DE1025952B - Verfahren zur Herstellung staendig gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ständig gasdicht verschlossener elektrischer Akkumulatoren.

Gasdicht verschlossene alkalische Akkumulatoren sind im allgemeinen in folgender Weise aufgebaut:

Als positive aktive Masse enthalten sie Nickelhydroxyd und als negative aktive Masse Cadmium. Diese aktiven, Massen befinden; sich entweder in perforierten Taschen oder in den Poren von porösen Sinterkörpern. Als Elektrolyt wird eine Alkalihydroxydlösung verwendet, die unter Verwendung von porösen, laugebeständigen: Separatoren in den Poren der Elektroden und: der Separatoren durch Kapillarkraft festgelegt ist.

Der Gasverzehr vollzieht sich in diesen Akkumulatoreii in der Weise, daß der von der positiven Elektrode entwickalte Sauerstoff durch. Hohlräume in den Separatoren hindurch oder auf anderem Wege an Teile der negativen Elektrode gelangt, die· durch die Festlegung des Elektrolyten freigelegt sind, d, h. von keinem frei beweglichen. Elektrolyten bespült sind. Der in Berührung mit der negativen. Elektrode stehende Sauerstoff wird dann auf elektrochemischem Wege zu Hydroxylionen umgesetzt.

Wird ein derartiger gasdichter alkalischer Akkunullator langfristig geJaden, so· bewirkt die gesamte, der positiven Elektrode zugeführte Energie ausschließlich eine Entwicklung von Sauerstoff, der an der negativen Elektrode mit gleicher Geschwindigkeit verzehrt wird, so' daß der Gasdruck im Innern der Zelle unverändert bleibt.

Der Ladestrom kann jedoch, nicht beliebig erhöht werden, weil schließlich: die Sauerstoff entwicklung höher ist als der mögliche Verzehr durch die negative Elektrode. Die Geschwindigkeit des Sauerstoffverzehrs hängt unter anderem ab von dem Partialdruck des Sauerstoffes in der Zelle, insbesondere von dem Partialdruck des Sauerstoffes in der Grenzschicht der negativen. Elektrode, und. wird durch Anwesenheit von Fremdgasen,, die an den sich abspielenden elektrochemischen Vorgängen unbeteiligt sind, gehemmt. Dieses hat man sich' in der Weise vorzustellen, daß durch den dauernden Zustrom von Sauerstoff zu den freiliegenden und: gasabsorbierenden Teilen der negativen. Elektrode auch diese Fremdmoleküle mitgerissen werden und sich in der Grenzschicht der negativen: Elektrode anhäufen, während der Sauerstoff aus dem Gasgemisch, gebunden wird. Die höchstzulässige Ladestromstärke liegt daher um so niedriger und die im Akkumulator auftretenden Gasdrücke sind um so höher, je mehr unerwünschte Fremdgase, vornehmlich Wasserstoff und Stickstoff, im Gasraum des Akkumulators vorhanden sind. Diese Gase können im Augenblick des Verfahren zur Herstellung

ständig gasdicht verschlossener

alkalischer Akkumulatoren

Anmelder:

Accumulatoren-Fabrik Aktiengesellschaft, Hagen (Westf.), Dieckstr.42

Dipl.-Chem. Fritz Bachmann, Hagen (Westf.),
ist als Erfinder genannt worden

gasdichten Verschließens des Akkumulators in diesem anwesend sein. Der Stickstoff z. B. stammt aus der Atmosphäre und dringt bei Entfernung des frei beweglichen Elektrolyten vor dem dichten Verschließen in das Akkumulatorengehäuse ein. Wasserstoff kann während der Vorbehandlung im offenen Zustand oder auch durch eine falsche Behandlung im verschlossenen Akkumulator entstanden sein, Es ist wichtig, diese unerwünschten Gase zu beseitigen. Nach einem Vorschlag werden alkalische Akkumulatoren, die während der Ladung geöffnet, somit nicht ständig gasdicht verschlossen sind, unmittelbar nach der Ladung durch Absaugen entgast. Nach einem anderen Vorschlag hat dieses Absaugen bei nicht verschlossenen Akkumulatoren den Zweck. Gase aus den Poren der aktiven Masse zu entfernen und damit die Ausnutzung der aktiven Masse zu verbessern. Es wurde auch vorgeschlagen, bei Akkumulatoren, die nicht gasdicht verschlossen sind, vor allem Zinkhalogenidakkumulatoren, den. bei der Ladung an. der Kathode entstehenden Wasserstoff durch Wasserstoffakzeptoren aufnehmen zu lassen, die dann an der Anode wieder oxydiert werden.

Schließlich sind auch, dem Elektrolyten gasdichter Zellen oxydierende Stoffe, z. B. Kaliumhypobroniit, zugesetzt worden, um die aktive Masse der geladenen Negativen zu oxydieren und ihr damit eine größere Ladefähigkeit zu geben, als die Positive besitzt. Diese Vorschläge haben mit dem Erfindungsgegenstand nichts zu tun.

Der Vorschlag, den Wasserstoff durch katalytische Verbrennung zu Wasser zu vernichten, führt nicht zum Ziel, da. die Gase meist nicht im Knallgasverhältnis vorliegen und oft der Wasserstoff überwiegt. Versuche, den Wasserstoff mit Hilfe von Gas-

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elektroden zu beseitigen, haben versagt. Wohl kann der Wasserstoff mittels Silberoxyd, beseitigt werden, jedoch ist Silberoxyd, sehr teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war ts, die unerwünschten Gase Stickstoff und Wasserstoff mit wirksamen Mitteln aus den gasdichten, alkalischen Akkumulatoren zu beseitigen bzw. dafür Sorge zu tragen, daß sie im Augenblick des gasdichten Verschließens nicht im Innern des Akkumulators vorhanden sind. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß im Augenblick des gasdichten Verschließens der Akkumulatoren diejenigen Gase, für die Mittel zum Verzehr im Innern des Akkumulators nicht enthalten sind, aus den Zellen verdrängt oder in den Zellen vernichtet werden. Es wird z. B. Sauerstoff" aus einer Stahlflasche mittels eines Schlauches oder eines Röhrchens direkt vor dem Dichtverschließen in den Akkumulator geleitet, wodurch die Fremdgase verdrängt werden. Für das Einleiten genügen meistens einige Sekunden.

Weiterhin können erfmdungsgemäß dem Akkumulator vor dem gasdichten. Verschließen Stoffe zugeführt werden, welche leicht Sauerstoff abgeben, wenn, sie mit dem Elektrolyten bzw. einem anderen Material im Innern des Akkumulators in Berührung kommen. Solche Stoffe sind. Wasserstoffsuperoxyd, Alkali- und Erdalkaliperoxyde. Der entstehende Sauerstoff treibt dann den Stickstoff und den. Wasserstoff aus dem Akkumulator. Die sauerstoffabgebenden Stoffe müssen vor dem Dichtverschließen möglichst vollständig umgesetzt sein, da eine Sauerstoffentwicklung nach dem Dichtverschließen unerwünscht ist.

Falls durch die Vorbehandlung im offenen Zustand oder später nach dem Dichtverschließen des Akkumulators Wasserstoff entstanden ist, wird er erfindungsgemäß durch Einbringen von wirksamen wasserstoffabsorbierenden Stoffen beseitigt. Solchen fügt man meist, um eine genügend schnelle Wasserstoffabsorption zu erreichen, Katalysatoren, z. B. Platin- bzw. Palladiumsol, bei. Wasserstoffabsorbierende Stoffe sind Chinone und Nitroverbindungen, denen Palladiumsol beigemischt wird und die auch Lösungsmittel, z. B. Xylol, Cymol u. a., enthalten können. Es ist notwendig, diese wasserstoffabsorbierenden Stoffe derart im Akkumulator anzubringen, daß sie dem Wasserstoff leicht zugängig sind. Aus diesem Grunde werden sie zweckmäßig von porösen Stoffen, wie Filterpapier oder Perlonwolle, aufgesaugt. Dieses Material kann man entweder direkt mit — am besten laugebeständigen — Klebstoffen, z. B. PVC-KlebS'toffen, im Zelleninnern anbringen oder in Taschen, z. B. aus Kunststoff oder Metall, einlegen und diese im Zelleninnern eventuell in einem gewissen Abstand vom Gehäuse und dem Plattenpaket befestigen.

Durch alle diese Maßnahmen wird erreicht, daß im Augenblick des gasdichten Verschließens im Akkumulator nur solche Gase enthalten sind, die mit den im Akkumulator vorhandenen Mitteln restlos aufgezehrt werden können, z. B. Sauerstoff.

Durch~~die Erfindung wird der bedeutende technische Fortschritte erzielt, daß die nach dem gasdichten Verschließen in den Akkumulatoren vorhandenen Gase restlos beseitigt werden, so daß dadurch praktisch kein übermäßiger Gasdruck mehr auftreten kann. Wird der Akkumulator dann in üblicher Weise geladen, so daß sich Sauerstoff entwickelt, so bleibt der Sauerstoffpartialdruck im allgemeinen unter Atmosphäre. Die Akkumulatoren nach der Erfindung zeichnen sich dadurch aus. daß bei ihnen kein Überdruck auftritt und die etwa benutzten Drucksicherungen nicht zerstört werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung ständig gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, daß im Augenblick ihres gasdichten Verschließens diejenigen Gase, für die Mittel zum Verzehr im Innern des Akkumulators nicht enthalten sind, aus den Zellen verdrängt oder in den Zellen vernichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Beseitigung von Stickstoff und Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß diese unerwünschten Gase durch Einleiten von Sauerstoff vor dem Dichtverschließen verdrängt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Beseitigung von Stickstoff und Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zellen in bekannter Weise Stoffe eingebracht werden, die vor dem gasdichten Verschließen Sauerstoff entwickeln.

4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Beseitigung von Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Akkumulatoren vor dem Dichtverschließen poröse Materialien gibt, die Stoffe oder Lösungen von solchen Stoffen enthalten, die durch Wasserstoff reduziert werden, und den vorhandenen Wasserstoff vernichten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 487 773. 645 753;
schweizerische Patentschrift Nr. 241 086:
britische Patentschrift Nr. 696 805.

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