DE1041552B

DE1041552B - Verfahren zur Herstellung positiver Elektroden fuer alkalische Akkumulatoren

Info

Publication number: DE1041552B
Application number: DEA17901A
Authority: DE
Inventors: Dr Freimut Peters
Original assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Current assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Priority date: 1953-04-27
Filing date: 1953-04-27
Publication date: 1958-10-23
Also published as: FR1100216A; GB789073A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von positiven Elektroden für alkalische Akkumulatoren durch Pressen eines trockenen pulverförmigen Ausgangsmaterials bei Raumtemperatur oder erhöhter, jedoch noch unterhalb der Sintertemperatur liegender Temperatur.

In herkömmlicher Weise werden die Elektroden alkalischer Akkumulatoren in Gestalt von Taschen-, Faltband-, Röhrchen- oder Sinterelektroden hergestellt. Als neuartige Elektrodenform wurden neuerdings für negative Elektroden alkalischer Akkumulatoren Preßelektroden vorgeschlagen, die unter Verzicht auf eine äußere Ummantelung durch Pressen von Metallpulvern, die oxydhaltig sein können, oder von Metalloxyden allein mit oder ohne Zusatz von Leitmaterial hergestellt werden. Positive Elektroden alkalischer Akkumulatoren werden ebenfalls in gleicher Weise wie die herkömmlichen negativen Elektroden in Gestalt von Taschen-, Faltband-, Röhrchenoder Sinterelektroden gefertigt. Als aktive Masse wird für positive Elektroden Nickelhydroxyd in Mischung mit Graphit oder einem anderen Leitmaterial verwendet. Dieses Gemisch eignet sich nicht zur Herstellung der an sich einfacher zu fabrizierenden Preßelektroden, da die Nickelmasse keinen genügenden Zusammenhalt besitzt und infolgedessen von besonderen Trägern gehalten werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Auslese eines geeigneten Ausgangsmaterials ein Verfahren zur Herstellung von positiven Preßelektroden zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß ein mehr oder weniger oxydfreies Pulver aus einem bei Raumtemperatur festen Metall oder aus einem elektrochemisch zu einem bei Raumtemperatur festen Metall reduzierbaren Metalloxyd oder aus einer Mischung von mehr oder weniger oxydfreiem Pulver aus einem bei Raumtemperatur festen Metall und einem elektrochemisch zu Metall reduzierbaren Metalloxyd desselben Metalls unter starker Pressung zu höchstens teilweise ummantelten, verwendungsfertigen Elektroden in Form jeweils zusammenhängender poröser Preßkörper gepreßt wird.

Erfindungsgemäß eignen sich also für die Herstellung von positiven Preßelektroden Metallpulver, die oxydhaltig sein können, oder pulverförmige Metalloxyde, deren Grundsubstanz, das Metall, sich bei der Ladung in einem oxydierten, z. B. sauerstoffhaltigen, und bei der Entladung im metallischen Zustand befindet, bei denen somit der Vorgang der Ladung und Entladung in dem Übergang Metall zu Metallverbindung und umgekehrt besteht.

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Elektroden nach der Erfindung kann man auf die bisher Verfahren

zur Herstellung positiver Elektroden
für alkalische Akkumulatoren

Anmelder:

Accumulatoren-Fabrik Aktiengesellschaft, ίο Hagen (Westf.)

D.r. Freimut Peters, Hagen (Westf.),
ist als Erfinder genannt worden

übliche Ummantelung der positiven aktiven Masse verzichten.

ao Die Herstellung der positiven Preßelektroden nach der Erfindung erfolgt z. B. in der Weise, daß das zu verpressende Pulver, d. h. die aktive Masse, in eine Form gefüllt und unter dem Druck eines Stempels, eventuell unter gleichzeitiger Wärmebehandlung, zu der gewünschten Elektrodenform, das heißt z. B. einer Pastille, Tablette oder Platte verpreßt wird. Die entsprechend der Erfindung verdichteten Pulver können deshalb als unbewehrte Elektroden arbeiten, weil die einzelnen Pulverteilchen infolge starker Pressung in einem engen Kontakt miteinander stehen und die Elektroden dadurch verfestigt sind. Falls das Pulver völlig oder zum überwiegenden Teil aus Metall besteht, sind die Pulverteilchen einander so weit genähert, daß die Metallanteile miteinander verschweißen. Bei Verwendung eines völlig oder zum großen Teil aus Metalloxyd bestehenden Ausgangsmaterials verbinden sich die bei der Entladung und der damit verbundenen Reduktion entstehenden hochdispersen Metallpulver miteinander, wodurch ein poröses Metallgerüst gebildet wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden als Ausgangsmaterial silber- oder kupferhaltige pulverförmige Massen verwendet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Elektroden mechanische Verstärkungen mit eingepreßt und/oder die Elektroden mit Mitteln zum Schutz ihrer Kanten nach an sich bekannten Verfahren versehen werden.

Die genannten mechanischen Verstärkungen können aus metallischen oder nichtmetallischen Einlagen, z. B. aus Kunststoffteilen, bestehen. Sind die Einlagen metallisch, können diese mit dem unter Umständen vorhandenen, der Randsicherung dienenden Rahmen leitend verbunden sein.

809 659'84

Sofern die erfindungsgemäß hergestellten Elektrodenkörper einer Stromzu- oder -ableitung bedürfen, kann diese an dem metallischen Rahmen befestigt sein oder beim Preßvorgang in den Preßkuchen eingepreßt werden.

Um die Ausnutzung der aktiven Masse zu verbessern, ist es weiterhin möglich, das zu verpressende Metallpulver mit einem metallischen oder nichtmetallischen Leitmaterial, z. B. Nickelpulver oder Graphit, zu versetzen.

Da die Umsetzung der erfindungsgemäß verwendeten aktiven Masse im allgemeinen nicht vollständig ist, verbleibt auch bei der Ladung noch ein metallischer Anteil, der für sich allein oder zusammen mit dem gegebenenfalls beigemengten Leitmaterial ein die Stromzu- und -ableitung vermittelndes poröses Gerüst bildet.

Den Elektroden nach der Erfindung können die verschiedenartigsten Formen gegeben werden; z. B. können die Elektroden gebogen oder rund oder eben sein. Es können auch mehrere Einzelelektroden in passenden Rahmen zu größeren Elektroden vereinigt werden.

Für die Dicke der erfindungsgemäß hergestellten Elektroden ist die untere Grenze durch die notwendige mechanische Festigkeit gegeben, während die obere Grenze durch die noch tragbare, entsprechend der Dickenzunahme abnehmende Speicherfähigkeit für elektrischen Strom, bezogen auf die Gewichtseinheit, bestimmt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von positiven Elektroden für alkalische Akkumulatoren durch

Pressen eines trockenen pulverförmigen Ausgangsmaterials bei Raumtemperatur oder erhöhter, jedoch noch unterhalb der Sintertemperatur liegender Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehr oder weniger oxydfreies Pulver aus einem bei Raumtemperatur festen Metall oder einem aus elektrochemisch zu einem bei Raumtemperatur festen Metall reduzierbaren Metalloxyd oder aus einer Mischung von mehr oder weniger oxydfreiem Pulver aus einem bei Raumtemperatur festen Metall und einem elektrochemisch reduzierbaren Metalloxyd desselben Metalls unter starker Pressung zu höchstens teilweise ummantelten, verwendungsfertigen Elektroden in Form jeweils zusammenhängender poröser Preßkörper gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial silber- oder kupferhaltige pulverförmige Massen verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Elektroden mechanische Verstärkungen mit eingepreßt werden und/oder daß die Elektroden mit Mitteln zum Schutz ihrer Kanten versehen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 919 589,

968, 1025 725;
USA.-Patentschrift Nr. 2 615 930;
Zeitschrift für Elektrochemie, 1927, S. 130, linke

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