DE673777C - Verfahren zur Herstellung einer aktiven Masse fuer alkalische Akkumulatoren - Google Patents

Description

In Akkumulatoren und Primärelementen werden bekanntlich oft Stoffe verwendet, die äußerst schlechtes elektrisches Leitvermögen haben, wie z. B. Oxyde und/oder Hydroxyde von Metallen wie Nickel, Kobalt, Eisen, Cadmium, Mangan, Kupfer usw. Um solchen Stoffen das notwendige elektrische Leitvermögen zu verleihen, hat man sie mit anderen leitenden Stoffen, wie fein pulverisiertem chemisch reinem Graphit, reinem kristallinischem Graphit in Füttern, Metallflocken usw., vermischt. Man hat versucht, durch Verreiben oder durch Komprimieren unter starkem Druck das leitende und das nichtleitende Material in möglichst innige Berührung miteinander zu bringen. Aber da dieser Kontakt zufolge der Berührung mit Elektrolyten sich dadurch verschlechtert, daß die Metalloxyde bzw. -hydroxyde bei Wasseraufnahme schwellen, so erreicht man nur, daß ein relativ kleiner Teil der Masse aktiv wirksam wird, während zugleich die Spannungsverluste groß werden. Daher war es notwendig in Akkumulatoren oder Primärelementen den Elektroden eine solche mechanische Konstruktion zu geben, daß der Druck der Masse wenigstens während der Reaktionen keine nennenswerten Veränderungen erfährt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die Nachteile des schlechten Leitungsvermögens des Metalloxydes bzw. -hydroxydes bei alkalischen Akkumulatoren zu beseitigen und eine aktive Masse guter Leitfähigkeit herzustellen, die eine bedeutend höhere Kapazität je Gewichts- und Volumeneinheit als früher ermöglicht und eine vorteilhafte Belastungsspannung bei weit höheren Stromstärken ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird' das schlecht leitende Metalloxyd und bzw. oder -hydroxyd in einer kolloidalen Lösung eines gut leitenden Stoffes, beispielsweise von Graphit und bzw. oder von einem geeigneten Metall, wie z.B. Nickel, Kobalt, Gold oder Silber, geschjämmt und eine Ausflockung der Kolloide hervorgerufen.

Für galvanische Elemente ist einerseits vorgeschlagen worden, in einer einen Depolarisator, wie Braunstein, enthaltenden Kohlenelektrode die Teilchen des depolarisierenden Stoffes mit kolloidalem Graphit zu umhüllen, und ein anderer bekannter Vorschlag geht dahin, einen Depolarisator zu verwenden, der aus einem bei gewöhnlicher Temperatur festen oxydierten Kohlenstoff, dem sog. kolloidalen Graphitoxyd besteht. Ein Depolarisator dient jedoch einem ganz anderen Zwecke als eine aktive Masse. Ferner handelt es sich bei dem ersten Vorschlage um eine rein mechanische Mischung, durch die eine verringerte Anteilnahme an den chemischen Umsetzungen erzielt werden soll, während gemäß

der Erfindung durch das Aufschlämmen des schlecht leitenden Metalloxydes bzw. -hydroxydes in einer kolloidalen Lösung eines gut leitenden Stoffes und durch das Ausflocken der Kolloide, d.h. durch eine SoI-Gel-Umsetzung, eine innige Vereinigung mit der aktiven Masse zwecks Steigerung der Anteilnahme an den chemischen Umsetzungen erzielt wird. Der oxydierte Kohlenstoff des ίο zweiten Vorschlages, wissenschaftlich Graphitsäure genannt, unterscheidet sich chemisch scharf vom kolloidalen Graphit.

Für die Herstellung von aktiver Masse für alkalische Akkumulatoren wird die Erfindung beispielsweise wie folgt verwertet. Aus einer Nickelsalzlösung fällt man Nickelhydroxyd mit einer starken Base, wie Natronlauge, aus. Dieses Nickelhydroxyd (mit oder ohne vorhergehende Oxydation mittels Hypochlorit) wird gewaschen und getrocknet. Das in dieser Weise hergestellte Nickelhydroxyd hat kein elektrisches Leitvermögen, sondern muß mit zusätzlichem leitendem Material vermischt werden.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch ausgeführt, daß das pulverisierte Nickelhydroxyd in einer kolloidalen Lösung eines gut leitenden Stoffes geschlämmt wird. Bei dieser Schlämmung erhält man auf bekannte Weise eine Ausflockung des Kolloids z. B. durch Zusatz von elektrolytisch oder reduzierend wirkenden Lösungen usw. Nach dem Trocknen kann das so erhaltene Nickelhydroxyd ohne weitere Einmischung von Leitungsmaterial verwendet werden, es kann aber auch in gewissen Fällen geeignet sein, ein weiteres leitendes Material, wie normalen Graphit und/oder Metallflocken, z. B. Nickelflocken, einzumischen:

Man kann auch bei dem Ausfällen des Nickelhydrates vor dem Trocknen desselben eine kolloidale Lösung zusetzen und danach Ausflockung bewirken. Es ist auch angebracht, die Ausflockung der Kolloide unddie Ausfällung des Metalloxydes bzw. -hydroxydes aus einer gemeinsamen Lösung vorzunehmen, indem die kolloidale Graphit- und/ oder Metallösung mit der Metallsalzlösung vermischt wird und dann die Lösung der starken Base zugesetzt wird.

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die kolloidale Metallösung nur intermediär entstehen zu lassen, wobei man am besten von Lösungen solcher Metallsalze ausgeht, wie z. B. Ag- oder Au-Salzen, aus welchen Lösungen durch Zusatz eines Reduktionsmittels die Metalle in derselben fein verteilten Form wie aus einer Kolloidlösung ausfallen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Verfahren zur Herstellung einer aktiven Masse für alkalische Akkumulatoren, die aus Metalloxyden und bzw. oder Metallhydroxyden mit einem deren Leitvermögen verbessernden Mittel, z. B. Graphit, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das schlecht leitende Metalloxyd und bzw. oder-hydroxyd in einer kolloidalen Lösung eines gut leitenden Stoffes, beispielsweise von Graphit und bzw. oder von einem geeigneten Metall, wie z. B. Nickel, Kobalt, Gold oder Silber, geschlämmt wird und die Kolloide ausgeflockt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß schon beim Ausfällen des Metalloxydes und bzw. oder -hydroxydes vor dem Trocknen desselben die kolloidale Lösung gut leitender Stoffe zugesetzt und die gesamte Ausfällung aus einer gemeinsamen Lösung vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeflockten Masse noch ein weiterer gut leitender Stoff, wie z. B. normaler Graphit oder bzw. und Metallflocken, zugemischt wird.