DE1274211B

DE1274211B - Elektrode fuer Bleiakkumulatoren

Info

Publication number: DE1274211B
Application number: DEV27622A
Authority: DE
Inventors: Fritz Philipp; Dipl-Chem Dr Paul Scholz
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1965-01-27
Filing date: 1965-01-27
Publication date: 1968-08-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für Blei- Elektrode für Bleiakkumulatoren akkumulatoren mit einem zwischen zwei Kunststoffschichten liegenden Bleigerüst aus Bleistreckmetall.
Positive oder negative Elektroden für Bleiakkumulatoren sollen möglichst volle Ausnutzung der aktiven Masse schon in den ersten Lade- und Entladezyklen erreichen.
Zu diesem Zweck werden zur dichten Bleidioxyd-oder Bleimasse voluminöses Bleisulfat oder spezifisch leichtere Oxyde beigegeben oder in der Masse formiert, um die aktive Masse aufzulockern, um dadurch das Diffusionsvermögen des Elektrolyten zu Erhöhen.
Man hat daher die Masse auch schon zwischen zwei porösen Schichten mit nach außen vorspringender Wabenstruktur gebettet, um die Oberfläche zu vergrößern. Es wurde auch versucht, mikroporöse Kunststoffgerüste mit aktiver Masse zu füllen. Diese Elektroden erbrachten nicht die gewünschte Wirkung. Sie sind zudem noch umständlich in der Herstellung und besitzen eine zu kurze Lebensdauer. Daneben ist es bekannt, Bleigitter zwischen isolierenden Schichten aus Kunststoff anzuordnen oder auch auf dem Bleiträger Deckplatten aus gelochtem oder porösem isolierendem Material aufzukleben.
Weiter sind Elektrodengitter aus Streckmetall sowie Elektroden aus mehreren Streckmetallgittern bekannt. Zur Herstellung solcher Gitter wurde bereits vorgeschlagen, ein Metallblatt ein- oder beidseitig mit Isolierfolie zu belegen, die beiden Materialien zu verpressen und diese gemeinsam zu Streckmetall zu verarbeiten. Die Kunststoffschicht dient dabei zur Stützung der Metallschicht bei der Herstellung des Streckmetalls.
Alle diese Anordnungen haben wesentliche Nachteile, insbesondere kann bei der letztgenannten Verfahrensweise die dem Streckvorgang unterworfene isolierte Schicht nicht mehr die Rolle einer Abdekkung spielen, so daß ein Abschlammen der aktiven Masse nicht zu vermeiden ist. Daneben besitzen diese Ausführungsformen von Elektroden ein schlechtes Diffusionsvermögen, da die aktive Masse durch gelochte Isolierplatten abgedeckt ist.
Die vorliegende Erfindung bewirkt die notwendige bessere Diffusion des Elektrolyten in das Innere der aktiven Masse bei einer Elektrode mit zwischen zwei Kunststoffschichten liegendem Bleistreckmetallgitter dadurch, daß die beiden Kunststoffschichten als gestreckte und gereckte Gitter ausgebildet sind.
Die aktiven Massen werden in ein sterisches Gitter aus warm gerecktem und stabilisiertem Kunststoff gepreßt. Als Ableiter dient ein an sich bekanntes Bleigitter aus Streckmetall, das mit einem Bleirahmen vergossen ist.
Nach Trocknung der eingestrichenen Paste entstehen an den Kunststoffstegen zwischen Kunststoff und der durch Trocknung geschrumpften Masse feine Kapillaren, die dem Elektrolyten den Zutritt ins Innere der Platte gestatten.
Die Verwendung von Bleistreckmetall als Ableiter bringt darüber hinaus den Vorteil, daß auch in der Mittelschicht der aktiven Masse der Säurefluß erleichtert wird durch die zum Durchfluß senkrechte Stellung des Streckmetalls und der gereckten Kunststoffgitter gegenüber der mehr flachen Anordnung der Gitterstäbe.
An Hand eines Ausführungsbeispiels soll eine vorteilhafte Ausführungsform der Elektrode im Rahmen der Erfindung näher beschrieben werden.
Ein auf 2 mm Steghöhe gestrecktes Bleigitter 1 von etwa 1 cm2 Maschenweite wird an den Rändern in einen 5 mm hohen Bleirahmen 2 eingegossen. Beiderseits dieses Streckmetallgitters wird je ein Gitter 3 aus gestrecktem, warm gerecktem und stabilisiertem Hartpolyvinylchlorid mit je 4 - 4 mm Maschenweite und 1,4 mm Steghöhe aufgelegt, und durch einige Bindestücke aus gleichem Material werden beide Kunststoffgitter z. B. durch Zusammenkleben oder Versiegeln verbunden. In diese dreifache Gitterstruktur wird die aktive positive oder negative Masse - gegebenenfalls nach Verdünnung - eingepreßt.
Die so hergestellten positiven Platten waren nach Trocknung nur drei Viertel so schwer wie normale, gleichräumige Platten, ergaben aber schon ab der ersten Entladung mittlere Kapazitätswerte, die doppelt so hoch lagen wie die normaler Vergleichsplatten. Im Vergleich mit aktivierten Elektroden, die mit einer größeren Menge H2S04 angesetzt sind, so daß sich relativ viel Bleisulfat bildet und dadurch nach der Formation zu weniger voluminösem Pb02 oder Pb eine stärkere Auflockerung des Gefüges eintritt, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Elektrode eine geringere Abschlammung, weil das Gefüge dichter und der Zusammenfall infolge der mechanischen Stützung geringer ist.
Der technische Fortschritt gegenüber jetzt üblichen Bleielektroden wird auf Grund der Versuchsergebnisse darin gesehen, daß 1. das Gewicht der erfindungsgemäßen Elektrode um etwa 25 % geringer ist, als das der herkömmlichen Elektroden, 2. schon bei den ersten Entladungen wesentlich höhere Kapazitätswerte erreicht werden und 3. die Abschlammung infolge des mechanischen Stützgitters und der geringeren inneren Auflockerung der Massen geringer ist.

Wie vorteilhaft sich die Anwendung des Bleistreckmetalls und der gereckten Kunststoffgitter auswirkt, zeigen folgende Vergleichsversuche: In der Tabelle werden mit 1 Elektroden bezeichnet, die ein normales Gitter enthalten, mit 2 Elektroden, die ein Gitter aus Bleistreckmetall besitzen, dessen Fläche und Höhe dem Normalgitter entspricht. Mit 3 werden Elektroden bezeichnet, die zwei gegeneinander verschobene Streckmetallgitter enthalten. Unter 4 werden Werte für die Elektroden angeführt, die ein Bleistreckmetallgitter und zwei gestreckte und gereckte Kunststoffgitter enthalten, mit 5 Werte für Elektroden, die zwei Streckmetallgitter und zwei Kunststoffgitter besitzen.

Gewicht vor Gewicht nach Gewichts-

Nr. dem Pastieren dem Pastieren - ktffveeMasse

1 55,2 g = 100 95,2 g = 100 40,0 g = 100

2 36,4 g = 66 79,0 g = 83 42,6 g = 106

3 36,9 g = 67 75,6 g = 8Ö 38,7 g = 97

4 38,7 g = 70 69,7 g = 73 31,0 g = 78

5 37,6 g = 68 65,1 g = 69 27,5 g = 69

Kapazität in Ah/kg
Nr.
nach der
nach der ersten nach der vierten fünfzehnten
Entladung Entladung Entladung
1 18 22 40
2 10 33 42
3 16 40 52
4 53 74 90
5 78 88 91
Relativ<
Zahl der Ah/kg aktive Masse-
Nr. Entla-perestunden Masse aus-
dungen nutzung
gesamt I mittel mittel I gesamt %
1 79 121 -1,53 38 2994 15,8
2 72 120 1,66 38 2715 15,8
3 55 104,5 1,90 49 2702 20,2
4 39 88,1 2,26 73 2837 30,1
5 38 80,6 2,10 79 2973 32,6

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrode für Bleiakkumulatoren mit einem zwischen zwei Kunststoffschichten liegenden Bleigerüst aus Bleistreckmetall, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß die beiden Kunststoffschichten als gestreckte und gereckte Gitter ausgebildet sind.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffgitter aus Hartpolyvinylchlorid bestehen.
3. Elektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleigerüst in bekannter Weise aus zwei gegeneinander verschobenen Streckmetallgittern besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 225 728, 730 503, 748 385, 195 241; britische Patentschriften Nr. 436 266, 324 022; französische Patentschrift Nr. 453 320.