DE1496209A1 - Verfahren zur Herstellung dichter Nickel-Cadmium-Akkumulatoren - Google Patents

Description

SOCIETE DES ACCUMULATEURS FIXES ET DE TRACTIOI Soc.An.

Verfahren zur Herstellung dichter lickel-Cadmium-Akkumulatoren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung, dichter Mckel-Cadmium-Akkumulatoren, bei denen die dünnen Elektroden entgegengesetzter Polarität genügend dicht aneinanderliegen, so daß die .Elektrolyseprodukte praktisch nicht durch die Gasphase gehen, wenn die Ladungsstromdichte nicht eine bestimmte Grenze'überschreitet, und die Kapazität der negativen Elektrode größer ist als die der^ positiven Elektrode.

Um den Grenzw.ert für den Lade- oder Üb er Ladestrom^.anzuheben, ist bereits_#vorgeschlagen worden, die Atmosphäre im Akkumulator durch Sauerstoff zu ersetzen, beispielsweise dadurch, daß das Innere des Akkumulatorgehäuses vor dem dichten Abschluß mit einem Säuerstoffstrom gespült wird. Dank der Erhöhung

Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änderung^«», v. 4.9.1967) -2-

9098U/0674

des Säuerst off-Part ialdruckesj.ni Akkumulator wird, dadurch erreicht, daß sin der auf der Anode bildende Sauerstoff nicht in die Gasphase übergeht, wenigstens dann nicht, wenn der lade- oder Überlade-Endstrom einen geeigneten Wert nicht übersteigt, sondern im gelösten Zustand im Elektrolyten zur Kathode diffundiert, die dadurch depolarisiert wird, wobei gleichzeitig die Wasserstoffentwicklung unterbunden wird.

Hierdurch kann der Überladestrom verdoppelt, oder verdreifacht werden, höhere Werte sind jedoch nicht erreichbar, .wahrscheinlich, weil die Sauerstoffspülung die. unerwünschten-Gas e-,_;-wie Stickstoff, weder vollständig noch auf- exakte Weise besei-:.: tigt. Eine; Säuerst off spülung in dem Moment,- in dem- der Akkumulator_; geschlossen wird,-erfaßt nicht das ganze-.. Inn en ν ο Iu- . men des Akkumulators, s„o daß dort Restzonen verbleiben, aus: denen der unerwünschte Stickstoff überhaupt nicht oder nur unvollständig herausgespült ist.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß es bereits bekannt ■ ist (DAS 1 029 437), den frei .'gewordenen, d.h.- in der Gas- -..■ phase vorliegenden Sauerstoff wieder mit den Elektrodenoberflachen zu verbinden, die speziell freigelegt worden sind,.

-3-9 0 9 8 1 A ·/ Q 6 7 A r ' ^BAD ORIGINAL

U96209

um mit dem Gasraum innerhalb des Gehäuses in Verbindung zu stehen*

Ferner ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (deutsche Patentanmeldung V 7657 VI/21b), bei dem eine längere Ladung unter Vakuum und eine Formierung der Elektroden stattfindet. Das Vakuum wird nur deshalb benötigt, weil es schwierig ist, die sehr dicht aneinander stehenden Elektroden zu laden. Beim Schließen des Gehäuses befinden sich die Elektroden in geladenem Zustand. Bei der nächstfolgenden Ladung, die der Entladung notwendigerweise folgt, ergibt sich deshalb freier Wasserstoff und freier Sauerstoff, theoretisch im stöchiometrischen Verhältnis, so daß in der erzielten Atmosphäre der Sauerstoff-Partialdruck ein Drittel des Gesamtdruckes ist. . .

Gemäß der Erfindung wurde nun festgestellt, daß es viel günstiger ist, und zwar aus mehreren Gründen, die Stickstoffbeseitigung auf entgegengesetzte V/eise zu bewirken. Statt Sauerstoff unter Druck einzuleiten, um den Stickstoff herauszutreiben, wird erfindungsgemäß zur Erzielung einer hohen Lade-,oder Überladestromdichte-^Verträglichkeit bei einem von der Lade- bzw. ^berladestromdichte abhängigen Druck im

• ' ' ■ -3a-

9O93T4?0674

U96209

_{Λ11 Ί} , ,» /letzteres in einem Zeitpunkt unter Vakuum Akkumulatorengehause/verschlossen, in dem dre negative Elektrode einen ungeladenen Teil besitzt, dessen Kapazität größer als die des ungeladenen Teils der positiven Elektrode ist, so daß die Atmosphäre im Inneren des Gehäuses bei Fehlen eines Ladeoder Überladestroms unter einem wesentlich geringeren als dem Atmosphärendruck steht. Der Akkumulator wird deshalb in dem Moment, in dem er geschlossen wird, einem Vakuum geeigneter Größe ausgesetzt, vorteilhafterweise ,zwischen 700 und 760 mmHg, wobei ein Vakuum von 760 mmHg praktisch absolutem Vakuum entspricht. Vorzugsweise wird ein Vakuum in der Nähe von 750 mmHg gewählt, was einem absoluten Druck von 10 mmHg entspricht.

Von Bedeutung ist auch der Zeitpunkt der während der Ladung auf einer Elektrode auftretenden Gasentwicklung. Es wurde immer die Bedingung erwähnt, daß eine Elektrode A eine größere Kapazität als die Elektrode B haben muß, insbesondere, wenn sich das Gas während der Ladung auf der Elektrode B bilden soll. Diese Bedingung ist jedoch nicht immer ausreichend. In Wirklichkeit ist es der Nutzeffekt der Elektrode, der eine Rolle spielt und der definiert werden soll. Wenn der Nutzeffekt der Ladung dieser Elektrode, d.h. der Prozentsatz des Ladestroms, der tatsächlich zum Laden dient, gleich 100$ ist, zeigt sich keine Gasbildung. Sobald der Nutzeffekt der Ladung kleiner wird als 100$, kann Gasbildung auftreten. Es kann vorkommen, wenn die oben erwähnte Bedingung erfüllt ist, daß sich gerade auf der Elektrode A mit der größeren Kapazität Gasbildung zuerst zeigt, und zwar durch den Einfluß des Ladungsnutzeffektes, der für beide Elektroden unterschiedlich sein kann.

Was die aus höheren Nickelhydraten bestehende positive Elektrode , betrifft, so hat der Sauerstoff die Neigung, sich um so schneller zu entwickeln, je kleiner sein Partialdruck ist. Es ist also günstig für die Sicherheit, einen sehr geringen Sauers to-ff-Par-

9098U/0674

tialdruck in dem Moment zu haben, in dem der Akkumulator dicht geaohloaeen wird« In dem Masse, in dem die Ladung fort achreitet» die ι grob gesprochen, aus einer Oxydation der Nickelhydrate beet eh t, bei der eich aber komplexe Gleichgewichtszuatände einstellen, in denen die mehr oder weniger saueretoffhaltigen Nickelverbindungen eine Holle apielen, stellt aloh ein Gleichgewichtszustand zwischen Saueratoff in der Gasphase und Sauerstoff, der durch chemische und physikalische Kräfte gebunden ist, ein. Eine Verringerung dea Saueratoffgaadruoka verschiebt dleaes Crleiehgewioht zugunsten einer Saueratoff abgabe· Das wird auch durch das Experiment bestätigt.

Zu diesem Vorteil in bezug auf die Sicherheit kommt noch ein zweiter hinzu, der vielleicht der Hauptvorteil ist, und der durch die besondere Arbeitsweise einea solchen Akkumulators erzielt wird«

Die Diffuaionsgesohwlndigkeit dea im Elektrolyten gelösten Saueratoff a wird sehr klein, wenn der Säuerstoff-Partialdruck im Akkumulator sehr klein ist· Es wird eich deshalb eine Polairisation der positiven Elektrode ergeben, die eine gewalttätige Bildung von gasförmigem Saueratoff hervorruft· Dieser sammelt sich im

freien Raum. Der ao frei gewordene Sauerstoff sorgt deshalb fUr die Bildung einea Saueratoffdruckes, der seinerseits eine Erhöhung des LUsungskoeffizienten bewirkt, wodurch sich wiederum eine Erhöhung dea Xoneentrationagradienten dea Sauerstoffs im gelüsten Zustand ergibt.

909814/0674. BADOBiGiNAU

• . U96209

Die Sauerstoff-Diffusion, zur negativen Elektrode hin wird dann plötzlich erhöht« und zwar so lange» bis sie praktisch proportional dem Konzentrationsgradienten des gelüsten Sauerstoffs ist. Der Wert dieser Diffusion entspricht also im gewlasen Sinne der Ursache« durch die sie hervorgerufen wird« d.h. dem Lade- ,oder Überlade strom« durch den die Gasbildung hervorgerufen und damit der Saueret off überdruck erzeugt worden ist·

Ϊ ■

Je bedeutender die Bildung von gasförmigem Sauerstoff wird, d.h.«

je höher die Ladungeatroodiohte wirf/« um so mehr wird die eioh daraus ergebende Diffusion automatisch den neuen Bedingungen angepasst·

Das System wird also in sehr empfindlicher Weise selbstregelnd« und das bildet den zweiten« oben erwähnten Vorteil·

Wenn die Überladung unterbrochen wird« bestellt zu diesem Seitpunkt im Akkumulator ein gewisser Überdruck. Dieser Überdruck fällt anschlieseend ab« dank sekundären Reaktionen« die im IC&thodenraum durch das Auftreten des gelüsten Sauerstoffs folgen, der diesmal aus dem den überdruck ergobenden Sauerstoff im freien Raum stand· Schliesolioh ist der freie Sauerstoff fast vollständig auf der Kathode gebunden« insbesondere durch Sekundärreaktionen, und zwar in dem Fall« in dem diese aus einer gesinterten tfiokelplatte besteht» die mit Cadmiumhydrat imprägniert ist, wolohee die aktive negative Hasse bildet·

" BAD ORIGINAL" ■

9098U/0 6 74

Dae System let also sehr· stabil geworden· weil es in seine:/ Anfangazustände zurückkehrt·

Selbstverständlich begrenzt die vorangegangene Erläuterung die Erfindung nicht, und bei einer präziseren Darstellung der Erscheinung der Selbstregelung, die eich in der Praxis ergibt» massen die tatsächlichen Bedingungen berücksichtigt werden· So kann z.B. das anfängliche Unterdruoksetzen über den Glelohgewlohtswert hinausgehen» der dem eingestallten Ladestrom entspricht« Ee wird sich dann eine allmähliche Verringerung dieses Druckes einstellen» und zwar dank dem Gleichgewicht gasförmiger Sauerstoff-gelöster Sauerstoff.

Xde Erscheinung der Selbstregulierung kann im Prinzip nach dem beschriebenen Mechanismus stattfinden» gleichgültig» w^e gross die Lade- oder Übcrlade-Stromdichte ist» sofern selbstverständlich der Akkuaulator in einem Gefäss untergebracht ist» das genügend druckfest lot. Der sich la Akkumulator einstellende Druck muss tatsächlich in einer Beziehung zum Strom stehen, weil dieser Druck es erlauben muss» den ganzen Sauerstoff im gelüsten Zustand zu halten» der durch Diffusion zum Kathodenraum transportiert werden muss» um dort verbraucht zu werden· Dieser Sauerstoffverbrauch, der elektrolyt!scher liatur ist, unterliegt sicher einer Grenzgeschwindigkeit» die nicht überschritten werden kann. Es fuhrt deshalb zu nichts» eine Erhöhung der durch Diffusion transportierten !.'enge an gelöstem Sauerstoff über einen Wort oberhalb dieser Grenze der Verbrauohsgeschwindigkolt zu versuchen, die Vorteile der Erfindung bleiben jedooh bei Stromdichten bestehen,

9 0 9 8 U / 0 6 7 k B^AD ORIGINAL

-X-

bei denen der Ladestrom nicht grus ο or wird als zum Beispiel C/5 λ (wobei unter C die Kapazität des Akkumulators in Ampeifstunden verstanden wird); bei solchen Stromdiohten wird die Grenzgeschwindigkeit des Sauerstoffverbrauohe noch nicht erreicht und der für diese Arbeitsweise notwendige Sauerstoffdruok 1st kleiner als gröesenordnungsmäselg 10 kg/cm · -

Es konnten auf diese Weise Akkumulatoren gebaut werden, die während 20 Tagen dauernd in einem Bereich Überladen werden konnten» der C/10 und sogar C/8 entsprach* wobei der Arbeitsdruck auf automatische Weise erzeugt und erhalten wurde· Bs handelt sich hierbei um Stromwerte» denen der Akkumulator unbegrenzt ausgesetzt werden kann, d.h. cüt denen er 2.B. mit Sicherheit in liaumfahrseugea, ζ·Β· verwendet werden kann, Selbstverständlich kann an viel höhere Uberladungsstrüme gedacht werden» jedoch für relativ kürzere Zeitspannen·

Ein anderer Vorteil ist, daß der InBenwiderstand des erfindungsgemäss behandelten Akkumulators nicht durch Gasblasen beeinflusst wird, wie das der Fall ist, wenn der Sauerstoff transport von einer Elektrode zur anderen im gasförmigen Zustand erfolgt« Weil der Sauerstoff von einer Elektrode zur anderen im gelösten Zustand transportiert wird, haben die Akkumulatoren ihre Fähigkeit zu schnellen 'Entladungen selbst nach dieser langen und starken überladung alt C/10 oder sogar C/8 während mehr als 20 Tagen beibehalten· \

- ■ ■ · BAD ORlGiNAL

9098U /0 67k

flach einem speziellen Merkmal der Erfindung kann das Volumen dos freien Raums genügend klein gewählt werden« daait die sur Erzeugung des Überdrucks erforderliche Sauorstofänengo klein gehalten worden kann. Auf dies« Y/eise kann die Rückkehr in das An-

fangsgleiohgewicht schneller und leichter erfolgen«

Das Volumen des freien Raumes darf jedoch nicht übertrieben verringert werden» weil sonst ein anderer Nachteil auftritt» und

ewar die Erzeugung eines sehr hohen Druckes» der eich aus der freiwerdenden Sauerstoffgaswelle ergibt·

So ist es z.B. günstig» um einen Hinweis zu geben» im dichten Akkumulator nach der Erfindung ein freies Volumen vorzusehen» das» in cm⁵ ausgedruckt» gleich der Zahl der Kapazität in Ah ist· Sin Knopf akkumulator mit einer Kapazität von ungefähr 0,25 Ah kann so &·Β· ein gesamtes freies Volumen in der Gröesenordnung von 0,25 car haben.

Dieses Volumen reicht aus, um Voluiaenändöruagen des Elektrolyten zwischen dem geladenen und dem ungelasdenen Zustand auf zunehmen (diese Veränderungen liegen in der GrÖssenordnung von 2/5 cur pro Ah); es darf nicht vorkommen, dass diese Volumeniindorungen unzeitige Druokänderungen des gasförmigen Sauerstoffs hervorrufen» In dem gewählten Beispiel ist es ein Volumen von ungefähr 0,1 cm , welches zum Herstellen des Druckes dient« Daraus ist schon zu orkerinen, dass das Volumen im Verhältnis zum beim Überladen unter C/10 s.u. gebildeten Sauerstoffvolumen sehr klein ist. Der diesem Bereich entsprechende Strom von 25vhA bildet bei Überladung wäh-

9 0 9 8 ί 4/0674

_k ■ · H96209

rend einer Stunde 209 x 0,025 - 5 »225 ov? Sauerstoff unter norxaalen Bedingungen, also ein Volumen, das 50 mal grosser let als das vorgesehene.

Selbstverständlich kann ee in gewisson Fällen nützlich sein, einen hohen Sauerstoffdruok oo schnell wie möglich zu erreichen, wenn nur eine kleine Sauerstoff menge angesetzt wird. In diesem Falle kann das freie Volumen entsprechend verringert werden. Ss kann in speziellen Fällen auch erhöht werden.

Es wurde eingangs erwähnt", dass die Erfindung hauptsächlich Akkuaulatoren "betrifft, deren Elektroden genügend dicht ■beieinanderliegen, so dass die ElektrolyaeproduÜB die Gasphase praktisch nicht durchlaufen. Es ist tatsächlich bekannt, dass Annäherungen der Elektroden die Diffusion des Sauerstoffs im gelüsten Zustand begünstigt.

Es konnte jedoch festgestellt werden, dass bei dieser Anordnung nicht Immer alle gewünschten Vorteile erreicht werden, wenn nun» lieh der Abstand zwischen den Elektroden nicht in enger Beziehung zu ihrer Kapazität steht. Ea werden z.B. nicht die besten Hosultäte erreicht, wenn relativ dicke Elektroden mit kleinen Abstanden verwendet werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, bei einexa dichten Akkuaulator dünne Elektroden vorzusehen» die vorzugsweise aus einexa dünnen, gesinterten Träger bestehen, der mit aktiver Masse imprägniert iot, wobei die Elektroden gonu

9098 U/0674 bad original

dicht aneinander angeordnet sind, damit die Elektrolyseprodukte praktisch nicht durch die Gasphase gehen. In Inneren des dichten Cehäusea herrscht dabei erfindungsgemäas eine Atmosphäre, die bei Abwesenheit von Lade- oder Überladeatrömen einen wesentlich kleineren als Atmosphärendruck hat, wenigstens in dem Moment, in dem der Akkumulator geschlossen wird«

Die günstigsten Abstände zwischen den Elektroden liegen zwischen etwa 0,1 am und 0,3 am, d.h., f&ss, wenn die Zwischenräume innerhalb dieser Grenzen liegen, erreiohon die Diffusionseraoheinungen der Zlektrolyseprodukte und der Sloktrolytkonvoktion an Ende der Ladung und während der überladung eine ausreichende 23edeutung, um praktisch verwertbar au werden· Darüberhinaue sind die zur Verwirklichung dieser Trennabstände am besten geeigneten Elektroden solche, die au3 einem dünnen, gesinterten Träger bestehen, der mit aktiver Hasse imprägniert ist, und die eine Bicke haben, die zwisohen einigen Zehnteln '.lilliaetorn und etwa 1 Millimeter liegt·

Dichte Akkumulatoren, die dünne Elektroden mit gesintertem Träger enthalten, deren Dicke in der Orössenordnung von C,8 bis 0,9 mm liegt, und die durch sehr kleine Zwischenräume in der Grössenordnung von 0,2 mm getrennt sind, sind in der französischen Patent- ' schrift 1 029 709 und den dazugehörigen Zueatzpatentsohriften 61 382, 61 396 und 67 235 beschrieben, wo auch Kittel zum Aufbau solcher Alvkumulatoron beschrieben sind· Die Arbeitsweise dieser Aickuaulatoren wird.boi Überladung erheblich verbessert, wenn ihr· InnenatmosphUre einen wesentlich kleineren als Atmosphlrendruck hat, so lange kein Lade- oder Uborladestrom vorhanden ist, vtas

9098 U/0674 - _BAD OR1G5NAL

'Al

duroh die Erfindung erreicht werden kann· '

In weiterer Auobildung der Erfindung wird vorgesohlagen» dass die positive Elektrode &«Zt· dar Oohllessung dee Akkumulators teilweise im geladenen Zustand 1st» während die negative Blektrode, die. in bekannter T/eise eine grussere Kapazität hat als die positive Elektrode, entladen ist· Bei der Kombination dieser Vor· kehrung mit einer Untordruckatxaoaphüre gemäss der Erfindung wird im Akkumulator eine Saueratoffbildung erhalten ι die den Erfordernissen besonders gut angepasst ist» so dass er im dichten Zustand mit Diffussion der Slektrolyseprodukte arbeitet« und zwar nloht nur während der überladung» sondern auoh dann» wenn sioh eine Inversion der Akkumulatorspannung auf Grund der Erscheinung er· gibt» dass der Strom weiter duroh den in Frage stehenden Akkumulator flieset» wenn dieser bereite vollständig entladen>iat. Dieser Inversionestrom wird von dt η anderen Akkumulatorzellen der Batterie geliefert» die nooh niaht umgekehrt sind.

Bio Erfindung soll anhand dor Zeichnung nooh näher erläutert werden· Ea zeigern

Pig» 1 einen Vertikaleohnitt duroh eine Vorrichtung zur Sohlieasung der diohten Akkumulatoren unter Vakuum}

4-. Fig· 2 sehematisoh den Sohliessvorgang duroh die Vorrichtung nach Fig· 1; und

Fig· 3 das Gehäuse eines unter Vakuum verschlossenen dichten Akkumulators in grueeorer Sarstellung·

^j BAD ORiGWAL

■ /13

Her in Pig. 3 dargestellte Akkumulator ist ein dichter» sogenannter ⁿKnopfakku". Das Gehäuse» das einen Rotationskörper um die · Achse X-X* darstellt» besteht aus einer unteren Schale 1» die bei la auf eine Oberschale 2 auf geklemmt 1st» deren Hand 2a mit einer isolierenden Dichtung 2b versehen ist· Xm Inneren des Gehäuses sind die aktiven Elemente untergebracht» nä&tfoh die positiven Platten ρ lind die negativen Platten η auf gesinterten Trägern und der Separator β} eine Feder r hält diese Elemente ausammen·

Die Elektroden mit gesintertem !Träger haben eine Dicke von etwa 0,8 bis 0,9 mm» und die Zwischenräume sind efehr klein» und zwar in der Grussenordnung von 0,2 mm· Die gesinterten "Sv&gev sind mit aktivem Material imprägniert· ,,

Die in Fig· 2 dargestellte Vorriohtung dient dazu, den Akkumulator unter Vakuum au versohl!essen· Diese Vorriohtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 3t einer Druckplatte 4» auf der ein Hatrizenträger 5 und ein Presskolben 7 angeordnet sind* Auf dem läatrizenträger 5 ist mittels Schrauben Ca eine Matrize 6 befestigt» die an die Abmessungen des zu versohliessenden AIckumu· lators angepasst 1st· Diese Matrize ist mit einer Dichtung 6b . und einer Aufnahme 6o fUr die untere Sohale 1 des Akkumulators versehen» die auf einem beweglichen Boden θ aufliegt» der duroh die Stange 8a eines nicht dargestellten Kolbens bewegbar ist» der selbst pnetu&atisoh betätigt wird·

Am Ende des Preaekolbens ist mittels einer Schraube 9a ein Sohliesswerkzeug 9 befestigt» das an die Abmessungen des Akkumu-

9098U/067A

U96209

lators und der Matrize 6 angepasst iet. Dieses Sohliessworkzeug weist eine konische Fläche 9b auf ι im Inneren befindet sich ein Ansohlag 1O₉ der mittels einer Feder 10a nach unten gedrängt wird·

Ein Kanal 11» der an eine Yakuuapumpe angeschlossen ist, ermöglicht es, den hermetisch abgeschlossenen Baum 11a zwischen der Matrize 6a' und dem Presskolben 7 zu evakuieren, wenn dieser auf der Züchtung 6b (Pig· 2) aufliegt»

Um «inen Akkumulator mit Hilfe dieser Vorrichtung zu montieren und unter Vakuum zu verschliessen, werden sunäohst die Elektroden, die von der Art mit gesinterten, dünnen !Trägern sind, mit dem Elektrolyten getränkt· Sie positiven Elektroden "p und die negativen Elektroden η werden dann aufeinander gestapelt, wobei zwischen die Elemente die Separatoren 8 zwisohengesohaltet.werden» und auf ,Jeden die geeignete Elektrolytmenge gegossen wird·

Der so gebildete Block wird mit ".-„? Feder r in die Schale 2 gelegt, auf die die Schale 1 aufgesetzt wird; das ganze wird dann in dio Aufnahme 6o eingelegt» Danach wird der Presskolben 7 nach unten bowegt und das Vakuum an den Kaum 11a über den Kanal 11 angelegt» bis ein absoluter Druck von sum Beispiel 10 mmHg erreioht

Auf den beweglichen Boden 8 wird dann eine nach oben gerichtete Kraft mit Hilf· der Stange 8a ausgeübt« die pneumatisch betätigt wird, wie bereits erwähnt, und die Schliessung erfolgt auf die in Fißl 2 erkennbar· ^ffe^ 4ie_nJ$pni,sohe Wand 9b des Werkzeuges

BAD ORiQfNAL

K9620.9 . '

9 erfasst die Sohole 1 bei la» während der Anschlag 10 mittöle der Feder 10a auf dem Hittelteil dee Deckels 1 gehalten wird»

Der in Fig· 5 dargestellte Akkumulator wurd@ eo unter Vakuum verschlossen« Sie B$*»ien würden sich, naeh "unten verformen und dabei eine konkave Fora annehmen, wenn sie nicht durch die im Inneren des Akkumulators angeordneten Elemente gehalten würden«

Bei einer anderen AutfUhrungsform kann es vorteilhaft β ein, sieh dee Vakuumefau bedienen, um die Einführung ^ev richtigen Hektrolytmenge in den Akkumulator au erleichtern. Die dosierte Elektrolytmenge wird zunächst, in eine ICammor eingeführt, und von da aus in den vorher montierten und verschlossenen Akkumulator« der nooh mit einer mit Gewinde versehenen Füllöffnung versehen ist.

Z .2« wird der Akkumulator in eine Aufnahme analog der_N Aufnahme nach Fig· 1 eingelegt und ein Fresskolben ähnlich dem Presskolben 7 kommt, wie bei der Vorrichtung nach Fig· 1, und bildet um den Akkumulator einen durch Auflage einer Dichtung abgedichteten Räumt in dem das Vakuum e**;'.eugt wird· Dieser Raum wird an eine mit der dosierten Slektrolytmengo gefüllte Kammer angeschlossen, und zwar mittels einer Leitung, die durch ein Nadelventil o.dgl. verschlossen ist« Das Nadelventil wird geo*ffnet,und der Elektrolyt durch die Gewinde öffnung vom Akkumulator angesaugt, die anuohliessend durch einen Gewindestopfen mit Hilfe eines in dem dicht abgeschlossenen Raum enthaltenen Meohanismue verschlossen.

BAD ORIGINAL ■_ 9098U/0B74

H96209

"""Al

Bel einer anderen Ausführung**ora der JSrfindung wird der pooitiren Elektrode ρ wahrend der Montage de· Akkumulators eine gewisse Torladung erteilt» d«h« *«B. cwioöhen 5 und lOJf der Anfongskapaei tat, «o dass dieser Seil der positiven Elektrode sieh im geladenen Zustand befindet» der Beet der positiven Elektrode und dl· negative Elektrode eind dabei ungeladen« Der Sehlleeavorgang un* ter Vakuum erfolgt aneohlleeeend auf eine der oben erläuterten Arten· Der Aufbau dee Vakuums la !foment dee dichten Absohlieseene kann eine gewisse Zersetzung der höheren J/lcJteloxyde der posltiven Elektrode hervorrufen» wodurch eine Begrenzung der Vorladung derselben auf einen Wert eulttenig wird, der gerade ausreicht» um dlo gewünsohtt 8aueretoffbildung sowohl bei Überladung als auoh bei Inversion eu erhalten· Die vorgesehen· Uasenahme bewirkt, dass die Kapazität de· betreffenden Akkuaula tor· duroh diejenige begrenst wird» die dem geladenen Teil der negativen Blektroden enspricht, so dass bei einer Inversion die negative Elektrode zuerst umgekehrt wird» wo sofort 8aueratoffbildung hervorgerufen wird· }>ieeer kann nun durch Diffusion in. den Kathodenraum .gelangen» d.h, iß den Raum der positiven Elektrode, weil es sloh.ua eine Inversion handelt« Die SekundUrreaktione^duroh die der gelüste Sauerstoff durch Aufnahme von freiwerdenden Elektronen verbraucht wird» bewirken» dass eine ttasserotoffbildung an tw positiven Elektrode während der Inversion unterdrückt wird«

Ie ist deshalb nicht notwendig» dass diese Vorladung der positiven Elektrode einen groosen Wert erreioht» weil es genügt» daaο diese Vorladung dl· Sekundärreaktions-Ersohelnungen während der

Inversion auslöst. Auf diese Weise wird die Verringerung der ent-

9098U/0674

BAD OR!Q!NAL

H96209

sprechenden nutatoaren Kapaeltttt dee Akkumulators alt Beeug auf die normale Kapasität des Akkumulators» die gleloh der der positiven Elektrode ist» auf einem vernünftigen Wert gehalten, weil diese Verringerung praktieoh gltioh der Vorladung ist» die auf die positive Elektrode aufgebracht 1st·

BAD 9098U/067 4

Claims (1)

1. U96209

   Patentansprüche :

   Verfahren _tsur Herstellung dichter Nickel-Cadmium-Akkuaulatoren, hol denen die dünnen Elektroden entgegengesetster Polarität genügend dicht aneinander!iegen_s so daß die Blektrolyseprodukte praktiaoh nicht durch die Gasphase gehen, venn die Ladungsetromdichte nicht eine bestimmte Orenie überschreitet, und die Kapazität der negativen Blektrode größer ist als die der positiven Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer hohen Ladeoder Uberladestromdichte-Verträglichkeit bei einem von der Lade- bzw. Überladestromdichte abhängigen Druck im Akkumulatorengehäuse letzteres in einem Zeitpunkt unter Vakuum verschlossen wird, in dem die negative Elektrode .einen ungeladenen Teil besitzt, dessen Kapazität größer als die des ungeladenen Teils der positiven Elektrode ist, so daß die Atmosphäre im Inneren des Gehäuses bei Fehlen eines Ladeoder Uberladestroms unter einem wesentlich geringeren als den Atmosphärendruck steht.

   Neue Unterlagen (Art. 7 31 Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 d·· Xnderune·«··, v. 4.9. J3671 ■* -18-

   BAD ORfGJNAL 9098U/0674

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließen des Akkumulatorgehäuses bei teilweise geladener positiver Elektrode, Jedoch vollständig entladener negatirer Elektrode erfolgt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Wahl eines Volumens des freien Raumes in Akkumulator, gemessen in ca , das größenordnungemäßig gleich der Kapazität dee Akkuaulators in Ah ist.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Verschließen des Gehäuses angelegte Unterdruck größer ist als 700 BmHg, d.h. der absolute Druck kleiner ist als 60 mmHg und vorzugsweise in der Größenordnung ton 10 mmHg liegt. ^

   5. Verfahren zum Herstellen eines Akkumulators nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dessen Gehäuse aus einer unteren Schale und einem Deckel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Elemente und der Elektrolyt in die Schale gelegt werden, anschließend diese, mit dem Deckel abgedeckt, in einen umgrenzten, unter Vakuum stehenden Baum gelegt werden, in dem die Befestigung des Deckels-auf der Schale durchgeführt wird·

   U₁₉-

   9098U/0674

   BAD 0R161NM.

   Η96209

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche' 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Elemente ohne Elektrolyt in das Akkumulatorgehäuse gelegt werden, daß das Gehäuse anschließend geschlossen wird,'wobei eine Füllöffnung freibleibt, anschliessend der Akkumulator in einen unter Vakuum stehenden, umschlossenen Baum gelegt wird, und daraufhin die Öffnung mit einer Kammer in Verbindung gebracht wird, in die eine geeignete Elektrolytmenge eingelassen worden ist, und daß anschließend die Öffnung mit Hilfe eines in dem begrenzten Raum enthaltenen Mechanismus durch einen Stopfen verschlossen wird.

   ■*—»T VtViT.-. i -

   COPY 9098 U/0674