AT234799B

AT234799B - Verfahren zur Herstellung von als Masseträger dienenden porösen Elektrodenkörpern für alkalische Akkumulatoren

Info

Publication number: AT234799B
Application number: AT157961A
Authority: AT
Inventors: Friedrich Ing Reiber
Original assignee: Friedrich Ing Reiber
Priority date: 1960-03-04
Filing date: 1961-02-27
Publication date: 1964-07-27

Description

Verfahren zur Herstellung von als Masseträger dienenden porösen Elektrodenkörpern für alkalische Akkumulatoren
Es ist bekannt, dass poröse Elektrodenkörper als Träger für die aktive Masse von alkalischen Akku- mulatoren durch Sinterung hergestellt werden.

Diese Elektrodenkörper haben den Nachteil, dass sie stark oxydiert werden, wenn sie nicht aus Nik- kelspänen oder-körnern bestehen, sondern aus Eisenoxyduloxyd Fe3 04 oder aus Metallen, die mit Hil- fe von Metallcarbonylen gefällt wurden. Durch diese starke Oxydation kann schwer ein galvanischer Überzug, beispielsweise aus Nickel, auf die Oberfläche und in den Poren aufgebracht werden. Kam ein solcher galvanischer Überzug zustande, so waren die Poren verstopft und der Elektrodenkörper unbrauchbar. Poröse Sinterelektroden aus Nickelspänen oder -körnern sind zu teuer und ausserdem ist Nickel zeit- weise schwer erhältlich.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von als Masseträger dienenden porösen Elektrodenkörpern für alkalische Akkumulatoren, das die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden lässt, ist dadurch gekennzeichnet, dass Späne oder Körner aus elektrischen Ganz-, Halb- oder mit einem leitenden Überzug versehenen Nichtleitern so lange galvanisch mit einem Metallüberzug versehen werben, bis diese untereinander und mit einer Trägerunterlage zu einem festen porösen Körper verbunden sind.

Die Späne oder Körner aus elektrischen Ganz-, Halb- oder mit einem leitenden Überzug versehenen Nichtleitern werden mit einem Sieb von bestimmter Maschenweite durchgesiebt, damit eine gleichmä- ssige Körnung erlangt wird. Durch die Grösse der Späne oder Körner wird die Porosität des Elektrodenkörpers bestimmt. Diese werden auf einer Trägerunterlage, wie Blech, Sieb oder locker zusammengepresste Stahl-, Eisen-, Metallwolle, Bänder, flache Stränge mit grossen Poren od. dgl., die mit einer als Ableitung dienenden Fahne oder Draht versehen ist, aufgeschüttet. Oberhalb dieses Trägers mit den aufgeschütteten Spänen oder Körnern wird die Anode angebracht.

Nun elektrolysiert man mit einem bestimmten Strom so lange, bis das niedergeschlagene Metall die Späne oder Körner überzieht und untereinander sowie mit der Trägerunterlage verbindet, so dass ein festes poröses Gebilde entsteht. Die Grösse der Poren ist von der Dauer der Elektrolyse abhängig. die Dauer des Verbindens der Späne oder Körner von der Beschaffenheit des Elektrolyten, Temperatur desselben und Bewegung. Werden die Späne oder Körner nicht direkt mit dem gewünschten Metall, beispielsweise Nickel, überzogen, sondern zuerst mit einem andern Metall, beispielsweise Kupfer, gebunden, so muss dieser Elektrodenkörper noch nachträglich galvanisch an den äusseren Flächen und in den Poren vernickelt werden. Auch kann man Späne oder Körner, beispielsweise aus Kohle, bevor sie gebunden werden, mit einem galvanischen Überzug versehen.

Die Späne oder Körner müssen in diesem Falle von Zeit zu Zeit gerührt werden, damit sie nicht zusammenbakken. Diese können auch dadurch mit einem galvanischen Überzug versehen werden, dass man diese mittels Zentrifugalkraft an die Kathode anpresst. Späne oder Körner aus Eisen, Nickel oder mit Nikkel oder Kobalt überzogene können während des Galvanisierens mit einem Magneten oder Elektromagneten festgehalten werden. Die Trägerunterlage, z. B. Sieb, Blech, Stahl-, Eisenwolle, Bänder,

flache Strange od. dgl., kann magnetisch sein, so dass die Späne oder Körner angezogen werden. Die
Späne oder Körner können während des Galvanisierens (Binden oder Überzug) auf den gegenüberliegenden
Seiten der ganzen Schicht von Spänen oder Körnern mit einer elektrolytdurchlässigen Folie, z.

B. einem
Filterpapier, überdeckt werden. In diesem Falle muss auf beiden Seiten eine Anode angebracht werden, so dass die Späne oder Körner auf beiden Seiten galvanisiert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn
Späne oder Körner verwendet werden, deren spezifisches Gewicht gegenüber dem Elektrolyten gering ist, wie es beispielsweise bei der Kohle der Fall ist, um das Schwimmen im Elektrolyten zu verhindern. Sehr vorteilhaft ist es, wenn man durch die Poren des Elektrodenkörpers den Elektrolyten hindurchsaugt oder - presst. Dadurch entsteht ein durchgreifender galvanischer Überzug. In diesem Falle ist es besser, unlös- liche Anoden zu verwenden. Das niederzuschlagende Metall wird direkt aus dem Elektrolyten entnom- men.

Gemäss einer andern Ausführungsform der Erfindung können die Späne oder Körner auch mittels Zen- trifugalkraft an die Kathode angedrückt oder gepresst werden. Auch kann man magnetische Späne oder
Körner für den galvanischen Überzug oder für die Bindung verwenden. Das poröse Gebilde wird durch den
Magnetismus während des Galvanisierens festgehalten. In die Poren des porösen Elektrodenkörpers werden als aktive Masse auf bekannte Weise bei der positiven Elektrode Nickeloxyde oder Nickelhydroxyde und in die negative Eisenoxyde, Eisenhydroxyde oder Kadmiumhydroxyde eingebracht.

Eine andere Weiterentwicklung sowie Verbesserung des eingangs geschilderten erfindungsgemässen
Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass erfindungsgemäss die Späne oder Körner zunächst mit einer Metallsalzlösung getränkt und anschliessend der Elektrolyse mit einem nicht selbst abscheidenden Elektrolyten unterworfen werden. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass im Innern des porösen Elektrodenkörpers ein stärkerer Niederschlag stattfindet.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann gemäss dem nachstehenden Ausführungsbeispiel gearbeitet werden.

Beispiel ; Das zu verwendende Pulver, welches metallisiert oder nichtmetallisiert ist, wird mit einem Sieb von bestimmter Maschenweite durchgesiebt, damit eine gleichmässige Körnung erreicht wird. Die Korngrösse bestimmt die Porosität des Elektrodenkörpers. Das durchgesiebte Pulver wird danach auf ein Filter aufgeschüttet, welches in einem Rahmen angeordnet ist. Auf das Pulver wird eine Trägerunterlage, z. B. ein Blech, ein Sieb, locker zusammengepresste Stahl-, Eisen-oder Metallwolle, Bänder, flache Stränge (vernickelt oder unvernickelt) gelegt, die mit einem Anschluss zur Stromzuführung versehen ist. Anschliessend wird die Trägerunterlage mit weiterem Pulver zugeschüttet und dann beiderseits mit einer perforierten Platte aus nicht-galvanisierbarem festen Material zusammengedrückt oder auch gepresst.

Durch das Zusammenpressen oder-drücken wird der Innenwiderstand wesentlich herabgesetzt, wodurch eine innigere Verbindung der Körner untereinander sowie mit der Kathode entsteht. Das Pulver mit Filter und perforierter Platte wird nunmehr mehrmals mit einer Metallsalzlösung getränkt oder es wird eine Metallsalzlösung durch das Pulver-hindurchgesaugt und dann so lange der Elektrolyse mit einem Elektrolyten, der selbst keinen Niederschlag bildet, ausgesetzt, bis das aus dem Metallsalz niedergeschlagene Metall zusammen mit der Trägerunterlage einen festen Körper gebildet hat.. Hiezu ist eine unlösliche Anode erforderlich.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von als Masseträger dienenden porösen Elektrodenkörpern für alkalische Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, dass Späne oder Körner aus elektrischen Ganz-, Halb- oder mit einem leitenden Überzug versehenen Nichtleitern so lange galvanisch mit einem Matallüberzug versehen werden, bis diese untereinander und mit einer Trägerunterlage zu einem festen porösen Körper verbunden sind.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne oder Körner zuerst mit einem Metall, z. B. Kupfer, gebunden werden und erst dann der gewünschte Metallüberzug, z. B. Nikkel, aussen und in den Poren des porösen Elektrodenkörpers niedergeschlagen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne oder Körner, bevor sie gebunden werden, mit einem galvanischen Überzug versehen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerunterlage, mit welcher sich die Späne oder Körner verbinden, Bleche, Siebe sowie locker zusammengepresste Stahl-, Eisen- oder Metallwolle. Bänder, flache Stränge mit grossen Poren od. dgl. verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität des <Desc/Clms Page number 3> Elektrodenkörpers durch die Dauer der Elektrolyse bzw. durch die Menge des in den Poren niedergeschlagenen Metalls geändert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens des Metallüberzuges die gegenüberliegenden Seiten der ganzen Schicht von Spänen oder Körnern durch eine elektrolytdurchlässige Folie, z. B. ein Filterpapier, abgedeckt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Galvanisieren verwendete Elektrolyt durch die Poren des porösen Elektrodenkörpers hindurchgesaugt oder gepresst wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne oder Körner, während sie mit dem galvanischen Überzug versehen werden, mittels Zentrifugalkraft an die Kathode angepresst werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus Nickel oder Eisen bestehende oder mit diesen Metallen als Überzug versehene Späne oder Körner während des Galvanisierens mittels eines Magneten oder Elektromagneten auf der Trägerunterlage festgehalten werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische Trägerunterlage verwendet wird.

11. Vetfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne oder Körner zunächst mit einer Metallsalzlösung getränkt und anschliessend der Elektrolyse mit einem nicht selbst abscheidenden Elektrolyten unterworfen werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne oder Körner vor der elektrolytischen Behandlung zusammengedrückt oder gepresst werden.