DE1031849B

DE1031849B - Poroeses Sintergeruest fuer die Einlagerung der elektrochemisch aktiven Massen einer Akkumulatorenelektrode und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1031849B
Application number: DEV11108A
Authority: DE
Inventors: Dr H C Hans Vogt
Original assignee: Hans Vogt Dr H C
Current assignee: Hans Vogt Dr H C
Priority date: 1956-08-25
Filing date: 1956-08-25
Publication date: 1958-06-12
Also published as: FR1184649A; US2955146A; GB822250A; CH354492A; NL113700C

Description

Es sind Elektroden für Akkumulatoren bekannt, bei denen die elektrochemisch wirksame Elektrodensubstanz in die Poren eines' Sintergerüstes eingebracht ist, wobei dieses Sintergerüst den einseitigen oder beidseitigen Sinterbelag einer Trägerunterlage bildet. Die Trägerunterlageh- dienen dabei der mechanischen Stabilisierung des Elektrodengerüstes, und sie sind meist gleichzeitig auch zu Kontaktanschlüssen der Elektrode geformt. Bei der kontinuierlichen Herstellung solcher Sintergerüste für Akkumulatorenelektroden wird die Trägerunterlage für den Durchlauftransport der zum porösen Gerüst zu sinternden Metallpulverbahn benutzt.

Wendet man für die Herstellung der vorbeschriebenen Elektrodensintergerüste, insbesondere sehr dünner Sintergerüste, ein Verfahren an, bei dem die Trägerunterlage durch eine Metallpulveremulsion od. dgl. läuft, um die Trägerunterlage mit einer an ihr haftenden Emulsionsschicht zu überziehen, die in sich und mit der Unterlage im Anschluß an den Uberzugsvorgang versintert wird, so bereitet es herstellungstechnische Schwierigkeiten, sehr gleichmäßige, insbesondere sehr dünne Belagschichten auf die Trägerunterlage aufzubringen. Für das Funktionieren gasdicht verschlossen zu betreibender Akkumulatoren, insbesondere alkalischer Akkumulatoren, ist es aber erforderlich, daß die Einlagerungsschichten für die elektrochemisch aktiven Massen bei den Elektroden eine geringe, möglichst sogar sehr geringe Dicke haben, und daß die Dicken aller in einen gasdicht verschlossen zu betreibenden Akkumulator eingebauten Elektroden weitmöglichst gleichmäßig sind, insbesondere, um Entladungen zu erhalten, die rechteckige Entladekurven ergeben. Herstellungstechnisch bereitet es außerordentliche Schwierigkeiten, nach dem wirtschaftlich günstigen Verfahren der Aufbringung einer Metallpulveremulsionsschicht Trägerunterlagen mit aufgesinterten Elektrodengerüsten möglichst vollkommen gleichmäßiger Dicke zu erhalten, weil die Haftfähigkeit der Schicht sehr empfindlich von der Temperatur des Haftmittels, der Durchlaufzeit, Vortrockenzeit usw. abhängig ist.

Die Erfindung geht von dem vorbeschriebenen. Entwicklungsstand aus und sie hat ein poröses Sintergerüst für die Einlagerung der elektrochemisch aktiven Massen einer Akkumulatorenelektrode in die Poren des mit seiner Trägereinlage bzw. Trägerunterlage fest versinterten Gerüstes zum Gegenstand, dessen kennzeichnendes Merkmal es ist, daß die Trägereinlage bzw. -unterlage mit solchen Oberflächenunebenheiten versehen ist, die die Dicke des auf die Unterlage einseitig oder beidseitig aufgebrachten Sintergerüstes durchsetzt. Es besitzt also die Trägereinlage bzw. Trägerunterlage eine sich aus den Ober-Poröses Sintergerüst für die Einlagerung der elektrochemisch aktiven Massen

einer Akkumulatorenelektrode
und Verfahren zu dessen Herstellung

Anmelder:

Dr. h. c. Hans Vogt,

Erlau bei Passau

Dr. h. c. Hans Vogt, Erlau bei Passau,
ist als Erfinder genannt worden

flächenunebenheiten bestimmende Maximaldicke, die gleich der Dicke der mit dieser Unterlage bzw. Einlage hergestellten Sintergerüstelektrode ist.

Die Verwendung einer solchen Trägerunterlage bzw. Trägereinlage mit Oberflächenunebenheiten hat den großen herstellungstechnischen Vorteil, daß unter Beibehaltung des bekannten und wirtschaftlich günstigen Verfahrens der kontinuierlichen Aufbringung einer Metallpulverbreischicht auf die Trägerunterlage die Unebenheiten dieser Unterlage Dickenanschläge für den durch eine Abstreifeinrichtung laufenden Unterlagenstreifen mit seiner daran haftenden Metallpulvermasse bilden. Vorteilhaft ist es dabei, über die Gesamtfläche der Unterlage möglichst viele solche als Dickenanschläge wirkende Unebenheiten verteilt anzuordnen, um eine weitgehend gleichmäßige Führung für die Abstreifeinrichtung beim kontinuierlichen Durchlauf des Trägerstreifens mit seiner Auflage zu haben. Es eignen sich für die Verwirklichung der Erfindung günstig Trägerunterlagen, die nach der Art von Warzenblechen Oberflächenunebenheiten haben, weil die zwischen den Warzenvorsprüngen liegenden Täler bzw. rückseitigen Mulden eine gute Haftung der Metallpulvermasse an der Unterlagenoberfläche auch beim Durchlaufen der Abstreifeinrichtung gewährleisten.

Als perforierte Einlage sind reibeisenartig gelochte Metallfolienstreifen günstig, die nach ihrer Lochung mit ganz bestimmter Höhe der beim Lochen entstehenden Unebenheiten, z.B. durch Walzen, egalisiert werden können. Für beidseitig mit einer Sintergerüstschicht zu versehende Trägerunterlagen wird man die

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Unebenheiten so ausbilden, daß sie wechselweise an der einen und an der anderen Unterlagenseite vorhanden sind.

Kin günstiges Verfahren für die Herstellung beidseitig mit Unebenheiten versehener, reibeisenartig gelochter Trägerunterlagen ist bei Verwendung von Schneidewalzenpaaren entsprechend dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel gegeben.

Fig. 1 a zeigt die reibeisenartig perforierte vernickelte Eisenfolie 1, die eine Dicke von 0,04 mm hat. Wie aus Fig. Ib ersichtlich ist, bilden, die Ausbuchtungen 2 und 3 Oberflächenunebenheiten auf beiden Seiten der Folie 1, und es sind die Ausbuchtungen so aus dem Folienmaterial herausgedrückt, daß Durchbrechungen 4 entstehen, die in Quer- und Längsreihen dicht nebeneinander liegen können (Perforation). Die Ausbuchtungen2 und 3 gewährleisten ein gutes Haften des mit einem Bindemittel vermischten Nickelpulvers an der Folienstreifenoberfläche, und es bilden diese Ausbuchtungen Dickenanschläge 6 für das Egalisieren der für die Herstellung des Sintergerüstüberzuges aufgetragenen Pulvermasseschichten 7 und 8. Die zungenartig an den Folienstreifenoberflächen vorstehenden Teile 9 der Ausbuchtungen 2 und 3 durchsetzen die Dicke des aus den Pulvermasseschichten 7 und 8 hergestellten hochporösen Sintergerüstes, das über die Durchbrechungen 4 die beiden Elektrodenseiten elektrochemisch wirksam miteinander verbindet.

Die Wirkung der Ausbuchtungen 2 und 3 als Dickenanschläge beim Auftragen der Pulvermasseschichten 7 und 8 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Abstreiferbleche 10 und 11 liegen beim Durchlaufen des Folienstreifens 1 auf den Spitzen der zungenartigen Vorsprünge 9 dieses Streifens 1 auf, und es wird dadurch die überflüssige Pulvermasse 12 abgestreift, also die Dicke der Pulverschichten 7 und 8 egalisiert.

Das Eindrücken der Ausbuchtungen 2 und 3 in den Folienstreifen 1 zeigt Fig. 3. Die beiden Walzen 13 und 14 sind wechselnd mit Schneidzähnen 15 und Vertiefungen 16 für den Zahn der Gegenwalze versehen. Die Zähne 15 sind so geformt, daß sie nur mit ihrer Spitze als Schneidwerkzeug arbeiten und mit dem Zahnrücken eine Ausbuchtung in die Folie 1 drücken.

In Fig. 5 ist die Anwendung der Erfindung bei dem kontinuierlichen Herstellungsverfahren von Trägergerüstbändern für alkalische Akkumulatoren dargestellt. Das foliendünne Eisenband 17 läuft von der Vorratsrolle 18 durch die Perforationseinrichtung 19, das Vernicklungsbad 20, die Nickelpulvermasse 21, die Egalisierungseinrichtung 22, den Trocken- und Vorsinterofen 23, den Ofen für die Fertigsinterung 24j und es wird mit der beidseitigen hochporösen Sintergerüstschicht auf die Rolle 25 aufgewickelt. 26 ist ein Transportwalzenpaar für das kontinuierliche Durchziehen des Folienbandes durch die erwähnten Fertigungseinrichtungen. Dieses Walzenpaar wird zusammen mit der Rolle 25 von dem Motor 27 angetrieben. Die Rolle 25 wird so mit dem Sintergerüstband 28 bewickelt, daß zwischen den einzelnen Windungen durch Benutzung der Distanzierungszwischenlage 29 ein für das Imprägnieren des Sintergerüstes geeigneter Zwischenraum vorhanden ist. Die Distanzierungszwischenlage 29 ist auch für die Vermeidung von Oberflächenbeschädigungen beim Aufwickeln des Sintergerüstbandes 28 auf die Rolle 25 sehr vorteilhaft, weil dadurch das Aneinanderliegen der Sinterbandwindungen, insbesondere mit größeren Oberflächenunebenheiten, vermieden ist. Es erfolgt also die Herstellung des erfindungsgemäßen Sintergerüstbandes im kontinuierlichen Durchlauf der hintereinander angeordneten Einrichtungen mit genauer Dicke, insbesondere sehr geringer Dicke, der auf das Trägerband 17 aufgebrachten Sintergerüstschichten.

Claims

Patentansprüche:

1. Poröses Sintergerüst für die Einlagerung der elektrochemisch aktiven Masse einer Akkumulatorenelektrode, insbesondere Elektrode eines alkalischen Akkumulators, in die Poren des mit einer Trägereinlage bzw. Trägerunterlage fest versinterten Gerüstes, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerunterlage mit als Auflagen für den Abstreifer (10, 11) dienenden Oberflächenunebenheiten (2, 3) versehen ist, welche die Dicke des Sintergerüstes durchsetzen.

2. Verfaliren zur kontinuierlichen Herstellung von Elektrodensintergerüsten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Unebenheiten versehener, insbesondere reibeisenartig perforierter Metallfolienstreifen (1) in an sich bekannter Weise mit einem Metallpulverbrei, einer Metallpulveremulsion od. dgl. (12) überzogen wird und die überzogene Trägerunterlage einen Abstreifer (10, 11) od. dgl. durchläuft, dessen Streifbleche od. dgl. so unter Vorspannung über die Oberflächenunebenheiten gleiten, daß diese Unebenheiten für die Streifbleche od. dgl. Dickenanschläge zum Egalisieren der Metallpulverschichtdicke bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen