NL8004032A

NL8004032A - Electroden met stroomuitgang.

Info

Publication number: NL8004032A
Application number: NL8004032A
Authority: NL
Original assignee: Michelin & Cie
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1980-07-14
Publication date: 1981-01-20
Also published as: CH637697A5; GB2055899B; ES8105044A1; US4336124A; DE3026778C2; JPS5615562A; ES493415A0; BR8004433A; IT8068123A0; FR2461766A1; GB2055899A; AU6041780A; SE8005170L; AU531385B2; US4421609A; ES8105794A1; DE3026778A1; FR2461766B1; BE884098A; ES495178A0

Description

522 -\ ί -1-

Elektroden met stroomuitgang

De uitvinding heeft "betrekking op elektrochemische inrichtingen.

De uitdrukking "elektrochemische inrichting" wordt in algemene zin gebruikt en omvat alle inrichtingen waarin zich elektrochemische reacties afspelen, welke inrichtingen hetzij elektrische stroom kunnen leveren, 5 hetzij elektrische stroom kunnen opnemen, bij voorbeeld ter bereiding van elektrolyseprodukten.

De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op elektroden die in deze inrichtingen worden toegepast eh die ten minste een lichaam omvatten dat ten minste ten dele is samengesteld uit een poreus skelet 10 ...

van een elektronengeleider. Het lichaam omvat een actief of katalytisch materiaal, dat ten minste ten dele het skelet vormt en/of in kontakt is met het skelet. Dit actieve of katalytische materiaal kan uit een of meer chemische materialen zijn samengesteld.

Het skelet kan geheel bestaan uit ten minste een geleidend mate-15 riaal; het kan ook zijn samengesteld uit een of meer niet-geleidende materialen, bij voorbeeld glas of een kunststofmateriaal bedekt met een geleidende laag. De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op de stroomuitgangen van deze elektroden. Onder "stroomuitgang" van een elektrode verstaat men het deel of het totaal van de elektronen-geleiden-20 de delen waardoor beweging van elektronen tussen het elektrodelichaam en de andere elementen van de elektrische keten waarin zich de elektrode bevindt, mogelijk is, welke elektronen zich hetzij van de stroomuitgang naar het elektrodelichaam hetzij van het elektrodelichaam naar de stroomuitgang kunnen bewegen. Het is duidelijk dat elteelektrode eventueel 25 verscheidene stroomuitgangen kan omvatten. De stroomuitgang kan eventueel ook de mechanische •verbinding van het elektrodelichaam met de andere elementen van de mechanische struktuur van de elektrochemische inrichting, waarin zich de elektrode bevindt, verzekeren.

De Franse octrooiaanvragen 2.386.1½ en 2.389.029 beschrijven elk 30 een metaal-poreuze -separator samenstelling. De voornoemde octrooiaanvrage 2.386.1½ heeft betrekking op een separator-elektrodesamenstel-ling waarbij de elektrode een metallische bekleding op de separator vormt, welke bekleding wordt verkregen door elektrolyse op een chemische metallische bekleding die vooraf op het isolerende membraan is aangebracht.

35 ft η η* n 32 • % -2-

De Yoornoem.de octrooiaanvrage 2.389.029 "beschrijft het vastkoppelen van een elektronencollector aan een isolerend membraan, welke koppeling wordt verkregen door een metaal elektrolytisch neer te slaan in een deel van de open poriën van het membraan met behulp van elektrische 5 veldlijnen die door het membraan heen lopen. Volgens geen van deze twee octrooiaanvragen is het mogelijk een stroomuitgang voor een elektrode, die een poreus geleidend skelet omvat, te realiseren'. .

Het Franse octrooischrift 1. U65.6h-2 beschrijft een elektrode voor een accu met een geleidende drager samengesteld uit een weefsel of een 10 vilt van soepele grafietdraden of vezels en een op en/of tussen deze vezels neergeslagen actief elektrochemisch materiaal. In het octrooischrift wordt in het kort vermeld dat de stroomuitgangen van de elektrode kunnen zijn samengesteld uit metallische ruiters die de uitsteeksels van het grafietvilt samehknijpen. Het Amerikaanse octrooischrift 3.600.227 15 beschrijft batterij-platen die een skelet van gesoldeerde metallische vezels omvatten. Om stroomuitgangen te verkrijgen wordt een zijde van deze platen samengeperst tot een basis waarop men nikkelbanden puntlast. De stroomuitgangen volgens deze twee laatste octrooischriften hebben hetzij een onvoldoende mechanische sterke hetzij een hoge elektrische 20 weerstand, of een overmatig gewicht.

Het is een hoofddoel van de uitvinding deze voornoemde bezwaren te ondervangen.

Aldus is de elektrode volgens de uitvinding, die enerzijds ten minste een lichaam ten minste ten dele samengesteld uit een poreus elek-25 tronengeleidend skelet en anderzijds ten minste éên stroomuitgang omvat, daardoor gekenmerkt dat: a) de stroomuitgang ten minste een elektronengeleidende plaat omvat die uitsteeksels heeft die in het skelet doordringen; b) de plaat met het skelet een geheel vormt dankzij een elektro-30 lytische metallische bekleding, die zowel aan het skelet als aan de plaat hecht, welke bekleding bij de gebruiksomstandigheden van de elektrode inert is.

De uitvinding heeft tevens betrekking op werkwijzen die worden toegepast voor het vervaardigen van de elektrode volgens de uitvinding 35 evenals inrichtingen die gebruik maken van deze elektrode. De schematische figuren van de tekening alsmede de beschrijving daarvan en de voorbeelden dienen ter illustratie van de uitvinding en zijn niet be- 800 4032 ______ * * -3- perkend bedoeld.

In de tekening stelt fig. 1 een bovenaanzicht van een elektrode volgens de uitvinding voor.

Pig. 2 stelt in doorsnede de elektrode van fig. 1 voor, welke 5 doorsnede is uitgevoerd volgens het vlak aangegeven door de lijnen II-II van fig. 1;

Fig. 3 stelt in doorsnede de elektrode van figuren 1 en 2 voor, welke doorsnede is uitgevoerd volgens het vlak aangegeven door de lijn III-III van fig. 2; 10 Fig. U stelt in bovenaanzicht een deel van een geleidende plaat voor die wordt toegepast voor het vervaardigen van de elektrode voorgesteld in figuren 1-3;

Fig. 5 stelt in perspectief een deel van de elektrode vólgens figuren 1-3 voor, gedurende een fase van de vervaardiging van deze elek- 15 trode;

Fig. 6 stelt in doorsnede de elektrode volgens figuren 1, 2 of 3 voor, gedurende een andere fase van de vervaardiging daarvan, welke doorsnede is uitgevoerd volgens het vlak aangegeven door de lijn II-II van fig. 1; 20 Figuren 7, δΔ en 8B stellen een doorsnede van een andere elektro de volgens de uitvinding voor;

Fig. 9 stelt een doorsnede van nog een andere elektrode volgens de uitvinding voor.

Men ziet in figuren 1, 2, 3.een elektrode volgens de uitvinding.

25 Deze elektrode 10 omvat een lichaam 1 ten dele samengesteld uit een poreus skelet 2, als elektronengeleider en twee stroomuitgangen 3. Elke uitgang 3 omvat twee platen 5 die elektronengeleiders zijn. Plaat 4 omvat uitsteeksels 6 en plaat 5 omvat uitsteeksels 7· Deze uitsteeksels 6 en 7 hebben de vorm van driehoekige tanden die in het skelet 2 door- 30 dringen. Fig. 3 toont de driehoekige vorm van deze tanden 6 en 75 waarbij de tanden 6 in stippellijn worden voorgesteld.

Platen b, 5 zijn tot een geheel gevormd met skelet 2, dankzij een elektrolytisch metallische bekleding die zowel aan het skelet 2 als aan deze platen hecht, 35 Fig. 3 stelt schematisch in de vorm van gearceerde lijnen een deel van een dergelijke bekleding 8 die aan de tanden 7 voor. De vervaardiging van elektrode 10 wordt bij voorbeeld op de volgende wijze uitgevoerd.

O Λ Λ t n 79 -U- a) Skelet 2 van lichaam 1

Lichaam 1 is, voordat het actieve materiaal wordt opgenomen, samengesteld uit skelet 2 gevormd van een netwerk van elektronen-geleidende, lange en fijne, vrijwel niet-georiënteercfe, opgerolde en ver-5 knoopte vezels 93 waardoor aldus het skelet 2 een nagenoeg volledig anisotroop vilt is.

Dit vilt 2 heeft de vorm van een "buigzame rechthoekige plaat.

De vezels 9 kunnen "bij voorbeeld uit koolstof, gemetalliseerde koolstof, uit gemetalliseerd niet-geleidend materiaal (bij voorbeeld glas of kunst-10 stofmateriaal) of uit metallisch materiaal bestaan, waarbij het eventuele metaal of de metalen van deze vezels verenigbaar zijn met de werkomstandigheden van de elektroden.

b) Het op de plaats brengen van de uitgangsplaten

Elke plaat ^,5 wordt uitgevoerd met een elektronen-geleidend 15 materiaal, bij voorbeeld met een metallisch materiaal, waarbij het metaal of de metalen van deze platen die in contact zijn met het vilt verenigbaar zijn met de werkomstandigheden van de elektroden. Elke plaat U,5 heeft in het begin nagenoeg een vlakke vorm met openingen 300 die ten dele in fig. 1 zijn voorgesteld ter vereenvoudiging van de tekening. 20 Deze platen k,5 kunnen bij voorbeeld roosters, geperforeerde platen, en uitgevouwen metaalfolies zijn.

Elk van deze vlakke platen t,5 wordt op zodanige wijze in een pers doorgesneden dat uitsteeksels in de vorm van zaagtanden worden verkregen. Fig. 4 toont bij voorbeeld een deel van een plaat U met derge-25 lijke uitspringende delen 15· Elke plaat wordt vervolgens driemaal in een rechte hoek omgevouwen zodanig dat vouwen 16, 17, 18 worden gevormd, waarbij de nagenoeg evenwijdige lijnen van deze vouwen resp. worden voorgesteld door referenties 160, 170, 180, welke lijnen in fig. k worden voorgesteld door stippellijnen. Lijn 180 van vouw 18 loopt door de uit-30 springende delen 15, zodanig dat de punten van de omgevouwen uitspringende delen 15 tanden 6 en 7 vormen.

De lijn 160 van vouw 16 is het verst verwijderd van de uitspringende delen 15, de lijn 170 van vouw 17 is gelegen tussen de lijnen 160, 180 volgens de bijbehorende plaat. Geen van de lijnen 160, 170 loopt 35 door de uitspringende delen 15 (fig. M · Vouwen 16, 17 staan in tegengestelde richting, vouwen 17 en 18 zijn in dezelfde richting uitgevoerd (fig. 2).

Elke combinatie van platen U,5 wordt vervolgens aan twee kanten 800 4 0 32 __r * -5- van het vilt 2 aan een uiteinde 20, 21 van dit vilt (fig. 1) opgesteld, waarbij de tanden 6, 7 naar het vilt 2 zijn opgesteld, en de uiteinden 20, 21 tegen over elkaar liggen. Fig. 5 stelt het uiteinde 20 van het vilt 2 voor met een combinatie van platen U, 5 die aldus zijn gevouwen 5 en opgesteld.

Men klemt vervolgens onder druk de uiteinden 20, 21 met het stel platen 5 samen zodat de tanden 6, 7 over een lengte h (fig. 2) in het vilt 2 doordringen en de inwendige haakse vlakken (niet aangegeven) van de vouwen 17, steunen tegen de vlakken wat betreft (niet weergege-10 ven) de uiteinden 20, 21 van het vilt 2, als voorgesteld in fig. 2.

Men vormt aldus de combinatie 100’ samengesteld uit het vilt 2 en de platen 4, 5· De afstand I tussen de vouwlijnen 160, 170 (fig. ^-) wordt gekozen als functie van de dikte "e" van het vilt 2 (fig. 2) en wel zodanig dat een voorafbepaalde druk op het vilt 2 wordt verzekerd., 15 waardoor een goede vastklemming van het vilt 2 mogelijk is. Wanneer het skelet 2 een bepaalde buigzaamheid vertoont;, uit deze klemming zich door een vermindering de van de begindikte "e", waarbij de verhouding R = --e bij voorkeur ten minste gelijk is aan 5% en ten hoogste gelijk S 0 aan 50%. De lijnen 160, 170, 180 van de vouwen staan nagenoeg loodrecht 20 op de onderling evenwijdige zijvlakken 22, 23 van het vilt 2 (fig. 1).

Elke tand 6,7 van de uitgangen 3 heeft twee hoofdvlakken die elk een deel vormen van een hoofdvlak van de overeenkomstige plaat k, 5·

Fig. 2 stelt bij voorbeeld, voor een uitgang 3, de hoofdvlakken 60 van de tanden 6 en de hoofdvlakken 70 van.de tanden 7 voor, in een doorsnede volgens een vlak loodrecht op deze vlakken 60 en 70.

25 Vlakken 60 maken deel uit van het hoofdvlak 600 van de bijbeho rende plaat i en vlakken 70 van het hoofdvlak 700 van de bijbehorende plaat 5· Deze vlakken 60, 70 dringen met een hoogte "h" in het skelet 2 door en zijn naar dezelfde zijde georiënteerd, naar het middendeel van het skelet 2, dat wil zeggen dat zij overeenkomen met de uitwendige vlak-30 ken van de vouwen 18 van de bijbehorende uitgang 3. De vlakken 60 enerzijds en de vlakken 70 anderzijds zijn praktisch in twee onderling evenwijdige vlakken opgesteld en loodrecht op de vlakken 22, 23, 2kt 25 van het skelet 2, waarbij de vlakken 2U, 25 de onderling evenwijdige hoofdvlakken zijn van skelet 2, welke vlakken 2b, 25 loodrecht staan op de 35 zijvlakken 22, 23 (fig. 1 en 2). Fig, 3 stelt de vlakken βθ, 70 van een uitgang 3 voor, welke figuur een doorsnede is van elektrode 10 volgens

OiWUil^ • * -6- een vlak evenwijdig aan deze vlakken, welke vlakken 6o worden voorgesteld met stippellijnen.

Voor elke uitgang 3 wordt de som van de oppervlakken van alle vlakken 6o, 70 gelegen in het inwendige van skelet 2, waarbij deze opper-5 vlakken de oppervlakken van de openingen 300 die op deze vlakken uitkomen, omvatten, voorgesteld door Sf. Het oppervlak van de doorsnede van , het skelet in het gebied waar deze wordt samengedrukt door deze uitgang 3, d.w.z. in de nabijheid van tanden 6, 7 waarbij de doorsnede wordt uitgevoerd volgens een vlak evenwijdig aan het vlak van de voorvlakken 60,

10 70 van deze uitgang 3, wordt voorgesteld door S. De verhouding R = Sf/S

cl is bij voorkeur ten minste gelijk aan 25$ en ten hoogste gelijk aan 70$.

In feite kan, indien de verhouding R te laag is, de elektrische weer-stand van de bijbehorende uitgang 3 te groot worden, en indien de verhouding R te hoog is kan de mechanische sterkte van de samenstelling 13 gevormd door het skelet 2 en deze uitgang 3 onvoldoende worden. De verhouding R is met voordeel gelijk aan ongeveer 50$.

cl

In fig. 3, komt S^, overeen met de som van de oppervlakken van de driehoeken 6o, 70 en S met het totale oppervlak van de rechthoek 200, d.w.z. met het oppervlak van een nagenoeg rechthoekige doorsnede van het 20 skelet 2 samengedrukt door de uitgang 3 die overeenkomt met de vlakken 60, 70.

De afstand 1 tussen de vouwlijnen 170, 180 is voor de twee platen 5 van elke uitgang 3 niet dezelfde. Aldus zijn voor elke uitgang 3 de tanden 6 enerzijds en de. tanden 7 anderzijds gescheiden door 25 de afstand "a" (fig. 2). Deze afstand na" is bij voorkeur ten minste gelijk aan 10$ van de begindikte "e", d.w.z. voor het vastkleranen, ter vermijding van een te grote afschuiving van het vilt 2. Deze afstand "a" varieert bij voorbeeld van 20$ tot 100$ van de begindikte "e" voor het instellen van optimale omstandigheden wat betreft mechanische sterkte 30 en ruimtegebruik.

Het is tevens voordelig de plaats van de tanden 6 enerzijds en de tanden 7 anderzijds voor elke uitgang 3 te laten afwisselen, volgens de lengte L van deze uitgang, als voorgesteld in fig. 3. Deze lengte L heeft bij voorbeeld praktisch dezelfde waarde als de lengte Lg van het 35 overeenkomstige uiteinde 20, 21 (fig. 1). ‘

De vrije uiteinden 30 van elke stel platen 1, 5 worden vervolgens tegen elkaar gesoldeerd met een materiaal 31, bij voorbeeld een metallisch 800 4032 η - · -τ- materiaal (fig. 2), waarbij een van deze uiteinden 30, bij voorbeeld het uiteinde dat behoort bij plaat k, eventueel een breedte 1^ kan hebben die veel groter is dan die van de andere plaat van het stel en aldus kan dienen voor de elektrische aansluitingen, zoals voorgesteld in 5 fig. 1 en 2, waarbij de breedte 1^ wordt gemeten vanaf de lijn 1o0.

Eventueel kunnen de twee uiteinden 30 van elke uitgang 3 voor de elektrische verbindingen dienen.

c) Elektrolytische bekleding

De aldus vervaardigde combinatie 100, samengesteld uit het vilt 2 10 en de platen k, 5 wordt vervolgens in een .elektrolytisch bad geplaatst dat de ionen van het af te zetten metaal (of de metalen) bevat, zodanig dat een metallische bekleding 8 die inert is onder de gebruiksomstandig-heden van de elektrode 10 wordt verkregen.

De uitgangen 3 worden verbonden met een klem van een stroombron 15 (niet weergegeven), waarbij het vilt -2 en de platen 4, 5 de rol van de negatieve elektrode vervullen. Twee positieve elektroden 35 zijn aan twee kanten van deze combinatie 100 gelegen, zonder direct daarmede in contact te zijn, welke positieve elektroden 35 worden verbonden met de andere klem van de stroombron (fig. 6).

Het metallische neerslag neemt toe vanaf de stroomuitgangen 3 naar 20 de viltmassa 2 waardoor een metallische brugopbouw tussen de vezels 9 en de stroomuitgangen 3 wordt tot stand gebracht. Deze innige brugverbinding bevindt zich ter hoogte van de tanden 6, 7 evenals bij de rest van het oppervlak van de platen k, 5s georiënteerd naar het vilt 2, op elk contactpunt van de vezels 9 met deze platen.

25 Het aantal contactpunten wordt zeer groot gemaakt, dankzij de op het vilt door de platen k, 5 tijdens de samenvoeging uitgeoefende druk, zoals bovenbeschreven.

Dankzij een aantal isolerende maskers 3b (fig. 6) is het mogelijk een gelocaliseerde bekleding uit te voeren in de enkele gebieden van het 30 filter 2, die grenzen aan de stroomuitgangen 3, welke maskers 36 niet-poreuze films zijn, aangebracht op de vrije delen van de hoofdvlakken 2k, 25 van het vilt 2, d.w.z. tussen de uitgangen 3. De platen k, 5 moeten bij voorkeur, ten minste in hun gebieden die in contact zijn met het vilt 2, een doorzichtigheid van 30-70% hebben, bij voorbeeld van de orde ·, 35 van k0%, welke doorzichtigheid, voor een gegeven oppervlak van een hoofdvlak van elke plaat, de verhouding voorstelt tussen het oppervlak van de 8004032 -8- openingen 300 van dit oppervlak en het totale oppervlak van dit laatste. Men overtuigt zich er aldus van dat het elektrische veld tussen het vilt en de platen U, 5 enerzijds en de positieve elektroden 35 anderzijds, toegang heeft tot de gehele geometrische ruimte aanwezig tussen de 5 platen 5 van elke uitgang 3-

Nadat de maskers 36 zijn teruggetrokken kan men desgewenst in de gehele massa van het vilt 2 met hetzelfde of een verschillend had een elektrolytisehe metallische bekleding aanbrengen. Dankzij zijn hoge specifieke oppervlak wordt het vilt aldus uniform met een metallische 10 bekleding bedekt en wordt deze over de gehele massa daarvan verstevigd.

Het is duidelijk dat men eventueel de metallisering van de combinatie 100 in een enkele behandeling kan uitvoeren, ter verankering van de uitgangen en de viltmassa 2, indien men geen maskers 36 gebruikt, d) Afzetten van actief materiaal 15 Het afzetten van actief materiaal in het vilt 2 voor de uiteinde lijke vervaardiging van lichaam 1 wordt op bekende wijze uitgevoerd, bij voorbeeld door insmeren of door chemische of elektrochemische afzetting. Het actieve materiaal, positief of negatief, kan in het bijzonder een metaal zijn, bij voorbeeld zink, ijzer, cadmium, nikkel, zilver, 20 mangaan, een oxyde of een hydroxyde van deze metalen of andere metalen, een zout, bij voorbeeld een halogenide of een chalcogenide van een overgangsmetaal, of een mengsel van verschillende van deze lichamen. Dit actieve materiaal wordt schematisch aangegeven door referentie 37 in fig.1. De elektrode volgens de uitvinding.wordt in het bijzonder gebruikt als 25 positieve of negatieve elektrode in een basische accu van het zink- nikkel-, cadmium-nikkel-, ijzer-nikkeltype; het skelet 2 is daarbij inert onder de gebruiksomstandigheid van elektrode 10.

Eigenschappen van het uitgangsmateriaal en de combinatie 100 voor en na de metallisering zijn bij voorbeeld de volgende: 30 - vilt 2 voor de samenvoeging - kool vilt; porositeit van de orde van 95$ (verhouding tussen het volume van de holtes van het vilt en de totale volume daarvan); gemiddelde vezeldiameter van de orde van 12 micrometer, dikte "e" ongeveer 3,5 *· - stroomuitgangen 3 vóór de metallisering-platen U, 5·' 35 nikkelfolies met een dikte van 0,1-0,2 mm; lengte L: 15 cm; afstand 1^: ongeveer 1,5-1,6 mm hetgeen door de samenpersing een vermindering van de dikte van het vilt 2.van ongeveer 0,U mm geeft, d.w.z. een verhou- 800 40 32 -9- » * ding R van ongeveer 11$; afstand 1 : ongeveer 5 mm voor plaat 2 en 6 mm 2 CL.

voor plaat 5, hetgeen overeenkomt met een afstand "a" van ongeveer 0,8-0,9 mm, waarbij "a" aldus ca. 22-25% van de begindikte "e" voorstelt; breedte 1 van uiteinden 30: 5,7 cm voor plaat k en 2,5 cm voor plaat 5; 5 lengte "h" van de tanden 6, 7: ongeveer 2,5 mm; totale massa van de uitgangen 3 (d.v.z. de massa van de platen 2, 5): 1-8 g volgens het gebruikte type folie; - metallische neerslag - gedeponeerd metaal: nikkel; nikkelmassa afgezet voor het verankeren van de strocmuitgangen 3: 1-2 g; het is 10 duidelijk dat het verankeringsneerslag en/of het neerslag op de rest van het vilt naar behoefte kunnen worden gewijzigd wat betreft de afzet-tingshoeveelheden en de aard van de metallische afzetting.

- Combinatie 100 van vilt 2 en uitgangen 3 na het vernikkelen: de mechanische sterkte van deze combinatie is nagenoeg gelijk aan die 15 van het vilt 2 dat alleen is vernikkeld; de ohmse weerstand van de combinatie 100 is van de orde van 0,2 m-- , wanneer deze wordt gemeten enerzijds tussen een punt A van vilt 2, welk punt A onmiddellijk bij uitgang 3 is gelegen, en anderzijds een punt B gelegen op een uiteinde 30 van deze uitgang 3 in de onmiddellijke nabijheid van de vouwlijn 160, 20 welke punten A, B zijn gelegen in een vlak (niet weergegeven) evenwijdig aan de zijvlakken 22, 23 van het vilt 2 (fig. 1); deze meting wordt uitgevoerd door een stroom uniform verdeeld over de gehele lengte L van de uitgang 3, waar deze meting wordt uitgevoerd aan te leggen; deze weer-standswaarde is afhankelijk van het type vilt 2, het type folies 2, 5 25 en de grootte van de nikkelneerslagen.

Fig. 7, 8a en 8B stellen een andere elektrode van de uitvinding voor. Deze elektrode 20 is analoog aan elektrode 10 als bovenbeschreven en voorgesteld in fig. 1-3 met dit verschil dat elk van de twee uitgangen 21 van deze elektrode 20 is gevormd uit een enkele plaat 22. Terwil-30 le van de duidelijkheid van de tekening wordt een enkele uitgang 21 in fig. 7, ÖA, 8b voorgesteld. Elk van deze platen 22 omvat tanden 23 die het skelet 2 over de gehele dikte daarvan doorlopen. Fig. 7 is uitgevoerd volgens een doorsnede van de elektrode in een vlak evenwijdig aan de gemiddelde richting van deze tanden 23, op analoge wijze als in fig.3.

35 Deze tanden 23 kunnen worden verkregen door een platte folie om te vouwen (vouw 22). De uiteinden 25 van deze tanden 23 verlaten het skelet 2 en .worden tegen dit skelet aangelegd door de vouw 26A of 26B, welk skelet 2 aldus -10- wordt samengeklemd tussen de vouwen bh enerzijds" en b6k of bèB anderzijds. Vouwen ^ en kèA zijn in dezelfde richting (fig. 8A) terwijl vouwen Uk en U6B in tegengestelde richting zijn (fig. 8b). Plaat k2 kan eventueel een andere vouw U-7 analoog aan vouw 17 als eerder beschreven en voorge-5 steld in fig. 1, 2, U, 5 omvatten ter verbetering van de mechanische sterkte van de elektrode Uo en ter vermindering van de elektrische weer- ; stand daarvan. Elektrode Uo kan op eenvoudige wijze worden vervaardigd aangezien elke uitgang k1 slechts êén plaat b2 omvat die al of niet openingen kan bevatten.

10 De metallisering wordt uitgevoerd met een positieve elektrode (niet weergegeven) georiënteerd naar de zijde van de uiteinden b5, met betrekking tot skelet 2. De voorkeursverhouding R van 25-10% als eerder 3.

gedefinieerd voor elektrode 10 is eveneens geldig voor elektrode kO.

Fig. 9 stelt nog een andere elektrode volgens de uitvinding voor.

15 Deze elektrode 50 omvat een geleidende plaat 513 bij voorbeeld van nikkel, opgesteld tussen twee poreuze geleidende skeletten 52, door druk tegen de plaat 51 aangelegd. De skeletten 52 bestaan bij voorbeeld .uit vilt van koolvezels zoals eerder beschreven voor elektrode 10.

Plaat 51 omvat uitsteeksels 53 in de vorm van stiften, die aan 20 twee zijden van een centraal vlak 5k zijn opgesteld. Deze stiften 53 worden bij voorbeeld gerealiseerd door een eenvoudige punting van plaat 51j waarbij de gepunte delen vervolgens 90° met betrekking tot de rest van de plaat worden omgevouwen. De metallisering, bij voorbeeld met nikkel, van de combinatie samengesteld uit plaat 51 en de skeletten 52 25 wordt op analoge wijze als eerder beschreven voor het vervaardigen van elektrode 1 uitgevoerd, maar zonder isolerend masker. Plaat 51 speelt tegelijk de rol van elektrische ladingscollector in elektrode 50 en stroomuitgang dankzij zijn verlengstukken 55 die voorbij de poreuze skeletten 52 zijn gelegen. De opstelling van elektrode 50 kan eventueel 30 voordelig zijn voor elektroden met grote afmetingen, of voor elektroden die bij sterke stroomdichtheden werken, wanneer men de trek- en buig-sterkte van de elektrode wenst te verhogen en de inwendige ohmse weerstand te verlagen.

De elektroden volgens de uitvinding bezitten de volgende voor- 35 delen: 1) zij kunnen bijzonder gemakkelijk mechanisch zowel als elektrisch worden opgenomen in de inrichtingen waarin zij worden gebruikt; 2) zij geven een goede mechanische weerstand van de skelet-stroom- 800 4 0 32 -11- uitgang verbinding waaruit een goede mechanische weerstand van de elektroden voortvloeit; 3) zij resulteren in een lage ohmse weerstand; U) de chemische inertheid van de elektrische en mechanische ver-5 binding tussen de elektrode en de andere elementen van de algemene opbouw is gemakkelijk realiseerbaar door een geschikte keuze van de materialen gebruikt voor de stroomuitgangen en de bevestigingsafzettingen ; 5) het is mogelijk een ohmse weerstand te verkrijgen die bijna uniform is verdeeld over de gehele dikte van de elektrodelichamen, het- 10 geen bijdraagt tot een homogene elektrochemische functionering van de elektroden; 6) een zeer gevarieerde keuze is mogelijk voor de vorm, de struk-tuur van de elektroden, alsmede voor de opstelling van de stroomuitgangen ten opzichte van het skelet; aldus treedt bij voorbeeld niet nood- 15 zakelijkerwijze weglekken van elektrische ladingen bij de uiteinden van het skelet op; dit is bijzonder belangrijk voor elektrochemische generators waarbij een doelmatige weglekking van elektrische ladingen moet worden verzekerd door een nauwkeurige opstelling van de convergentiepunten van de stroomlijnen.

20 De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uit voer ingsvoorbeelden uitgaande waarvan men andere methoden en andere uitvoeringsvormen kan overwegen zonder buiten het kader van de uitvinding te treden. Bij voorbeeld zijn de skeletten als vezelachtig beschreven; het is echter duidelijk dat andere poreuze geleidende skeletten 25 mogelijk zijn, bij voorbeeld skeletten die gefritte of geagglomereerde deeltjes omvatten, stijve of buigbare schuimprodukten, mengsels of samenstellingen van vezels en deeltjes of bindmiddelen, bij voorbeeld vezels die zijn gepuntlast met thermoplastische elastomere of metallische materialen. De toepassing van vilt heeft echter de voorkeur vanwege de 30 eenvoudige vervaardiging daarvan. Het is tevens duidelijk dat het skelet van de elektroden volgens de uitvinding een algemene vorm anders dan een vlak kan hebben, bij voorbeeld een buis vorm.

(i η n i n x 2

Claims

1. Elektrode omvattende enerzijds ten minste een lichaam ten minste ten dele samengesteld uit een poreus elektronen-geleidend skelet en anderzijds ten minste één stroomuitgang, met het kenmerk, dat a) de stroomuitgang ten minste één elektrpnen-geleidende plaat 5 omvat met uitsteeksels die in het skelet doordringen, b) de plaat een geheel vormt met het skelet dankzij een elektro-lytische metallische afzetting die zowel hecht aan het skelet als aan de plaat, welke bekleding inert is bij de'gebruiksomstandigheden van de elektrode.

2. Elektrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitgang zich aan een uiteinde van het skelet bevindt.

3. Elektrode volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het skelet wordt samengeklemd door druk op de plaats waar dit in contact is met de plaat.

15 Elektrode volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de klemming zich uit in een vermindering Ae van de begindikte "e" van het skelet, waarbij de verhouding R = - ten minste gelijk is aan 5$ en ten S 6 hoogste gelijk is aan 50$.

5. Elektrodevolgens conclusies 1-·^, met het kenmerk, dat de plaat 20 openingen omvat.

6. Elektrode volgens conclusies 1-5» met het kenmerk, dat de uitsteeksels van de uitgangsplaat of platen voor elke plaat hoofdvlakken hebben die praktisch in een vlak zijn opgesteld, en dat de verhouding R = S„/S ten minste gelijk is aan 25$ en ten hoogste aan 70$, waarbij 8» X 25 de som van de oppervlakken van deze hoof dvlakken, voor alle uitsteeksels van de uitgang, en S het oppervlak van de doorsnede van het skelet nabij de uitsteeksels van deze uitgang voorstelt, en de doorsnede wordt uitgevoerd volgens een vlak evenwijdig aan het vlak of de vlakken van deze hoofdvlakken van de uitsteeksels, waarbij de oppervlakken 30 van de eventuele openingen die op de hoofdvlakken uitkomen voorstelt.

7. Elektrodevolgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de plaat een of meer vouwen omvat, waarbij de uitsteeksels zijn gevormd door een deel van de vouw of door ten minste één van de vouwen.

8. Elektrode volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de uit-35 gang twee platen omvat opgesteld aan twee kanten van het skelet, en dat 800 4 0 32 -13- de uitsteeksels van een plaat enerzijds en de uitsteeksels van de andere plaat anderzijds zijn gescheiden door de afstand "a" die varieert van 20 tot 100% van de begindikte "e" van het skelet.

9. Elektrode volgens conclusie 8, gecombineerd met conclusie 2, met 5 het kenmerk, dat elke plaat een vrij uiteinde omvat, -waarbij de vrije uiteinden van de twee platen tegen elkaar zijn gesoldeerd, en tenminste een van deze uiteinden dient voor elektrische verbindingen.

10. Elektrode volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de uitsteeksels van een plaat afwisselen met de uitsteeksels van de andere 10 plaat.

11. Elektrode volgens conclusies 1-10., gecombineerd met conclusie 5, met het kenmerk, dat de doorzichtigheid van elke plaat varieert van 30 tot en met 70% in ten minste het deel van de plaat dat in conuadt is met het skelet.

12. Elektrode volgens conclusies 1.-11, met het kenmerk, dat de uit steeksels de vorm van driehoekige tanden hebben.

13. Elektrodsivolgens conclusies 1-7 en 11, met het kenmerk, dat de uitgang een enkele plaat omvat en dat de uitsteeksels door de gehele dikte van het skelet heen lopen, waarbij de uiteinden van de uitsteeksels 20 die buiten het skelet zijn gelegen, in contact zijn met het skelet. 1U. Elektroden volgens conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de plaat ten dele wordt aangelegd tegen een hoofdvlak van het skelet.

15. Elektrode volgens conclusie 1U, gecombineerd met conclusie 2, met het kenmerk, dat de plaat twee vouwen in tegengestelde richting 25 omvat, waar xwee vlakken gescheiden door delijn van een van deze vouwen aan.liggeitegen de vlakken tegenover het uiteinde van het skelet, welke plaat een vrij· uiteinde grenzend aan de andere vouwlijn omvat.

16. Elektrode volgens conclusies 1-15, gecombineerd met conclusie 2, met het kenmerk, dat de lengte L van de uitgang praktisch dezelfde waarde 30 heeft als de lengte Le van het overeenkomstige uiteinde van het skelet.

17. Elektrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de plaat uitsteeksels omvat die aan twee zijden van een middenvlak zijn gelegen, welke uitsteeksels in de twee skeletten, aan twee zijden van de plaat gelegen, doordringen.

18. Elektroden volgens conclusies 1-17, met het kenmerk, dat het , skelet een vilt van ten minste aan het oppervlak geleidende vezels is.

19. Elektrochemische inrichting waarbij gebruik wordt gemaakt‘van ten 800 4032 -1U minste een elektrode volgens een van de conclusies 1-18.

20. Werkwijze voor het vervaardigen van een elektrode die enerzijds ten minste een lichaam ten minste ten dele samengesteld uit een poreus elektronen-geleidend skelet en anderzijds ten minste een stroomuitgang 5 omvat, met het kenmerk, dat a) de stroomuitgang wordt vervaardigd uit ten minste een elektro-nen-geleideride plaat, en uitsteeksels omvat die men in het skelet laat doordringen: ^ t>) een metallisch neerslag door elektrolyse in het skelet tot 10 stand wordt gebracht, waardoor de plaat tot een geheel met het skelet wordt gemaakt dankzij het neerslag dat zowel aan het skelet als aan de plaat hecht, welk neerslag inert is onder de gebruiksomstandigheden van de elektrode.

21. Elektrode volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat men een klem-15 ming tot stand brengt door druk van het skelet waar dit in contact staat met de plaat.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de klemming wordt geuit in een vermindering Δε van de begindikte "e" van het skelet, waarbij de verhouding R = ten minste gelijk is aan 5$ en S 6 20 ten hoogste aan 50$.

23. Werkwijze volgens conclusies 20-22, met het kenmerk, dat men de plaat op ten minste één plaats zodanig vouwt dat de uitsteeksels door een deel van de vouw of ten minste een vouw worden gevormd. 2k. Werkwijze volgens conclusie#23, met het kenmerk, dat de plaat 25 wordt doorgesneden voordat deze zodanig wordt gevouwen, dat men uitspringende delen verkrijgt die na de vorming van de vouw driehoeken geven.

25· Werkwijze volgens conclusies 20-21+, met het kenmerk, dat men ten minste gedurende het begin van het neerslaan isolerende niet-poreuze 30 films op de hoofdvlakken van het skelet aanbrengt. 8004032