DE1771634A1 - Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
- Publication number
- DE1771634A1 DE1771634A1 DE19681771634 DE1771634A DE1771634A1 DE 1771634 A1 DE1771634 A1 DE 1771634A1 DE 19681771634 DE19681771634 DE 19681771634 DE 1771634 A DE1771634 A DE 1771634A DE 1771634 A1 DE1771634 A1 DE 1771634A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- powder
- plate
- nickel
- metal
- support member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
A 36 419 h
' Ii - ta
12.6.68
' Ii - ta
12.6.68
U.S.Ser.No.656,667
Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, U.S.A.
Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Erfindung betrifft eine poröse Platte zur Verwendung als Grundplatte für Akkumulatoren mit einem porösen,
elektrisch leitenden Trägerglied, mit dem Metallteilchen durch Sintern verbunden sind,und ferner ein Verfahren zu
ihrer Herstellung»
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Plattenmaterialien
zur Verwendung als Elektrodengrundplat„te
für Akkumulatoren wird ein fein verteiltes Metallpulver
wie beispielsweise Karbonyl-ilickel-Pulver auf einem porösen,
109887/0571
18.6.1968
elektrisch leitenden Metallsieb abgelagert. Das Pulver und das Sieb werden dann erhitzt, um das Metallpulver durch Sintern
mit dem Sieb zu verbinden und hierdurch eine poröse Platte zu schaffen. Wenn eine derartige Platte anschließend zur
Bildung einer Akkumulatorenelektrode verwendet wird, so wird diese Platte in ein entsprechendes Bad zum Ausfüllen der Plattenporen
mit Nickelhydroxidmaterial eingetaucht. Ein Teil dieses Nickelhydroxidmaterials wird aus dem Bad niedergeschlagen, in
dem die Platte eingetaucht wird, und ein Teil dieses Nickelhydroxids
wird als Ergebnis einer Korrosion der gesinterten Nickelpartikel der Platte durch Reaktion mit dem Bad gebildet.
Anschließend werden alle diese Nickelhydroxidteile kathodisch in elektrochemisch aktive Beta-.Nickel (III)-Hydroxide
(active/3-nickelic hydroxides) umgewandelt, um dadurch die
gewünschte Akkumulatorenelektrode herzustellen. Es ergibt sich so, daß, obwohl eine übermäßige Korrosion die Plattenfestigkeit
reduzieren würde, eine gewisse Plattenkorrosion insofern erwünscht ist, als diese zur Bildung des elektrochemisch
aktiven Materials beiträgt und die Ladungskapazität der sich ergebenden Akkumulatorenelektrode erhöht.
Ee wurde jedoch festgestellt, daß während des üblichen elektrodenbildenden
Verfahrens, bei dem Nickelhydroxid
109887/0571 " 3 "
A 36 419 h
h - ta
12.6.68 - 3 -
in den Plattenporen angesammelt wird, eine sehr geringe Korrosion im Plattenmaterial innerhalb von Plattenporen
unterhalb einer minimalen G-rösse auftritt. Es wurde
ferner festgestellt, dass bei den bekannten Platten ein erheblicher Teil ihres Porenvolumens solche Poren mit
dieser minimalen Grosse oder einer geringeren Grosse
ausmachen. Wenn daher die üblichen gesinterten Platten
en während die Elektrodenbildung korrodiert we.rdT, so ist
diese Korrosion auf einen kleinen Teil der verfügbaren Plattenoberflächenbereiche beschränkt,und die Korrosion
der Platte ergibt nur einen begrenzten Beitrag zur Ladungskapazität der sich ergebenden Elektrode.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Grundplatte dieser Art zu schaffen, bei der eine grö'ssere
Korrosion und damit eine grössere Ladungskapazität erzielt werden kann. Die3e Aufgabe wird bei der eingangs
erwähnten Platte gemäsa der Erfindung dadurch gelöst, dass
die Platte gemessen am Gesamtvolumen einen überwiegenden Porenanteil hat und nur ein geringer Anteil der Poren
kleiner als eine vorbestimmte maximale Querdimension,
vorzugsweise kleiner als 7 AX in der maximalen Querdimension
ist. Eine derartigen Platte kann dann in erheblichem Umfang
109887/0571
h - ta
12.6.68 - 4 - ".
ohne merkliche Reduktion der Festigkeit der Platte korrodiert werden, wobei diese Platte hierdurch einen erheblichen
Beitrag zur Ladekapazität der Akkumulatorenelektrode leistet. Dabei sind derartige Platten kräftig und billig in
ihrer Herstellung.
Die Erfindung betrifft ferner ein einfaches und ein billiges Verfahren, um derartige erfindungsgemässe gesinterte
Metallplatten herzustellen ,und das Neue wird gemäss der Erfindung darin gesehen, dass ein Metallpulver mit einem
wärmezersetzbaren Pulver zu einer Pulvermischung gemischt wird, dass die Pulvermischung auf ein poröses, elektrisch
leitendes Trägerglied aufgebracht wird und dass der so geschaffene Gegenstand erhitzt wird, um das wärmezersetzbare
Pulver zu zersetzen und den Metallbestandteil mit dem Trägerglied durch Sintern zu verbinden.
Das neuartige und verbesserte Verfahren gemäss der Erfindung zur Herstellung von porösen, gesinterten Platten weist also
einen Verfahrensschritt auf, nach dem fein zerteiltes Metallpulver, wie beispielsweise Karbonyl-Mckel-Pulver, mit einem
feinzerteilten, durch Wärme zersetzbaren Pulver kräftig gemischt wird. Wenn beispielsweise das Metallpulver Karbonyl-Nickel-Pulver
enthält, so ist in bevorzugter Weise daa zersetzbare Pulver eine Verbindung dieses Metalles, beispiels-
109887/0571 _ * _
A 36 4I9 h
•h - ta '
12.6.68 - 5 -
weise Nickeloxid^ !Tickeiformiat- oder Nickelkarbonatpulver.
Gegebenenfalls kann ein Plüssigkeitsträger der Pulvermischung
zur Bildung eines Breies zugegeben werden. Die Pulvermischung wird dann in trockener oder Breiform auf
einem porösen, elektrisch leitenden Trägerglied aufgebracht, wie beispielsweise einem gewebten Hickelsieb, um so eine
Schicht gleichmässiger Stärke zu beiden Seiten dieses Trägergliedes
zu bilden. Die Pulvermischung und das Sieb werden dann erwärmt, um das durch Wärme zersetzbare Material
zu zersetzen und um die Metallbestandteile der Pulvermischung durch Sintern mit dem Trägerglied zu verbinden,
so dass sich nun eine gesinterte Platte mit einem hohen Porositätsanteil ergibt, wobei die Poren nur in einer
minimalen Anzahl unterhalb einer vorbestimmten Porengrösse sind. Daa durch Wärme zersetzbare Material in der Pulvermischung,
wie sie oben beschrieben wurde, weist vorzugsweise eine Verbindung des betreffenden Metallpulvers auf,
derart dass die anschliessende Zersetzung des wärmezersetzbaren Materials ein Restmaterial übriglässt, das aus dem gleichen
Material wie das Metallpulver ist. Dieses Reatmaterial ist in besonderem Maße in dem elektrodenbildenden Verfahren
reaktionsfähig oder korrodierbar und ergibt einen beträchtlichen Beitrag zur Ladekapazität einer aus einer solchen
Platte hergestellten Elektrode.
» 6 — 109887/0571
A 36 419 h 177 163A
h - ta
12.6.68 - 6 -
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist einfach und billig
in seiner Durchführung und ergibt trotzdem eine gesinterte Platte mit verbesserten Porenmerkmalen. Mit anderen Worten,
die neuartige und verbesserte, gesinterte Platte gemäss der Erfindung hat einmal einen hohen Porenanteil,und zum anderen
besteht nur ein geringer Anteil dieses gesamten Porenvolumens aus Poren, die kleiner als eine vorbestimmte Grosse sind.
Bei der anschliessenden Verwendung der gesinterten Platte gemäss der Erfindung bei der Herstellung von Akkumulatorenelektroden
kann die Korrosion des Plattenmaterials innerhalb im wesentlichen aller Poren dieser Platte eintreten, wodurch
die Ladekapazität der so gebildeten Elektrode erheblich, beispielsweise bis zu 15$, erhöht wird. Da die gesinterte
Platte gemäss der Erfindung ferner Poren von gleichmässigerer Grosse hat, so können im wesentlichen die ganzen Oberflächenbereiche
während der Herstellung der Akkumulatoren-elektrode
aus dieser Platte teilweise korrodiert werden, ohne dass hierdurch überkorrodierte oder geschwächte Bereiche in der
Platte entstehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die sich auf bevorzugte
Ausführungsbeispiele bezieht,
- 7 - · 109887/0571
A 36 419 h h - ta
12.6.68 - 7 -
Bei den üblichen bekannten, gesirterten Nickelplatten,
die bei der Herstellung von Akkumulatorenelektroden verwendet werden, wird ein fein zerteiltes Karbonylnickel-
pulver mit einem porösen, elektrisch leitenden Sieb durch Sintern verbunden. Wenn die Höhe der Porosität und die
Porengrösse einer solchen bekannten Platte gemessen werden, so wird festgestellt, dass ungefähr 80$ des Plattenvolumens
durch Poren eingenommen wird, die in ihrer Grosse zwischen 1 - 20/u oder mehr in ihrer maximalen Querdimension
variieren. Als besonders wichtig wurde festgestellt, dass bis zu 40 bis 75$ dieses gesamten Porenvolumens Poren
von weniger als ungefähr 10 /U und bis zu 30$ der Poren
kleiner als 7 Ax in ihrer maximalen Querdimension sind.
in Wenn derartige bekannte, gesinterte Platten ein Imprägnierbad bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Elektroden
geworfen werden, so sammelt sich Nickelhydroxid in diesen Plat tenporen. Ein Teil dieses Niekelhydroxids ergibt sich aus
den Nickelionen des Imprägnierbades, während ein zusätzlicher Teil dieses Nickelhydroxids als Ergebnis einer Korrosion
des Plattenmaterials durch das Imprägnierbad gebildet wird. Diee bedeutet, dass die Bäder, die üblicherweise abwechselnd
Bäder aus Ilitrat und alkalischen Lösungen sein können, eine
109887/0571
A 36 419 h
•h - ta -
12.6.68 - 8 -
Oxidation der Nickeloberflächen der Platte verursachen, um so einen Teil des in den Poren sich ansammelnden
Nickelhydroxids zu bilden. Wenn dieses Nickelhydroxid anschliessend in ein elektrochemisch aktives Llaterial umgewandelt
wird, so trägt diese Plattenkorrosion zu der Ladekapazität der Elektrode aus dieser Platte bei.
Es wurde jedoch festgestellt, dass im wesentlichen
keine Korrosion bei dem bekannten gesinterten Plattenraaterial innerhalb von Plattenporen eintritt, die kleiner als 7 /u.
sind, und nur eine begrenzte Korrosion in Poren, die kleiner als 10/U sind. Dies bedeutet, dass beim Eintauchen der
Platte in ein Imprägnierbad zur Herstellung von Elektroden aus dieser Platte im wesentlichen die ganze Plattenkorrosion
in den Plattenporen eintritt, die grosser als ungefähr 7/u
in ihrer Querdimension sind. Obgleich es einleuchtend ist, dass eine übermässige Plattenkorrosion insofern unerwünscht
ist, als hierdurch die Festigkeit der Platte reduziert wird, so ist es doch günstig, die ganze Plattenoberfläche in
einem begrenzten Umfang zu korrodieren, um so eine maximale Ladekapazität der sich bildenden Elektrode zu erhalten, ohne
dass die Plattenkonstruktion in irgend einem bestimmten Bereich übermässig korrodiert und dadurch geschwächt wird.
- 9 -109887/0S71
Δ 36 419 h
12.6.68 - 9 -
G-emäss der Erfindung werden deshalb gesinterte ITickelplatten
und dergl. mit einem hohen Anteil an Porosität und mit
einer steuerbaren PDrengrösse geschaffen, so dass im wesentlichen die ganzen ITickeloberflächen der Platte in
einem vorbestimmten Umfang während der Umwandlung der Platte zu einer Elektrode korrodiert werden. Dies bedeutet,
dass die neuartige und verbesserte Platte gemäss der Erfindung
derart ist, dass nur ein unbedeutsamer Teil des Porenvolumens aus Poren besteht, die kleiner als 7/u in Querdimension
aind. Dagegen wird der Anteil des Plattenporenvolumens mit Poren von ungefähr 10 - 20/u auf einer maximalen Höhe gehalten,
um so sicherzustellen, dass eine hohe und gleichmässige Plattenporosität
erreicht wird.
Gemäss der Erfindung wird diese neuartige, gesinterte Platte dadurch hergestellt, dass ein fein zerteiltes, wärmezersetzbares
Material, wie beispielsweise Nickelkarbonair, Mckelformiat·
oder Nickeloxidpulver mit fein zerteiltem Karbonylnickelpulver gemischt wird, um so eine Plattenpulvermischung zu bilden.
Vorzugsweise wird eine ausreichende Menge von wärmezersetz-
barem Pulver verwendet, so dass das wärmezersetzbare Pulver
ungefähr 7-18 Molprozent der sich ergebenden Pulvermischung
aufweist. Die verschiedenen Pulverarten weisen vorzugsweise
kleine Teilchen derart auf, dass das Pulver flockig ist und
109887/0571 - 10 -
12.6.68 - 10 -
eine niedrige Dichte pro Volumeneinheit hat. Beispielsweise hat das Karbonylnickelpulver vorzugsweise eine durchschnittliche
Partikelgrösse zwischen 3,4 - 3,6 /U und ein Eaumgewicht von ungefähr 0,5 - 1,0 g pro Kubikzentimeter.
Vorzugsweise hat auch das wärmezersetzbare Pulver eine kleine
Partikelgrösse und eine niedrige Dichte pro Volumeneinheit. Bevorzugt wird beispielsweise ein Nickelkarbonatpulver, bei
dem sämtliche Teilchen wesentlich kleiner als 40/ü sind
und das ein Raumgewicht von ungefähr 0,4 g pro Kubikzentimeter hat. Wenn Nickelformatpulver in ähnlicher Weise als wärmezersetzbares
Pulver verwendet wird, so hat dieses Pulver vorzugsweise eine Durchschnittsgröese von ungefähr 12/ü und ein
Raumgewicht von ungefähr 2,5 g pro Kubikzentimeter. Vorzugsweise ist das wärmezersetzbare Pulver geeignet, sich bei
einer Temperatur im wesentlichen unter ungefähr 1093 C zu zersetzen.
Diese Plattenpulvermischung wird dann auf einem gelochten,
oder porösen, elektrisch leitenden Trägerglied, wie beispielsweise einem aus Draht gewebten Nickelsieb,aufgebracht. In
einer Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung wird diese Plattenpulvermischung auf dem Trägerglied in
trockener Form dadurch aufgebracht, dass das Trägerglied in eine ausreichende Menge der Trockenpulvermischung so eingetaucht
wird, dass die Pulverrnischung sämtliche Oberflächenteile
109887/0571
- 11 -
h - ta
12.6.68 - 11 -
des Trägergliedes berührt. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Pulvermischung zuerst mit
einer ausreichenden Menge eines verflüchtigbaren Flüssigkeitszusatzes gemischt, beispielsweise einer Mischung
aus Wasser und Alkohol, so dass sich ein Brei mit der Konsistenz einer homogenen Pastebildet. Dieser Brei wird
dann auf dem Trägerglied ausgebreitet, so dass die Poren des Trägergliedes gefüllt und die ganzen Oberflächen
des Trägergliedes abgedeckt werden. Vorzugsweise wird dann der Brei zum Entfernen des Flüssigkeitszusatzes
und zum vorläufigen Anhängen der Pulvermischung am Trägerglied erwärmt. Um dieses zeitweilige Anhängen der Pulvermischung
am Trägerglied zu verbessern, kann im Flüssigkeitsträger des Breies noch ein Bindemittel, wie beispielsweise
Polyäthylenoxid oder Methylzellulose,aufgelöst werden,
das dazu dient, die Pulverteilchen an den Trägerflächen nach Entfernung des Flüssigkeitszusatzes zu halten.
Die" Plattenpulvermischung und das Trägerglied werden dann in
einer reduzierenden Atmosphäre eines Wasserstoffgases,
eines exothermischen Gases oder dergl. erwärmt, um so
die Karbonylnickelmetallteilchen mit dem Trägerglied durch Sintern zu verbinden und die gewünschte poröse Platte zu
schaffen. Vorzugsweise werden das Pulver und das Trägerglied auf eine Temperatur zwischen ungefähr 760° C und 1O93°C ungefähr
109887/0571
- 12 -
h - ta
12.6.68 - 12 -
15 - 30 Minuten lang erwärmt, um diesen Sintervorgang durchzuführen. Dieses Sintern kann auch bei Temperaturen
bis auf 4270C herunter durchgeführt werden, wenn längere
Sinterzeiten verwendet werden. Bei diesen Temperaturen wird das die vorläufige Bindung erzielende Bindematerial,
beispielsweise Polyäthylenoxid oder Methylzellulose oder dergl,, rasch von dem abgedeckten Trägerglied abgebrannt.
Zusätzlich wird die durch Wärme zersetzbare Verbindung in der Plattenpulvermischung zersetzt. Hierdurch ergibt sich
die Bildung einer sehr grossen Anzahl von Poren von mindestens einer vorbestimmten minimalen Grosse in der so gesinterten
Platte. Dies bedeutet, dass diese Platte nun bis zu 84,3$
ihres gesamten Volumens aus Poren besteht und bis herunter zu 22$ dieses Porenvolumens Poren sind, deren Grosse
kleiner als 10/u ist, und weniger als ungefähr 15$ dieser
Poren Poren von weniger als 7 Ai, Wenn das durch Wärme zersetzbare
Pulver eine Metallverbindung des Metallpulvers der Pulvermischung ist, so ergibt die Zersetzung dieser Verbindung
einen Metallrückstand, der ebenfalls mit dem Trägerglied und mit den anderen Metallteilchen der Pulvermischung durch
Sintern verbunden wird. Dieser Metallrest bildet einen sehr erwünschten Teil der sich ergebenden Plattenkonstruktion,
weil dieses Restmaterial sehr reaktionsfähig ist und sehr leicht korrodiert, wenn die Platte anschliessend zur Her- ·
stellung von Elektroden verwendet wird.
1 09887/0571
Λ 36 419 h 177163<
■h - ta
12.6.68 - 13 -
Vorzugsweise werden verhältnismässig hohe Sintertemperaturen
von der Grössenordnung von 10650G "beim Verfahren gemäss
der Erfindung verwendet, um so eine Platte mit hoher Festigkeit und grossem Y/iderstand gegen Abschuppen zu
bilden. Die Verwendung einer höheren Sintertemperatur hat ferner die Tendenz, die Grosse der Durchschnittsporen in der
sich so ergebenden Platte zu erhöhen. Wenn eine solche
Temperatur beim Sintern der Pulvermischung gemäss der Erfindung benützt wird, so ergeben diese hohen Sintertemperaturen
ausserdem noch die Tendenz, die Anzahl der Plattenporen in dem erwünschten Grössehbereich zwischen 10 bis 20/U auf
einen maximalen Anteil zu bringen, ohne dass hierdurch
ein merklicher Verlust an der ganzen Plattenporosität entsteht,
Karbonylnickelpulver mit einem Raumgewicht von ungefähr 1 g
pro Kubikzentimeter wird gründlich mit einer ausreichenden Menge eines Nickelkarbonatpulvers so gemischt, dass das
Niokelkarbonatpulver ungefähr 18 Molprozent der sich ergebenden
PlattenpulVermischung beträgt. Anschliessend wird ein
Flüssigkeitsträger dadurch hergestellt, dass ungefähr 10 Gew.# Polyäthylenoxid oder Methylzellulose in einem Lösungsmittel
aus 80# Methanol und 20$ Wasser gelöst wird. Die Pulvermischung
wird dann mit dem Flüssigkeitsträger gemischt, um einen Brei zu bilden, der eine glatte Pastenkonaistenz
109887/0571
- 14 -
h - ta
12.6.68 - 14 -
hat. Der Brei wird dann auf beiden Seiten eines gewobenen
Draht-Nickel-Siebs von 20 mesh ausgebreitet. Der Siebdraht hat eine Stärke von ungefähr 0,178 mm. Eine ausreichende
Breimenge wird auf diesem Sieb aufgebracht, um so ein abgedecktes Sieb von einer Gesamtstärke von 0,635 mm
zu bilden. Nach Trocknen des Breies durch eine geringe Erwärmung zum Entfernen des Plüssigkeitsträgers wird das
abgedeckte Sieb auf ungefähr 1^0650G ungefähr 15 Minuten
lang erwärmt, um so den Polyäthylenoxidbestandteil des Breies abzubrennen, das Nickel-Karbonat-Pulver zu
zersetzen und ferner die Metallkomponente der Pulvermischung durch Sintern mit dem Sieb zu verbinden und damit
die gewünschte Platte herzustellen. Der Restnickel, der bei Zersetzung dee Nickelkarbonatpulvers übrig geblieben
ist, wird ebenfalls durch Sintern mit dem Sifcb während
der Erwärmung verbunden. Die sich so ergebende Platte hat eine Porosität^ von 84,3 ^,und weniger als ungefähr 22#
dieses Porenvolumens sind Poren von weniger als ungefähr 10 Ai
Bei dieser Platte sind also weniger als 12# des gesamten Porenvolumens
Poren von weniger als 1 Ax, Die Platte hat eine ausreichende und vorteilhafte Festigkeit und ist dadurch
charakterisiert, dass bei ihr irgendwelche merkbaren geschwächten Bereiche fehlen. Bei einer nachfolgenden Korrosion
der Platte in einem üblichen elektroden-bildenden Verfahren
korrodiert die Platte ungefähr um 5# mehr als die bekannte
109887/0571 -15-
h - ta
12.6.68 " . - 15 -
gesinterte Platte und ergibt so eine Elektrode mit einer
9$ höheren Kapazität als eine Elektrode, die nach dem gleichen-Verfahren aus einer üblichen und bekannten
gesinterten Platte hergestellt ist. Es wird angenommen, dass im wesentlichen der ganze Restnickel, der durch
die Zersetzung von Nickelkarbonatpulver übrig bleibt, während der Bildung der Elektrode korrodiert wird,
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden Nickelkarbonat und Karbonylnickelpulver miteinander zu
einer Pulvermischung gemischt, wobei ungefähr 14 Molprozente des Nickelkarbonatpulvers vorhanden sind. Nach Mischen
dieser Pulvermischung mit einem Flüssigkeitsträger entsprechend dem Beispiel A wird-die Pulvermischung auf den
Oberflächen aus einem gewobenen Drahtnickelsieb von 20 mesh,
wie oben beschrieben, aufgebracht und bei einer Temperatur von ungefähr 10650C eine Sinterung 15 Minuten lang durchgeführt.
Die sich so ergebende Platte hat eine Gesamtporosität
von ungefähr 83.6$, wobei weniger als ungefähr 26,5$ dieses
Porenvolumens Poren von weniger als ungefähr 10/U
und weniger als 11$ des gesamten Porenvolumens Poren von
weniger als 7/u sind. Bei der nachfolgenden Korrosion dieser
Platte in dem üblichen elektrodenbildenden Verfahren korrodiert diese Platte ungefähr 10$ mehr als die bekannten
109887/0571 - 16 -
. A 36 419 h
h - ta
12.6.68 - 16 -
h - ta
12.6.68 - 16 -
gesinterten Platten, und es wurde festgeestellt, dass so eine Elektrode hergestellt wurde, die eine
15$ höhere Kapazität als eine Elektro'de hatte, die nach dem gleichen Verfahren aus einer üblichen bekannten
gesinterten Platte hergestellt ist. Diese Platte hatte
ebenfalls eine ausgezeichnete Festigkeit und zeigte keine Schuppenbildung.
Wenn eine ähnliche Pulvermischung unter Verwendung von ungefähr 7 Molprozent Nickelkarbonatpulver in Kombination
mit Karbonylnickelpulver hergestellt wird, so hat die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Platte
eine Gesamtporosität von ungefähr 81,75$. Dabei bilden ungefähr 31$ dieses Porenvolumens Poren von weniger als
ungefähr 10/u und weniger als ungefähr 15$ des gesamten
Porenvolumens sind Poren, die kleiner als ungefähr 7/ü sind,
Wenn eine solche Platte zu einer Elektrode nach dem üblichen Verfahren angeformt wird, hat diese Platte eine
ungefähr 5$ grössere Korrosion als die bekannten gesinterten
Platten und ergibt eine Elektrode mit einer ungefähr 2$ grösseren Kapazität als eine Elektrode aus
einer üblichen Platte.
- 17 -109887/0571
12.6.68 - 17 -
Wenn eine ähnliche Plattenpulvermischung unter Verwendung
von IO MolprozentenlTickeloxidpulver in Kombination mit Karbonylnickelpulver hergestellt wird, so hat diese
Platte nach dem oben beschriebenen Verfahren eine Gesamtporosität von ungefähr 80,5$,und lediglich ungefähr 34$
des Porenvolumens sind Poren von weniger als "IQ AX, Bei
Umwandlung dieser Platte nach dem üblichen, bekannten Elektrodenverfahren korrodiert diese Platte ungefähr 2$
mehr als eine bekannte gesinterte Platte und ergibt eine Elektrode, die eine 7$ grössere Kapazität als eine Elektrode
hat, die nach dem gleichen Verfahren aus einer bekannten gesinterten Platte hergestellt ist.
Es ergibt sich so, dass die Verwendung eines durch Wärme zersetzbaren Pulvers in Kombination mit Metallpulvern zur
Bildung von gesinterten Platten eine Plattenkonstruktion ergibt, die durch eine verbesserte Porosität und im besonderen
eine verbesserte Porengrössenverteilung charakterisiert ist. Diese verbesserten Platten führen im Zusammenhang
mit den üblichen Verfahren zur Elektrodenherstellung zu Elektroden mit einer erhöhten Ladekapazität pro Volumeneinheit.
Dies bedeutet, dass die erfindungsgemässen Platten
bei der Durchführung des Elektrodenherstellungsverfahrens weitgehend Korrodieren, so dass das korrodierte Plattenmateria!
- 18 109887/0571
A 36 419 h
h - ta
12.6.68 - 18 -
in beträchtlicher und bedeutsamer Weise zu der Ladekapazität
der aus solchen Platten hergestellten Elektroden beiträgt. Da diese verbesserten Korrosionseigenschaften dadurch erzielt
werden, dass mehr Oberflächenbereiche der Platten an diesem Korrosionsverfahren teilnehmen, so ergeben diese verbesserten
Korrosionseigenschaften nicht etwa eine übermässige Schwächung der Plattenkonstruktion während der Elektrodenherstellung,
Wenn das durch" Wärme zersetzbare Pulver gemäse der Erfindung
Metallverbindungen des gleichen Metalles enthält, welches den Hauptanteil der gesinterten Platte bildet, so hinterlässt
die Zersetzung dieses zersetzbaren Pulvers einen Metallrest, der im besonderen bei der Erhöhung der Ladekapazität
der Elektroden wirksam ist, die aus dieser verbesserten Platte hergestellt werden. Das Verfahren gemäss der Erfindung
ist ferner einfach und billig durchzuführen, so dass die Verbesserungen des Verfahrens bei einer geringfügigen Kostenerhöhung
erzielt werden.
- 19 109887/0571
Claims (1)
- h - 137
11.6.68PatentansprüchePoröse Platte zur Verwendung als Grundplatte für Akkumulatoren mit einem porösen ,elektrisch leitenden Trägerglied, mit dem Metallteilchen durch Sintern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte gemessen am Gesamtvolumen einen überwiegenden Porenanteil hat und nur ein geringer Anteil der Poren kleiner als eine vorbestimmte maximale Querdimension, vorzugs weise kleiner als f/t in der maximalen Querdimension,ist.2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenanteil nindestens ungefähr So% beträgt.3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weniger als 15% des Porenanteils Poren mit einer maximalen Querdimension von weniger als 7^' sind.k. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Trägerglied ein Sieb, vorzugsweise ein Metallsieb, ist.- 30-109887/0571h - 137 11.6.685. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Trägerglied und/oder die Metallteilchen aus Nickel sind,6. Verfahren zum Herstellen einer Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallpulver mit einem wärmezersetzbaren Pulver zu einer Pulvermischung gemischt wird, dass die Pulvermischung auf ein poröses,elektrisch leitendes Trägerglied aufgebracht wird und dass der so geschaffene Gegenstand erhitzt wird, um das wärmezersetzbare Pulver zu zersetzen und den Metallbestandteil mit dem Trägerglied durch Sintern zu verbinden.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmezersetzbare Pulver eine Verbindung des Metalles ist, das im Metallpulver vorhanden ist.8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver aus Nickel ist.9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-8,109887/0571 "21 -A 36 419 h• h - 137 2411.6.68wärme _ dadurch gekennzeichnet, dass das ,zersetzbare Pulver eine Nickelverbindung ist, insbesondere Nickelkarbonat und/oder NickeIformiat und/oder Nickeloxid.10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-9» dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung Nickel-.pulver und Nickelkarbonatpulver aufweist.11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6- lo, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerglied ein Nickelsieb ist.12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmezersetzbare Pulver und das Metallpulver Teilchen von solcher Grosse aufweisen, dass ihr Raumgewicht kleiner als 3 Gramm pro Kubikzentimeter ist.13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmezersetzbare Pulver und das Metallpulver Teilchen von solcher Grosse aufweisen, dass das Raumgewicht ungefähr 1 Gramm pro Kubikzentimeter oder kleiner ist.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6- 13 109887/057122A 36 419 h• h - 13711.6.68dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmezersetzbare Pulver 7-18 Molprozent der Pulvermischung ausmacht.15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Nickelkarbonatpulver dieses 14 Mblprozent der gesamten Pulvermischung^ ausmacht.16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung zusammen mit einem Plüssigkeitsträger zur Bildung eines Breies gemischt wird, der auf dem Trägerglied aufgebracht wird, worauf der Plüssigkeitsträger durch Erwärmen ausgetriebenwird.17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-16, ™ dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverndschuhg und dasTrägerglied auf eine Temperatur zwischen 427° C. und Io93° C. erhitzt werden.109**7/0571
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US65666767A | 1967-07-28 | 1967-07-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1771634A1 true DE1771634A1 (de) | 1972-02-10 |
Family
ID=24634045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681771634 Pending DE1771634A1 (de) | 1967-07-28 | 1968-06-19 | Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1771634A1 (de) |
FR (1) | FR1562689A (de) |
GB (1) | GB1214226A (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA989648A (en) * | 1973-02-22 | 1976-05-25 | Herbert A. Hancock | Production of porous nickel plates |
IN153206B (de) * | 1980-01-09 | 1984-06-16 | Yardney Electric Corp | |
FR2484146B1 (fr) * | 1980-06-05 | 1986-08-01 | Sersen | Procede de fabrication d'electrodes pour appareils electrochimiques fonctionnant avec une solution aqueuse ou analogue |
US4613369A (en) * | 1984-06-27 | 1986-09-23 | Pall Corporation | Porous metal article and method of making |
US4562039A (en) * | 1984-06-27 | 1985-12-31 | Pall Corporation | Porous metal article and method of making |
JPH01189866A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-31 | Hitachi Ltd | 溶融塩型燃料電池用アノードとその製造方法 |
-
1968
- 1968-05-14 GB GB22815/68A patent/GB1214226A/en not_active Expired
- 1968-05-14 FR FR1562689D patent/FR1562689A/fr not_active Expired
- 1968-06-19 DE DE19681771634 patent/DE1771634A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1214226A (en) | 1970-12-02 |
FR1562689A (de) | 1969-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2902645A1 (de) | Batteriepaste und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2836836A1 (de) | Luftelektroden | |
DE2511557A1 (de) | Hydrophile elektrode und ihre herstellung | |
DE2912272A1 (de) | Hochporoese elektrodenkoerper fuer elektrische akkumulatoren und verfahren zu deren herstellung | |
DE2720528A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer brennstoffzellenelektrode | |
DE2720529A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer brennstoffzellenelektrode | |
DE1771663A1 (de) | Poren- bzw. poroese Elektroden und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2837468C3 (de) | Quecksilberfreie Zinkelektrode | |
DE2835506A1 (de) | Biporoese raney-nickel-elektrode und verfahren zu deren herstellung | |
DE2510707C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Eisenelektroden | |
DE1271233B (de) | Verfahren zum Herstellen aktiver Massen fuer Elektroden von elektrischen Sammlern | |
DE1771634A1 (de) | Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2100749B2 (de) | Gasdiffusionselektrode | |
DE2524774A1 (de) | Negative kobalt-elektrode fuer alkalische akkumulatoren und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE1011021B (de) | Negative Elektroden fuer galvanische Elemente und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
EP0143199B1 (de) | Sauerstoffelektrode für alkalische galvanische Elemente und Verfahren ihrer Herstellung | |
DE2354992C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Elektroden für galvanische Elemente | |
DE1671485A1 (de) | Traegerplatte fuer die Verwendung in elektrochemischen Einrichtungen | |
DE1546728A1 (de) | Silberhaltige poroese Sauerstoffelektrode | |
DE1496186A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer Brennstoffzellen | |
DE1904609C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffelektrode | |
DE2223149B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Pulverelektrode für galvanische Elemente aus aktiver Masse, Kohlenstoff und leitfähigem Material mit dendritischer Struktur | |
DE1471756B2 (de) | Palladium-raney-legierung fuer brennstoffzellen-elektroden | |
DE1964568C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für eine Brennstoffelektrode und einer Elektrode mit diesem Katalysator | |
DE3822539C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer negativen Speicherelektrode für alkalische Akkumulatoren |