DE1771634A1 - Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

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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
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Johnson Keith Northey
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Texas Instruments Inc
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    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80Porous plates, e.g. sintered carriers
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

DP».-IN·. OIPL.-IN·. M.»C. HÖGER - STELLRECHT - GRiESSBACH - HAECKER
A 36 419 h
' 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,
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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
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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
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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-
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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.
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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$, erhöht wird. Da die gesinterte Platte gemäss der Erfindung ferner Poren von gleichmässigerer Grosse hat, so können im wesentlichen die ganzen Oberflächenbereiche während der Herstellung der Akkumulatoren-elektrode aus dieser Platte teilweise korrodiert werden, ohne dass hierdurch überkorrodierte oder geschwächte Bereiche in der Platte entstehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele bezieht,
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Bei den üblichen bekannten, gesirterten Nickelplatten, die bei der Herstellung von Akkumulatorenelektroden verwendet werden, wird ein fein zerteiltes Karbonylnickel-
pulver mit einem porösen, elektrisch leitenden Sieb durch Sintern verbunden. Wenn die Höhe der Porosität und die Porengrösse einer solchen bekannten Platte gemessen werden, so wird festgestellt, dass ungefähr 80$ 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
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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,
Beispiel A
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
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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
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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,
Beispiel B
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
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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.
Beispiel C
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.
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Beispiel p
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!
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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.
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Claims (1)

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    Patentansprüche
    Poröse 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.
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    5. 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 Ansprüche
    6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver aus Nickel ist.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-8,
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    wärme _ 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 109887/0571
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    • h - 137
    11.6.68
    dadurch 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 ausgetrieben
    wird.
    17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-16, ™ dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverndschuhg und das
    Trägerglied auf eine Temperatur zwischen 427° C. und Io93° C. erhitzt werden.
    109**7/0571
DE19681771634 1967-07-28 1968-06-19 Platte zur Verwendung als Elektrodengrundplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung Pending DE1771634A1 (de)

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US65666767A 1967-07-28 1967-07-28

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