DE2335268B2 - Elektrode fuer bleiakkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektroden für Bleiakkumulatoren, die wenigstens aus zwei pastierten Gittern bestehen

Derartige Elektroden sind bereits bekannt (US-PS 53 145). In einer Ausführungsform setzen sie sich aus drei zu einer Elektrode zusammengefügten einzelnen rechtwinkligen Gittern zusammen, zwischen deren äußeren Rahmen sich parallel hierzu oder radial bzw. teilkreisförmig angeordnete Gitterleisten erstrecken, die für eine erhebliche Vergrößerung der Oberfläche Sorge tragen. Auf die Oberflächen der Gitter ist eine pastöse Masse als aktives Material aufgebracht. Derartige aus mehreren pastierten Gittern zusammengesetzte Elektroden zeichnen sich nicht nur in der Fertigung durch relativ geringe Kosten aus, sie sind im Betrieb auch relativ langlebig und haben eine hohe Ladungskapazität.

Für die Herstellung von Bleiakkumulatoren ist es auch bekannt, die einzelnen Platten oder Elektroden in Taschen einzubringen, die sich aus einem festen Rahmen und stirnseitigen Wandungsflächen aus porösem Material zusammensetzen (US-PS 32 01280). Derartige Taschen schützen die innenliegenden Elektroden vor mechanischen aber auch elektrochemischen nachteiligen Einflüssen.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, Elektroden der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß ihre KaDazität bei Herabsetzung der Selbstentladung

weiter erhöht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gitter unterschiedliche Bleilegierungen und/oder Pasten unterschiedlicher Porosität aufweisen.

Führten die bekannten, aus mehreren pastierten Gittern zusammengesetzten Elektroden bereits gegenüber den klassischen Ausführungsformen von Bleielektroden infolge der erheblich vergrößerten aktiven Oberfläche zur Erhöhung der Ladekapazität des Akkumulators, so ergibt sich durch die Verwendung unterschiedlicher Bleilegierungen und/oder Pasten unterschiedlicher Porosität wie sich gezeigt hat eine weitere Kapazitätserhöhung, wobei besonders vorteilhaft ist daß darüber hinaus auch die Neigung zur Selbstentladung des Akkumulators weiter verringert werden kann. Dei vereinfachter und damit weiter automatisierbarer Fertigungstechnik lassen sich individuelle Wünsche der Abnehmerkreise bezüglich der Eigenschaften des Bleiakkumulators besser als bisher möglich berücksichtigen.

So ist beispielsweise die jeweils gewünschte Porosität des auf dem Gitter befindlichen aktiven Materials in Abhängigkeit von den an den Akkumulator gestellten Anforderungen unterschiedlich zu wählen; eine hohe Lebensdauer des Akkumulators fordert geringe Porosität, die Forderung hoher Ströme bei der Entladung starke Porosität. Der aus verarbeitungstechnischen Gründen bisher erforderliche Antimonanieil in der Bleilegierung der Elektroden wirkt sich ungünstig auf das Selbstentladungsverhalten des Akkumulators aus, wobei auch die Verwendung weiterer Zusätze, wie Silber, Tellur und Arsen oder Kalzium, letztlich diesbezüglich bisher keine befriedigenden Lösungen brachten, zumal diese zu anderen, unerfreulichen Nebenerscheinungen Anlaß gaben. Es ist daher vorteilhaft, daß die Verwendung von Gittern unterschiedlicher Bleilegierungen und/oder Pastenbeschichtungen unterschiedlicher Porosität auch bezüglich der Selbstentladung zu verbesserten Eigenschaften führt. So ist es beispielsweise dann, wenn es aus elektrochemischen Gründen vorteilhaft ist, eine Elektrode aus einer Bleilegierung mit einem Antimonanteil zu verwenden, möglich, ein inneres Gitter dieser Elektrode mit der Antimonlegierung zu beaufschlagen, während die beiden äußeren Gitter aus antimonfreien Bleilegierungen bestehen, die das innere Gitter vollständig umgreifen und damit eine Antimonüberführung aus dem Bereich des inneren Gitters heraus verhindern. Der Grad der Porosität des aktiven Materials läßt sich unabhängig von den übrigen Parametern, wie etwa der Dicke der Einzelgitter, der Legierungszusammensetzung u.dgl. mehr, jeder speziellen Anforderung entsprechend variieren.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen, und es bedeutet

F i g. 1 eine aus drei Gittern zusammengesetzte, punktweise geschweißte oder gelötete Elektrode in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 eine Elektrode gemäß Fig. 1. deren Gitter mittels Nieten zusammengefügt sind,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Elektrode,

Fig.4 einen Schnitt durch eine in eine Tasche eingebrachte Elektrode,

Fig.5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform,

Fig.6 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 5, und

F i g. 7 eine Ausführungsform einer Endelektrode.

Gemäß der perspektivischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform nach F i g. 1 besteht die Elektrode für Bleiakkumulatoren aus drei zusammengefügten Gittern, nämlich den beiden äußeren Gittern la und 16 und dem zwischen diesen angeordneten inneren vo Gitter 2. Jedes der Gitter Xa, Xb und 2 besteht in herkömmlicher Weise aus einem Rahmen mit einem als Fahne 3 bezeichneten vorstehenden Ansatz und einer Vielzahl von senkrechten und waagerechten Gitterleisten innerhalb jedes der Rahmen. Auf das Gitterwerk ist das aktive Material in Form einer Paste 4 aufgetragen oder die Oberfläche ist von einer geeigneten Bleilegierung gebildet Die Bleilegierungen derGitter la, lÄoder die auf sie aufgetragene Paste sind die gleichen, sie sind jedoch gegenüber der Bleilegierung und/oder Paste des mittleren Gitters 2 unterschiedlich. Damit ergeben sich unterschiedliche elektrochemische Eigenschaften zwischen den äußeren Gittern 1 a und 1 b einerseits und dem inneren Gitter 2 andererseits, indem entweder das aufgetragene aktive Material oder die Gitter selbst untereinander unterschiedlich sind.

Die zu einer Elektrode zusammengefügten Gitter können auf verschiedene Weise zusammengehalten werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 geschieht dies dadurch, daß die einzelnen Gitter an geeignet gewählten Verbindungspunkten 5 zusammengeschweißt oder zusammengelötet werden, während eine im wesentlichen mit der Ausführung von F i g. 1 übereinstimmende Ausführur-gsform gemäß Fig. 2 mittels Niete" 6 an einer beliebigen Zahl von Durchlochungen fest zusammengehalten ist. In bestimmten Fällen kann es auch genügen, die verschiedenen Gitter ausschließlich im Bereich der Fahnen 3 miteinander zu verbinden oder ihre Verbindung erfolgt ausschließlich entlang der Rahmenkante der einzelnen Gitter.

Sollen ausschließlich die elektromechanischen Vorteile der einzelnen Gitter mit unterschiedlichen Oberflächenmaterialien ausgenutzt werden, ist das Zusammenfügen von untergeordneter Bedeutung. Hingegen ist die ^₅ Art der Verbindung der einzelnen Gitter untereinander dann wesentlich, wenn bestimmte mechanische Eigenschaften für einen bestimmten Anwendungszweck bedeutungsvoll sind.

Die Verbindung der einzelnen Gitter untereinander zu einer Elektrode kann je nach Verfahrensweise und Anwendungsart vorteilhaft entweder vor der Beschichtung der Gitter mit einer Paste bestimmter Porosität oder einem anderen aktiven Material erfolgen oder auch nach dem Zusammenfügen der einzelnen Gitter, was auch von der Art der Verbindung der Gitter untereinander abhängig ist.

In Fig.3 ist beispielsweise eine weitere mögliche Übereinanderanordnung dreier Gitter la, Xb und 2 im Schnitt dargestellt, bei der einzelne Gitterleisten 7 im Bereich von Nietverbindungspunkten zu Lochösen 8 erweitert sind, durch die Nieten 9 eingebracht sind, welche über die äußeren Oberflächen der äußeren Gitter hervorstehend gleichzeitig Abstandsstücke 10 halten. Die Nieten können aus elektrisch leitendem oder auch nichtleitendem Material bestehen, wobei hierfür geeignetes Material etwa bestimmte Bleilegierungen oder thermoplastisches Material in Form von Polyäthylen oder Polypropylen ist. Für die Befestigung von Abstandsstücken oder Scheidern auf der Oberfläche der Elektrode werden Nieten aus nichtleitendem Material verwendet.

Fig.4 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem di? Gitter l.a, \b und 2 dadurch zusammengehalten werden, daß sie in eine Tasche eingesteckt werden, die aus einem festen Rahmen 11 und zwei porösen Wandungen 12 zu beiden Seiten der Gittereinheit besteht, und die zusätzliche Abstandsrippen 13 trägt. Die porösen Wandungen 12 können vorteilhaft etwa aus Glasfasermatten aber auch unverwebten Kunststoffasern aus Polyester oder Polypropylen hergestellt sein.

Für den Fall, daß für die einzelnen Gitter unterschiedliche Bleilegierungen verwenden werden, so beispielsweise antirnophaltige Legierungen einerseits und antimonfreie Bleilegierungen andererseits, dann ist zu verhindern, daß Antimon aus der Elektrode austritt. Die Atimonüberführung von einer Elektrode zur benachbarten kann dadurch verhindert werden, daß die beiden äußeren Gitter la und Xb mit der antimonfreien Bleilegierung die innere antimonhaltige Gitteranordnung vollständig umschließen, wie das in F i g. 6 dargestellt ist. Die Rahmen der beiden äußeren Gitter la, Xb besitzen hierfür eine besondere Ausformung, wobei im Ausführungsbeispiel darüber hinaus die beiden äußeren Gitter im Querschnitt dünner ausgebildet sind als das innere antimonhaltige Bleiverbindungen aufweisende Gitter 2.

Schließlich zeigt Fig.7 ein Ausführungsbeispiel für eine Endelektrode für einen Elektrodenaufbau gemäß Fig.6, bei dem ein Gitter 2 entlang der Seitenkanten von dem äußeren Gitter 1 umgriffen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrode für Bleiakkumulatoren, bestehend aus wenigstens zwei pastierten Gittern, dadurch S gekennzeichnet, daß die Gitter (la, \b, 2) unterschiedliche Bleilegierungen und/oder Pasten (4) unterschiedlicher Porosität aufweisen.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gegenelektrode zugewandte Paste die höhere Porosität aufweist

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein innenliegendes Gitter (2) von zwei äußeren Gittern (la, \b) entlang der Seitenkanten umgriffen ist

4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Gitter (1, 16) eine geringere Dicke als die inneren Gitter (2) besitzen.

5. Elektrode nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Endelektroden ein Gitter (2) an den Seitenkanten von dem anderen Gitter (1)umgriffen ist.

6. Elektrode nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter (la, \h, 2) in eine Tasche (It, 12) aus porösem Material eingebracht sind.

7. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter (la, Xb, 2) mit aus thermoplastischem Material bestehenden Nieten (6,

9) zusammengefügt sind.

8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus nicnt leitendem Material bestehenden Nieten (9) teils durch die Elektrode, teils durch das außerhalb der Elektrode befindliche inaktive Material als Abstandshalter oder Scheider hindurchgeführt sind.