DE3038440C2 - - Google Patents
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- 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
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- H—ELECTRICITY
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- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
- H01M4/16—Processes of manufacture
- H01M4/20—Processes of manufacture of pasted electrodes
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Elektrode für Bleiakku
mulatoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist
schon eine Elektrode bekannt (CH-PS 4 87 515, CH-PS 4 93 106),
bei der in der elektrochemisch aktiven Masse aus thermo
plastischem Kunststoff bestehende Fasern enthalten sind,
welche zur Verbesserung des Zusammenhalts der elektro
chemisch aktiven Masse im Masseträger dienen; hierbei
zeigt sich jedoch, daß die Verbindung der Fasern mit der
aktiven Masse nicht in jedem Falle ausreichend war. In
den vorstehend benannten schweizer Patentschriften werden
als Mittel zur Verbesserung dieser Verbindung zwischen
Fasern und elektrochemisch aktiver Masse Überzüge der
Fasern (Ligninsulfonat) genannt; als Fasermaterial wird
Polyäthylen und Polypropylen erwähnt.
Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 20 46 014), bei mit Fasern
vermischter elektrochemisch aktiver Masse für Bleiakkumu
latoren-Elektroden die auf der Oberfläche der Elektroden
befindlichen Fasern zu erschmelzen und derart zu verformen,
so daß sie infolgedessen eine bessere Verankerung mit der
elektrochemisch aktiven Masse erhalten.
Aus der DE-OS 26 58 493 ist außerdem bekannt, daß bei
Zugabe von Polytetrafluoräthylen-Pulver zur elektro
chemisch aktiven Masse von Bleiakkumulatoren die Zyklen-
Lebensdauer der positiven Elektroden und die Nieder
strom- und Kältehochstrom-Ausbeute der negativen Elek
roden verbessert wird; in der Praxis hat sich jedoch
gezeigt, daß der Zusammenhalt der Masse im Gitter nur
dann befriedigt, wenn der elektrochemisch aktiven Masse
zusätzlich noch Fasermaterial beigemengt ist.
Die erfindungsgemäße Elektrode für Bleiakkumulatoren
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs
hat demgegenüber den Vorteil, daß die in die elektro
chemisch aktive Masse einzubettenden thermoplastischen
Kunststoff-Fasern keines besonderen Überzugs und keiner
besonderen Wärmebehandlung bedürfen, um der elektroche
misch aktiven Masse einem festen Zusammenhalt zu geben;
die Zugabe der Fasern zur aktiven Masse kann auf herkömm
liche Art erfolgen, d. h., als Komponente zur Einstreich
paste.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß bei Zugabe der
artiger Fasern bei den positiven Elektroden die Zyklen
lebensdauer und bei den negativen Elektroden die Nieder
strom- und Kältehochstrom-Ausbeute mindestens um den
gleichen Prozentsatz verbessert wird wie bei Zugabe von
Polytetrafluoräthylen-Pulver, jedoch keine zusätzlichen
Faserzugaben notwendig sind; preislich liegen außerdem
beispielsweise bei Verwendung von Polypropylen-Fibriden
die Kosten bei nur etwa 10% der Kosten von entsprechender
Zugabe von Polytetrafluoräthylen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Elektrode für Bleiakkumula
toren möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die
erfindungsgemäß zugegebenen Fasern noch hydrophiliert
sind, was noch eine weitere um etwa 10 Punkte verbesserte
Zyklenlebensdauer und Stromausbeute mit sich bringt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert;
die Figur zeigt eine plattenförmige
Elektrode für Bleiakkumulatoren im Teilschnitt.
Die in der Figur dargestellte plattenförmige Elektrode
für Bleiakkumulatoren besitzt ein Bleigitter als Masse
träger 10, der aus einem Rahmen 11, Querstegen 12,
Längsstegen 13 und einer am Rahmen 11 angeformten An
schlußfahne 14 besteht. Die vom Rahmen 11 und den
Stegen 12,13 gebildeten Zwischenfelder 15 sind mit
der elektrochemisch aktiven Masse 16 gefüllt; diese
elektrochemisch aktive Masse 16 besteht in bekannter
Weise in der Hauptsache aus Bleioxiden, Wasser,
Schwefelsäure und Zugschlagstoffen (z. B. Lignin, Kohlen
stoff, Fasermaterial) und wird üblicherweise in Form
einer Paste in den gitterförmigen Masseträger 10 einge
bracht. Anstelle eines gitterförmmigen Masseträgers 10
aus Blei sind auch solche bekannt, die nur teilweise aus
einem elektrolytbeständigen Metall bestehen und deren
andere Teil aus Kunststoff bestehen.
In der elektrochemisch aktiven Masse 16 sind erfindungs
gemäß aus thermoplastischem Kunststoff bestehende, elek
trolyt- und oxidationsbeständige Fasern 17 enthalten,
die eine zersplissene und verzweigte Struktur haben und
vorzugsweise Fibride sind. Unter Fibriden versteht man
in Längsrichtung hochorientierte Fäserchen mit zellstoff
ähnlicher Gestalt von bis zu einigen Millimetern Länge;
sie haben eine stark verästelte Struktur mit unterschied
licher Länge und unregelmäßigem Durchmesser. Wie im
Elektronenmikroskop erkenntlich ist, haben die Fibride
durchgehende, in Strömungsrichtung verlaufende Fibril
len, die lateral mit scheibenförmigen Gebilden besetzt
sind und dadurch an einen Schaschlikspieß erinnern; in
Fachkreisen wird diese Struktur "Shish-Kebab" (arabisches
Wort für Schaschlik) genannt. Die genannten Fasern, ein
schließlich der Fibride 17 zeichen sich durch ein her
vorragende Verankerung in der aktiven Masse 16 aus, wodurch
die Schüttelfestigkeit mit solchen Fasern 17 versehener
aktiver Masse 16 bei der Herstellung von Bleiakkumulatoren
und auch während der späteren Lebensdauer äußerst günstig
beeinflußt wird. Mittels diesen gut in der aktiven Masse 16
verankerten Fasern 17 wird auch der Zusammenhalt der Masse 16
während der Lade- und Entladevorgänge in einer Batterie
äußerst vorteilhaft beeinflußt, während der ja bekanntlich
Wasserstoff- und Sauerstoffgase in den Elektroden ent
wickelt werden und sich das Volumen der aktiven Masse 16
ändert.
Die diesbezüglichen Fasern 17, die bevorzugt aus Poly
äthylen bzw. Polypropylen bestehen, können der elektro
chemisch aktiven Masse 16 in einer Menge bis zu einem
Gewichtsprozent zugegeben werden, wobei die Gewichtsprozente
auf die Summe von aktiver Masse, Zuschläge und Fasern be
zogen sind. Werden diese Fasern 17 der positiven aktiven
Masse 16 in einer Menge zwischen 0,03 bis 1,0 Gew.-% zuge
geben, so wird die Zyklenlebensdauer derartiger Elektroden
um mindestens 40% gegenüber der Zyklenlebensdauer von
Bleiakkumulatoren ohne Faserzugabe verbessert; die bevor
zugte Zugabemenge an solchen Fasern 17 zur positiven aktiven
Masse 16 liegt zwischen 0,1 bi 0,15 Gew.-%.
Werden die genannten Fasern 17 der negativen, elektrochemisch
aktiven Masse 16 in einer Menge bis zu 0,5 Gew.-% hinzuge
fügt, so hat das zur Folge, daß die Niederstrom- und
Kältehochstrom-Ausbeute dieser Masse 16 erheblich ver
bessert wird: Bei der Zugabe von 0,03 bis 0,05 Gew.-%
dieser Fasern 17 wird die Niederstromkapazität der Elektrode
um etwa 10% und die Kältehochstromausbeute gleichzeitig
um etwa 30% erhöht.
Die Verankerung dieser Fasern 17 in der aktiven Masse 16
un die Verbesserung der Zyklenlebensdauer sowie der
Niederstrom- und Kältehochstrom-Ausbeute kann noch um
weitere 10 Punkte verbessert werden, wenn die Fasern 17
hydrophiliert sind; das Hydrophilieren von derartigen
Fasern 17 erfolgt nach bekannten Verfahren und hat das
Ziel, die Fasern mit Wasser nicht nur benetzbar, sondern
insbesondere auch dispergierbar und mit anderen hydrophilen
Stoffen (Rezepturbestandteilen) mischbar zu machen. Auf
grund dieser Eigenschaften sind diese Fasern 17 anläßlich
des herkömmlichen Herstellungsprozesses von elektrochemisch
aktiver Masse 16 problemlos den anderen Rezepturbestand
teilen der aktiven Masse 16 beizumengen.
Claims (6)
1. Elektrode für Bleiakkumulatoren, die sich im wesent
lichen aus einem zumindest teilweise elektrisch leit
fähigem Masseträger und von diesem Masseträger gehal
tener, elektrochemisch aktiver Masse zusammensetzt,
die zum Großteil aus Bleioxid besteht und aus thermo
plastischem Kunststoff bestehende, elektrolyt- und
oxidationsbeständige Fasern enthält, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fasern (17) eine zersplissene und
verzweigte Struktur haben, vorzugsweise Fibride sind.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern (17) hydrophiliert sind.
3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fasern (17) aus Polyäthylen bzw.
Polypropylen bestehen.
4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die aktive Masse (16) bis zu 1 Gew.-%
Fasern (17) mit zersplissener und verzweigter Struktur,
vorzugsweise Fibride enthält, wobei die Gewichtsprozente
auf die Summe von Bleioxid, Zuschläge und Fasern (17)
bezogen sind.
5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die positive, elektrochemisch aktive Masse (16)
0,03 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 0,1 bis 0,15
Gew.-% Fasern (17) mit zersplissener und verzweigter
Struktur, vorzugsweise Fibride enthält, wobei die
Gewichtsprozente auf die Summe von Bleioxid, Zuschläge
und Fasern (17) bezogen sind.
6. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die negative, elektrochemisch aktive Masse (16)
bis zu 0,5 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 0,03 bis 0,05
Gew.-% Fasern (17) mit zersplissener und verzweigter
Struktur, vorzugsweise Fibride enthält, wobei die
Gewichtsprozente auf die Summe von Bleioxid, Zuschläge
und Fasern (17) bezogen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803038440 DE3038440A1 (de) | 1980-10-11 | 1980-10-11 | Elektrode fuer bleiakkumulatoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803038440 DE3038440A1 (de) | 1980-10-11 | 1980-10-11 | Elektrode fuer bleiakkumulatoren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3038440A1 DE3038440A1 (de) | 1982-06-03 |
DE3038440C2 true DE3038440C2 (de) | 1989-01-26 |
Family
ID=6114147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803038440 Granted DE3038440A1 (de) | 1980-10-11 | 1980-10-11 | Elektrode fuer bleiakkumulatoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3038440A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0815081B2 (ja) * | 1987-06-19 | 1996-02-14 | 松下電器産業株式会社 | 鉛蓄電池用極板の製造法 |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
DE1596170A1 (de) * | 1965-01-02 | 1971-04-01 | Wilhelm Heberer | Elektrode fuer sekundaere Elemente |
DE1596322A1 (de) * | 1966-02-12 | 1971-07-01 | Waldhof Aschaffenburg Papier | Verfahren zur Verbesserung der Haftfaehigkeit von in der aktiven Masse der Bleielektroden eingelagerten Teilchen an der aktiven Masse |
DE2041818C3 (de) * | 1970-08-22 | 1975-09-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Wartungsarme Starterbatterie für Kraftfahrzeuge |
-
1980
- 1980-10-11 DE DE19803038440 patent/DE3038440A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3038440A1 (de) | 1982-06-03 |
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