoffe. Diese Reduktion ist von einem S inter Vorgang begleitet, der die Kupferkristalle miteinander verschweißt. Gemäß dieser Erfindung gestaltet sich die Herstellung negativer Platten wirtschaftlicher, da zwei Arbeitsgänge zu einem einzigen verschmolzen sind.

Die Erfindung erstreckt sich selbstverständlich auch auf die Platten, die nach dem erwähnten Verfahren hergestellt sind.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung negativer Platten für elektrische alkalische Sammler nach dem Patent 869 981, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten nach ihrer Formgebung durch Pressen der aktiven Masse im kalten Zustand einer solchen thermischen Behandlung unterworfen werden, daß ein Sintern allein des feinverteilten Kupfers bewirkt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge~ kennzeichnet, daß das Sintern bei einer Temperatur von etwa 600 bis 650⁰ C in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Eisen-

   oxyd Fe₂O₃ für die aktive Masse der Sintervorgang so geleitet wird, daß das Eisenoxyd zu Eisen oder zu einer beim Aufladen des Sammlers reduzierbaren Eisenverbindung, z. B. Magnetit Fe₃O₄, oder zu einem Gemisch beider Substanzen reduziert wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 491498; deutsche Patentanmeldung V3566IVa/2ib; österreichische Patentschrift Nr. 15248; französische Patentschrift Nr. 966518; britische Patentschriften Nr. 311 141, 331 540.

   © 609 579/191 8.56 (309 741/1 11.63)