NO155318B - Elektrode for bruk i akkumulatorceller som anvendes i batterier samt fremgangsmaate til fremstilling av en slik elektrode og anvendelse av elektrodene i blyakkumulatorer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører elektrode for bruk i akkumulatorceller som anvendes i batterier og omfatter en bæreplate fremstilt av bly eller av en bly/antimon-legering og et jevnt vedhengende varig lag av en aktiv masse på bæreplaten.

Oppfinnelsen vedrører videre anvendelsen av elektrodene

som den ene elektrode i blyakkumulatorer.

Konstruksjon og drift av en celle er velkjent. Men en

celle - enten det er primært eller sekundært - er en elektrokjemisk innretning som består av to plater av ledende materiale neddyppet i en elektrolytt. En primær celle er beregnet til å utvikle et elektrisk potensial og å over-

føre kjemisk energi til elektrisk energi irreversibelt.

En sekundær celle derimot er reversibel i funksjonen og kan overføre kjemisk energi til elektrisk energi eller vice versa. Sekundære celler kaller mer vanlig "lagringsele-menter".

Når en lagringscelle leverer elektrisk energi, sies cellen

å være "utladende" og kjemisk energi overføres til elektrisk energi, og når lagringscellen tilføres elektrisk energi, reverseres prosessen og cellen sies å være "ladende".

To eller flere celler forbundet sammen i serier eller i parallell utgjør et batteri og et batteri fremstilt av forbundede flere ladningsceller er kjent som et ladnings-batteri. Det er to andre typer av ladningsbatterier, blysyretype batterier, eller som det vanligvis kalles, bly-batteri, og nikkel-alkali eller Edison-type-batteri,

populært kalt alkalisk batteri. Det er med førstnevnte batteritype at foreliggende oppfinnelse er forbundet.

Cellene i blysyrebatteriet består av en positiv plate av blyoksyd og en negativ plate av svampbly som er neddyppet i en fortynnet oppløsning av svovelsyre (elektrolytt).

Den aktive masse eller materiale av hver plate er den del

som undergår en kjemisk forandring når elektrisitet strømmer

gjennom batteriet. Denne aktive masse bæres av en ramme eller grill av rent bly eller blylegering, f.eks. en legering av bly og antimon, som tjener den dobbelte funksjon med å bære den aktive masse og å lede den elektriske strøm.

Det er en ny enhetlig og forbedret aktiv masse at foreliggende oppfinnelse er mer spesielt forbundet.

Ladnings- og utladningscyklene av et typisk blysyretype-batteri kan gjengis med følgende reversible reaksjon:

Det aktive materiale av den positive plate er brunt, porøst blyoksyd, mens den aktive masse av den negative plate er grått, svampaktig og porøst bly i ren form.

Blysyrebatteriene som vanligvis er tilgjengelige på salgs-steder utøver begrenset kapasitet og det er fremkommet mange forsøk og forslag til å forbedre dem. Slike forbed-ringer i ladning- og utladningskarakteristika av disse batterier øker deres strømutladningsgrad og reduksjon i indre motstand av battericellene er imidlertid få av de mange egenskaper som har fått betraktelig oppmerksomhet av tidligere fagfolk på dette omårdet. Noen har fokusert deres oppmerksomhet på elektrodene, mens andre har angitt et flertall elektrolytter for å forbedre cellenes gjennom-snittlige ytelse, og for innretningene som innbefatter slike celler.

Således omtales i US-patent 2 933 547 et batteri fremstilt av flere fasttilstand elektriske celler som består av sølv og zinkelektroder og et faststoff, oppløst kation-utveksler harpiksmembran som er lagplassert mellom elektrodene.

US-patent 3 468 719 omtaler en fasttilstand ionisk leder fremstilt av et polykrystallinsk materiale, hvori det strukturelle gitter er sammensatt av ioner av aluminium og oksygen i kombinasjon og natriumioner som migrerer i forhold til krystallgitteret under innvirkning av et elektrisk felt. Dette materiale anvendes som halvcelle separator i konstruksjonen av batterier soir. det mer utførlig omtales i eksemplel 3 i dette patent..

US-patent 3 499 796 vedrører en keramisk lagdeling mellom et par av elektrokjemisk og kationisk-ledende krystallinske lagemer som er i kationutvekslingsforhold og adskilt av en kationledende elektronisk ikkeledende krystallinsk gjenstand og til akkumulatorceller omfattende dette.

US-patent 3 709 820 vedrører en organisk fast elektrolytt som er et krystallinsk elektron donor-akseptor-kompleks omfattende ioniske krystaller av 7,7,8,8-tetracyanokino-dimetan, et aromatisk amin, og en væske impregnert i ione-krystall-gitteret. Elektrolytten omtalt i dette patent anvendes i kondensatorer for å nedsette deres motstand.

US-patent 3 765 915 vedrører bruk av 6-aluminiumoksyd-polykrystallinsk keramikk for bruk som elektrolytt i konstruksjonen av celler eller batterier av natrium/svovel-typen.

Ovennevnte patenter er bare et fåtall av den mengde patenter som viser forskning og aktiviteter som har blitt utført på dette området. Ikke desto mindre, imidlertid, forblir basiskonstruksjonen av blysyrebatteri og dets sammensettende celler vesentlig uforandret. I dag, som det ble gjort flere decader tidligere fremstilles blysyrebatterier av serieforbindelse av et flertall av celler (vanligvis 3 eller 6), hvori porøs blyoksyd er den aktive masse på den positive plate, og svampaktig porøst bly er den negative plate, og fortynnet svovelsyre er elektrolytten som velges.

Følgelig er det en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe forbedrede akkumulatorceller og innretninger som er fremstilt av slike elementer.

Videre er det en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe

en elektrode for bruk i akkumulatorceller, hvori den aktive masse på den pcsitive elektrcde er et materiale fremstilt av krystallinsk og polykrystallinsk blyoksyd. Slike batterier vil i det følgende bli referert til som "blykrystall"-batterier for å adskille dem fra de vanlige blysyrebatterier.

Betegnelsene "krystallinsk" og "polykrystallinsk" blydioksyd benyttes her på den måte at den første betegnelse skal bety et vanlig blydioksyd og den andre det spesielle b]ydioksyd som oppfinneren er kommet fram til og som har karakterisert det på figurene 5A og 5B angitte røntgendifraksjonsdiagram.

Oppfinnelsen vedrører altså en elektrode for bruk i akkumulatorceller som anvendes i batterier og omfatter en bæreplate fremstilt av bly eller av en bly/antimon-legering 09 jevnt vedhengende varig lag av en aktiv masse på bæreplaten, idet elektroden er karakterisert ved at den aktive masse i det vesentlige består av en blanding av krystallinsk blydioksyd og en effektiv mengde polykrystallinsk blydioksyd, idet den polykrystallinske modifikasjon er kjennetegnet ved røntgendifraksjonsdiagramnene, fig. 5A og 5B

på tegningene.

En hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av krystallinsk og polykrystallinsk blyoksyd som aktiv masse.

En ytterligere hensikt, med oppfinnelsen er å tilveiebringe en enhetlig positiv plate for konstruksjon av elektrode for bruk i akkumulatorceller og batterier fremstilt av slike celler.

Det er også en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe slike positive plater som omfatter en bæreplate som bly og legering av bly med antimon eller ikke-ledende bæremateriale med et ledende belegg, og blyoksyd i krystallinsk og polykrystallinsk form påført på overflaten av bæreplaten.

Ovennevnte andre hensikter med oppfinnelsen oppnås ved hjelp

av de trekk som angis i kravene 2-8.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en elektrode til bruk i akkumulatorceller, hvori den aktive masse på den positive elektrode av elementet er en blanding av krystallinsk og polykrystallinsk blydioksyd (Pb02). Således avsettes en blanding av bly og kadmium først, eller påføres vanlig som et enhetlig, vedhengende lag på en bæreplate fremstilt av bly, en legering av bly med antimon eller et egnet inert eller ikke-ledende materiale som er belagt med bly eller en legering av bly med antimon. Bly-kadmium-blandingen kan avsettes på bæreplaten ved varmspraying, såkalt "pul-verisert metallurgi"-teknikk eller ved elektrobelegg som forklart nærmere i det følgende.

Bæreplaten som har blitt belagt med bly og kadmium som

nevnt ovenfor, neddyppes deretter i en beholder inneholdende en fortynnet oppløsning av svovelsyre (elektrolytt)

og en blyplate eller ark som tjener som katode. Bæreplaten forbindes deretter til den positive del av en elektrisk kilde og blyarket forbindes til den negative del av nevnte kilde. Passasjen av elektrisk strøm gjennom platene bevirker oksydasjon av bly (i bly-kadmium-laget) til blydioksyd, i form av krystallinsk og polykrystallinsk masse, mens kadmium reagerer med svovelsyre for å danne kadmiumsulfat som avsettes på blyarket som et svampaktig materiale. Bæreplaten fjernes deretter fra oppløsningen, renses med vann og tørkes.

Tre bæreplater fremstilt som ovenfor neddyppes deretter i en annen beholder inneholdende fortynnet oppløsning av svovelsyre. Den midtre bæreplate er forbundet til den positive ende av en elektrisk kilde, mens de andre to bæreplater er sammen forbundet til den negative terminal av kilden. Ved passering av elektrisk strøm vil den midtre bæreplate være positivt ladet og blydioksyd vil forbli uforandret, mens blyoksyd på de andre to bæreplater reduseres til bly og blir negativt ladet.

Etter få minutter fjernes den elektriske kilde og elektri-siteten innen cellen faller fra 2,9 volt til omtrent 2,4 volt og forblir vesentlig konstant ved dette nivå. Cellen er nå ladet og lagrer energi for senere frigjøring.

Tre eller fire slike celler kan forbindes i serie for å danne blykrystallbatterier.

På tegningsfigur 1 er det skjematisk vist fremgangsmåten for danning av aktiv masse, dvs. krystallinsk og polykrystallinsk blyoksyd ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser skjematisk dannelsen av positive og negative plater og cellen omfattende slike plater, og

fig. 3 viser to kurver som sammenligner utladningskarakteristika av blykrystallcelle med en vanlig blysyretype-celle. Fig. 4 viser røntgenstråledifraksjonsmønsteret for et standard referanseblydioksydkar nr. 11-459 fra International Centre of Diffraction Data. Fig. 5A og 5B er røntgenstråledifraksjonsmønstre av to polykrystallinske blydioksyder fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelsen.

Sammenligning av disse figurer viser fravær av den tetrago-nale gitterstruktur fra røntgenstråledifraksjonsmønstrene på fig. 5A og 5B, og enskjønt disse figurer viser noen lik-heter og noen forskjeller fra hverandre, adskiller de seg begge vesentlig fra de publiserte data for blydioksyd som vist på fig. 4.

Det er nå uventet funnet at ytelsen av akkumulatorceller kan forbedres markert ved å utstyre cellen med en positiv plate omfattende krystallinsk og polykrystallinsk blydioksyd i form av PbC^ som aktiv masse. Følgelig utøver blykrystallbatterier fremstilt av slike elementer god ytelseskarak-teristikk sammenlignet med vanlige blysyrebatterier.

I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere med spesiell referanse til konstruksjonen av en akkumulatorcelle, og et batteri fremstilt av slike celler. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til dette, da det er andre akkumulatorceller som kan konstrueres på basis av prinsippene som angis heri og som derfor er omfattet av oppfinnelsen.

Det er funnet at enelektrode konstruert ifølge oppfinnelsen utøver egenskaper som tidligere har vært uoppnåelige i

den tidligere kjente type elektrode, og følgelig innretninger, dvs. lagringsbatterier, fremstilt av serieforbindelse av slike elektroder, utøver også overlegne ytel-seskarakteristika sammenlignet med vanlige blybatterier. Slike forbedrede egenskaper innbefater - enskjønt det ikke er begrenset til - lavere innvendig motstand, høyere aktivitet, lavere sulfatisering, bedre lagrings- og utladningskarakteristika, større ladningskapasitet,

hurtigere ladningsgrader og høyere emf pr. celle.

Den aktive masse som er dannet ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinneslen er vesentlig sammensatt av krystallinsk og polykrystallinsk blydioksyd (Pb02), hvor bly har den maksi-male elektronvalens på fire, og som undertiden refereres til som blydioksyd for å adskille det fra'PbO, hvori bly har sin lavere valens på to.

Det anvendte uttrykk "polykrystallinsk" angir en aggresjon av enkelte krystallmasser av blydioksyd, hvori slike krystaller er forskjellig grad av vekst og utvikling. Således er den aktive masse ifølge oppfinnelsen en blanding av enkle krystallinske masser av PbC^ sammen med slike polykrystallinske aggregater.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen og med spesielle referanser først til fig. 1, blir en bæreplate 1, som er spesielt fremstilt av rent bly (Pb) eller en legering av bly med antimon (Pb-Sb), belagt med et lag av Pb-Cd som omtalt nedenfor, neddyppet i en fortynnet oppløsning av svovelsyre (elektrolytt) i en beholder 3. Bæreplaten som anvendes heri er vanligvis en folie av omtrent 0,2 mm's tykkelse og er fremstilt av en legering av bly og antimon. Tykkelsen av bæreplaten kan imidlertid variere noe avhengig av spesiell konstruksjon og påtenkt bruk av akkumulatorcellen.

Før neddypping av bæreplaten 1 i svovelsyreoppløsningen dusjes en varm smelte av bly og kadmium på overflaten av folien ved hjelp av en vanlig spraypistol eller annen egnet sprayinnretning, for å avsette et jevnt og vedhengende lag av bly og kadmium på foliens begge overflater.

En reduserende gass som f.eks. hydrogen, benyttes i forbindelse med forstøvning av den varme smelte på

foliens overflate/ og forstøvningen avbrytes når tykkelsen av det avsatte lag når omtrent 0,5 mm på hver overflate. Igjen kan denne tykkelse variere noe - avhengig av den spesielle konstruksjon, den nødvendige stand og bruken av innretningen. Vanligiis kan tykkelsen av Pb-Cd-laget på hver overflate variere fra ca. 0,1 til 2 mm, fortrinnsvis fra ca. 0,5 til ca. 1,2 mm og er fortrinnsvis ca. 1 mm.

Pb-Cd-smelten fremstilles ved å belegge en kadmiumtråd av omtrent 1 mm tykkelsen elektrolyttisk eller ved plattering for å oppnå et omtrentlig 1:1 vektforhold mellom bly og kadmium, og den resulterende tråd smeltes deretter, på-sprøytes på overflaten av folien som omtalt ovenfor ved en temperatur som er høyere enn smeltepunktet av bly og kadmium, men lavere enn temperaturen som vil bevirke tidlig smelting av den spesielle legering av bly og antimon, hvorav bæreplaten er fremstilt, således bevirke sintring av Pb-Cd-til overflaten av bæreplaten.

For å forbedre adhesjonen av Pb-Cd-laget til overflaten av bæreplaten 1, kan bæreplaten (folien) først sandblåses flere minutter for å tilveiebringe en ru overflate, således at den sintrede Pb-Cd-blanding blir bedre bundet til foliens overflate. Det skal forstås at uttrykket "folie", "bæreplate" og "kollektorplate" benyttes avveks-lende gjennom følgende for å refererer til Pb-Sb-bæreplaten.

På fig. 1 er det vist beholderen 3 fremstilt av ikke-ledende materiale (f.eks. glass, plastikk, etc.) og inneholdende en fortynnet oppløsning av svovelsyre (elektrolytt) som har omtrent samme spesifikke vekt som svovel-syreoppløsninger anvendt i vanlige blysyretype lagringsbatterier. Beholderen 3 er også utstyrt med blyplate eller blyarm 5 som tjener som negativ elektrode (katode). Kollektoren eller bæreplaten 1 som er fremstilt som nevnt ovenfor neddyppes i elektrolytten som vist på

fig. 1 og forbindes til den positive ende av en 3-volt emf-kilde 7 (f.eks. et batteri), mens blyarket 5 forbindes i den negative ende av nevnte 3-volts elektriske kilde. Enskjønt flere enn en bæreplate kan neddyppes i elektrolytten og hensiktsmessig forbindes til den elektriske kilde, vil oppfinnelsen bli omtalt og vist med referanse til fremstilling av bare en positiv plate for enkelhets skyld.

Når kretsen er sluttet, som omtalt ovenfor, vil kadmium fra Pd-Cd-laget på bæreplaten reagere med svovelsyre for å danne kadmiumsulfat som avsettes på en poret, svampaktig masse på blyarket 5. Vannet dissosieres i hydrogen (H2) og oksygen (02>. Hydrogen fremtrer som gassbobler på overflaten på den negative elektrode, mens oksygen reagerer med bly, hurtig og kontinuerlig for å danne blydioksyd (Pb02> i form av krystallinsk og polykrystallinsk masse. Dannelsen av den aktive masse er således avsluttet i løpet av minutter, og bæreplaten fjernes, renses ren og tørkes.

Den er nå klar for bruk ifølge oppfinnelsen i konstruksjonen av blykrystallbatterier eller elementer.

Blydioksyd krystallinsk og polykrystallinsk aktiv masse

er et mørkebrunt til sort materiale. Den er hard, homogen, høyporøs og har tydelig lav indre motstand.

I fremstilling av en bæreplate som har krystallinsk og polykrystallinsk blydioksyd som aktiv masse er det avgjør-ende for dannelsen av slik masse at Pb-Sb-platen belegges med Pd-Cd som er sintret. Således må det påsees at det unngås dannelsen av Pb-Cd-legering under sintring eller varm dusjing på bæreplaten i denne utførelse av oppfinnelsen. Nærværet av Cd i sintermassen er også avgjørende da det hjelper eller påskynder dannelsen av Pb02 krystaller og polykrystaller. I tillegg skal det angis at selv om kadmium reagerer med svovelsyre i beholderen 3 for å

danne kadmiumsulfat og fjernes fra denne beholder, blir ikke desto mindre mindre mengder kadium i den aktive masse.

For å konstruere en blyakkumulator overensstemmende med oppfinnelsen blir tre identiske bæreplater la, lb og lc som er fremstilt ved ovennevnte fremgangsmåte neddyppet i en beholder 9 som vist på fig. 2. Beholderen 9 er til-svarende i konstruksjon til elementet av blysyrebatteri og inneholder en fortynnet oppløsning av svovelsyre som vanligvis anvendes i slike batterier. Bæreplater la og lc forbindes sammen ved hjelp av leder 11 og forbindes ved hjelp av leder 13 til den negative ende av en 3-volts emf-kilde 15 (f.eks. et batteri, en batterilader etc), mens bæreplaten lb forbindes til den positive ende av emf-kilden 15 via leder 17. Når kretsen er lukket, blir PbC^ på bæreplaten la og lc redusert til Pb og platene blir negativt ladet, mens PbC^ på bæreplaten lb forblir kjemisk uforandret og vil bli positivt ladet. Således vil bly-platene tjene som de negative elektroder (katode) og bly-dioksydplaten vil tjene som positiv elektrode (anode).

Etter få minutter når cellen har blitt fullt ladet, fjernes emf-kilden 15 og emf innen cellen faller deretter fra 2,9 volt til omtrent 2,4 volt og forblir vesentlig konstant ved dette nivå. Akkumulatoren er nå ladet og lagrer energi for senere frigjøring.

Når en akkumulatorcelle fremstilt som angitt ovenfor, forbindes i serie med andre celler, (f.eks. 3 celler i alt), hver inneholdende flere plater (vanligvis 17 eller 19) forbundet parallelt, dannes et blykrystallbatteri som kan inneholde 51 eller 57 plater avhengig av antall celler og antall plater i hver celle. Det er imidlertid klart at flere enn 3 celler (f.eks. 6 celler etc.) kan, hvis ønsket, forbindes i serie.

Blykrystallbatterier innbefattende trekkene ifølge oppfinnelsen utøver overlegne ydelseskarakteristika sammenlignet med blysyrebatterier. Således på grunn av lavere indre motstand, kan et blykrystallbatteri omfattende 51 eller 57 plater oppta ca. 10 til 15 ganger så mye elektrisk strøm som blysyrebatteri. Følgelig kan blykrystallbatteriet lades i en meget hurtigere grad enn blysyrebatteriet. Likeledes er utladningsgraden av blykrystallbatteriet vesentlig forbedret, da det kan gi elektrisk strøm ved en betraktelig mer aksellerert grad en blysyrebatteriet. Utladningskurven av blykrystallcellen fremstilt ifølge oppfinnelsen er på fig. 3 sammenlignet med utladningskurven for en typisk blysyrecelle. Den helt opptrukne kurve på figuren viser utladningskurven for blykrystallcellen og

den prikkede kurve viser utladningskurven for blysyrecellen. Sammenligning av disse kurver viser at under de første 16 minutter (dvs. under omtrent 80% av utladningscykelen) forblir emf av blykrystallcellen konstant, og deretter faller meget svakt fra 2,32 til omtrent 2,3 volt, mens emf av blysyrecellen avtar stadig og konstant under samme periode og faller fra 2,1 til ca. 2,0 volt. Denne differens er spesielt tydelig i batterier fremstilt av slike celler og angir at blykrystallbatteriet kan opprettholde et høyere emf-nivå enn blysyrebatteriet, og derfor utøve overlegne ydelseskarakteristika.

I tillegg utøver blykrystallbatteriene med elektroder ifølge oppfinnelsen fra ca. 25 til 30% høyere kapasitet

enn vanlige blysyrebatterier. Videre er blykrystallcellen i stand til meget mer fullstendig ladning og utladning med ingen etterreaksjon eller selvladning sammenlignet med en blysyrecelle, følgelig utøver blykrystallbatter-

iet meget større ladningskapasitet enn et blysyrebatteri

av sammenlignbar vekt og volum.. Celler fremstilt ifølge ovennevnte prosess er i stand til å utvikle fra ca.

0,1 til ca. 0,2 volt høyere emf enn vanlige ladningsceller, hvorav blysyrebatteriene fremstilles.

I det ovennevnte ble sintret bly og kadmium påført overflaten av en kollektorplate ved varmspraying for å avsette et homogent, ensartet og vedhengende lag av Pb-Cd-derpå. To tilleggsmetoder vil nå omtales for avsetning av slikt lag av Pb-Cd på overflaten av Pb-Sb bæreplaten.

I en annen utførelse ifølge oppfinnelsen blir en bløt granular l:l-blanding av bly og kadmium, hvori størrelsen

av granulene er fra ca. 100 til omtrent 500 mikron.

oppløst i et egnet organisk oppløsningsmiddel som eksempelvis metanol (eller etanol) for å fremstille en pasta som deretter avsettes på overflaten av bæreplaten ved en egnet sikt. Metanolen ble deretter fordampet, platen tørket og Pb-Cd sintret i en presse ved en temperatur fra ca. 300°C til ca. 400°C i omtrent 3 sekunder. Igjen må temperatur og trykk under sintringen omhyggelig kontrolleres for å hindre dannelsen av Pb-Cd-legering.

Tykkelsen av Pb-Cd-laget på bæreplaten kan kontrolleres ved valg av egnet sikt og ved avsetning av en passende mengde av pastaen jevnt på overflaten av platen. Således kan et Pb-Cd-lag av omtrent 0,55 mm tykkelse avsettes på begge sider av bæreplaten.

Etter avsetning av den ønskede beleggtykkelse neddyppes bæreplaten i en beholder omfattende en fortynnet oppløs-ning av svovelsyre og en blyplate som tidligere omtalt i forbindelse med fig. 1, og krystallinsk og polykrystallinsk blydioksyd (Pb02) dannes igjen på overflaten av bæreplaten på samme måten. Kadmium fra Pb-Cd-laget reagerer med svovelsyre og avsettes i form av CdSO^, hvorfra kadmiumet kan gjenvinnes og benyttes om igjen,

og bæreplaten eller platene når de anvendes til å konstruere en blykrystallcelle som tidligere beskrevet i forbindelse med fig. 2.

I en annen utførelse av oppfinnelsen ble en hard, kompakt legering av bly og kadmium avsatt på bæreplaten ved elektroplatting i et fluoroboratbad. Således ble to elektroder, en fremstilt av en legering av bly med antt-mon (katode) og den andre av en l:l-legering av bly og kadmium (anode) neddyppet i fluoroboratbad med følgende sammensetning:

Elektrodene ble deretter forbundet i den positive og negative ende av en 5-volts emf-kilde for 1 time inntil det var avsatt et jevnt lag av kadmium og bly av omtrent 0,1 mm tykkelse på hver overflate av katoden. Emf-kilden ble deretter koblet ut, katoden fjernet fra bedet,

renset med vann og tørket.

For å danne tre bæreplater med krystallinsk og polykrystallinsk blydioksyd på overflaten ble tre katodiske bæreplater fremstilt ved denne fremgangsmåte neddyppet i en fortynnet svovelsyreelektrolytt og utsatt for samme operasjon som omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1. De resulterende bæreplater ble deretter benyttet til å konstruere en blykrystallcelle som omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 2.

Det skulle klart fremgå av ovennevnte beskrivelse at blykrystallbatteri med elektrode ifølge oppfinnelsen er merkbart overlegen overfor blysyrebatteriet. I tillegg til de mange gode trekk som ble omtalt er blykrystallbatteriet vanligvis fra ca. 15 til ca. 30% lettere i vekt enn blysyrebatterier av sammenlignbar størrelse og kapasitet og utøver fra ca. 25% til ca. 30% større kapasitet sammenlignet med et blysyrebatteri av sammenlignbar størrelse og vekt. Muligheten til å trekke vesentlig større kraftmengder i et betraktelig kortere tidsrom på grunn av dets tydelig lavere indre motstand og høyere aktivitet gjør det praktisk anvendelig i kjøretøyer som krever hurtig aksellerasjon, dvs. elektriske kjøretøyer og biler og andre elektriske kraftkilder.

Blykrystallbatteriene med elektrode fremstilt ifølge oppfinnelsen utøver også lite eller ingen sulfatisering. Dette betyr at i praksis disse batterier kan utlade til et punkt nær null emf. Derimot sulfatisering er et vanlig fenomen i blysyrebatterier og følgelig kan blysyrebatteriene ikke utlades under ca. 1,5 til 1,8 volt emf, eller for det meste irreversibel sulfatisering vil finne sted i blygitteret som holder pastaen av den aktive masse.

Det skal også bemerkes at det kan også foretas modifika-sjoner uten å overskride oppfinnelsens ramme slik den fremgår av kravet.

Eksempelvis er det i stedet for bruk av Pb-Cd-bæreplater mulig å anvende inerte, ikke-ledende bæreplater (f.eks. fremstilt av egnet plast som polypropylen eller cellulose-materiale), hvorpå bly eller en blanding av bly med antimon kan avsettes som beskrevet ovenfor. Slike bæreplater er vesentlig lettere i vekt enn Pb-Sb-bæreplater, følgelig vil de dannede batterier bli betraktelig lettere.

Videre har oppfinnelsen blitt beskrevet under referanse til et 1:1-vektforhold mellom Pb og Cd, så kan dette forhold variere fra ca. 30 til ca. 70 vekt-%, og fortrinnsvis fra ca. 45 til ca. 55 vekt-%, imidlertid oppnås opti-male resultater når det benyttes omtrent like vektdeler av de to komponenter. Hvis blandingen er overveiende bly, f.eks. 70 vekt-%, vil Pb-Cd-laget bli mykere og mindre porøst, mens hvis kadmium-komponenten overveier og utgjør f.eks. 70 vekt-% av blandingen, vil det resulterende Pb-Cd-lag bli hardt og mer porøst. Optimal hard-het og porøsitet av Pb-Cd-laget oppnås når blandingen er omtrent 1:1 i vekt.

Claims (8)

1. Elektrode for bruk i akkumulatorceller som anvendes i batterier og omfatter en bæreplate fremstilt av bly eller av en bly/antimon-legering og et jevnt vedhengende varig lag av en aktiv masse på bæreplaten, karakterisert ved at den aktive masse i det vesentlige består av en blanding av krystallinsk blydioksyd og en effektiv mengde polykrystallinsk blydioksyd, idet den polykrystallinske modifikasjon er kjennetegnet ved røntgendiffraksjonsdiagrammer, fig. 5A og 5B, på tegningene.

2. Fremgangsmåte til fremstilling av en elektrode ifølge krav 1, karakterisert ved at en bærer fremstilt av bly eller av en bly/antimon-legering belegges med et bly-kadmiumsjikt, deretter omdannes sjiktets bly ved anodisk oksydasjon i svovelsyre til blydioksyd, idet kadmiumet i det vesentlige oppløses i svovelsyren.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at bly-kadmium-sjiktet dannes ved å påsprøyte en smelte i reduserende atmosfære.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det påføres en pasta av bly og kadmium i en reduserende organisk væske og væsken avdampes.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at bly-kadmium-sjiktet påføres galvanisk.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at smeiten inneholder 30-70 vekt-%, fortrinnsvis 45-55 vekt-% bly.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 6, karakterisert ved at vektforholdet mellom bly og kadmium i smeiten utgjør 1:1.

8. Anvendelse av elektrode fremstilt ved formering av elektroden ifølge krav 1 som den ene elektrode i blyakkumulatorer.