DE1180435B

DE1180435B - Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung gesinterter Gerueste fuer Folienelektroden, insbesondere Bandelektroden, fuer elektrische Akkumulatoren

Info

Publication number: DE1180435B
Application number: DEA30928A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Lutz Horn; Fritz Philipp
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1958-12-12
Filing date: 1958-12-12
Publication date: 1964-10-29
Also published as: US3102329A; FR1246409A; US3174219A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIm

Deutsche KL: 21b -25/01

Nummer: 1180 435

Aktenzeichen: A30928VIb/21b

Anmeldetag: 12. Dezember 1958

Auslegetag: 29. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung gesinterter Gerüste für Folienelektroden, insbesondere Bandelektroden, in Verbundform für elektrische Akkumulatoren mit vorzugsweise alkalischem Elektrolyten, bei dem ein endloses Trägerband mit feinstkörnigem Metallpulver, vorzugsweise Carbonylnickelpulver, in einem Arbeitsgang bis zur Gesamthöhe der fertigen Elektrode, nämlich etwa 0,3 bis 1,0 mm Höhe, lose, ohne Druck beschichtet und einem Sinterprozeß unterworfen wird und danach diese gesinterte Schicht von dem Trägerband abgehoben wird.

Es ist bekannt, die Sintergerüste von Elektroden elektrischer Akkumulatoren durch Einlagen aus Drahtnetz oder Metallband zu stabilisieren. Es sind auch Sinterfolienelektroden bekannt, bei denen das Trägergerüst durch Unterlagen verfestigt ist. Es handelt sich dabei jedoch um Einzelelektroden und nicht um sogenannte Bandelektroden, die zur Herstellung von Elektrodenwickeln verwendet werden können.

Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung einzelner Sinterelektroden bekannt, bei dem mehrere dünne Metallpulverschichten ohne Anwendung von Druck auf Unterlagen, die auf einem endlosen Transportband liegen, aufgeschüttet und bei Durchgang durch einen Ofen miteinander versintert werden. Auf diese Weise soll das Verziehen der Elektrodengerüste bei der Sinterung verhindert werden. Haltbare Gerüste für Folienelektroden lassen sich jedoch nach diesem Verfahren nicht herstellen.

Es ist auch ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Sintergerüsten bekanntgeworden, bei dem ein mit Unebenheiten versehener, insbesondere reibeisenartig perforierter Metallfolienstreifen in an sich bekannter Weise mit einem Metallpulverbrei, einer Metallpulveremulsion od. dgl. überzogen wird und die überzogene Trägerunterlage einen Abstreifer od. dgl. durchläuft, dessen Streifbleche od. dgl. so unter Vorspannung über die Oberflächenunebenheiten gleiten, daß diese Unebenheiten für die Streifbleche od. dgl. Dickenanschläge zum Egalisieren der Metallpulverschichtdicke bilden. Auch nach diesem Verfahren lassen sich keine stabilen, verspannungsfreien Sintergerüste für Folienelektroden herstellen, da das Trägerband im Sinterofen durch Wasserstoffaufnahme verspröden kann und das Verziehen der Sinterschicht nicht mit Sicherheit zu vermeiden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zu entwickeln, das es erlaubt, auf kontinuierliche Weise Gerüste für Sinterfolienelektroden, insbesondere Bandelektroden, herzustellen, die be-

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung
gesinterter Gerüste für Folienelektroden,
insbesondere Bandelektroden,
für elektrische Akkumulatoren

Anmelder:

Varta Aktiengesellschaft,

Hagen (Westf.), Dieckstr. 42

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Lutz Horn, Hagen (Westf.),

Fritz Philipp, Hagen (Westf.)-Haspe

sonders stabil, verspannungs- und rißfrei sind und gleichzeitig eine hohe Porosität aufweisen und dadurch in der Lage sind, verhältnismäßig große Mengen an aktiver Masse aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß die in bekannter Weise in Bandform hergestellte Sinterschicht ebenfalls kontinuierlich ein- oder beidseitig auf dünnes, perforiertes, durch die Perforation mit Erhebungen versehenes Metallband aufgepreßt oder aufgewalzt wird.

Auf diese Weise hergestellte Sinterfolienelektroden, insbesondere Bandelektroden, bieten den großen Vorteil, daß sie stabil, aber dennoch flexibel sind. Des weiteren sind sie in sich vollkommen homogen und enthalten keinerlei Risse bzw. kavernenartige Poren.

Ein wichtiger Vorteil ergibt sich daraus, daß das perforierte Metallblech, das mit der Sinterschicht durch Aufpressen oder Aufwalzen verbunden wird, nicht den Sinterofen durchläuft. Dadurch wird eine Wasserstoffaufnahme durch das Metallblech vermieden und dieses Blech frei von Sprödigkeit gehalten. Durch die verzahnten Ränder der Perforationen des Bleches wird eine bessere Verbindung mit der gesinterten Schicht erzielt als beim Sintervorgang selbst, und dadurch wird die Sinterschicht mit Sicherheit frei von Rissen gehalten. Es besteht auch die Möglichkeit, die Dicke der Sinterschicht und des Materials des perforierten Metallbleches beliebig zu wählen, entsprechend der herzustellenden Plattenart, so daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch äußerst dünne Bandelektroden mit größter Sicherheit hergestellt werden können.

Von besonderem Vorteil für die Herstellung einer Elektrode nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

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hat sich die Verwendung eines perforierten Metallbandes von einer Dicke zwischen 0,03 und 0,1 mm, vorzugsweise zwischen 0,04 und 0,05 mm, als Träger des Sintergerüstes erwiesen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die durch die Perforation des Metallbandes erzeugten Erhebungen auf seiner Oberfläche so gewählt, daß sie der Dicke der Elektroden entsprechen. Auf diese Weise läßt sich eine besonders beständige und haltbare Verbindung des Sintergerüstes mit dem Trägerband erreichen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß durch entsprechende Wahl des Aufpreßdruckes, mit dem das gesinterte hochporöse Metallpulver, vorzugsweise Carbonylnickelpulver, auf die Metallfolie aufgepreßt wird, und des Abstandes der Perforation dieses extrem dünnen Metallbandes jede gewünschte Stabilität der fertigen Elektrode und damit deren Porenvolumen in weiten Grenzen vorher bestimmbar ist. Von besonderem Vorteil hat es sich dabei erwiesen, den Preßdruck an den Rändern der Elektroden in an sich bekannter Weise größer, insbesondere etwa 2,5mal so groß zu wählen als an den Innenflächen der Elektroden.

Weiterhin besteht dank der nach diesem Verfahren erreichbaren maximalen Stabilität der Elektrode die Möglichkeit, die Oberfläche der aktiven Masse zu vergrößern, indem man die Elektrodenoberfläche profiliert.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet weiter die Abdeckung der freien, d. h. dem Träger abgewandten Oberfläche mit einer zweiten perforierten Metallfolie. Auf diese Weise läßt sich eine erhöhte mechanische Festigkeit der Elektroden auch bei einer zur Verbesserung ihres Starkstromverhaltens vergrößerten Perforation der Trägerbänder erzielen. Weiterhin ergibt sich eine längere Lebensdauer der Elektroden dadurch, daß ein Abblättern der Carbonylnickelschicht vom Trägergerüst vermieden wird.

Für die Sinterung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, bei einer Temperatur zwischen 600 und 1000° C, vorzugsweise bei 900° C, zu arbeiten.

Claims

Patentansprüche: 1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung besondere Bandelektroden, in Verbundform für elektrische Akkumulatoren mit vorzugsweise alkalischem Elektrolyten, bei dem ein endloses Trägerband mit feinstkörnigem Metallpulver, vorzugsweise Carbonylnickelpulver, in einem Arbeitsgang bis zur Gesamthöhe der fertigen Elektrode, nämlich etwa 0,3 bis 1,0 mm Höhe, lose, ohne Druck beschichtet und einem Sinterprozeß unterworfen wird und danach diese gesinterte Schicht von dem Trägerband abgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie ebenfalls kontinuierlich ein- oder beidseitig auf dünnes, perforiertes, durch die Perforation mit Erhebungen versehenes Metallband aufgepreßt oder aufgewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein perforiertes Metallband mit einer Dicke von 0,3 bis 0,10 mm, vorzugsweise 0,04 bis 0,05 mm, verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Perforation erzeugten ein- oder beidseitigen Erhebungen auf der Oberfläche des Metallbandes so gewählt werden, daß sie der Dicke der Elektroden entsprechen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck, mit dem die gesinterte Schicht auf das perforierte Metallblech bzw. auf die Metallfolie gepreßt wird, in an sich bekannter Weise an den Rändern der Elektroden größer gewählt wird als an den Innenflächen der Elektroden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig auf ein Metallband aufgewalzte oder aufgepreßte Sinterschicht auf ihrer freien Seite von einem weiteren perforierten Metallband abgedeckt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 493 593, 901303, 904200,940414,945 634;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1031 849;

deutsche Auslegeschrift ρ 39477 VIb/21b (bekanntgemacht am 5. 4.1956);

deutsche Patentanmeldung V 835 VIb/21b (be

gesinterter Gerüste für Folienelektroden, ins- kanntgemacht am 23. 5.1951).

409 709/118 10.64 © Bundesdruckerei Beilin