NO148166B - Elektrodeplate for blyakkumulatorer. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrodeplate for blyakkumulatorer, hvis overflate er forsynt med et støv-bindende overtrekk av en polymerplast.

Formålet med oppfinnelsen er å binde det ved frem-stillingen på platens overflate dannede blystøv. Gjennom dette oppfylles spesielle forskrifter vedrørende arbeidsplasshygiene og den gir således et viktig bidrag til miljøvernet. Faren for støvuttredelser ved, elektrodefremstilling foreligger i høy grad,

da platene utsettes for hurtige temperaturvekslinger, f.eks. inten-siv tørking og deretter for hånd eller mekanisk å bli tilført et etterfølgende arbeidstrinn. Ved hurtig tørking avgår vanndamp endog fra dypet av platens porer og bringer med seg små blypar-tikler til overflaten der de avleires og senere danner et opp-blokret støvsjikt. Dette gjør seg endog merkbart ved at platens overflate blir oppruet i en viss utstrekning.

De vesentligste tiltak ved fremstilling av blyelek-troder er å blande blyoksyd med vann og utspedd svovelsyre til en pasta og stryke denne pasta inn i gitteret, tørkingen og den såkalte "curingen", formeringen, vaskingen, tørkingen og til slutt monteringen og innbyggingen.

Fra US patent 3.905.829 er det kjent en fremgangsmåte, hvilken har til hensikt å behandle de nylig med pasta forsynte elektrodeplater ved en påpensling eller påsprøyting av en vannholdig oppløsning av vannoppløselige organisk polymerforbindelser, endog ved neddypping i en slik oppløsning. Ved disse vannoppløse-lige forbindelser er det blant annet snakk om polyvinylalkohol, polyetylenoksyd, alkylcellulose og stivelse. De etterlater kun en tynn overtrekksfilm på platens overflate og som under formeringen utvannes til det bare gjenfinnes små rester hvilke er uskadelige for platenes elektriske egenskaper. Den således behand-

lede plate fraviser en minsket tendens til støvdannelse.

Det har i praksis vist seg at ved fremstilling av spesielt positive gitterplater, dannes den absolutt største støv-mengde i løpet av viderebearbeidelsen etter tankformeringen og tørkingen, altså mellom tørkingen og innbyggingen. Hvis et poly-mersjikt bestående av vannoppløselige forbindelser påføres allerede etter pastapåføringen, kommer dette sjikt ikke til å være tilstede i tilstrekkelig grad ved nevnte stadium, til at den støv-bindende virkning skal oppnåes. Påføringen av slikt kjent materiale i tilslutning til tørkingen etter formeringen i den hensikt å binde støvet, er en ulempe ettersom noen vasking ikke mer gjennom-føres, og de oppløsbare organiske substanser vil befinne seg i elektrolytten etter batteriets ferdiggjøring. Der kan de f.eks. føre til skumdannelse ved ladingen.

Hvis formering gjennomføres som en karformering, monteres platesatsene i batterikaret allerede før formeringstrin-net, hvorved fabrikker som anvender slik karformering er interes-sert i allerede på et tidlig stadium av platefremstillingen,

f.eks. etter pastapåføringen, å foreta effektive tiltak mot støv-dannelse.

Til grunn for oppfinnelsen ligger problemet med å forsyne elektrodeplatene med et polymert overtrekk som varer gjennom fremstillingsprosessen, hvilket overtrekk i høy grad for-hindrer støvdannelse samt ikke innvirker negativt på platens elektriske egenskaper.

Dette problem løses ifølge oppfinnelsen ved at overtrekket består av en vannuoppløselig plast.

Ifølge oppfinnelsen har det vist seg at tynne overtrekk av termoplastiske polymerisasjonsplaster er spesielt hen-siktsmessige for støvbindingen. Til denre gruppe hører så vel enkle polymere, f.eks. polyacrylat, polystyren, polyvinylacetat og polyvinylklorid som sampolymerisat med komponentene styren og acrylat, styren og butadien, vinylacetat og acrylat eller vinylacetat og maleinat samt blandinger av disse sampolymere. Delvis anvendes disse produkter innen lakkindustrien som lakkråvarer.

Som produkter fra Hoechst AG er de kjent under handelsnavnet "Mowilith".

Vanligvis leveres de angitte polymerisasjonsplastene

i form av en 50 prosentig vannholdig dispersjon som eventuelt kan være forsynt med emulgatorer og mykningsmiddel.

Påføringen av overtrekket på elektrodeplaten ifølge oppfinnelsen skjer imidlertid fra en kraftig - f.eks. i forhold 1:5- utspedd dispersjon, ikke bare av kostnadsgrunner, men også av den grunn at det etterlatte overtrekk kun skal være så,

tykt at platens elektriske egenskaper ikke påvirkes.

På den andre side kommer det også an på at disper-

sjonen skal trenge godt inn i massens dyp og danne en vedheftende, lakklignende film.

Dispersjonens påføring skjer hensiktsmessig gjennom dypping, men kan eventuelt også foretas ved sprøyting eller valsing.

Ved valsing menes det en fremgangsmåte ved hvilken dispersjonen påføres på to etter hverandre anordnede og i motsatt retning roterende valser, mens elektrodeplatene bringes til å

bevege seg mellom valsene ovenifra og nedad eller bakfra og fremad. Valsene er hensiktsmessig ommantlet med skumgummi eller filt.

Ifølge oppfinnelsen behandles elektrodeplatene enten tørre eller også i våt tilstand. Selvsagt kan så vel positive som negative elektrodeplater behandles, nærmere bestemt så vel etter pastapåføringen som etter formeringen. Spesielt hensiktsmessig er det å behandle positive plater etter formeringen, etter som disse forårsaker den største støvdannelsen.

En spesiell fordel med støvbindingen ifølge oppfinnelsen finnes deri at det ved behandling av pastapåførte plater ikke spiller noen rolle hvilken polaritet de får gjennom den etter-følgende formering eller om de skal underkastes tankformering eller karformering. Hvis imidlertid behandlingen er fastslått fra be-gynnelsen av, anbefales bestemte konsentrasjoner av polymerisa-sjonsplasten.

Således tilveiebringer en plastkonsentrasjon av 1 : 1 til 1 : 5 ved behandling av så vel positive som negative plater etter pastapåføringen (og etter en eventuell hurtigtørking) en støvminskning på 90 % sammenlignet med ikke-støvbundne uformerte plater. Den etterfølgende "curing-prosessen" påvirkes ikke nega-

tivt gjennom behandlingen, hvorved den slutning kan trekkes at overtrekket endog er tilstrekkelig permeabelt for utskifting av

surstoff og vanndamp under denne prosess.

Under samtidig hensyntagen til de elektriske egenskaper, hvilke batteriene fremviser etter karformering, synes den optimale anvendte konsentrasjon av plasten for nylig pasta-påf ørte plater å ligge ved 1 : 3 tilsvarende et innhold av ca.

12 % fast substans.

Selv etter tankformering fremviser de med samme plastdispersjon forbehandlede plater en likeartet grad av støv-frihet som samme plater før tankformeringstrinnet. Den ladning i svovelsyreoppløsning som tankformeringen innebærer, påvirker således ikke den beskyttelse mot støvdannelse som platene har fått før denne formeringsprosess. Dette resultat er overraskende og får den fordelaktige følge at behandlingen av nylig pastapåførte plater er uavhengig av om de formeres ifølge den ene eller den andre metode.

Selvsagt kan behandlingen ifølge oppfinnelsen også gjennomføres på allerede formerte positive plater. I dette tilfelle oppnåes det til og med med meget små plastkonsentrasjoner (ned til 1 : 20) tilfredsstillende støvfrihet, forutsatt at platene tidligere er vasket og tørket. Platenes evne til å bli be-lastet med høy strøm er i dette tilfelle riktignok betraktelig nedsatt, men oppnår etter noen kondisjoneringsperioder en normal verdi.

De formerte plater kan til og med dyppbehandles, mens de fortsatt er våte etter vaskingen. Den nødvendige diffusjons-utveksling mellom vaskevann og plastdispersjon i porene må deretter riktignok understøttes av en noe høyere konsentrasjon av den sistnevnte fra 1 : 2 til 1:10, fortrinnsvis 1 : 4 til 1 : 5. Dette tilsvarer en hensiktsmessig fastsubstansinnhold av ca. 7 til 8 %.

Den under disse omstendigheter oppnådde støvminskning er ikke fullt så stor som ifølge de ovenfor angitte betingelser, men er med 70 % fortsatt absolutt tilfredsstillende.

Derfor har dyppingen av de våte plater (dyppetid

1 minutt til 60 minutter) prosessteknisk den fordel at den kun betyr et lite inngrep i fabrikasjonen og at ekstra utstyrsomkost-ninger kan holdes på laveste nivå. Platene befinner seg etter vaskingen i stativ og føres satsvis gjennom dyppingsbadet før

de kommer inn i tørkeovnen.

For støvbinding på positivt formerte, i dette tilfelle tørre gitterplater, gis i det følgende noen praktiske eksempler: Av en 50 prosentig vannholdig dispersjon av en sampolymer av styren og acrylsyreestere fremstilles forskjellige uttynninger. Positivt formerte gitterplater dyppbehandles i disse uttynninger i 10 sekunder og tørkes deretter 2 timer ved 60°C. For å bedømme tendensen til støving, ble de tørre plater rystet på et rystebord under definerte betingelser i vertikal retning. Gjennom det lukkede rystekammer ble det samtidig suget en definert luftstrøm ved hjelp av en vakuumpumpe og det med-bragte fine støv ble oppfanget av et støvfilter.

Resultatene fremgår av den etterfølgende tabell i form av middelverdier fra minst tre målinger i hvert enkelt tilfelle.

Av tabellen fremgår at støvmengden minsker samtidig som bindemiddelkonsentrasjonen øker. Tilstrekkelig støvbinding oppnåes, hvis den av polymeren fremkomne vektøkning utgjør 0,2 til 0,3 gram/elektrodeplate (regnet på elektrodeplater med dimensjonene 149 x 106 x 1,6 mm), hvilket svarer til en for an-vendelse beregnet utspeing på ca. 1 : 10. Sammenlignbare re-sultater ble oppnådd endog med en støvbinding på uformerte plater, hvilke i og for seg støver mindre.

Støvbindingen ifølge oppfinnelsen kan etter tørkingen problemfritt innføres i fabrikasjonen som et ekstra sprøyte-eller dyppebadtrinn. En betydelig beskyttelsesvirkning for det arbeidende personale oppnåes til meget lave omkostninger for materiale pr. gitterplate.

Claims (7)

1. Elektrodeplate for blyakkumulatorer, hvis overflate er forsynt med et støvbindende overtrekk av en polymerplast, karakterisert ved at overtrekket består av en vannuoppløselig plast.

2. Elektrodeplate ifølge krav 1, karakterisert ved at plasten er en sampolymer av styren og acrylsyreester.

3. Elektrodeplate ifølge krav 1 , karakterisert ved at plasten er en sampolymer av styren og butadien.

4. Elektrodeplate ifølge krav 1 , karakterisert ved at plasten er polystyren.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrodeplate ifølge krav 1-4, karakterisert ved at elektrodeplaten behandles med en dispersjon av en vannuoppløselig plast ved dypping, sprøyting eller valsing.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at behandlingsvæsken er en vannholdig dispersjon av den vannuoppløselige plast.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at dispersjonen har et fastsubstansinnhold på 2 % til 20 %.