DEA0016461MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 30. August 1952 Bekanntgeniacht am 18. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Um in vereinfachter Weise negativ? Elektroden für alkalische Akkumulatoren herzustellen, ist in dem Patent 904 299 vorgeschlagen worden, die zur Herstellung der negativen Elektrode dienende aktive Masse, die aus einem unter Drück sich verformenden und kalt verschweißenden Metall, z. B. Cadmium, besteht, und die einen geringen Anteil von Oxyd oder Hydroxyd enthält, durch eine Druckbehandlung zu einem formstabilen Körper zu verfestigen. ■■'■.'.

Durch die Druckbehandlung wird ein in sich zusammenhängendes poröses Gerüst erzeugt, das aus einem miteinander verkitteten oder verschweißten metallischen Anteil besteht, der an den elektrochemischen Vorgängen nicht teilnimmt, während der ursprünglich vorhandene Anteil an Cadmiumoxyd- oder -hydroxyd in der Hauptsache elektrochemisch aktiv, d. h. stromspeichernd und stromliefernd ist.

Um das im Gerüst festgelegte und an den elektrochemischen Vorgängen nicht beteiligte Cadmium durch ein anderes, billigeres Metall zu ersetzen und dadurch die. Ausnutzbarkeit der Gewichtseinheit des aktiven'Ausgangsmaterials zu verbessern,

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ist weiter vorgeschlagen worden, die aktive Masse durch ein elektrochemisch inaktives Metall, z. B. Nickel, in Form von Nickelpulyer, aufzulockern. Die Mischung des Nickelpulvers mit der aktiven Masse muß dann so gewählt werden, daß der an den elektrochemischen Vorgängen nicht beteiligte Anteil der aktiven Masse ausreicht, um das inaktive Nickel zu einem stabilen, elektrisch leitenden Gerüst zu verkitten oder zu verschweißen. Um dies ίο zu erreichen, kann man beispielsweise bis i5o°/o der aktiven Masse an Nickelpulver zusetzen.

Als aktive Masse zur Herstellung derartig gepreßter Elektroden eignet sich die übliche, elektrolytisch hergestellte Cadmiummasse ohne oder mit Zusatz eines Spreizmittels, insbesondere Nickel.

Es hat sich nun gezeigt,¹ daß man anstatt des elektrochemisch inaktiven Nickels, z.B. mit Vorteil nach der Erfindung auch solche Metalle in Form feiner Pulver verwenden kann, die sich elektrochemisch aktivieren. Zum Beispiel kann-man der aktiven Masse vor 'dem Pressen Nickel-Eisen-Pulver, Kupfer-Nickel-Pulver als Mischungen oder Legierungen oder Eisenpulver zumischen. Diese sich aktivierenden Bestandteile erfüllen damit eine doppelte Aufgabe und sind dadurch den elektrochemisch inaktiven Beimengungen überlegen.

Die aktive Masse, z. B. Cadmiummasse mit den üblichen Spreizmitteln, insbesondere Nickel, wird durch die Zugabe des Metallpulvers aufgelockert, so daß sich die Masseausnutzung erhöht.

Außerdem wirkt der sich aktivierende Anteil der beigegebenen Metallpulver, der naturgemäß die äußeren Bezirke der Pulverteilchen ausmacht und der infolge der anfangs erfolgenden starken Pressung in festem Kontakt mit der aktiven Masse steht, als " Spreizmittel hierfür. Diese Spreizwirkung wird dadurch möglich, daß die sich aktivierenden Bestandteile nicht, wie z. B. das als Oxyd oder Hydroxyd in Lauge unlösliche Cadmium, an ihren Ort gebunden sind und sich dadurch in die aktive Masse mit der Zeit einarbeiten. Dies ist auf die Fähigkeit dieser sich aktivierenden Bestandteile zurückzuführen, mit dem alkalischen Elektrolyt unter gewissen Voraussetzungen lösliche Verbindüngen zu bilden¹ und sich aus diesen auf den Elektroden wieder auszuscheiden.

An Sinterelektroden, deren Gerüst aus Eisen oder Nickeleisen mit Cadmiummasse imprägniert war, wurde eine derartige Aktivierung des Gerüstmaterials beobachtet. Bekannt ist außerdem, daß die bei der "Entladung gebildeten Umsetzunigsprodukte des Kupfers sich in Lauge mit blauer Farbe lösen und daß sich bei der Ladung wieder Kupfer abscheidet.

Diese Spreizwirkung infolge Aktivierung des in den Preßmassen- enthaltenen Metallpulvers hat zusätzlich zu der auflockernden Wirkung- der Beimischung noch eine weitere Verbesserung der Masseausnutzung zur Folge. Die Menge der Beimischung von Pulver zur aktiven Masse gemäß der Erfindung ist dadurch begrenzt, daß der sich an den elektrochemischen Vorgängen nicht beteiligende Anteil der aktiven Masse die Aufgabe erfüllen muß, die Fremdbestandteile zu; einem formstabilen

erüst zu verkitten bzw. zu verschweißen. Dieser Mengenanteil der Fremdbestandteile kann beispielsweise bis zu 150% des Anteils der aktiven Masse betragen, womit aber keine obere Grenze gegeben werden soll.

Es ist an sich bekannt, daß ein Pulver eines nicht angreifbaren Metalls, das ein unregelmäßiges oder nadelkristallartiges Korn haben muß, wobei die Länge des Kristalles bedeutend größer sein muß als die Breite desselben, in Mischung mit einer aktiven Masse, die aus schwammförmigem Cadmiumhydrat und Eisenpulver bestehen kann, zu Formkörpern verpreßt wird, die als negative Elektrode alkalischer Akkumulatoren Verwendung finden sollen. Diese Elektroden unterscheiden sich jedoch gegenüber den Elektroden nach der Erfindung dadurch, daß kein in sich zusammenhängendes poröses Metallskelett aus den im Ausgangsmaterial enthaltenen metallischen Anteilen der Preßmasse erhalten wird. Außerdem hat es sich gegenüber den bekannten Vorschlägen als vorteilhaft herausgestellt, eine aktive Masse zu verwenden; die neben einem metallischen Anteil noch Metallsauerstoffverbindungen enthält und dieser aktiven Masse ein Metallpulver als Leitmasse beizumischen, das sich teilweise während der Vorgänge der Ladung und Entladung im Akkumulator aktiviert.

Auf welchem Wege die Metallpulver gewonnen werden, die nach der Erfindung als Zusatz zur aktiven Masse verwendet werden, ist für die Erfindung ohne Belang.

Die Preßelektroden gemäß der Erfindung können in gleicher Weise mit stützenden Einlagen, Einfassungen oder Anschlußfahnen versehen sein und als Mehrfachanordnungen hergestellt werden wie die Elektroden gemäß des Hauptpatents.

Die Verfestigung des Preßkörpers kann natürlich durch eine Erhöhung der Temperatur des zu verfestigenden Materials während der Pressung so weit unterstützt werden, als durch die Temperaturerhöhung keine Beeinträchtigung der aktiven Eigenschaften erfolgt. In gleicher Weise läßt sich das Verfahren auch auf andere, sich ähnlich wie Cadmium verhaltende, bildsame Metalle, z. B. Blei, Zinn, Zink, anwenden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von negativen Elektroden für alkalische Akkumulatoren nach Patent 904*299, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Masse aus einem bildsamen Grundmetall mit oder ohne die üblichen Spreizmittel unter Beimischung eines elektrochemisch nur teilweise aktivierbaren Metalls zu einem in sich zusammenhängenden porösen Körper gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktiven Masse als teilweise aktivierbare Metalle Kupfer-Nickel-Pül-

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ver oder Eisen-Nickel-Pulver in Gestalt von Mischungen oder Legierungen oder Eisenpulver beigemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkörper bei normaler oder nur so weit erhöhter Temperatur hergestellt werden, daß die elektrochemische Wirksamkeit der aktiven Masse nicht beeinträchtigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 919589.