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DE1219106B - Sintergeruest-Elektroden fuer alkalische Akkumulatoren - Google Patents

Sintergeruest-Elektroden fuer alkalische Akkumulatoren

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Publication number
DE1219106B
DE1219106B DEV6296A DEV0006296A DE1219106B DE 1219106 B DE1219106 B DE 1219106B DE V6296 A DEV6296 A DE V6296A DE V0006296 A DEV0006296 A DE V0006296A DE 1219106 B DE1219106 B DE 1219106B
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DE
Germany
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electrode
housing
sintered
package
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DEV6296A
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English (en)
Inventor
Dr H C Hans Voigt
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Hans Voigt Dr H C
Original Assignee
Hans Voigt Dr H C
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
HOIm
Deutsche KL: 21 b - 25/03
1219106
V6296VIb/21b
19. September 1953
16. Juni 1966
Die Erfindung betrifft Sintergerüst-Elektroden für alkalische Akkumulatoren einer Gesamtdicke von etwa 0,3 bis 0,5 mm bis maximal 1 mm nach Patent 977 069, die unter Zwischenlegung dünner Separatoren in an sich bekannter Weise zu einem Elektrodenpaket vereinigt werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Sintergerüst-Elektroden nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, daß sie auch in gasdichten Akkumulatoren verwendet werden können.
Hierzu sieht die Erfindung vor, daß zur Verwendung in gasdichten Akkumulatoren die Oberflächen der Sintergerüst-Elektroden geglättet sind. Durch diese Ausbildung ist gewährleistet, daß der Oberflächenabstand der benachbarten ungleichpoligen Elektroden über die gesamte Fläche weitgehend gleichmäßig ist. Da schon geringe Unebenheiten an den Elektrodenoberflächen die Gasentwicklung begünstigen, wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung in vorteilhafter Weise der Gasentwicklung entgegengewirkt.
Ein weiterer Vorteil der Sintergerüst-Elektrode nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß auch bei Verwendung sehr dünner Separatoreinlagen innere Kurzschlüsse vermieden werden, wie sie von den die Separatoren durchstoßenden Oberflächenunebenheiten auf den Elektroden hervorgerufen werden könnten.
Experimentell wurde gefunden, daß sich bei einem Akkumulator mit gemäß der Erfindung ausgebildeten Sintergerüst-Elektroden kein Gas in dem Akkumulatorgehäuse bei einer Überladung ansammelt, wenn die Ladestromstärke üblicherweise Vs bis V20 C beträgt, wobei C = //Ah ist.
Es ist zwar Gegenstand des Hauptpatentes, das Sintergerüst dadurch herzustellen, daß zwei parallel durch ein Walzenpaar laufende Papierbandstreifen auf ihren einander zugekehrten Streifenflächen mit einer Metallpulverschicht versehen und diese Schichten unter Zwischenfügen eines mit durch das Walzenpaar laufenden Metallnetz- oder Metallgitterstreifens durch den Druck des Walzenpaares miteinander zu einer Metallpulverbahn vereinigt werden. Dieses Herstellungsverfahren dient also nur der Herstellung des Gerüstes für die spätere Elektrode. Die Sinterung erfolgt erst in einem weiteren gesonderten Arbeitsgang, so daß die für das Arbeiten in einem gasdichten Akkumulator erforderliche geglättete Oberfläche bei der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Sintergerüst-Elektrode nicht vorliegen kann. Die erfindungsgemäße Sintergerüst-Elektrode ist erst nach der Sinterung vor dem Zusammenbau Sintergerüst-Elektroden für alkalische
Akkumulatoren
Zusatz zum Patent: 977 069
Anmelder:
Dr. h. c. Hans Voigt, Erlau über Passau
Als Erfinder benannt:
Dr. h. c. Hans Voigt, Erlau über Passau
mit den Separatoren zu einem Elektrodenpaket, z. B. mit Hilfe eines Walzprozesses, geglättet.
Um einen definierbaren und geringen Abstand zwischen den Sintergerüst-Elektroden eines Elektrodenpaketes zu erhalten, werden die unter Zwischenfügung von Separatoren aus diesen gebildeten Elektrodenpakete unter Federvorspannung in das Akkumulatorgehäuse eingesetzt. Die Feder-Vorspannung zum Zusammenhalten der Elektrodenpakete kann dabei durch Federn erzeugt werden, die sich einerseits gegen eine Innenseite des Akkumulatorgehäuses und andererseits gegen Platten abstützen, die zwischen sich das oder die Elektrodenpakete aufnehmen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die positiven gegenüber den negativen Elektroden größere Schichtflächen besitzen, so daß sie bei der Schichtung an allen Randseiten gegenüber den kleineren Elektroden vorstehen können.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine experimentell ermittelte Kurve dargestellt, aus der die Beziehung zwischen Elektrodenoberflächenabstand und Überladestromdichte erkennbar sind. Es wurden für die einzelnen aufgetragenen Abstandbreiten die Ladestromstärken pro dm2 ermittelt, bei denen noch keine Gasentwicklung auftritt. Die so gewonnene Kurve bestätigt, daß die Unterdrückung der Gasentwicklung in einem gasdicht verschlossenen Akkumulatorgehäuse sehr weitgehend und bevorzugt von dem Oberflächenabstand benachbarter
609 579/147

Claims (2)

  1. 3 4
    Elektroden ungleicher Polarität abhängig ist. Damit dichtschichtigen Paket aus Sintergerüst-Folien-
    kommt der Verwendung von foliendünnen Sinter- elektroden können zur Vermeidung von zu einer gerüst-Elektroden nach dem Hauptpatent für den Gasbildung führenden nachteiligen Randeffekten Aufbau gasdicht verschlossener Akkumulatoren eine die Elektroden ungleicher Polarität verschiedene
    erhebliche Bedeutung zu, weil es darauf ankommt, 5 Flächengrößen haben, so daß bei der Schichtung das für die jeweils gewünschte Speicherkapazität die positiven Elektroden gegenüber den negativen
    eines Akkumulators vorhandene Elektrodenvolumen Elektroden an allen Randseiten vorstehen,
    weitgehend in dünne Elektrodenschichten auf- Ein Ausführungsbeispiel eines Akkumulators, der
    zuteilen, um auf diese Weise möglichst große, sich mit Sintergerüst-Elektroden nach der Erfindung
    parallel gegenüberliegende Elektrodenoberflächen zu io ausgerüstet ist, ist in den Fig. 4 bis 6 dargestellt,
    erhalten, die durch Separatoreinlagen von etwa Die Sintergerüst-Folienelektroden 1 entsprechend
    0,15 mm Dicke voneinander getrennt sind. Für den Fig. 2 werden für den Aufbau eines Akkumulators,
    Aufbau solcher Akkumulatoren werden Elektroden zu einem Elektrodenpaket 7 geschichtet, in das
    nach dem Hauptpatent verwendet, wie sie in Fig. 2 metallische Gehäuse 8 eingesetzt. Zwischen den be-
    und 3 der Zeichnung dargestellt sind. Die Dicke 15 nachbarten Oberflächen der in der Schichtung
    der Elektroden beträgt etwa 0,5 mm bei 80% Poren wechselnden Anoden 2 und Kathoden 4 (Fig. 3)
    des Elektrodenvolumens, die mit Cadmiumhydroxyd sind den Oberflächenabstand benachbarter Elek-
    als Kathode und Nickelhydroxyd als Anode gefüllt troden bestimmende Separatoreinlagen 3 von 0,12mm
    sind. Für die Speicherkapazität von 1 Ah ist je eine angeordnet. Die Elektroden 2 und 4 sind von beider-
    solche positive und negative Elektrode mit einer 20 seitig auf eine Trägerfolie aufgesinterten feinporigen
    Oberfläche von etwa 100 cm2 erforderlich. Die Gerüstschichten gebildet, deren Dicke auf jeder
    dauernd zulässige Ladestromstärke würde bei einem Seite der Trägereinlage 0,25 mm beträgt. Damit der
    Flächenabstand von 0,08 mm (Anordnung Fig. 3) erfindungsgemäß erforderliche geringe Oberflächen-
    bei Vio C 0,1 A betragen. abstand benachbarter Elektroden betriebsmäßig ge-
    Durch die erfindungsgemäße Glättung der Ober- 25 währleistet bleibt, wird das Elektrodenpaket 7 in flächen der mit elektrochemisch aktiven Massen ge- dem Gehäuse 8 durch die Preßteller 9 und Druckfüllten Sintergerüst-Elektroden nach dem Sintern, federn 10 gehalten, die nach dem Einsetzen des jedoch vor dem Zusammenbau zu einem Elektroden- Elektrodenpaketes 7 in das Gehäuse 8 an den Gepaket oder -wickel wird erreicht, daß der Ober- häuseflachseiten zwischen die Gehäuseinnenwand flächenabstand der benachbarten ungleichpoligen 30 und das Elektrodenpaket 7 unter Vorspannung einElektroden über die Gesamtheit der Flächen ein geschoben werden. Die Federvorspannung der weitgehend gleichmäßiger ist. Schon geringe Un- Druckfeder 10 soll nicht eine Zusammenpressung ebenheiten an der Elektrodenoberfläche können die des Sintergerüstgefüges der Elektroden hervorrufen wirkungsvolle Unterdrückung einer Gasbildung an und damit ihre elektrochemische Wirksamkeit diesen Flächen in Frage stellen oder entsprechend 35 herabsetzen, wohl aber mit Sicherheit einen geringstder Kurve nach Fig. 1 in den Bereich von Spalt- möglichen Oberflächenabstand der Elektroden vonbreiten verlagern, die für die Verwendung von gas- einander gewährleisten, ohne daß infolge der dichten Akkumulatoren uninteressant sind. Ebenso glättenden Vorbehandlung der Elektrodenoberwichtig ist, daß die Glättung und Egalisierung der flächen durch diesen Druck die Gefahr einer Ver-Elektrodenoberflächen auch Gewähr dafür bietet, 40 letzung der Separatoren von sehr geringfügiger daß trotz der Benutzung der sehr dünnen Separator- Dicke zu befürchten ist.
    einlagen von 0,15 mm Dicke oder weniger innere Die Kontaktanschlüsse der Elektroden sind von Kurzschlüsse, wie sie von den den Separator durch- angeschweißten Fahnen oder Drähten S und 6 gestoßenden Oberflächenunebenheiten gebildet werden bildet, die als Anoden mit dem Kontaktblech 11 und können, nicht auftreten. 45 als Kathoden mit dem Kontaktblech 12 elektrisch
    Als Separatoren für die Festlegung des flächen- gut verschweißt sind. Die Kontaktbleche 11 und 12 parallelen Abstandes benachbarter Elektroden- sind so geformt, daß sie eine Anschlußschiene für oberflächen eignen sich bevorzugt in der Akku- alle Anoden und Kathoden des Elektrodenpaketes 7 mulatorentechnik bekannte Separatorstoffe, die bilden. Der Gehäusedeckel 13 ist als Träger des neben hohen elektrischen Isolationseigenschaften 5o Elektrodenpaketes 7 gasdicht in das Gehäuse 8 eineine gute Ionen- und Gasdurchlässigkeit besitzen. geschweißt und wird von den Anschlußschrauben 14 Es können beispielsweise dünne Gewebe aus Glas und 15 durchsetzt. Die Schrauben 14 und 15 bilden und Kunstharzfäden, Cellulosehydratfolien, die mit auf dem Gehäusedeckel 13 aufliegende Dichtungsfeinen Löchern versehen sein können, dünne Gewebe ansätze, mit denen dieselben mittels der Muttern 16 aus Naturseide, Baumwolle, Acetatseide, mit dünnen 55 und 17 unter Zwischenlage von Dichtungsscheiben Lösungen von Polyvinylchlorid, Polystyrol oder gegen den Deckel 13 gepreßt werden. Mit den anderen ähnlichen Kunstharzen imprägniertes Muttern 16 und 17 werden auch die Kontaktbleche Filtrierpapier od. dgl. mit den erfindungsgemäß er- 11 und 12 mit den Kontaktschrauben 14 und 15 verforderlichen geringen Dicken verwendet werden. bunden. Der Boden 18 des Gehäuses 8 ist ebenfalls
    Die flächenparallelen Elektroden werden für den 60 gasdicht verschweißt in dieses eingesetzt. 19 ist eine Einbau in das Akkumulatorgehäuse zum Wickel gasdicht verschließbare Elektrolyteinfüllöffnung im oder zum Paket geformt. Zur Einhaltung einer Deckel 13 des Gehäuses 8.
    konstanten geringen Abstandbreite zwischen benachbarten Elektrodenoberflächen und der dichten Patentansprüche:
    Schichtung von Elektroden und Separatoren bei 65
    jedem Betriebszustand des Akkumulators können 1. Sintergerüst-Elektroden für alkalische Akku-
    die Elektrodenpakete unter Federvorspannung in mulatoren einer Gesamtdicke von etwa 0,3 bis
    das Akkumulatorgehäuse eingesetzt sein. Bei einem 0,5 mm bis maximal 1 mm nach Patent 977 069,
    die unter Zwischenlegung dünner Separatoren in an sich bekannter Weise zu einem Elektrodenpaket vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung in gasdichten Akkumulatoren die Oberflächen der Sintergerüst-Elektroden geglättet sind.
  2. 2. Sintergerüst-Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven gegenüber den negativen Elektroden größere Schichtflächen besitzen, so daß sie bei der Schichtung an allen Randseiten gegenüber den kleineren Elektroden vorstehen können.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 174 426; französische Patentschriften Nr. 659 666, 985 685; britische Patentschrift Nr. 505 048; USA.-Patentschrift Nr. 1377194; Centralblatt für Accumulatoren-, Elementen- und Accumobilen-Kunde, 1903, S. 204.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEV6296A 1942-01-10 1953-09-19 Sintergeruest-Elektroden fuer alkalische Akkumulatoren Pending DE1219106B (de)

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