SE461819B - Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden - Google Patents

Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden

Info

Publication number
SE461819B
SE461819B SE8702521A SE8702521A SE461819B SE 461819 B SE461819 B SE 461819B SE 8702521 A SE8702521 A SE 8702521A SE 8702521 A SE8702521 A SE 8702521A SE 461819 B SE461819 B SE 461819B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
electrode
legs
staples
pocket
clamps
Prior art date
Application number
SE8702521A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8702521L (sv
SE8702521D0 (sv
Inventor
Martin Bursell
Original Assignee
Martin Bursell
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Martin Bursell filed Critical Martin Bursell
Priority to SE8702521A priority Critical patent/SE461819B/sv
Publication of SE8702521D0 publication Critical patent/SE8702521D0/sv
Publication of SE8702521L publication Critical patent/SE8702521L/sv
Publication of SE461819B publication Critical patent/SE461819B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/76Containers for holding the active material, e.g. tubes, capsules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24Alkaline accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24Alkaline accumulators
    • H01M10/28Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26Processes of manufacture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

15 20 25 30 35 461 819 tillsättes i bada fallen grafit till det aktiva materialet.
Både pocketelektroden och nickelsinterelektroden ger dyra batterier, kat av att varvid det höga priset för pocketelektroden är förorsa- denna typ av elektrod är ineffektiv, medan det höga priset för sinterelektroden beror pa att denna har sa hög mate- rialkostnad.
Pocketelektroden har ganska lag materialkostnad. Den inne- haller exempelvis inget strukturellt nickel. Tillverkningen är förhallandevis krånglig, men den huvudsakliga anledningen till att pocketelektroden ger (onödigt) dyra batterier är salunda att den är ineffektiv. Användningen av pocketelektroder ger lag energiden- sitet, räknat bade på vikt och på volym. Elektroden har dessutom dåliga högströmsegenskaper, om den inte görs mycket tunn, men da blir istället kapaciteten mycket lag i förhållande till vikten av själva stalfickan. Orsaken till detta är dels att de perforerade stalremsornas öppna area endast är 10-20%, vilket ger skärmnings- effekter, dels att konduktiviteten i massan är ganska mattlig vid rimlig grafitinblandning. I Nickelsinterelektroden har däremot utmärkta högströmsegen- skaper och hög utnyttjandegrad av det aktiva materialet. Nickel- sintret är dock mycket dyrt och star för ungefär halva vikten av elektroden.
Pa senare ar har man, främst för små ackumulatorer, börjat tillverka olika typer av plastbundna elektroder med ett inbäddat nät som strömavledare. Svårigheten med denna typ av elektrod är att fa den att halla ihop mekaniskt utan att använda för mycket plastbindemedel, som tenderar att sänka utnyttjandegraden pa grund av skärmning och dalig elektrolytomsättning. Endast relativt tunna elektroder med massan nästan uteslutande i nätmaskorna har visat sig besitta acceptabel livslängd.
Det är naturligt att jämföra den plastbundna elektroden med pocketelektroden. Han kan därvid säga, att man i det första fallet har en inre skärmning av plastbindemedel, medan man i det senare fallet har en yttre skärmning av stalfickans ringa screeningsarea.
- En variant av pocketelektroden, eller alternativt en fjärde elektrodkonstruktion om man sa vill, har dessutom förekommit i patentlitteraturen men egendomligt nog inte i den elektrokemiska facklitteraturen. Anledningen härtill är sannolikt att Åtskilliga 10 15 20 25 30 35 61 819 av dessa alster enbart är skrivbordskonstruktioner med föga känt funktionssätt.
Den elektrodtyp som avses är närmast att betrakta som en förbättrad pookstelektrod, där man pa olika sätt har försökt åstadkomma fler och tätare förbindelsepunkter eller linjer mellan elektrodens båda ytterytor än vad som är fallet vid den klassiska pocketelektrodens fatal falsar. Syftet har varit att motverka att massan förlorar kontakten med elektrodens strömavledande delar som en följd av att den krymper och sväller vid laddning respektive urladdning. Föreliggande uppfinning hänför sig sålunda till sistn- nämnda grupp av elektroder, men är härvid ingalunda en skrivborde- konstruktion utan har framkommit genom träget uppfinnararbete.
Ett genomgående drag i patentlitteraturen för elektrodtypen ifraga är att man har försökt åstadkomma en helt fast förbindelse mellan elektrodens ytterytor. Sasom kommer att framga nedan av föreliggande uppfinning, torde detta vara ett stort misstag. De krafter, som strävar att utvidga t.ex. en nickelhydroxidelektrod under urladdning, är nämligen sa stora, att man inte kan hindra dem med anordningar som stygn, klamrar eller liknande.
Som exempel pa den fasta inspänning, som omtalas i patent- litteraturen, kan nämnas SE,A,435,664 och SB,A,104,365. I den förstnämnda skriften visar figurerna 4, 5 och 6 tydligt, att klam- rarna skall försöka ge en rigid elektrod. Även texten talar klart om att minimal svällning är syftet med uppfinningen. Av den andra skriften framgår det tydligt, att man har försökt skapa ett oef- tergivligt elektrodhölje. Dessutom gäller att man i bada dessa skrifter använder sig av inte mindre än tre stycken metalliska galler, platar, nät eller dylikt, som strömavledarorgan i elektro- den, vilket gör elsktroderna bada onödigt tunga och onödigt dyra.
Sannolikt beror detta pa att tillräcklig kontakt inte kan upprätt- hållas mellan elektrodmassa och strömavledarorgan under hela cyk- lingsprocessen. Enligt föreliggande uppfinning har det däremot visat sig, att det är fullt tillräckligt med ett enda strömavle- darorgan, vilket kommer att belysas mera nedan.
Som pocketomslag användes enligt föreliggande uppfinning företrädesvis ett icke ledande tyg, och i detta sammanhang kan det tilläggas, att elektroder med ytterytor av syntetiskt tyg förvisso är förut kända, men enligt den kända tekniken har man försökt att 10 15 20 25 30 35 461 819 åstadkomma en tillräckligt ihophallande kraft med hjälp av sömmar av syntetisk träd. Tva exempel pa denna kända teknik är DE,C, 2,935,951 och US,A, 901,322. Tyvärr har det emellertid visat sig, att sömnad med alla tänkbara former av trad och symaskiner inte ger tillräckligt kontakttryck mellan massan och strömavledaren.
Flera försök har visat, att dylika elektroder endast är lämpade för långsamma urladdningar, t.ex. fem timmars urladdning. Vid exempelvis en och tva timmars urladdning polariseras sadana elektroder alltför mycket. Sömnad av elektroder torde ocksa vara mycket svart att genomföra industriellt i kontinuerlig drift. Det är framför allt de mycket täta bytena av undertrad som sätter begränsningarna. Klamring däremot är lätt att automatisera med känd teknik.
Sammanfattningsvis gäller därför för den kända tekniken att de förslag till klamring, som finns i patentlitteraturen, inte ger tillräckligt elastisk inspänning, medan de förslag, som bygger på sömnad, inte ger tillräcklig inspänning, även om denna måhända uppvisar viss elasticitet.
Enligt föreliggande uppfinning har det visat sig möjligt att utgående från i och för sig känd teknik åstadkomma såväl tillräck- lig inspänning som tillräckligt elastisk inspänning, och detta genom ett speciellt klamringsförfarande. §ggQ§g{§§tg1gg gg gggfiingiggen Föreliggande uppfinning hämför sig salunda för det första till en elektrod för en elektrokemisk sekundärcell, vilken elek- trod innefattar aktiv elektrodmassa och eventuellt däri inbäddat strömavledarorgan samt omkring elektrodmassan anordnat yttre pocketomslag, vilket i sig kan fungera som strömavledarorgan, för- utsatt att det är elektriskt ledande, varvid kontakt mellan elektrodmassan och strömavledarorganet är ästadkommen genom att det yttre pocketomslaget har genomhäftats med häftklamrar.
Den nya, elastiska inspänningen enligt föreliggande uppfin- ning är astadkommen genom att häftklamrarna efter den första ge- nomhäftningen har utsatts för en efterpressningsoperation, sa att klamrarnas ben har höjts ytterligare och därigenom bibringats in- byggd dragspänning. Detta har överraskande visat sig förbättra 10 15 20 25 30 35 elektrodens prestanda avsevärt. 819 Uppfinningen är salunda generellt tillämpbar pa elektro- kemiska eekundärceller, dvs celler vilka kan utsättas för såväl urladdhing som uppladdning, men är speciellt intressant i samband med alkaliska ackumulatorer. Strömavledarorganet kan med andra ord i fallet uppladdning fungera som strömtilledarorgan, men för enkelhets skulle kommer i fortsättningen uttrycket etrömavledar- organ att användas för båda dessa funktioner.
Med aktiv elektrodmassa menas varje i och för sig förut känd elektrodmassa, som har utnyttjats i samband med pocketelektroder, varför nagon ytterligare beskrivning av detta material inte torde behövas här. Detsamma gäller för strömavledarorganet, vilket på konventionellt sätt kan ha formen av en plat, ett galler eller ett nät av metall eller av ledande plast, etc. Såsom tidigare nämnts behövs det för elektroden enligt uppfinningen vanligtvis ocksa enbart ett enda strömavledarorgan, men detta utesluter givetvis inte att elektroden innefattar mera än ett sadant organ, om sa skulle erfordras eller vara önskvärt. Även det yttre pocketomslaget kan väljas enligt den kända tekniken. Enligt en utföringsform av uppfinningen innebär detta att man väljer ett icke ledande material, t.ex. av tyg, företrä- desvis syntetiskt tyg. En fördel med ett sådant val är att man undviker risk för kortslutning och t.o.m. i manga fall kan arbeta utan eeparatorer mellan elektroderna i en cell. Vidare innebär det enklare och billigare samt genom den nya konstruktionen enligt uppfinningen även effektivare pocketelektroder än de konventio- För uttrycket "tyg" gäller att dvs duk, Ett föredraget exempel pa nella med perforerade etalremsor. det skall tolkas i sin vidaste betydelse, väv eller lik- nande med icke avskärmande struktur. användbart tyg är nylontyg, men uppfinningen är givetvis tillämp- bar pa atekilliga andra tygmaterial, easom inses av fackmannen på omradet.
Uppfinningen är emellertid ej heller inskränkt till använd- ning av tyg, da den nya klamringstekniken givetvis också kan till- lämpas på andra material. Exempelvis kan man som pocketomslag an- vända sig av enbart metallnät i de fall ett ledande ytterhölje är tänkbart. Naturligtvis bör detta nät vara finmaskigt, t.ex. med masker som är mindre än en eller ett par mm i diameter eller tvär- 10 15 20 25 30 35 461 819 snitt. För att ytterligare eliminera risken för att elektroden slammar kan man dessutom utnyttja ett fibröst bindemedel i elek- trodmassan. Detta innebär ocksa att man enligt denna variant kan undvara ett i det aktiva elektrodmaterialet inbäddat etrömavledar- organ, da det ledande omslaget i sig fungerar som strömavledare (metallnätfickane bada yttersidor kan sägas representera tva strömavledarorgan).
Vidare kan man, om sa önskas, utanpå ett metallnät anordna ett omslag av ovan omtalat tygmaterial eller av ett tygliknande material, easom ett polymermaterial. Speciellt i det sistnämnda fallet kan det vara lämpligt att bilda omslaget in situ, t.exÅ genom att man doppar elektrod-metallnät i en lämplig polymer-inne- hållande blandning, som efter torkning och eventuell värmebehand- ling ger ett poröst ytterhölje, vilket sitter fast i näten och i elektrodmassans ytterytor.
Exempel pa in situ-formade omslag är: Polysulfon upplöet i diklormetan och blandat med asbest eller grafitpulver. Efter tork- ning erhalle ett poröet skikt, som effektivt stoppar slambildning; Elektrostatisk paläggning av PVC eller polyetenpulver, som sedan sintras fast pa elektrod-nätytorna.
Det finns emellertid otaliga andra exempel pa lämpliga skikt, vilka lätt väljas av fackmannen pa omradet och vilka därför inte behöver belysas närmare här. Da dessutom sasom omtalats ovan tyg ofta är att föredra, kommer för enkelhete skull uppfinningen att belysas närmare i anslutning därtill.
Såsom har omtalats ovan har kontakten mellan elektrodmassan och strömavledarorganet astadkommits genom att pocketomslaget har genomhäftats med häftklamrar. Denna klamring kan ske med hjälp av i och för sig förut kända klammertyper och i enlighet med tidigare kända klamringsprinciper, och ytterligare detaljer i samband där- med belyses mera nedan i de konkreta utföringsexemplen. Dessutom kan emellertid generellt sägas följande.
En lämplig form av klamrar är sådana som fran början har U- form, dvs klamrar med raka ben och där U-et inte nödvändigtvis behöver ha välvd form utan kan representeras av i huvudsak räta vinklar. Hed andra ord kan det röra sig om häftklamrar av vanlig kontorsmodell. Detta innebär att den första genomhäftningen van- ligtvis leder till en krökning av ytterändarna av klemrarnas ben, w u: 10 15 20 25 30 35 461 319 under det att benen i övrigt fortfarande är i huvudsak raka.
Efterpreesningen i enlighet med föreliggande uppfinning leder' sedan till att nämnda raka ben istället blir krökta, medan ytter- ändarna i sin tur övergår fran välvd eller krökt form till i huvudsak rak form, samtidigt som de vanligtvis pressas in en bit i själva elektrodmassan. Uppfinningen är emellertid ingalunda be- gränsad till denna variant av häftklamrar utan är förvisso tillämpbar på varje typ av klammer, som genom en efterpressnings- operation kan bibringas den eftersträvade inbyggda dragspänningen.
Klamarnas antal och placering kan väljas enligt de riktlin- jer, som gäller för tidigare kända klamrade eller sydda elektro- , der, Med andra ord är det viktiga att astadkomma relativt god kon- takt mellan elektrodmassan och strömavledarorganet redan genom den första genomhäftningen. Vanligtvis innebär detta att klamrarna är anordnade med 0,2-2, företrädesvis 0,5-1, klamrar per cmz elektrodarea. Vidare klamrar man lämpligen i elektrodens längd- riktning och med jämna avstånd mellan klamringsraderna och helst även inom raderna, da detta befrämjar en jämn fördelning av elek- trolyt över hela elektrodarean. Typiska avstånd mellan klamrings- raderna är 2 mm - 2 cm, företrädesvis 5 mm till 1 cm, men uppfin- ningen är naturligvis inte begränsad till dessa matt.
Uppfinningen är inte begränsad till nagon speciell tjocklek hos elektroden, men en typisk tjocklek kan vara 1,5-10 mm, t.ex. ca 5 mm.
För efterpressningen gäller att det använda trycket natur- ligtvis väljes efter materialet i häftklamrarna och elektrodens motstånd mot kompakteringen, dvs sa att lämplig deformation av klamrarna erhålles. För vanliga metallklamrar av kontorstyp gäller dock att trycket vanligtvis ligger inom omradet 10-100 ton/dmz, speciellt vid ca 1 klammer/cmz. Om sa önskas kan metallklamrarna vara plast- eller emaljbelagda eller belagda med nagot annat icke ledande material, detta för att undvika risk för kortslutning.
Emellertid kan man redan genom klamrarnas placering se till att klamrar i intill varandra liggande elektroder inte kommer mitt för varandra, varigenom risk för kortslutning undvikas.
Elektroden enligt uppfinningen har ovan beskrivits i form av en dubbelsidigt arbetande elektrcd, men uppfinningen är ingalunda begränsad till detta slag av elektrod. Uppfinningen har sålunda 10 15 20 25 30 35 461 819 ocksa visat sig vara mycket intressant i samband med s.k. bipolära elektroder, där elektroden innefattar en bipolär mellanvägg med elektropositiv elektrodmassa pa ena sidan av mellanväggen och elektronegativ elektrodmassa pa den andra sidan därav. Bada elek- troderna kan härvid, om sa önskas, häftas'med gemensamma klamrar till den bipolära mellanvâggen. Efterpressningen enligt upp- finningen gör sedan att det blir i huvudsak tätt runt klammerbe- nen, vilket innebär att risk för kortslutningsströmmar, där klam- merbenen gar igenom mellanväggen, blir mycket liten.
Bipolära batterier har länge ansetts vara mycket fördelakti- ga tack vare sin laga vikt och höga belastningsbarhet, men svarig- heterna att fästa elektrodmaterialen pa den bipolära väggen har försvarat eller fördröjt utvecklingen. Föreliggande uppfinning utgör ett mycket väsentligt bidrag till tekniken inom detta omradeÅ 7 Uppfinningen hänför sig vidare till ett förfarande för fram- ställning av den ovan beskrivna elektroden, vilket förfarande innebär att man på i och för sig känt sätt formar sn pocketslek- trod med omkring aktiv elektrodmassa och eventuellt däri inbäddat strömavledarorgan anordnat omslag och genomhäftar det yttre pocketomslaget med häftklamrar. Det utmärkande särdraget för för- farandet enligt uppfinningen är sedan att man utsätter den genom- häftade pocketelektroden för en efterpressningsoperation, sa att de genomhäftade klamrarnas ben böjs ytterligare och därigenom bi- bringas inbyggd dragspänning.
För ytterligare detaljer i samband med nämnda förfarande hänvisas till de detaljer som redan har givits i samband med be- skrivningen av elektroden.
Uppfinningen hänför sig slutligen till en elektrokemisk se- kundärcell, speciellt en alkalisk ackumulator, vilken innefattar åtminstone en elektrod av ovan beskrivet slag.
En fördelaktig utföringsform av en sådan sekundärcell är en cell, vilken innehåller saväl anod som katod i form av elektroden enligt uppfinningen, varvid häftklamrarna är arrangerade-ta, att de ej ligger mitt för varandra, varigenom risk för kortslutning undvikas. Övriga detaljer för elektroden i nämnda sekundärcell kan likasa hämtas fran ovanstående beskrivning av elektroden enligt uppfinningen. w: lf 10 15 20 25 30 35 461 819 fiitgigggr Uppfinningen kommer nu att belysas ytterligare med hjälp av bilagda ritningar, pa vilka l fig. ia respektive lb visar en klamrad elektrod enligt upp- finningen sedd framifran respektive bakifrån; fig. 2a visar den ursprungliga formen hos använd klammer; och fig. 2b visar en bit av ett snitt genom elektroden enligt fig. 1, dvs sedd ovanifran, med klammerns form efter den första genomhäftningen, medan fig. 2c visar motsvarande form hos klammern efter den enligt uppfinningen utförda efterpreseningsn.
Fig. ia visar ett tygomslag 1, vilket omger ej visad aktiv elektrodmaeea samt däri inbäddad strömavledare i form av en me- talltunga, av vilken en utskjutande del 2 visas i figuren. Häft- klamrar 3 är sedan regelbundet anordnade genom tygomslaget för sammanhäftning av de bada ytterytorna av nämnda tyg.
Fig. lb visar motsvarande detaljer sedda bakifrån, varvid hänvisningsbeteckningen 3a representerar de tillböjda ytterändarna av respektive häftklammer.
Pig. 2a visar U-formen hos använd häftklammer, medan man i fig. 2b kan se hur denna form har ändrats efter den första genom- häftningen. Sålunda har ytterändarna Ba av klammerbenen bibringats krökt form, medan klamrarnas ben 3b är i huvudsak oförändrade, dvs har rak form.
I fig. 2o visas formen hos motsvarande klammer efter utförd efterpressning i enlighet med uppfinningen. Genom denna efter- pressning har ytterändarna Sa av klammerbenen pressats in i själva elektroden, så att de ligger i huvudsak parallellt med elektrodens ytteryta. Däremot har benen i övrigt 3b bibringats krökt form och därigenom inbyggd dragspänning.
Samui Uppfinningen kommer slutligen att belysas genom nedanetaende konkreta utföringsexempel. För dessa gäller att exempel l repre- senterar en klamrad, dubbelsidigt arbetande elektrod enligt upp- finningen, medan exempel 2 och 3 representerar jämföreleeexempel, där exempel 2 avser en klamrad men ej efterpreesad elektrod, medan 10 15 20 25 30 35 461 819 1° exempel 3 avser en aydd elektrod.
Vidare representerar exempel 4 en bipolär elektrod enligt uppfinningen. m 53392914 En nickelelektrod tillverkades pà följande nätt: 103 g av en 5 kommersiell pocketelektrodmaesa för nickelelektroder från SAB-NIFE blandades med 3 g Pulpex R (polyetenfibrer för pappersförstärk- ning) uppelammad i vatten. Nämnda fibrer fungerar som bindemedel.
Härvid kan nämnas att valet av bindemedel ej är kritiskt (annat tänkbart bindemedel är t.ex. PTFE=polytetrafluoreten), och att det inte ene är nödvändigt med nagot bindemedel alle. Dock gäller att användning av ett bindemedel underlättar elektrodtillverkningen och gör den ihoppressade briketten nagot fjädrande, vilket hjälper till att säkerställa god kontakt mot strömavledaren under läng tid.
Efter noggrann blandning torkadee massan vid 70°C. Hassan revs därefter sönder i en snabbgáende knivkvarn. Två stycken 53 g briketter, li x 14 cm, pressades på ömse sidor om en strömavledare av non-vowen-material från National-Standard, USA (Fibrex R) med ett tryck av 60 ton.
Efter preesningen veks ett nylontyg (Raväv nr 2626 från AB Fodervävnader, Borae) runt om elektroden. varefter cirka 200 häft- klamrar av vanlig kontorsmodell (Rapid R 9/16) klamradee genom elektroden jämnt fördelade över ytan. Efter klamringen efterpree- sades elektroden med 70 tons presekraft.
Nämnda efterpreesning är, salem tidigare omtalata, mycket viktig. Den påverkar visserligen ej momentant elektrodens tjock- lek, men den kröker benen pa klamrarna inne i elektroden och lägger den del av klammerbenen som eticker ut helt platt och för- eänker denna i elektrodytan. Detta kan enkelt uttryckas så, att klamrarna före efterpressningen sitter passivt i elektroden, dvs de pressar inte ihop den utan haller bara ihop densamma. Efter efterpreseningen har klamrarna deformerats aa, att klammerbenen är fjädrande. Klamrarna har i elektroden fatt en inbyggd förepänning, vilket de inte fär vid vanlig klamring. Även tygomslaget blir för- s epänt som en följd av klemrarnas djupa intryck i elektroden orsa- kat av efterpreasningen. nå* 10 15 20 25 30 35 11 Den enligt detta exempel framställda elektroden gav 18 Ah vid 2 timmars ström till +200 mV mot en Hg/HgO-referenselektrod och 18 Ah till + 100 mV vid 1 timmes urladdning. En liten rund elektrod (22 cmz) av ovanstaende slag har använts under 900 djupa cykler utan att visa nagot tecken pa försämring.
Exempel 2 En elektrod identisk med den i exempel 1 men ej efterpressad gav som bäst 10 Ah till +200 mV mot samma referenselektrod av Hg/H90 vid 2 timmars ström. Först vid 10 timmars ström gav den 18 Ah. Elektrodens tjocklek var 6,5 mm mot 5,2 för den efterpressade elektroden enligt exempel 1. 532122914 En sydd nickelelektrod tillverkades på samma sätt som elek- troden i exempel 1 med den skillnaden, att elektroden genomsyddes på symaskin (SEIKO STH 8 BL, Japan) med parallella sömmar pa ett avstand från varandra av 5 mm. Elektroden fungerade tillfredsstäl- lande vid 5-10 timmars urladdning men ej vid t.ex. 1 och 2 timmars dito. Elektroden svällde cirka 20%, men nagon skillnad i tjocklek kunde ej uppmätae mellan laddat och urladdat tillstànd, varför man far förmoda att traden endast har inlagrad i sig en högst mattlig dragspänning.
För att ytterligare belysa vikten av att åstadkomma en fast men fjädrande inspänning kan nämnas, att den efterpressade elek- trodens tjocklek har varierat nagot mellan laddat och urladdat tillstànd, medan tjockleken hos den icke efterpressade syster- elektroden efter inledningscyklerna har legat konstant pa sin _ större tjocklek. Detta är förståeligt, da det här inte finns någon presskraft inlagrad i klamrarna och i viss man i tyget, vilken kan trycka elektrodbriketterna mot etrömavledaren, dvs fa dem att följa med inåt, så att de krymper med bibehållen god kontakt med strömavledaren. Istället krymper briketterna i den icke efterpres- sade systerelektroden oepecifikt och i alla riktningar..Deeeutom har sprickbildning konstaterats för den icke efterpressade elek- troden.
Varje försök att med rimliga medel göra en rigid pocketelek- trod utan aterfjädrande egenskaper och utan tillräcklig inbyggd 10 15 20 25 30 461 819 12 förspänning torde med all säkerhet resultera i en elektrod med betydligt sämre egenskaper än elektroder tillverkade enligt före- liggande uppfinning, där hänsyn har tagits just till ovanstående.
Uppfinningen ir naturligtvis ej begränsad till den i ovan- stående exempel beskrivna nickelhydroxidelektroden utan kan till- lämpas pa såväl kadmiumelektroder som flertalet andra sekundära GI*- elektroder, där man vanligen har problem med sammanhållningen och kontaktresistansen. Dessutom är, såsom antyddes ovan, uppfinningen en sådan kommer nu att be- tillämpbar pa bipolära elektreder, och skrivas i exempel 4. šzazualJ.
En bipolär mellanvâgg med en nickelkatod pa sin ena sida och en kadmiumanod på sin andra sida tillverkades enligt nedan. I en preseform, 11 3 14 cm, breddas 50 g av nickelmassan fran exempel 1 ut. Detta lager kompakterades helt lätt (med handkraft), varefter ett lager förteflonerat (30%) grafitpulver, 30 mg/cmz, breddes ut över det första lagret. Aven detta kompakterades för hand. Slutli- gen breddes 50 g av kadmiumpocketmasea från exempel 3 ut över gra- fitlagret. Hela forminnehallet pressades därefter med 70 ton, var- efter det togs ut ur formen, lades in i ett nylontygomslag och klamrades med ungefär 190 häftklamrar. Till sist efterkompaktera- des plattan med 30 tons preeskraft.
Ovannämnda bipolära mellanvägg monterades i en tsstcell och laddades mot tva nickelplatar som motelektroder. Vid tva timmars urladdning befanns båda elektrodfunktionerna ha normal kapacitet (enligt tidigare exempel). Ett läcketrömsprov ger vid handen att kapaciteten sjunker med enbart 2% per dygn. Ett batteri enligt detta exempel torde kunna utgöra ett utmärkt cyklingsbatteri för traktionära ändamål. 15

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 13 461 819
1. Elektrod för en elektrokemiek eekundärcell, speciellt en alkalisk ackumulator, vilken elektrod innefattar aktiv elek- trodmaesa och eventuellt däri inbäddat etrömavledarorgan (ström- tilledarorgan) samt omkring elektrodmassan anordnat yttre fick- omsleg, vilket fickomslag även kan fungera som etrömavledarorgan (strömtilledarorgan) i det fall det är elektriskt ledande, varvid kontakt mellan elektrodmasean och strömavledarorgan (etrömtill- ledarorgan) är astadkommen genom att det yttre fickomslaget har genomhäftate med häftklamrar, kännetecknad av att häftklamrarna, som från början har U-form med raka ben, efter den första genom- häftningen, vilken leder till välvd krökning av ytterändarna av klamrarnas ben men fortfarande i huvudsak raka ben i övrigt, har utsatte för en efterpressningsoperation, sa att klamrarnas ben har böjte ytterligare till krökta ben men i huvudsak raka ytterändar, vilka är parallella med elektrodens ytteryta och inpressade i elektrodmassan, så att klamrarnas ben har bibringats inbyggd drag- spänning.
2. Elektrod enligt krav 1, är anordnade med 0,2-2, företrädesvis 0,5-1, klamrar per cm? elek- kinnetecknad av att klamrarna trodarea.
3. Elektrod enligt något av de föregående kraven, kënnetecknad av att den har en tjocklek inom omradet 1,5-10 mm.
4. Elektrod enligt nagot av de föregående kraven, kinnetecknad av att efterpressningen år utförd vid ett tryck inom omradet 10-100 ton/am?
5. Elektrod enligt nagot av de föregående kraven, lännetecknad av att klamrarna är plast- eller emaljbelagda.
6. Elektrod enligt nagot av de föregående kraven, lännetecknad av att fickomelaget är av icke ledande tyg, före- trâdeevis syntetiskt tyg, t.ex. av nylon.
7. Elektrod enligt något av kraven 1-5, lännetccknad av att fickomslaget utgöres av metallnät, varvid elektnodmaesan före- trädesvie innehåller fibröst bindemedel. '
8. Elektrod enligt nagot ev kraven 1-5, kinnetecknad av att fickomelaget utgöres av metallnät med runt om detta anordnat omslag av tyg eller av polymermaterial, företrädesvis format in eitu. 10 15 20 14 461 819
9. Förfarande för framställning av en elektrod enligt nagot av kraven 1-8, varvid man pa i och för sig känt sätt formar en fickelektrod med omkring aktiv elektrodmaesa och eventuellt däri inbäddat atrömavledarorgan (strömtilledarorgan) anordnat omslag och genomhâftar det yttre fickomslaget med hâftklamrar, vilka fran början har U-form med raka ben, vilket leder till välvd krökning av ytterändarna av klamrarnae ben men fortfarande i huvudsak raka ben i övrigt, kännetecknet av att man utsätter den genomhäftade fickelektroden för en efterpreseningsoperation, sa att de genom- häftade klamrarnas ben böja ytterligare till krökta ben men i huvudsak raka ytterändar, vilka är parallella med elsktrodens yt- teryta och inpreesade i elektrodmassan, sa att klamrarnas ben bi- bringas inbyggd dragepänning.
10. Elektrokemisk sekundärcell, speciellt alkaliek ackumu- lator, innefattande åtminstone en elektrod enligt nagot av kraven 1-6. I
11. Elektrokemisk eekundârcell enligt krav 12, där nämnda elektrod utgör såväl anod som katod, varvid häftklamrarna är arrangerade. så att de ej ligger mitt för varandra, varigenom riek för kortslutning undvikas. 13'
SE8702521A 1987-06-16 1987-06-16 Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden SE461819B (sv)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8702521A SE461819B (sv) 1987-06-16 1987-06-16 Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8702521A SE461819B (sv) 1987-06-16 1987-06-16 Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8702521D0 SE8702521D0 (sv) 1987-06-16
SE8702521L SE8702521L (sv) 1988-12-17
SE461819B true SE461819B (sv) 1990-03-26

Family

ID=20368889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8702521A SE461819B (sv) 1987-06-16 1987-06-16 Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE461819B (sv)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8702521L (sv) 1988-12-17
SE8702521D0 (sv) 1987-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3262815A (en) Electrodes for secondary storage batteries
RU2554100C2 (ru) Устройство аккумулирования электроэнергии и его электрод
US6689176B2 (en) Method for manufacturing a battery
CN108417841B (zh) 电池、电池电芯、集流体及其制备方法
US20060105243A1 (en) Composite current collector
CN105374977B (zh) 包括纤维形状结构的电极组件
US20120021281A1 (en) Current carrier for an energy storage device
CN110197892A (zh) 一种金属网能量存储电极的制备方法
ES8403669A1 (es) Perfeccionamientos en un rejilla para placa de acumulador electrico.
KR20060048062A (ko) 이차전지
US3839090A (en) Storage battery plate
CN101167203A (zh) 电池
CN1283022C (zh) 锌镍二次电池及其制备方法
CN114188503B (zh) 电池组
AU597918B2 (en) Surface treated electrodes applicable to zinc-halogen secondary batteries
JP2013206623A (ja) ファイバー電極及びファイバー電極を有するファイバー電池
SE461819B (sv) Elektrod foer elektrokemisk sekundaercell, foerfarande foer framstaellning av elektroden samt cell foersedd med elektroden
US3033909A (en) Fiber-bonded electrodes
CN1147957C (zh) 矩形电池
JPS636752A (ja) 導電性高分子電極
CN109888297A (zh) 一种具有双极板堆叠的电池芯及其制成的电池
US7582382B2 (en) Non-sintered electrode of nickel hydroxide in a binder of cellulose compound and styrene-acrylate co-polymer for an electrochemical generator
US5837396A (en) Negative electrode construction for a secondary battery
KR101464514B1 (ko) 전지 수명을 향상시킨 니켈계 2차 전지용 양극 및 이를 갖는 니켈계 2차 전지 전극 구조
CN1197302A (zh) 二次电池及其电池极板的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8702521-9

Effective date: 19930109

Format of ref document f/p: F