DE2515633A1 - Verfahren zur herstellung eines leitfaehigen russes fuer depolarisatormassen von trockenbatterien - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines leitfaehigen russes fuer depolarisatormassen von trockenbatterienInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien.
Hierfür geeignete Ruße müssen bestimmte "'Eigenschaften aufweisen, die die Verarbeitbarkeit des Rußes zu elektrischen
Batterien und deren Entladungsvorgang beeinflussen.
Es sind dies beispielsweise die Elektrische Leitfähigkeit und das Feuchtigkeitsaufnahmevermögen, das durch die Absorptionszahl
(AS-Zahl, "absorption stiffness") empirisch bewertet wird. Die AS-Zahl gibt diejenige Menge eines V/asser/
Aceton-Gemisches (9 : 1) in cm an, die erforderlich ist, um
in einem Rundkolben aus 5 g Ruß eine einzige Kugel zu formen. Ruße mit AS-Zahlen unter 15 genügen den Anforderungen der
Batteriehersteller nicht.
Da der Einfluß einzelner Rußeigenschaften auf die Funktionsfähigkeit der Batterie quantitativ nicht ausreichend bekannt
ist, kann die Eignung eines Rußes schlüssig nur durch den Batterietest belegt werden. Um das Ergebnis des erfindungsgemäßen
Verfahrens zu beurteilen, werden daher Trockenbatterien gebaut und nach IEC-Normen (International Electrochemical
Commission) entladen.
Es ist bekannt, in Depolarisatormassen Ruße zu verwenden, die durch Zerfall von Acetylen bei Temperaturen oberhalb 230O0C
gewonnen werden. Derartige Acetylenruße sind wegen des in energieintensiven Herstellungsverfahren gewonnenen Acetylens
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teuer. Sie sind mit AS-Zahlen von 15-35 im Handel, wobei
Rußtypen mit hoher AS-Zahl ein vergleichsweise niedriges
Schüttgewicht von etwa 60 g/l aufweisen, was besonders beim Versand über größere Entfernungen zu erheblichen Transportkosten
führt. Auch ist die für die AS-Zahl verantwortliche Struktur der Acetylenruße schon durch ziemlich geringe mechanische
Beanspruchung abbaubar, so daß nicht preßbare Depolarisatormassen erhalten werden oder unverhältnismäßig
große Mengen Ruß eingesetzt werden müssen. Der spezifische Elektrische Widerstand der Acetylenruße beträgt 2-3 · 10
Ohm · cm unter einem Preßdruck von 1500 at. ->
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß Ruße, die in säuerst
off haltiger Atmosphäre bei Temperaturen wesentlich unterhalb 2300 C entstehen und einer Nachbehandlung unterzogen
werden, bei der die Temperatur ebenfalls wesentlich unterhalb 23000C liegt, hinsichtlich ihrer spezifischen elektrischen
Leitfähigkeit und ihrer Verwendbarkeit für Depolarisatormassen Acetylenrußen gleichkommen.
Die vorliegende Erfindung zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien geht von
Rußen aus, die bei der thermischen Umwandlung flüssiger, vorzugsweise hochsiedender Kohlenwasserstoffe, z. B. Rückständen
der Erdöldestillation wie schweres Heizöl, in Gegenwart von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und
ggf. Wasserdampf bei 1200 - 20000C entstehen. Solche Ruße
werden in der Regel durch Waschen des rußhaltigen Gases mit Wasser gewonnen, wobei wäßrige Suspensionen mit einem Gehalt
von 5-4Og Ruß/Liter anfallen. Die AS-Zahl solcher Ruße
liegt oberhalb 15.
Die auf diese Weise hergestellten Ruße sind naturgemäß preiswerter
als Acetylenruße, besonders dann, wenn das gleichzeitig entstehende CO/Hp-Gemisch verwertet wird, genügen jedoch
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noch nicht den Anforderungen des IEC-Batterietests (vgl.
Batterietest zu Beispiel 1). Erfindungsgemäß werden derartige
Rußsuspensionen daher in einem ersten Schritt mit verdampfbaren,
gesättigten, aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen in Mengen von 0,5 - 10 g je Gramm Ruß
"behandelt, wobei sich die Einhaltung eines pH-Wertes zwischen 7 und 10 als vorteilhaft erwiesen hat, da im sauren Bereich,
z. B. bei pH 3, nur eine unvollständige Abscheidung von nicht frei-fließfähigem Ruß erzielt wird. Die Behandlung mit Kohlenwasserstoffen
erfolgt bei 5 - 120°C, wobei, falls Temperaturen oberhalb des Siedepunktes von Wasser oder Kohlenwasserstoff
gewählt werden, bei Drucken gearbeitet wird, die die Aufrechterhaltung der flüssigen Phase gewährleisten.
Dabei trennen sich Ruß und Kohlenwasserstoff von der Hauptmenge des Wassers. Zur Rußabscheidung eignen sich aromatische
Kohlenwasserstoffe kaum. Beispielsweise erhält man beim Einsatz von Benzol eine schwer verarbeitbare, pastenartige
Masse. Darüberhinaus ist die Rußabscheidung unvollständig. Für die Behandlung der Suspension werden je nach Mischleistung
des Rührers 1-20 Minuten benötigt. Der Ruß wird als "trockenes" Gut mit einem Gehalt von 20 - 30 Gew% Kohlenstoff,
Rest Kohlenwasserstoff und Wasser, abgeschieden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen 25 und 1000C
siedende Kohlenwasserstoffe einzusetzen, sofern deren Wiedergewinnung,
beabsichtigt ist und Reaktionen der Kohlenwasserstoffe an der Rußoberfläche bei ihrer Rückgewinnung vermieden
werden sollen.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird der so abgeschiedene Ruß in einem zweiten Schritt einer Temperaturbehandlung unterworfen,
wobei zunächst der Kohlenwasserstoff und das Wasser verdampfen und zurückgewonnen werden und anschließend
die Temperatur auf 1100° - 22000C gesteigert wird.
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Die Preßfähigkeit einer Depolarisatormasse für Trockenbatterien
hängt vom Feuchtigkeitsaufnahmevermögen des Rußes (AS-Zahl) und der Naßmischzeit ab. Hierbei ist unter Naßmischzeit
die für das Mischen der z. B. aus Braunstein, Ammoniumchlorid, Zinkoxid und Ruß bestehenden Trockenmischung mit
dem z. B. aus einer wäßrigen Zinkchloridlösung bestehenden Innenelektrolyten erforderliche Zeit zu verstehen. Bei dem
nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Ruß läßt sich jedoch nicht in üblicher Weise von der AS-Zahl auf ein bestimmtes
Verhalten in der Depolarisatormasse schließen, d. h. der Ruß gemäß der Erfindung und ein handelsüblicher Acetylenruß
vergleichbarer AS-Zahl zeigen ein unterschiedliches Verhalten in der Depolarisatormasse.
Um eine Vorstellung von den Unterschieden zwischen einzelnen Rußen zu geben, wurde handelsüblicher Acetylenruß mit einer
AS-Zahl von 32 in einer Kugelmühle 15 Minuten gemahlen, wonach die AS-Zahl zu 16 bestimmt wurde. Demgegenüber änderte
ein Ruß gemäß vorliegender Erfindung unter den gleichen Mahlbedingungen seine ursprüngliche AS-Zahl von 23 nicht.
Zur Verdeutlichung dieser Tatbestände sei folgendes ausgeführt
:
In Trockenbatterien verwendbare Ruße weisen eine mittlere Teilchengröße von 25 - 60 nm auf. Wie die elektronenmikroskopische
Betrachtung zeigt, lagern sich diese Primärteilchen in Ketten zusammen, die mehr oder weniger verknäuelt
•sind. Je nach dem Grad der Verknäuelung unterscheidet man hoch- oder niedrigstrukturierte Ruße, doch ist eine auch
nur annähernd quantitative Charakterisierung der Struktur bzw. des Verknäuelungsgrades bisher nicht gelungen.
Mit der AS-Zahl wird empirisch das Anfüllen des Leervolumens
mit Flüssigkeit ohne mechanische Beanspruchung erfaßt. Für
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die Verarbeitung des Rußes in Depolarisatormassen ist jedoch
die Strukturstabilität wichtig, d. h. die Beständigkeit der Verknäuelung gegenüber mechanischer Beanspruchung, insbesondere
Preßdruck.
Eine Möglichkeit der praxisnahen Messung des Verhaltens eines Rußes in der Depolarisatormasse unter Preßdruck bietet die
bekannte Bestimmung der Freien Feuchte. Danach werden 4 g Depolarisatormasse, bestehend aus 70 Gewichtsteilen Elektrolytbraunstein,
17 Gewichtsteilen NH^Cl, 1 Gewichtsteil ZnO, 12 Gewichtsteilen Ruß und 24 Gewichtsteilen 20gewichtsprozentiger
ZnCI9-Lösung, mit einem konstanten Gewicht
von 8 kg auf ein Fließpapier von 5,4 cm Fläche, das auf einer Zinkplatte liegt, gedrückt. Gewicht und Zinkplatte
bilden Kathode bzw. Anode. Durch den Preßdruck wird die Struktur des Feuchtigkeit enthaltenden Rußes mehr oder weniger
verändert und Feuchtigkeit freigesetzt. Je stabiler eine Rußstruktur ist, desto geringer ist unter dem Preßdruck die
Menge der freigesetzten Feuchtigkeit bzw. der "Freien Feuchte". Je nach dem Gehalt an Freier Feuchte wird das
Fliexßpapier durchfeuchtet und beim Anlegen der Spannung eine entsprechende Stromstärke hervorgerufen. Der maximale
Spannungsabfall in Millivolt über einen Fixwiderstand von 10 Ohm ist das Maß der Freien Feuchte.
In der nachfolgenden Tabelle 1 ist die Abhängigkeit der Freien Feuchte von der Naßmischzeit einiger gemäß der Erfindung
hergestellter Ruße und handelsüblicher Acetylenruße vergleichbarer AS-Zahl aufgeführt. Die Andersartigkeit
der erfindungsgemäß hergestellten Ruße kommt deutlich
zum Ausdruck.
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Tabelle 1 | Freie Feuchte in mV Naßmischzeit |
14 min | |
Ruß | AS-Zahl (ml/5g) |
8 min | 1 050 |
1 030 | 1 020 | ||
Acetylenruß hochverdichtet |
20 | 1 005 | 420 |
Acetylenruß verdichtet |
22 | 425 | 505 |
Ruß Beispiel 3 | 21,5 | 500 | 495 |
Ruß Beispiel 4 | 20 | 495 | |
Ruß Beispiel 5 | 22 | ||
Im einzelnen betrifft die Erfindung nunmehr ein Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen
von Trockenbatterien, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man eine wäßrige Suspension von Ruß mit einer AS-Zahl größer 15, die durch thermische Umwandlung von bei
Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart
von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und ggf. Wasserdampf bei 1200 bis 20000C und Drucken von 1 bis 80 at
sowie anschließendes Waschen des rußhaltigen Reaktionsgases
mit Wasser gewonnen wurde, mit verdampfbaren aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen in einer Menge
von 0,5 bis 10 g Kohlenwasserstoff je Gramm Ruß bei Temperaturen von 5 - 120°C und Drucken von 1 bis 20 at in flüssiger
Phase während 1 bis 20 Minuten intensiv mischt, und daß man den Ruß von der Flüssigkeit abtrennt, durch Erhitzen
von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreit und anschließend die Temperatur während 2 bis 30 Minuten auf 1100 bis 22000C
steigert.
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Das Verfahren der Erfindung kann weiterhin vorzugsweise dadurch
gekennzeichnet sein, daß
a) die wäßrige Suspension 5 bis 40 g Ruß je Liter enthält.
b) die wäßrige Suspension von Ruß bei einer Wasserstoffionenaktivität
von pH 7 - 10 mit Kohlenwasserstoffen Intensiv gemischt wird.
c) die zugemischten Kohlenwasserstoffe zwischen 25 und 1000C
sieden.
d) man den Ruß durch Erhitzen auf 2'000C von Kohlenwasserstoffen
und Wasser befreit.
e) man den von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreiten Ruß während 5 bis 15 Minuten in Gegenwart von Stickstoff,
Wasserstoff oder Kohlenmonoxid auf 1400 bis 18000C erhitzt.
f) man den von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreiten Ruß
in Gegenwart von Chlor, Chlorwasserstoff oder halogenabspaltendi
erhitzt.
spaltenden Verbindungen auf Temperaturen oberhalb 12000C
Als halogenabspaltende Verbindungen, die aus Gründen der Korrosionsverhinderung an Stelle von Chlor oder Chlorwasserstoff verwendet werden können, sind z. B. Tetrachlorkohlenstoff,
Vinylchlorid und Dichlordifluormethan besonders,
he rvorzuheben.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen leitfähigen Ruß für Depolarisatormassen von Trockenbatterien, welcher dadurch
gekennzeichnet ist, daß er einen Gehalt von mindestens 97 Gew?4 Kohlenstoff, eine Absorptionszahl (AS-Zahl) von 15 bis
35, einen spezifischen elektrischen Widerstand von 10 bis
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10 Ohm · cm bei einem Preßdruck von 1500 at, ein Schüttgewicht von 100 - 180 g/l, eine BET-Oberflache von 100 - 1000
m /g und eine in einer Depolarisator-Testmischung in Millivolt
gemessene Freie Feuchte aufweist, die 35 bis 55 % der Freien Feuchte eines verdichteten Acetylenrußes gleicher
AS-Zahl beträgt, wobei die Testmischung aus 70 Gewichtsteilen Braunstein, 17 Gewichtsteilen Ainmoniumchlorid, 1 Gewichtsteil
Zinkoxid, 24 Gewichtsteilen 20prozentiger wäßriger · Zinkchloridlösung als Innenelektrolyt und 12 Gewichtsteilen des zu untersuchenden Rußes bestand, und daß zu seiner
Herstellung eine wäßrige Suspension von Ruß mit einer AS-Zahl größer 15, die durch thermische Umwandlung von bei
Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und Wasserdampf
bei 1200 bis 20000C und Drucken von 1 bis 80 at sowie anschließendes
Waschen des rüßhaltigen Reaktionsgases mit Wasser gewonnen wurde, mit verdampfbaren aliphatischen oder
cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen γόη
5 - 120°C und Drucken von 1 bis 20 at in flüssiger Phase während 1 bis 20 Minuten intensiv gemischt, der Ruß von
der Flüssigkeit abgetrennt, durch Erhitzen von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreit und anschließend die Temperatur
währe:
gert wurde.
gert wurde.
ratur während 2 bis 30 Minuten auf 1100 bis 22000C gestei-
Die Freie Feuchte liegt bei der genannten Testmischung bevorzugt,
bei 370 bis 570 mV.
Die nachstehenden Beispiele sollen, das Verfahren zur Herstellung
eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien verdeutlichen. Hierbei wird ein Ruß
eingesetzt, der bei der thermischen Umwandlung von schwerem Heizöl, mit Sauerstoff und Wasserdampf bei 14000C und 50 at
Druck und nachfolgender Wasserwäsche der rüßhaltigen Reaktionsgase
als wäßrige Suspension mit einem Gehalt von 15 g Ruß/Liter anfällt.
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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel):
Die wäßrige Ruß-Suspension wurde eingedampft und folgende
Kennwerte bestimmt:
AS-Zahl: 28
Spezifischer elektrischer Widerstand: 2,5 · 10 Ohm · cm
Schüttgewicht: 102 g/l
BET-Oberflache: 600 m2/g
Kohlenstoffgehalt: 97,5 Gew% Batterieprüfung: siehe Tabelle 2
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel):
Aus 200 Liter der wäßrigen Rußsuspension wurde in einem Rührbehälter durch Zugabe von 6 kg Benzin (Siedebereich
30 - 900C) bei pH 9, einer Temperatur von 25°C, einem Druck
von 1,2 at, und einer Rührdauer von 10 Minuten Ruß abgeschieden. Das erhaltene Schüttgut bestand aus 20 Gew% Ruß,
40 Gew% Benzin und 40 Gew% Wasser und wurde unter Rückgewinnung
des Benzins auf 200 C erhitzt. Man erhielt 3 kg wasser- und benzini'reies Produkt. Dieses Produkt wurde
60 Minuten lang unter Stickstoff auf 10000C erhitzt.
Kennwerte des Rußes:
AS-Zahl: 26
AS-Zahl: 26
Spezifischer elektrischer Widerstand: 2,4 · 10" 0hm · cm
Schüttgewicht: 102 g/l
BET-Oberflache: 630 m2/g
Kohlenstoffgehalt: 98 Gew%
Batterieprüfung: siehe Tabelle 2.
BET-Oberflache: 630 m2/g
Kohlenstoffgehalt: 98 Gew%
Batterieprüfung: siehe Tabelle 2.
Man arbeitete wie in Beispiel 2 gezeigt, erhitzte jedoch
den getrockneten, wasser- und benzinfreien Ruß 20 Minuten lang unter Stickstoff auf 15000C.
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Kennwerte des Rußes:
AS-Zahl: 21,5
-2
Spezifischer elektrischer Widerstand: 2,5 · 10 Ohm · cm
Schüttgewicht: 120 g/l
BET-Oberflache: 250 m2/g Kohlenstoffgehalt: 98,6 Gew%
Freie Feuchte (Naßmischzeit 8 min): 425 Millivolt Batterieprüfung: siehe Tabelle
Man arbeitete wie in Beispiel 2 gezeigt, behandelte jedoch den getrockneten, wasser- und benzinfreien Ruß 20 Minuten
lang bei 18000C mit Chlorwasserstoff.
Kennwerte des Rußes:
AS-Zahl: 20
Spezifischer elektrischer Widerstand: 4,1 · 10 0hm * cm
Schüttgewicht: 160 g/l
BET-Oberflache: 160 m2/g
Kohlenstoffgehalt: 99,5 Gew% Freie Feuchte (Naßmischzeit 8 min): 500 Millivolt
Batterieprüfung: siehe Tabelle
Das gleiche Ergebnis wurde erzielt, wenn man statt Chlorwasserstoff
Stickstoff verwendete,dem 5 Vo1% Dichlordifluormethan
zugesetzt wurden.
200 l/h der Rußsuspension und 9 l/h (= 6 kg/h) Benzin (Siedebereich
30 - 900C, Aromatengehalt < 1 Gew%) wurden kontinuierlich
am Boden eines,Rührbehälters zugepumpt, in dem durch
Rühren für intensiven Kontakt von Rußsuspension und Kohlenwasserstoff gesorgt wird. Die Verweilzeit im Rührbehälter
betrug 15 Minuten bei einem pH-Wert von 9,1, einer Temperatur
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von 300C und einem Druck von 1,1 at. Wasser und abgeschiedener
Ruß wurden gemeinsam im Oberteil des Behälters abgezogen und einem Trennbehälter zugeführt, in dem schwach getrübtes,
rußfreies Wasser und "trockenes" Schüttgut mit 25 Gew% Ruß, 50 Gew% Benzin und 25 Gew% V/asser anfielen. Das Schüttgut
gelangte über einen Zwischenbehälter mit Dosiervorrichtung in einen außenbeheizten Drehrohrofen, in dem bei 2000C Benzin
und Wasser verdampften und in einem angeschlossenen Kühlsystem kondensiert wurden. Der getrocknete Ruß wurde abgezogen
und in einem durch elektrische Widerstandsheizung beheizten Ofen in Stickstoffatmosphäre auf 18000C erhitzt. 3 kg/h
Ruß wurden über eine gekühlte Austragsvorrichtung ausgetragen.
Kennwerte des Rußes: AS-Zahl: 22
Spezifischer elektrischer Widerstand: 2,5 * 10 0hm * cm Schüttgewicht: 135 g/l
BET-Oberflache: 170 m2/g
Kohlenstoffgehalt: 98,5 Gew%
Freie Feuchte: 495 Milliwolt
Batterieprüfung: siehe Tabelle 2.
BET-Oberflache: 170 m2/g
Kohlenstoffgehalt: 98,5 Gew%
Freie Feuchte: 495 Milliwolt
Batterieprüfung: siehe Tabelle 2.
Die batterietechnische Prüfung der Ruße erfolgte in Zink/ Braunstein-Zellen der Größe R 20 (IEC), die in "paperlined"
Technik ausgeführt waren.
Die Depolarisatormasse (Kathodenmasse) bestand aus einer Mischung von 70 Gewichtsteilen Braunstein, 18 Gewichtsteilen
Ammoniumchlorid, 1 Gewichtsteil Zinkoxid, 12 Gewichtsteilen der in den Beispielen 1-5 hergestellten Ruße und
27 Gewichtsteilen eines aus einer 23,5 gewichtsproz. wäßrigen Zinkchloridlösung mit 0,2 Gew% HgCIp bestehenden Innenelektrolyts
.
- 12 -
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Je 6 Zellen wurden nach 5-tägiger Lagerung bei 200C (n) bzw.
nach 5-tägiger Lagerung und anschließender 30-tägiger Lagerung bei 45°C (T) unter folgenden Bedingungen entladen:
a) Beleuchtungsentladung: 30 min/Tag über 5 Ohm bis 0,75 Volt
b) Transistorentladung: 4 h/Tag über 40 Ohm bis 0,9 Volt
c) Taperecorderentladung: 2 h/Tag über 5 0hm bis 1.1 Volt.
Batterien, die aus Ruß nach Beispiel 1 hergestellt wurden, zeigten bei der Tropenlagerung (45°C) eine erhebliche Zahl
von Ausfällen durch Auftreiben. Die nachstehende Tabelle 2 zeigt, daß erst durch Verwendung von erfindungsgemäß hergestelltem
Ruß Ergebnisse erzielt werden, die denen von Acetylenruß vergleichbar sind.
— 13 —
Π 0 9 8 A A / 1 1 ? U
Entladung von R 20 - Zellen
OO
■C-»
■C-»
Ruß nach Beispiel | Lagerung | Beleuchtungsent ladung in Stunden |
Transistorentla dung in Stunden |
Taperecorderentla- dung in Stunden |
1 | η T |
13,83 14,00 |
163,75 139,00 |
. 9,89 6,92 |
2 | η T |
13,50 13,45 |
182,00 136,00 |
9,89 7,50 |
3 | η T |
13,92 12,33 |
204,00 144,00 |
11,72 10,00 |
4 | η T |
18,00 15,50 |
200,00 179,60 |
10,00 9,67 |
5 | η T |
17,00 9,75 |
204,OO 148,00 |
12,00 9,75 |
Acetylenruß | η T |
21,00 17,00 |
211,50 187,83 |
10,00 9,18 |
on σ? co
co
Claims (10)
- Patentansprüche:Q Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen Rußes für Depolarisatormassen von Trockenbatterien, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Suspension von Ruß mit einer AS-Zahl größer 15, die durch thermische Umwandlung von bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und ggf. Wasserdampf bei 1200 bis 20000C und Drucken von 1 bis 80 at sowie anschließendes Waschen des rußhaltigen Reaktionsgases mit Wasser gewonnen wurde, mit verdampfbaren aliphatischen 'oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen in einer Menge von 0,5 bis 10 g Kohlenwasserstoff je Gramm Ruß bei Temperaturen von 5 120 C und Drucken von 1 bis 20 at in flüssiger Phase während 1 bis 20 Minuten intensiv mischt, und daß man den Ruß von der Flüssigkeit abtrennt, durch Erhitzen von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreit und anschließend die-Temperatur während 2 bis 30 Minuten auf 1100 bis 2200°C steigert.
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension 5 bis 40 g Ruß je Liter enthält.
- 3) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension von Ruß bei einer Wasserstoffionenaktivität von pH 7 - 10 mit Kohlenwasserstoffen intensiv gemischt wird.
- 4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zugemischten Kohlenwasserstoffe zwischen 25 und 100°C sieden.
- 5) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ruß durch Erhitzen auf 2000C von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreit.- 15 609844/1124
- 6) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreiten Ruß während 5 bis 15 Minuten in Gegenwart von Stickstoff, Wasserstoff oder Kohlenmonoxid auf1400 bis 1800°C erhitzt.
- 7) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreiten Ruß in Gegenwart von Chlor, Chlorwasserstoff oder halogenabspaltenden Verbindungen auf Temperaturen oberhalb 12000C erhitzt.
- 8) Leitfähiger Ruß für Depolarisatormassen von Trockenbatterien, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gehalt von mindestens 97 Gew% Kohlenstoff, eine Absorptionszahl (AS-Zahl) von 15 bis 35, einen spezifischen elektrischen Wi--1 -3
derstand von 10 bis 10 0hm · cm bei einem Preßdruck von 1500 at, ein Schüttgewicht von 100 - 180 g/l, eine BET-Oberfläche von 100 - 1000 m /g und eine in einer Depolarisator-Testmischung in Millivolt gemessene Freie Feuchte aufweist, die 35 bis 55 % der Freien Feuchte eines verdichteten Acetylenrußes gleicher AS-Zahl beträgt, wobei die Testmischung aus 70 Gewichtsteilen Braunstein, 17 Gewichtsteilen Ammoniumchlorid, 1 Gewichtsteil Zinkoxid, 24 Gewichtsteilen 20prozentiger wäßriger Zinkchloridlösung als Innenelektrolyt und 12 Gewichtsteilen des zu untersuchenden Rußes bestand, und daß zu seiner Herstellung eine wäßrige Suspension von Ruß mit einer AS-Zahl größer 15, die durch thermische Umwandlung von bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen und Wasserdampf bei 1200 bis 2000°C und Drucken von 1 bis 80 at sowie anschließendes Waschen des rußhaltigen Reaktionsgases mit Wasser gewonnen wurde, mit verdampfbaren aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen609844/1 124bei Temperaturen von 5 τ 120 C und Drucken von 1 bis 20 at in flüssiger Phase während 1 bis 20 Minuten intensiv gemischt, der Ruß von der Flüssigkeit abgetrennt, durch Erhitzen von Kohlenwasserstoffen und Wasser befreit und anschließend die Temperatur während 2 bis 30 Minuten
auf 1100 bis 22000C gesteigert wurde. - 9) Leitfähiger Ruß gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freie Feuchte 370 - 570 Millivolt beträgt.
- 10) Depolarisatormasse für Trockenbatterien mit einem Gehalt an leitfähigem Ruß, der gemäß einem der Ansprüche 1-7 hergestellt wurde.609844/112
Priority Applications (18)
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