DE1025952B - Process for the production of alkaline accumulators which are permanently sealed gas-tight - Google Patents
Process for the production of alkaline accumulators which are permanently sealed gas-tightInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ständig gasdicht verschlossener elektrischer Akkumulatoren.The invention relates to a method for the production of electrical devices that are permanently sealed in a gas-tight manner Accumulators.
Gasdicht verschlossene alkalische Akkumulatoren sind im allgemeinen in folgender Weise aufgebaut:Gas-tight sealed alkaline accumulators are generally constructed in the following way:
Als positive aktive Masse enthalten sie Nickelhydroxyd und als negative aktive Masse Cadmium. Diese aktiven, Massen befinden; sich entweder in perforierten Taschen oder in den Poren von porösen Sinterkörpern. Als Elektrolyt wird eine Alkalihydroxydlösung verwendet, die unter Verwendung von porösen, laugebeständigen: Separatoren in den Poren der Elektroden und: der Separatoren durch Kapillarkraft festgelegt ist.They contain nickel hydroxide as a positive active substance and cadmium as a negative active substance. These active, masses reside; either in perforated pockets or in the pores of porous Sintered bodies. An alkali hydroxide solution is used as the electrolyte of porous, alkali-resistant: separators in the pores of the electrodes and: the separators Capillary force is fixed.
Der Gasverzehr vollzieht sich in diesen Akkumulatoreii in der Weise, daß der von der positiven Elektrode entwickalte Sauerstoff durch. Hohlräume in den Separatoren hindurch oder auf anderem Wege an Teile der negativen Elektrode gelangt, die· durch die Festlegung des Elektrolyten freigelegt sind, d, h. von keinem frei beweglichen. Elektrolyten bespült sind. Der in Berührung mit der negativen. Elektrode stehende Sauerstoff wird dann auf elektrochemischem Wege zu Hydroxylionen umgesetzt.The consumption of gas takes place in these accumulators in such a way that the oxygen evolved from the positive electrode through. Cavities in passes through the separators or in some other way to parts of the negative electrode which pass through the Establishing the electrolyte are exposed, d, h. of none freely movable. Electrolytes are flushed. The one in touch with the negative. Electrode standing oxygen is then electrochemical Ways converted to hydroxyl ions.
Wird ein derartiger gasdichter alkalischer Akkunullator langfristig geJaden, so· bewirkt die gesamte, der positiven Elektrode zugeführte Energie ausschließlich eine Entwicklung von Sauerstoff, der an der negativen Elektrode mit gleicher Geschwindigkeit verzehrt wird, so' daß der Gasdruck im Innern der Zelle unverändert bleibt.It is such a gas-tight alkaline accumulator long-term, so · causes the entire energy supplied to the positive electrode exclusively an evolution of oxygen at the negative electrode at the same rate is consumed, so 'that the gas pressure inside the Cell remains unchanged.
Der Ladestrom kann jedoch, nicht beliebig erhöht werden, weil schließlich: die Sauerstoff entwicklung höher ist als der mögliche Verzehr durch die negative Elektrode. Die Geschwindigkeit des Sauerstoffverzehrs hängt unter anderem ab von dem Partialdruck des Sauerstoffes in der Zelle, insbesondere von dem Partialdruck des Sauerstoffes in der Grenzschicht der negativen. Elektrode, und. wird durch Anwesenheit von Fremdgasen,, die an den sich abspielenden elektrochemischen Vorgängen unbeteiligt sind, gehemmt. Dieses hat man sich' in der Weise vorzustellen, daß durch den dauernden Zustrom von Sauerstoff zu den freiliegenden und: gasabsorbierenden Teilen der negativen. Elektrode auch diese Fremdmoleküle mitgerissen werden und sich in der Grenzschicht der negativen: Elektrode anhäufen, während der Sauerstoff aus dem Gasgemisch, gebunden wird. Die höchstzulässige Ladestromstärke liegt daher um so niedriger und die im Akkumulator auftretenden Gasdrücke sind um so höher, je mehr unerwünschte Fremdgase, vornehmlich Wasserstoff und Stickstoff, im Gasraum des Akkumulators vorhanden sind. Diese Gase können im Augenblick des Verfahren zur HerstellungHowever, the charging current cannot be increased at will, because ultimately: the development of oxygen is higher than the possible consumption by the negative electrode. The rate of oxygen consumption depends, among other things, on the partial pressure of oxygen in the cell, in particular on the partial pressure of oxygen in the boundary layer of the negative. Electrode, and. becomes through presence of foreign gases, which are not involved in the electrochemical processes taking place, inhibited. This has to be imagined in such a way that through the continuous influx of oxygen to the exposed and: gas-absorbing parts of the negative. Electrode also these foreign molecules be carried away and accumulate in the boundary layer of the negative: electrode while the oxygen from the gas mixture is bound. The maximum permissible charging current is therefore the lower and the gas pressures occurring in the accumulator are higher, the more unwanted foreign gases, primarily hydrogen and nitrogen, are present in the gas space of the accumulator are. These gases can be used at the moment of the manufacturing process
ständig gasdicht verschlossenerconstantly sealed gas-tight
alkalischer Akkumulatorenalkaline accumulators
Anmelder:Applicant:
Accumulatoren-Fabrik Aktiengesellschaft, Hagen (Westf.), Dieckstr.42Accumulatoren-Fabrik Aktiengesellschaft, Hagen (Westphalia), Dieckstrasse 42
Dipl.-Chem. Fritz Bachmann, Hagen (Westf.),
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Chem. Fritz Bachmann, Hagen (Westphalia),
has been named as the inventor
gasdichten Verschließens des Akkumulators in diesem anwesend sein. Der Stickstoff z. B. stammt aus der Atmosphäre und dringt bei Entfernung des frei beweglichen Elektrolyten vor dem dichten Verschließen in das Akkumulatorengehäuse ein. Wasserstoff kann während der Vorbehandlung im offenen Zustand oder auch durch eine falsche Behandlung im verschlossenen Akkumulator entstanden sein, Es ist wichtig, diese unerwünschten Gase zu beseitigen. Nach einem Vorschlag werden alkalische Akkumulatoren, die während der Ladung geöffnet, somit nicht ständig gasdicht verschlossen sind, unmittelbar nach der Ladung durch Absaugen entgast. Nach einem anderen Vorschlag hat dieses Absaugen bei nicht verschlossenen Akkumulatoren den Zweck. Gase aus den Poren der aktiven Masse zu entfernen und damit die Ausnutzung der aktiven Masse zu verbessern. Es wurde auch vorgeschlagen, bei Akkumulatoren, die nicht gasdicht verschlossen sind, vor allem Zinkhalogenidakkumulatoren, den. bei der Ladung an. der Kathode entstehenden Wasserstoff durch Wasserstoffakzeptoren aufnehmen zu lassen, die dann an der Anode wieder oxydiert werden.gas-tight sealing of the accumulator in this be present. The nitrogen z. B. comes from the Atmosphere and penetrates when the freely moving electrolyte is removed before sealing into the battery housing. Hydrogen can be in the open state or during pretreatment may also have been caused by incorrect handling in the sealed accumulator, It is important to note this eliminate unwanted gases. According to one proposal, alkaline accumulators, which during of the cargo are opened, so are not constantly sealed gas-tight, immediately after the cargo Suction degassed. According to another suggestion, this suction has to be performed when the accumulators are not closed the purpose. Removing gases from the pores of the active mass and thus taking advantage of the to improve active mass. It has also been suggested that accumulators that are not sealed gas-tight are, especially zinc halide accumulators, the. at the charge. resulting from the cathode Allow hydrogen to be absorbed by hydrogen acceptors, which then oxidize again at the anode will.
Schließlich sind auch, dem Elektrolyten gasdichter Zellen oxydierende Stoffe, z. B. Kaliumhypobroniit, zugesetzt worden, um die aktive Masse der geladenen Negativen zu oxydieren und ihr damit eine größere Ladefähigkeit zu geben, als die Positive besitzt. Diese Vorschläge haben mit dem Erfindungsgegenstand nichts zu tun.Finally, the electrolyte of gas-tight cells oxidizing substances such. B. Potassium hypobroniite, was added to oxidize the active mass of the charged negatives and thus a larger one To give charge capacity than the positive possesses. These suggestions have to do with the subject matter of the invention Nothing to do.
Der Vorschlag, den Wasserstoff durch katalytische Verbrennung zu Wasser zu vernichten, führt nicht zum Ziel, da. die Gase meist nicht im Knallgasverhältnis vorliegen und oft der Wasserstoff überwiegt. Versuche, den Wasserstoff mit Hilfe von Gas-The proposal to destroy the hydrogen by catalytic combustion to water does not lead to the goal, there. the gases are usually not present in an oxyhydrogen ratio and the hydrogen often predominates. Attempts to generate hydrogen with the help of gas
709 909/146709 909/146
elektroden zu beseitigen, haben versagt. Wohl kann der Wasserstoff mittels Silberoxyd, beseitigt werden, jedoch ist Silberoxyd, sehr teuer.Eliminating electrodes have failed. The hydrogen can be eliminated by means of silver oxide, however, silver oxide is very expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war ts, die unerwünschten Gase Stickstoff und Wasserstoff mit wirksamen Mitteln aus den gasdichten, alkalischen Akkumulatoren zu beseitigen bzw. dafür Sorge zu tragen, daß sie im Augenblick des gasdichten Verschließens nicht im Innern des Akkumulators vorhanden sind. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß im Augenblick des gasdichten Verschließens der Akkumulatoren diejenigen Gase, für die Mittel zum Verzehr im Innern des Akkumulators nicht enthalten sind, aus den Zellen verdrängt oder in den Zellen vernichtet werden. Es wird z. B. Sauerstoff" aus einer Stahlflasche mittels eines Schlauches oder eines Röhrchens direkt vor dem Dichtverschließen in den Akkumulator geleitet, wodurch die Fremdgase verdrängt werden. Für das Einleiten genügen meistens einige Sekunden.The object of the present invention was ts to use the undesired gases nitrogen and hydrogen to remove effective agents from the gas-tight, alkaline accumulators or to take care of them bear that they are not present in the interior of the accumulator at the moment of gas-tight sealing are. This object is achieved according to the invention in that at the moment the gas-tight Sealing of the accumulators those gases for the means for consumption inside the accumulator are not contained, displaced from the cells or destroyed in the cells. It will z. B. Oxygen "from a steel bottle by means of a hose or tube directly in front of the Sealing conducted into the accumulator, whereby the foreign gases are displaced. For initiating A few seconds are usually sufficient.
Weiterhin können erfmdungsgemäß dem Akkumulator vor dem gasdichten. Verschließen Stoffe zugeführt werden, welche leicht Sauerstoff abgeben, wenn, sie mit dem Elektrolyten bzw. einem anderen Material im Innern des Akkumulators in Berührung kommen. Solche Stoffe sind. Wasserstoffsuperoxyd, Alkali- und Erdalkaliperoxyde. Der entstehende Sauerstoff treibt dann den Stickstoff und den. Wasserstoff aus dem Akkumulator. Die sauerstoffabgebenden Stoffe müssen vor dem Dichtverschließen möglichst vollständig umgesetzt sein, da eine Sauerstoffentwicklung nach dem Dichtverschließen unerwünscht ist.Furthermore, according to the invention, the accumulator can be in front of the gas-tight. Closing substances supplied which easily give off oxygen when, with the electrolyte or another Material inside the accumulator come into contact. Such substances are. Hydrogen peroxide, Alkali and alkaline earth peroxides. The resulting oxygen then drives the nitrogen and the. hydrogen from the accumulator. The oxygen-releasing substances must, if possible, be sealed before being sealed be fully implemented, since the development of oxygen after sealing is undesirable.
Falls durch die Vorbehandlung im offenen Zustand oder später nach dem Dichtverschließen des Akkumulators Wasserstoff entstanden ist, wird er erfindungsgemäß durch Einbringen von wirksamen wasserstoffabsorbierenden Stoffen beseitigt. Solchen fügt man meist, um eine genügend schnelle Wasserstoffabsorption zu erreichen, Katalysatoren, z. B. Platin- bzw. Palladiumsol, bei. Wasserstoffabsorbierende Stoffe sind Chinone und Nitroverbindungen, denen Palladiumsol beigemischt wird und die auch Lösungsmittel, z. B. Xylol, Cymol u. a., enthalten können. Es ist notwendig, diese wasserstoffabsorbierenden Stoffe derart im Akkumulator anzubringen, daß sie dem Wasserstoff leicht zugängig sind. Aus diesem Grunde werden sie zweckmäßig von porösen Stoffen, wie Filterpapier oder Perlonwolle, aufgesaugt. Dieses Material kann man entweder direkt mit — am besten laugebeständigen — Klebstoffen, z. B. PVC-KlebS'toffen, im Zelleninnern anbringen oder in Taschen, z. B. aus Kunststoff oder Metall, einlegen und diese im Zelleninnern eventuell in einem gewissen Abstand vom Gehäuse und dem Plattenpaket befestigen. If by pretreatment in the open state or later after sealing the accumulator Hydrogen has arisen, it is according to the invention by introducing effective hydrogen-absorbing substances eliminated. These are usually added to ensure that hydrogen is absorbed quickly enough to achieve catalysts, e.g. B. platinum or palladium sol. Hydrogen absorbing Substances are quinones and nitro compounds to which palladium sol is added and which too Solvents, e.g. B. xylene, cymene and others. It is necessary to absorb this hydrogen To attach substances in the accumulator in such a way that they are easily accessible to the hydrogen. the end For this reason, they are expediently absorbed by porous materials such as filter paper or Perlon wool. You can either use this material directly with - preferably alkali-resistant - adhesives, e.g. B. PVC adhesives, to be attached inside the cell or in Bags, e.g. B. made of plastic or metal, insert and this in the cell interior possibly in a certain amount Secure the distance from the housing and the plate package.
Durch alle diese Maßnahmen wird erreicht, daß im Augenblick des gasdichten Verschließens im Akkumulator nur solche Gase enthalten sind, die mit den im Akkumulator vorhandenen Mitteln restlos aufgezehrt werden können, z. B. Sauerstoff.All of these measures ensure that im Moment of gas-tight sealing in the accumulator only those gases are contained with the funds available in the accumulator can be completely consumed, e.g. B. Oxygen.
Durch~~die Erfindung wird der bedeutende technische Fortschritte erzielt, daß die nach dem gasdichten Verschließen in den Akkumulatoren vorhandenen Gase restlos beseitigt werden, so daß dadurch praktisch kein übermäßiger Gasdruck mehr auftreten kann. Wird der Akkumulator dann in üblicher Weise geladen, so daß sich Sauerstoff entwickelt, so bleibt der Sauerstoffpartialdruck im allgemeinen unter Atmosphäre. Die Akkumulatoren nach der Erfindung zeichnen sich dadurch aus. daß bei ihnen kein Überdruck auftritt und die etwa benutzten Drucksicherungen nicht zerstört werden.Through ~~ the invention becomes the significant technical Progress achieved that the existing after the gas-tight closure in the accumulators Gases are completely eliminated, so that there is practically no more excessive gas pressure can. If the accumulator is then charged in the usual way, so that oxygen develops, it remains the partial pressure of oxygen, generally below atmosphere. The accumulators according to the invention are characterized by it. that there is no overpressure in them and the pressure fuses that may be used not be destroyed.
Claims (4)
Deutsche Patentschriften Nr. 487 773. 645 753;
schweizerische Patentschrift Nr. 241 086:
britische Patentschrift Nr. 696 805.Considered publications:
German Patent Nos. 487 773,645,753;
Swiss Patent No. 241 086:
British Patent No. 696 805.
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- 1957-04-10 FR FR1171088D patent/FR1171088A/en not_active Expired
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