NO159223B - Negativ elektrode for blyakkumulatorer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en negativ elektrode for blyakkumulatorer i form av en rektangulær gitterplate som består av et kobbergitter og med ett på dette påført bly-tinn-skikt og et derefter galvanisk påført blyskikt, idet gitterplaten tjener som bærer for den aktive masse og for strøm-tilførselen henholdsvis strømvekkledning og idet det på den side hvor tilkoblingsfanen er anordnet, er påstøpt en blylist som strekker seg over den samlede lengde og med hvilken tilkoblingsfanen danner ett stykke.

Ved fremstilling av en kjent negativ elektrode av denne type (britisk patentskrift 689003) blir bly-tinnlaget påført ved hjelp av en varmneddyppingsprosess. Kontakten mellom det metalliske kobber og bly-tinnlegeringen blir da svak.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en negativ elektrode for blyakkumulatorer av den type som inn-ledningsvis er angitt, hvor en problemfri, dvs. mekanisk stiv, intim binding som er motstandsdyktig mot korrosjon og har god elektrisk ledningsevne er tilstede mellom blylistan og gitterplaten.

Denne oppgave løses i henhold til oppfinnelsen ved de særtrekk at bly-tinn-skiktet inneholder minst 8% Sn og er blitt galvanisk påført på et kobberstrekkmetall som danner kobbergitteret og hvis strekkeretning forløper parallelt med blylisten.

I motsetning til den tidligere kjente elektrode som består av et kobbergitter, er et lag av bly-tinnlegering først blitt påført ad galvanisk vei på gitterplaten av kobberstrekkmetall for den negative elektrode ifølge oppfinnelsen. Dette fører til en intim binding mellom kobbermetallet og bly-tinnlegeringen fordi tinnet ved den galvaniske påføring diffunderer delvis inn i kobbermetallet.

En kontinuerlig overgang tilveiebringes således i det på-førte lag mellom kobberet og bly-tinnlegeringen slik at intet skarpt skillelag lenger er tilstede mellom de to metaller. Resultatet av denne oppbygning er at det ikke forekommer noen risiko for tap av mekanisk kontakt mellom kobbermetallet og bly-tinnlegeringen efter at bly--

listen, er blitt påstøpt, slik at spesielt inntrengning av

syre i dette område effektivt blir unngått. Overflaten til det på denne måte påførte bly-tinnlag er spesielt velegnet for den påfølgende påføring av et spesielt fast vedhengende blylag.

Det er spesielt fordelaktig at strekkmetallgitteret omfatter en rekke i det vesentlige diamantformige åpne felter omgitt av metalltråder idet de diamantformige åpne felter har hjørner som er definert ved krysningspunkter mellom de nevnte tråder, og det er dessuten spesielt fordelaktig at blylisten, når den betraktes fra toppen av gitterplaten, har en nedre kant som strekker seg i det vesentlige gjennom de ytterste krysningspunkter for gitterplaten. En spesielt god forankring av strekkmetallgitterplaten av kobber i blylisten fås når gitterplaten er avskåret på den nevnte side mot hvilken blylisten er festet, litt forbi de ytterste krysningspunkter på en slik måte at korte forankringssteg som rager ut over Krysnings-punktene, er tilstede for påstøping av blylisten rundt den nevnte side av gitterplaten.

Dette gir den nødvendige ledningsevne og danner basis for strømoverføringen fra strekkmetallet inn i listen og omvendt.

En spesielt god mekanisk binding mellom blylisten

og gitterplaten og som ikke er følsom overfor bøyekrefter i gitterplatens plan, kan oppnås når de diamantformige felter på den nevnte side hvor blylisten er festet,

idet disse felter har deres største bredde ved den nevnte nedre kant av blylisten, også utstøpes med bly.

På denne måte blir en annen blylist med V-formige skår effektivt tilveiebragt direkte langs og parallelt med den virkelige blylist, og dette sikrer en problemfri kraftoverføring fra blylisten til gitterplaten for alle tenkbare belastninger.

For sterkt å redusere elektrodens vekt er en ytterligere utførelsesform av denne særpreget ved at den nevnte avslut-ningslist består av et syreresistent, termoplastisk, syntetisk materiale.

Det syntetiske materiale kan sprøytestøpes rundt det nedre endeområde av gitterplaten. Det foretrekkes imidlertid at gitterplatens endeområde i oppvarmet tilstand presses inn i det termoplastiske, syntetiske materiale. For å gjøre denne innpressing enkel bør gitterplatene være avskåret ved deres nedre ender på nivået for en rad med krysningspunkter, slik at V-formige steg dannes som i oppvarmet tilstand kan presses inn i det syntetiske materiale uten vanskeligheter.

For å lette støpingen av bly rundt gitterplaten og pressingen av gitterplaten inn i det syntetiske materiale er en ytterligere utførelsesform særpreget ved at gitterplatens endeområder som enten omstøpes med bly eller omgis av syntetisk materiale, presses flatt inn i gitterplatens plan før henholdsvis .påstøpingen av blyet og påføringen av det syntetiske materiale. På denne måte blir størkning av det påstøpte bly med en hastighet som er for høy, også unngått i nærheten av det utflatede endeområde.

Da blybelegget på en allerede med bly forsynt strekk-metallplate av kobber vil kunne bli beskadiget ved oppvarm-ing for å presse gitterplaten inn i listen av syntet-

isk materiale, foretrekkes det at avslutningslisten festes til strekkmetallgitterplaten før påføringen av bly-tinnlaget.

Det er spesielt fordelaktig dersom gitterplaten er forsynt med et blylag som er blitt galvanisk påført på laget av bly-tinnlegeringen. På denne måte fås på bly-tinnlaget en spesielt egnet blyoverflate for elektrodeplatens elektrokjemiske oppgave. Når blylisten påstøpes, blir blyet påført ad galvanisk vei bare litt smeltet på grunn av kobberstrekkmetallets høye varmeledningsevne, slik at det bindes intimt til blyet i blylisten, men mister ikke den intime kontakt med bly-tinnlegeringen som på forhånd er blitt oppnådd ved hjelp av den galvaniske påføring.

Bly-tinnskiktet for den negative elektrode ifølge oppfinnelsen skal inneholde minst 8% Sn. Det er spesielt

gunstig dersom blyet og tinnet er tilstede i bly-tinnlegeringen i forholdet 90:10. På denne måte vil det kunne greie seg med minimale mengder av det forholdsvis kostbare metal-

liske tinn.

I henhold til en foretrukken utførelsesform av den negative elektrode har blyskiktet en tykkelse av minst 20^um, spesielt 40^um.

I henhold til en annen foretrukken utførelsesform av den foreliggende negative elektrode er det ved den galvaniske påføring av bly-tinnlegeringen og/eller blylaget blitt

2

anvendt en strømtetthet av 6-10 A/dm

Det er gunstig dersom strekkmetallet for gitterplaten har et strekkeforhold innen området fra 0,5 til 0,6. Dessuten er gitterplaten fortrinnsvis forsynt med en stegbredde på 1,7-2,3 mm, spesielt ca. 2 mm, såfremt den erholdt negative plate er omgitt av en positiv plate på begge sider.

Strekkmetallet i gitterplaten kan dessuten med fordel

ha en stegtykkelse av 0,4-0,8 mm, spesielt ca. 0,6 mm.

Endelig er det fordelaktig at strekkmetallet for gitterplaten har en maskelengde av 15-30 mm, spesielt ca. 20 mm.

Oppfinnelsen er nedenfor nærmere beskrevet ved hjelp av et eksempel under henvisning til terningen hvis eneste figur viser et delvis avdekket oppriss av en negativ elektrode for blyakkumulatorer.

Ifølge tegningen er gitterplaten 11 som består av kobberstrekkmetall avskåret oventil og nedentil og parallelt med strekkeretningen S. Avskjæringen ved den nedre ende foretas innen området for krysningsstedene 15. Innen dette område er gitterplaten 11 trykket ca. 5 mm dypt inn i smalsiden av en rektangulær plast-avs.lutningslist 14, og nærmere bestemt slik at plasten på alle sider tett omslutter gitterplatens 11 nedre smale endeområde.

Ved det øvre endeområde er gitterplaten 11 slik avskåret over krysningsstedene at det over krysningsstedene 15 bare blir korte steg 16 tilbake som er innleiret i blylisten 13 som bærer tilkoblingsfanen 12. Blylistens 13 underkant

18 løper i det vesentlige gjennom krysningsstedene 15.

Den foreliggende negative elektrode fremstilles som følger: Først blir kobberstrekkmetallet oppskåret i rektan-gulære stykker på den måte som fremgår av tegningen, idet skjæringen nedentil utføres gjennom krysningsstedene 15 og oventil noe ovenfor krysningsstedene 15. Derpå blir kobberstrekkmetallet oppvarmet i det nedre endeområde og derpå støtt inn i smalsiden av den termoplastiske plastavslutnings-list 14. Ved hjelp av tilsvarende utformede plater blir fra listens brede sider derefter et trykk utøvet slik at de i plasten innstøtte nedre ender av gitterplaten 11 på alle sider blir omgitt av plast. Derpå blir kobberstrekkmetallet hengt opp på skjematisk antydede haker 19 på en strømtil-førselsanordning (ikke vist). Først blir kobberstrekkmetallet da hengt inn i et rense- og skyllebad for å få en overflate som er egnet for den påfølgende galvanisering.

Efter rensingen blir gitterplaten hengt inn i et bly-tinnbad og lagt an mot en negativ spenning, hvorpå en bly-tinnlegering i et forhold av ca. 90:10 avsettes på kobberstrekkmetallets overflate. Strømmen holdes innkoblet så lenge at et bly-tinnskikt på minst 7^um, fortrinnsvis lO^um, er blitt avsatt på kobberstrekkmetallet.

Derefter blir gitterplaten 11 ved hjelp av hakene 19 løftet ut av badet og uten mellomsskylling hengt inn i et ytterligere galvanisk bad som inneholder blyioner. En negativ spenning blir nu igjen påført på gitterplaten 11, hvorpå bly avsettes på overflaten. Strømtilførselen fortsettes inntil blyskiktets tykkelse er minst 20 ,um, fortrinnsvis ca. 40^,um. Strømstyrken utgjør 6-10 A/dm 2for å få en mest mulig ru, grovkrystallinsk overflate som danner en god elektrisk kontakt med den senere påførte negative masse. Gitterplaten 11 som bærer plast-avslutningslisten 14, er nu blitt tilberedt for at blylisten 13 skal kunne påstøpes ved den øvre ende. Dette utføres i en tilsvarende utformet form som imidlertid på stegenes 16 gjennomtrengningssteder opp-viser en slik utetthet at når blyet støpes inn i formen, vil ikke bare den på tegningen viste blylist 13 med tilkoblingsfanen 12 bli støpt, men også feltene 17 vil bli utstøpt med flytende bly. Derved sikres en god kraftovergang fra blylisten 13 til gitterplaten 11 under håndteringen og også under senere drift.

Ved omstøpingen av stegene 16 med bly blir blyskiktet som befinner seg på kobberstrekkmetallet, intimt forbundet med listens 13 blymateriale, slik at såvel hva gjelder fast-heten som strømoverføringen fås en optimal forbindelse.

Før innstøtingen i plastlisten 14 hhv. før omstøpingen med bly innen området for blylisten 13 blir hva gjelder deres plan gitterplatens 11 ender flattrykt ved hjelp av et egnet verktøy, og nærmere bestemt i platens plan.

Den negative masse kan nu innføres i gitterplaten 11, og det må i denne forbindelse påses at massens stivhet er noe lavere enn hva vanlig er for at massen ved påføringen også med sikkerhet skal kunne komme fra et plan av gitterplaten til platens ryggside og der sikre en ren pastering.

Når en stegbredde på 2 mm anvendes, kan negative elektrodeplater med en tykkelse av ca. 4 mm fremstilles ved hjelp av overpastering.

Maskelengden er fortrinnsvis 15-30 mm. Derved oppnås det at strømmen i den negative masse maksimalt må tilbake-legge en strekning på 5 mm. Middelverdien for den tilbake-lagte strekning er ca. 2 mm.

På grunn av den maskestørrelse som anvendes ifølge oppfinnelsen, fås følgelig på den ene side en ikke for lang strømvei, mens på den annen side ikke for mange stampetrinn er nødvendige. Anvendelsen av kobber er ved den ifølge oppfinnelsen anvendte maskestørrelse likeledes begrenset, og dette kommer elektrodeplatens lave vekt og også fremstillings-omkostningene for denne til gode. Likevel fås en høy ledningsevne .

Blikktykkelsen som anvendes for kobberstrekkmetallet, bør være ca.0,6 mm,og denne tykkelse reduserer på den ene side omkostningene og muliggjør på den annen side et mindre antall masker for den samme ledningsevne. Et mindre maskeantall byr også på den fordel at gitterplatens overflate ikke blir for stor, hvorved forblyingsomkostninqene vil kunne holdes innen visse grenser. En større blymengde ville også ha øket elektrodeplatens vekt.

Claims (11)

1. Negativ elektrode for blyakkumulatorer, i form av en rektangulær gitterplate (11) som består av et kobbergitter og med ett på dette påført bly-tinn-skikt og et derefter galvanisk påført blyskikt, idet gitterplaten tjener som bærer for den aktive masse og for strømtilførsel henholdsvis strømvekkledning og idet det på den side hvor tilkoblingsfanen (12) er anordnet, er påstøpt en blylist (13) som strekker seg over den samlede lengde og med hvilken til-koblingsf anen danner ett stykke, karakterisert ved at bly-tinn-skiktet inneholder minst 8% Sn og er blitt galvanisk påført på et kobberstrekkmetall som danner kobbergitteret og hvis strekkeretning forløper parallelt med blylisten (13).

2. Elektrode ifølge krav 1, karakterisert ved at blylistens (13) underkant (18) løper i det vesentlige gjennom gitterplatens (11) ytterste krysningssteder (15).

3. Elektrode ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gitterplaten (11) på befestigelsessiden litt forbi krysningsstedene (15) er slik avskåret at det for omstøpingen med blylistens (13) bly fore-ligger korte forankringssteg (16) som rager ut over krysningsstedene .

4. Elektrode ifølge krav 1-3, karakterisert ved at også de felt (17) på befestigelssiden som ved blylistens (13) underkant (18) har deres største bredde, er utstøpt méd .bly.

5. Elektrode ifølge krav 1-4, karakterisert ved at avslutningslisten (14) på den side av gitterplaten (11) som er vendt bort fra blylisten (13) som bærer tilkoblingsfanen (12), består av syrefast plast.

6. Elektrode ifølge krav 5, karakterisert ved at plasten er sprøytet rundt gitterplatens (11) nedre endeområde eller at gitterplatens (11) nedre endeområde i oppvarmet tilstand er trykket inn i den termoplastiske plast.

7. Elektrode ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at gitterplaten (11) er avskåret ved den nedre ende på nivået for krysningsstedene (15) .

8. Elektrode ifølge krav 1-7, karakterisert ved at gitterplatens (11) endeområder som er blitt omstøpt med bly hhv. omgitt av plast, er blitt flattrykt i gitterplatens (11) plan før omstøpingen hhv. påføringen av plasten.

9. Elektrode ifølge krav 5-8, karakterisert ved at avslutningslisten (14) er blitt anbragt på kobbérstrekkmetall-gitterplaten (11) før påføringen av bly-tinnskiktet og/eller blyskiktet.

10. Elektrode ifølge krav 1-9, karakterisert ved at blyskiktet har en tykkelse av minst 20^um, spesielt ca. 40yum, at strømstyrken ved galvaniseringen spesielt ved påføringen av blyskiktet er 6-10 A/dm <2>, og at kobberstrekkmetallets strekkforhold fortrinnsvis er 0,5-0,6.

11. Elektrode ifølge krav 1-10, karakterisert ved at kobberstrekkmetallets stegbredde er 1,7-2,3, spesielt ca. 2, mm såfremt den derav fremstilte plate på begge sider er omgitt av en positiv plate, at kobberstrekkmetallets stegtykkelse er 0,4-0,8, spesielt ca. 0,6 mm og at kobberstrekkmetallets maskelengde er 15-30, spesielt ca. 20, mm.