DE1273643B - Elektrode fuer Primaerelemente oder Brennstoffelemente und Verfahren zur ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES fflßWWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche KL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIm

21b-14/01

21b-7/01

P 12 73 643.5-45 (S 74001)

16. Mai 1961

25. Juli 1968

Die Erfindung betrifft Elektroden für Primärelemente oder Brennstoffelemente, die einen leitenden Träger für das aktive Material aufweisen, der aus einer dünnen Platte besteht, die wenigstens an einer Seite ein bienenwabenartiges Netz von Hohlräume bildenden Rippen aufweist.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Elektrode.

Der Technik sind bereits poröse Elektroden bekannt. Solche Elektroden werden im allgemeinen durch Sinterung oder Druckwirkung auf Metallpulver hergestellt. Sie sind jedoch dann ungeeignet, wenn die Elektrode gasdurchlässig, aber flüssigkeitsabstoßend sein soll.

Es wurde deshalb bereits versucht, derartige Elektroden unter Verwendung feiner Metall- oder Graphitpulver, und zwar mit oder ohne Zugabe eines Katalysators, sowie durch Bilden eines Agglomerats mittels eines geeigneten Klebemittels herzustellen.

Es ist auch schon ein Verfahren zum Herstellen ao von Elektroden bekannt, bei dem auf einen Träger eine Mischung aus aktiven Bestandteilen und wasserabstoßenden Kunststoffen als aktive poröse Masse eingebracht wird.

Weiter ist bereits ein Träger aus einem Metallgerüst mit darauf angebrachten Rippen bekanntgeworden, die wabenförmige Zollen bilden.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, als Träger für bipolare Elektroden Folien aus mit Kohlenstoff leitfähig gemachtem Kunststoff herzustellen. Auch sind der Technik als Träger in galvanischen Elementen bereits Platten aus elektrisch leitenden Kunststoffen bekannt, worunter z. B. Mischungen aus Graphit oder Kupfer mit hochpolymeren Kohlenwasserstoffen zu verstehen sind. Weiter ist eine aktive Masse aus Silberperoxyd und in Toluol gelöstem Polystyrol ebenso bereits beschrieben worden wie die Herstellung einer Kohleelektrode aus Aktivkohle und Polystyrol, wobei Äthylacetat als Lösungsmittel verwendet werden kann.

Alle bekannten Elektroden weisen dabei den Nachteil auf, daß sie entweder eine geringe innere Oberfläche, also einen schlechten Wirkungsgrad, oder aber eine geringe Festigkeit haben.

Die Erfindung hat das Ziel, diesen Nachteilen abzuhelfen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das aktive Material in bekannter Weise porös, gasdurchlässig und flüssigkeitsabstoßend ist so und der Träger, vorzugsweise in einem Stück, aus einem hydrophoben Harz, wie z. B. Polystyrol, geElektrode für Primärelemente

oder Brennstoffelemente und Verfahren

zur ihrer Herstellung

Anmelder:

Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction,

Soc. an., Romainville, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,

8000 München 2, Rosental 7

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 16. Mai 1960 (827 480)

gössen ist und in bekannter Weise ein Leitmittel enthält.

Das Verfahren zum Herstellen einer solchen erfindungsgemäßen Elektrode zeichnet sich dadurch aus, daß das aktive Material aus Metallpulver, Graphitpulver, einem leitenden pulverförmigen Metalloxyd oder einer Mischung dieser Stoffe in bekannter Weise mit der Lösung eines hydrophoben Bindemittels gemischt wird und anschließend das Lösungsmittel entfernt wird. Dabei kann das Lösungsmittel zugleich auch ein Lösungsmittel für den Träger sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Bindemittel aus dem gleichen Material wie der Träger. Die Trägerplatte kann an sich bekannte, vorzugsweise aus Metall bestehende Verstärkungseinlagen aufweisen. Dabei kann die Platte vorzugsweise beim Gießen mit Lüftungskanälen versehen werden, die die Hohlräume miteinander verbinden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Trägerplatte,

Fig. 2 einen Schnitt bei LinieII-II von Fig. 1 und

F i g. 3 eine mit Verstärkungseinlagen versehene Trägerplatte.

Die Elektrode hat eine Platte 1, auf deren beiden Oberflächen Hohlräume ausgebildet sind. Diese

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Hohlräume 2 werden durch Rippen 3 getrennt und bilden ein bienenwabenartiges Netz. Die Platte 1 kann äußerst dünn sein und besteht aus einem hydrophoben Harz. Dieses Harz soll elektrisch leitend sein. Das wird durch Beigeben eines metallischen Pulvers oder Graphitstaubs bzw. einer Mischung aus beiden erreicht. Die Platte wird beispielsweise durch Gießen hergestellt, und die Rippen entstehen mit dieser aus der M^asse. Die Rippen können nur an einer Oberfläche der Platte angebracht sein. Statt des Gießens kann auch ein Klebevorgang Anwendung finden.

In die Hohlräume 2 wird eine poröse, die Elektrode darstellende Masse eingebracht. Diese poröse Masse ist ein Agglomerat aus Metallpulver, Graphitstaub oder leitendem Metalloxyd bzw. aus einer Mischung dieser Stoffe und einem hydrophoben Bindemittel, das in einem flüchtigen bzw. einen niedrigen Siedepunkt besitzenden Lösungsmittel gelöst ist. Vorzugsweise stellt dieses Lösungsmittel gleichzeitig ein Lösungsmittel für die Trägermasse dar. Während des Trocknungsvorgangs verflüchtigt sich das Lösungsmittel und hinterläßt in der Masse des Bindemittels eine Vielzahl kleiner öffnungen, wodurch das poröse Agglomerat gasdurchlässig wird, gleichzeitig aber flüssigkeitsabstoßend bleibt. Dabei setzt sich dieses poröse Agglomerat am Boden und an den Wänden der Hohlräume 2 ab. Es wird damit eine widerstandsfähige Elektrode hergestellt.

Als wasserabstoßendes Material kann Polystyrol verwendet werden, das beispielsweise durch Beimengen von Graphitstaub oder geeignetem Metallstaub leitend gemacht wird. Als Bindemittel für das in die Hohlräume eingebrachte Agglomerat kann Polystyrol verwendet werden, das beispielsweise in Trichloräthylen gelöst ist.

Die aus einem hydrophoben Harz bestehende Platte 1 kann mit metallischen Verstärkungseinlagen 4 versehen sein, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist. Ebensogut können auch beim Gießen innere, die verschiedenen Hohlräume 2 untereinander verbindende Kanäle hergestellt werden. Diese Kanäle dienen zum Lüften bzw. zum Zuführen von Luft oder von Gasen (Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenoxyd, Methan).

Die erfindungsgemäße Elektrode kann in einem Rahmen aus synthetischem Material, beispielsweise ebenfalls Polystyrol, untergebracht werden, und zwar derart, daß entlang dem Umfang eine abdichtende Verklebung, beispielsweise auf Grund des gleichen Lösungsmittels, erreicht wird. Die auf diese Weise erhaltenen Batterien von Elementen können leicht in Behälter eingesetzt werden.

Mit den erfindungsgemäßen Elektroden, deren mechanische Widerstandsfähigkeit genügend groß ist, können Anordnungen verwirklicht werden, die an großen Oberflächen beispielsweise Berührung mit der atmosphärischen Luft gestatten. Andererseits ermöglichen die erwähnten inneren Kanäle selbst bei sehr geringem Durchmesser eine Luft- oder Gaszirkulation.

Weiterhin können auf Grund ihrer bedeutenden Widerstandskraft erfindungsgemäß auch Elektroden am Umfang und nicht nur im Mittelbereich der Batterie angeordnet werden, wie dies bei Kohleelektroden erforderlich ist. Es ergibt sich dadurch eine sehr wirtschaftliche Anordnung.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrode für Primärelemente oder Brennstoffelemente, die einen leitenden Träger für das aktive Material aufweist, der aus einer dünnen Platte besteht, die wenigstens an einer Seite ein bienenwabenartiges Netz von Hohlräume bildenden Rippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material in bekannter Weise porös, gasdurchlässig und flüssigkeitsabstoßend ist und der Träger (1, 2, 3), vorzugsweise in einem Stück, aus einem hydrophoben Harz, wie z. B. Polystyrol, gegossen ist und in bekannter Weise ein Leitmittel enthält.

2. Verfahren zum Herstellen einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material aus Metallpulver, Graphitpulver, einem leitenden pulverförmigen Metalloxyd oder einer Mischung dieser Stoffe in bekannter Weise mit der Lösung eines hydrophoben Bindemittels gemischt wird und anschließend das Lösungsmittel entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel auch ein Lösungsmittel für den Träger ist.

4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus dem gleichen Material wie der Träger (1, 2, 3) besteht.

5. Elektrode nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) an sich bekannte, vorzugsweise aus Metall bestehende Verstärkungseinlagen (4) enthält.

6. Elektrode nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) vorzugsweise beim Gießen hergestellte Lüftungskanäle enthält, die die Hohlräume (2) miteinander verbinden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift M 27481 IV a/21 b (bekanntgemacht am 6.12.1956);

deutsche Patentanmeldung P 874 IV a/21 b (bekanntgemacht am 19.6.1952); W 5733 IV a/21 b (bekanntgemacht am 11. 2.1954); W 5814 IVa/21 b (bekanntgemacht am 11.2.1954);

österreichische Patentschrift Nr. 164 444; britische Patentschrift Nr. 795 834; USA.-Patentschrift Nr. 2 641624.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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