DE2318075C3

DE2318075C3 - Vorrichtung zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente

Info

Publication number: DE2318075C3
Application number: DE2318075A
Authority: DE
Inventors: Eckart Dipl.-Phys. Buder; Wolfgang Knabenbauer
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1973-04-11
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2318075A1; DE2318075B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente, insbesondere für alkalische Akkumulatoren, durch Einbringen einer Metallsalzlö= sung aus der nach Fällung die die aktive Masse bildenden Metallverbindungen im Elektrodengerüst verbleiben und wobei nach Einwirkung der Metallsalzlösung die Elektrode kurzzeitig mit heißem Wasser behandelt wird, nach Patent 22 53 077.

Beim Einbringen der aktiven Masse in poröse Elektrodenkörper, insbesondere in Sinter-Elektrodengerüste alkalischer Akkumulatoren, verwendet man im allgemeinen Tränkungsverfahren.

Diesem herkömmlichen Tränkungsverfahren haftet der große Nachteil an, daß die dabei üblichen Verfahrensschritte, wie Eintränken und Trocknen, Fällen, Auswachsen, Trocknen usw., zeitlich und räumlich getrennte Arbeitsvorgänge, viel Zeit in Anspruch nehmen und sehr aufwendig sind, insbesondere da beim Arbeitsgang des Eintränkens jeweils nur eine geringe Menge an aktiver Masse in den Poren fixiert

ίο wird und dementsprechend eine hohe Zyklenzahl nötig ist. Da pro Zyklus der Trocknungsprozeß zweimal erfolgt, wirkt sich dieser Verfahrensschritt besonders stark aus.

Um eine wesentliche Vereinfachung und Beschleuni-

gung bei dem Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste zu erreichen, wird in der DE-OS 20 32 699 vorgeschlagen, die Metallsalzlösung kontinuierlich auf eine Seite des in Bandform vorliegenden porösen Elektrodengerüstes aufzusprühen und das Lösungswasser und flüchtige Reaktionsprodukte oder die bei der Fällung entstehenden Reaktionsprodukte auf der anderen Seite des Bandes abzuführen. Gemäß der in dieser Druckschrift beschriebenen Vorrichtung wird das konstant beheizte bandförmige Elektrodengerüst unter nacheinander angeordneten Sprühstrecken hindurchgeführt, die als Tränkunes-, Fällungs- und V/aschstrecken in der genannten Reihenfolge angeordnet sind und sich beliebig oft wiederholen können; soweit erforderlich, können Trocknungsstrecken zwischengeschaltet werden. Auf der Untenxite des Elektrodenbandes werden die Reaktionsprodukte bzw. das Waschwasser durch einen Luftstrom abgeführt.

Eine solche Vorrichtung ist nicht geeignet für die Durchführung des in dem Hauptpatent 22 53 077

η beschriebenen Verfahrens, gemäß dem die Imprägnierung durch Diffusion erfolgt, da die Elektrolytdiffusion in Oberflächennähe als Folge der Verkrustung der Poren an der Oberfläche stark verringert wird. Infolge der Führung des liegenden, bandfu;migen Elektrodengerüstes durch nacheinander, in einer Linie angeordnete Sprühstrecken nimmt eine solcfte Vorrichtung sehr viel Platz ein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einbringen aktiver Masse in Elektrodengerüste galvani-

i", scher Elemente zu entwickeln, die es ermöglicht, die aktive Masse durch Diffusion bei konstanter Durchlaufgeschwindigkeit des Gerüstes einzubringen und deren Platzbelegung in bezi'g auf die Bodenfläche sehr gering ist.

vi Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie getrennte, doppelseitige Sprühanordnungen aufweisende Kammern zum Einbringen der Metallsalzlösung und der Fällösung in das Elektrodengerüst und zur Behandlung mit der Waschlösung besitzt, daß

v"i zwischen der Kammer zur Behandlung mit der Metallsalzlösung und der Kammer zur Behandlung mit der Fällösung eine eine doppelseitige Strichdüse enthaltende Abspülkammer angeordnet ist und daß durch diese Kammern und die Abspülkammer ein

wi bandförmiges Elektrodengerüst über Umlenkrollen geführt ist.

Erfindungsgemäß kann zwischen der Kammer für die Fällösung und der Kammer für die Waschlösung eine ein rotierendes Bürstenpaar besitzende Reinigungskam-■ mer angeordnet sein.

Die Kammern zur Behandlung mit der Metallsalzlösung, der Fällösung und der Waschlösung und die Abspül- und Reinigungskammern besitzen an den

Durchtrittstellen des bandförmigen Elektrodengerüstes Abstreifer.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Umlenkrollen liegend angeordnet

In jede Kammer können zwei Umlenkrollen im unteren Teil und eine Umlenkrolle im oberen Teil und die Abspül- und Reinigungskammer in Höhe der beiden unteren Rollen angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind jeweils zwei Umlenkrollen und die Abspül- und Reinigungskammern oberhalb der Behälter angeordnet

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Umlenkrollen auch vertikal ,angeordnet sein, wobei jede Kammer mindestens zwei Umlenkrollen enthält.

Im folgenden wird anhand der F i g. 1 bis 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert

Bei den Ausführungsformen gemäß den F i g. 1 und 2 sind die Umlenkrollen liegend angeordnet, d.h. das Band wird liegend geführt

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß der F i g. 3 sind die Umlenkroüen vertikal angeordnet, d. h. das Band wird stehend geführt

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 Muh das Rohsinterband von einer Vorratsrolle in die zur Aufnahme der Metallsalzlösung dienende Kammer 3. Das bandförmige Elektrodengerüst wird in dieser Kammer über drei Umlenkrollen 2 abgelenkt und zur Aufnahme der aktiven Massen über Düsen 5 mit Lösungen besprüht; geeignete Metallsalzlösungen sind in der Stammanmeldung beschrieben. Zwischen der Kammer 3 für die Metallsalzlösung und der Kammer 7 für die Fällösung ist eine Abspülkammer 6 vorgesehen, die durch Abstreifer 4 gegenüber den Kammern abgeschlossen ist. Das durch diese, eine doppelseitige Strichdüse 61 enthaltende Abspülkammer 6 geführte bandförmige Elektrodengerüst Il wird beidseitig mit heißem Wasser angesprüht. Durch die Strichdüse 61 ist eine definiert einstellbare Sprühzone gewährleistet. Die Abtropfzeit wird eingespart und gleichzeitig wird eine oberflächliche Reinigung des bandförmigen Elektrodengerüstes erreicht. In der Kammer 7 wird das Band 11 wieder über drei Umlenkrollen 2 geführt und mit Hilfe von doppelseitigen Sprühanordnungen 5 wird die Fällösung auf den Sinterkörper gesprüht. Anschließend wird das Band durch Abstreifer 4 in die Waschkammer 9 eingeführt, in dieser erfolgt wieder eine Umlenkung über drei Umlenkrollen 2 und eine Besprühung mit heißem Wasser über doppelseitige Sprühanordnungen 5. Über einen weiteren Abstreifer 4 wird das Band 11 aus der Waschkammer 9 herausgeführt und auf einer Rolle 10 aufgewickelt.

Erfindungsgemäß kann zwischen Fällkammer 7 und Waschkammer 9 eine ein rotierendes Bürstenpaar 81 besitzende Reinigungskammer 8 angeordnet werden, um die anhaftende Lauge und einen evtl. vorhandenen Massefilm zu beseitigen. Diese Maßnahme, die nicht unbedingt erforderlich ist, hat günstige Auswirkungen in Richtung auf eine Verringerung der sich anschließenden Waschstrecke im Waschbehälter 9.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.2 sind die oberen Umlenkrollen 2 jeweils oberhalb der Behälter 3, 7, 9 angeordnet Die Abspülkammer 6 und die evtl. vorzusehende Reinigungskammer 8 sind ebenfalls oberhalb und außerhalb der Behälter 3,7,9 angeordnet

ιυ In bezug auf die Bewegungsrichtung des bandförjnigen Elektrodengerüstes 11 liegen diese Kammern 6, 8 jedoch weiterhin zwischen den jeweiligen Kammern. Das Sintergerüst 11 wird jeweils über zwei weitere, außerhalb und oberhalb der Kammern 3, 7, 9

is angeordnete Umlenkrollen 2 durch diese Kammern 6,8 geführt

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig.3 ist das bandförmige Sintergerüst 11 stehend geführt, d. h. !amtliche Umlenkrollen 2, die Vorratsrolle l und die Aufwickelrolle 10 sind vertu·..,!, angeordnet. In jede der drei Kammern 3, 7, 9 wird das Sintergerüsi über mindestens zwei Umlenkrollen umgelenkt und mit Hilfe von doppelseitigen Spriihanordnungen angesprüht Hinter der Kammer 3 für die Metallsalzlösung

2"> bzw. vor i'er Kammer 7 für die Fällösung ist wiederum eine eine doppelseitige Strichdüse 61 enthaltende Abspülkammer 6 vorgesehen. Zwischen den Fäll- und Waschkammern kann wiederum eine Reinigungskammer 8 mit einem rotierenden Bürstenpaar 81 angeord-

iu net werden.

Als Durchmesser der Umlenkrollen 2 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt der Bereich von 15 bis 40 cm in Frage.

In der Praxis werden zur Erreichung gewünschter

i> Masseaufnahmen mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen hintereinander geschaltet.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den F i g. 1 und 2 ist darin zu sehen, daß bei diesen Ausführungsformen die Platzbelegung in bezug

·»" auf die Bodenfläche sehr gering ist. Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 stellt dabei eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dar, da durch das Anordnen von mehreren Umlenkrollen oberhalb der Behälter sich die Abdichtung von Rollenlagern gegenüber dem entspre-

i' chenden Medium zur Verhinderung von Korrosion verringert und das Abdichtungsproblem, das sich bei der Führung durch die Trennwand ergibt, wegfällt.

Als besonderer Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend Fig. 3 ist die kleine Anzahl

''" der Umlenkrollen zu sehen.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann das in der Stammanmeldung beschriebene Verfahren mit einem ?^l:nimum an Platz-, Zeit- und Arbeitsaufwand kontinuierlich durchgeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einbringung aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente, insbesondere alkalische Akkumulatoren, durch Einbringen einer Metallsalzlösung aus der nach Fällung die die aktive Masse bildenden Metallverbindungen im Elektrodengerüst verbleiben und wobei nach Einwirkung der Metallsalzlösung die Elektrode kurzzeitig mit heißem Wasser behandelt wird, nach Patent2253077, dadurch gekennzeichnet, daß sie getrennte, doppelseitige Sprühanordnungen (5) aufweisende Kammern (3, 7,9) zum Einbringen der Metallsalzlösung und der Fällösung in das E'ektrodengerüst und zur Behandlung mit der Waschlösung besitzt, daß zwischen der Kammer (3) zur Behandlung mit der Metallsalzlösung und der Kammer (7) zur Behandlung mit der Fällösung eine eine doppelseitige Strichdüse (61) enthaltende Abspülkamrcf»; (6) angeordnet ist und daß durch diese Kammern (3, 7, 9) und die Abspülkammer (6) ein bandförmiges Elektrodengerüst (11) über Umlenkrollen (2) geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (7) zur Behandlung mit der Fällösung u.id der Kammer (9) zur Behandlung mit der Waschlösung eine ein rotierendes Bürstenpaar (81) besitzende Reinigungskammer (8) angeordnet ist.

3. yorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (3, 7, 9) und die Abspül- und Reinigung "kammern (6, 8) an den Durchtrittsstellen de^c bandförmigen Elekirodengerüstes (11) Abstreifer (4) bes'-ien.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (2) liegend angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kammer (3, 7, 9) zwei UmlcnkroHcn (2) im unteren Teil, eine Umlenkrolle (2) im oberen Teil und die Abspül- und Reinigungskammer (6, 8) in Höhe der beiden unteren Rollen (2) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Umlenkrollen (2) und die Abspül- und Reinigungskammern (6, 8) oberhalb der Kammern (3, 7, 9) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (2) vertikal angeordnet sind und daß jede Kammer (3,7, 9) mindestens zwei Umlenkrollen enthält.