DE1274211B

DE1274211B - Electrode for lead accumulators

Info

Publication number: DE1274211B
Application number: DEV27622A
Authority: DE
Inventors: Fritz Philipp; Dipl-Chem Dr Paul Scholz
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1965-01-27
Filing date: 1965-01-27
Publication date: 1968-08-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für Blei- Elektrode für Bleiakkumulatoren akkumulatoren mit einem zwischen zwei Kunststoffschichten liegenden Bleigerüst aus Bleistreckmetall.The invention relates to an electrode for lead electrodes for lead batteries accumulators with a lead frame lying between two layers of plastic Expanded lead metal.

Positive oder negative Elektroden für Bleiakkumulatoren sollen möglichst volle Ausnutzung der aktiven Masse schon in den ersten Lade- und Entladezyklen erreichen.Positive or negative electrodes for lead-acid batteries should if possible Achieve full utilization of the active mass in the first charge and discharge cycles.

Zu diesem Zweck werden zur dichten Bleidioxyd-oder Bleimasse voluminöses Bleisulfat oder spezifisch leichtere Oxyde beigegeben oder in der Masse formiert, um die aktive Masse aufzulockern, um dadurch das Diffusionsvermögen des Elektrolyten zu Erhöhen.For this purpose, the dense lead dioxide or lead mass becomes voluminous Lead sulfate or specifically lighter oxides added or formed in the mass, to loosen up the active mass, thereby increasing the diffusivity of the electrolyte to increase.

Man hat daher die Masse auch schon zwischen zwei porösen Schichten mit nach außen vorspringender Wabenstruktur gebettet, um die Oberfläche zu vergrößern. Es wurde auch versucht, mikroporöse Kunststoffgerüste mit aktiver Masse zu füllen. Diese Elektroden erbrachten nicht die gewünschte Wirkung. Sie sind zudem noch umständlich in der Herstellung und besitzen eine zu kurze Lebensdauer. Daneben ist es bekannt, Bleigitter zwischen isolierenden Schichten aus Kunststoff anzuordnen oder auch auf dem Bleiträger Deckplatten aus gelochtem oder porösem isolierendem Material aufzukleben.The mass is therefore already between two porous layers with an outwardly protruding honeycomb structure to enlarge the surface. Attempts have also been made to fill microporous plastic frameworks with active material. These electrodes did not produce the desired effect. They are also cumbersome in production and have too short a service life. It is also known To arrange lead grids between insulating layers of plastic or on Glue cover plates made of perforated or porous insulating material to the lead carrier.

Weiter sind Elektrodengitter aus Streckmetall sowie Elektroden aus mehreren Streckmetallgittern bekannt. Zur Herstellung solcher Gitter wurde bereits vorgeschlagen, ein Metallblatt ein- oder beidseitig mit Isolierfolie zu belegen, die beiden Materialien zu verpressen und diese gemeinsam zu Streckmetall zu verarbeiten. Die Kunststoffschicht dient dabei zur Stützung der Metallschicht bei der Herstellung des Streckmetalls.Electrode grids are also made of expanded metal and electrodes are made of several expanded metal grids known. For the production of such a grid has already been proposed to cover a metal sheet on one or both sides with insulating film, to press the two materials and to process them together into expanded metal. The plastic layer serves to support the metal layer during manufacture of expanded metal.

Alle diese Anordnungen haben wesentliche Nachteile, insbesondere kann bei der letztgenannten Verfahrensweise die dem Streckvorgang unterworfene isolierte Schicht nicht mehr die Rolle einer Abdekkung spielen, so daß ein Abschlammen der aktiven Masse nicht zu vermeiden ist. Daneben besitzen diese Ausführungsformen von Elektroden ein schlechtes Diffusionsvermögen, da die aktive Masse durch gelochte Isolierplatten abgedeckt ist.All of these arrangements have significant disadvantages, in particular may in the latter procedure, the isolated one subjected to the stretching process Layer no longer play the role of a cover, so that the drainage occurs active mass cannot be avoided. In addition, these embodiments have Electrodes have poor diffusivity because the active mass is perforated Isolation panels is covered.

Die vorliegende Erfindung bewirkt die notwendige bessere Diffusion des Elektrolyten in das Innere der aktiven Masse bei einer Elektrode mit zwischen zwei Kunststoffschichten liegendem Bleistreckmetallgitter dadurch, daß die beiden Kunststoffschichten als gestreckte und gereckte Gitter ausgebildet sind.The present invention provides the better diffusion necessary of the electrolyte in the interior of the active material with an electrode with between two plastic layers lying lead expanded metal grid in that the two Plastic layers are designed as stretched and stretched grids.

Die aktiven Massen werden in ein sterisches Gitter aus warm gerecktem und stabilisiertem Kunststoff gepreßt. Als Ableiter dient ein an sich bekanntes Bleigitter aus Streckmetall, das mit einem Bleirahmen vergossen ist.The active masses are drawn into a steric lattice of warm and stabilized plastic. A known arrester is used as the arrester Lead grid made of expanded metal, which is encapsulated in a lead frame.

Nach Trocknung der eingestrichenen Paste entstehen an den Kunststoffstegen zwischen Kunststoff und der durch Trocknung geschrumpften Masse feine Kapillaren, die dem Elektrolyten den Zutritt ins Innere der Platte gestatten.After the coated paste has dried, it forms on the plastic bars fine capillaries between the plastic and the mass shrunk by drying, which allow the electrolyte to enter the interior of the plate.

Die Verwendung von Bleistreckmetall als Ableiter bringt darüber hinaus den Vorteil, daß auch in der Mittelschicht der aktiven Masse der Säurefluß erleichtert wird durch die zum Durchfluß senkrechte Stellung des Streckmetalls und der gereckten Kunststoffgitter gegenüber der mehr flachen Anordnung der Gitterstäbe.The use of expanded lead metal as an arrester brings further benefits the advantage that the flow of acid is also facilitated in the middle layer of the active composition is due to the vertical position of the expanded metal and the stretched metal to the flow Plastic grid compared to the more flat arrangement of the bars.

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll eine vorteilhafte Ausführungsform der Elektrode im Rahmen der Erfindung näher beschrieben werden.An advantageous embodiment is to be based on an exemplary embodiment the electrode are described in more detail within the scope of the invention.

Ein auf 2 mm Steghöhe gestrecktes Bleigitter 1 von etwa 1 cm2 Maschenweite wird an den Rändern in einen 5 mm hohen Bleirahmen 2 eingegossen. Beiderseits dieses Streckmetallgitters wird je ein Gitter 3 aus gestrecktem, warm gerecktem und stabilisiertem Hartpolyvinylchlorid mit je 4 - 4 mm Maschenweite und 1,4 mm Steghöhe aufgelegt, und durch einige Bindestücke aus gleichem Material werden beide Kunststoffgitter z. B. durch Zusammenkleben oder Versiegeln verbunden. In diese dreifache Gitterstruktur wird die aktive positive oder negative Masse - gegebenenfalls nach Verdünnung - eingepreßt.A lead grid 1 stretched to a height of 2 mm with a mesh size of about 1 cm2 is poured into a 5 mm high lead frame 2 at the edges. Both sides of this Expanded metal grids are each a grid 3 made of stretched, warm stretched and stabilized Rigid polyvinyl chloride with a mesh size of 4 - 4 mm and a web height of 1.4 mm are applied, and by using some binding pieces made of the same material, both meshes are made of plastic z. B. connected by gluing or sealing. In this triple lattice structure the active positive or negative mass - if necessary after dilution - pressed in.

Die so hergestellten positiven Platten waren nach Trocknung nur drei Viertel so schwer wie normale, gleichräumige Platten, ergaben aber schon ab der ersten Entladung mittlere Kapazitätswerte, die doppelt so hoch lagen wie die normaler Vergleichsplatten. Im Vergleich mit aktivierten Elektroden, die mit einer größeren Menge H2S04 angesetzt sind, so daß sich relativ viel Bleisulfat bildet und dadurch nach der Formation zu weniger voluminösem Pb02 oder Pb eine stärkere Auflockerung des Gefüges eintritt, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Elektrode eine geringere Abschlammung, weil das Gefüge dichter und der Zusammenfall infolge der mechanischen Stützung geringer ist.The positive plates produced in this way were only three after drying Quarter as heavy as normal, equally spaced panels, but resulted from the first discharge mean capacitance values that were twice as high as the normal Comparison plates. Compared with activated electrodes that are prepared with a larger amount of H2S04, so that there is a relatively large amount of lead sulfate and thus after the formation to less voluminous Pb02 or Pb a stronger one If loosening of the structure occurs, one takes place with the electrode according to the invention less sludge because the structure is denser and the collapse as a result of the mechanical support is lower.

Der technische Fortschritt gegenüber jetzt üblichen Bleielektroden wird auf Grund der Versuchsergebnisse darin gesehen, daß 1. das Gewicht der erfindungsgemäßen Elektrode um etwa 25 % geringer ist, als das der herkömmlichen Elektroden, 2. schon bei den ersten Entladungen wesentlich höhere Kapazitätswerte erreicht werden und 3. die Abschlammung infolge des mechanischen Stützgitters und der geringeren inneren Auflockerung der Massen geringer ist.The technical progress compared to the lead electrodes that are now common is seen on the basis of the test results in that 1. the weight of the invention Electrode is about 25% less than that of conventional electrodes, 2. yes significantly higher capacitance values can be achieved with the first discharges and 3. The sludge due to the mechanical support grid and the lower internal Loosening up of the masses is less.

Wie vorteilhaft sich die Anwendung des Bleistreckmetalls und der gereckten Kunststoffgitter auswirkt, zeigen folgende Vergleichsversuche: In der Tabelle werden mit 1 Elektroden bezeichnet, die ein normales Gitter enthalten, mit 2 Elektroden, die ein Gitter aus Bleistreckmetall besitzen, dessen Fläche und Höhe dem Normalgitter entspricht. Mit 3 werden Elektroden bezeichnet, die zwei gegeneinander verschobene Streckmetallgitter enthalten. Unter 4 werden Werte für die Elektroden angeführt, die ein Bleistreckmetallgitter und zwei gestreckte und gereckte Kunststoffgitter enthalten, mit 5 Werte für Elektroden, die zwei Streckmetallgitter und zwei Kunststoffgitter besitzen. Gewicht vor Gewicht nach Gewichts- Nr. dem Pastieren dem Pastieren - ktffveeMasse 1 55,2 g = 100 95,2 g = 100 40,0 g = 100 2 36,4 g = 66 79,0 g = 83 42,6 g = 106 3 36,9 g = 67 75,6 g = 8Ö 38,7 g = 97 4 38,7 g = 70 69,7 g = 73 31,0 g = 78 5 37,6 g = 68 65,1 g = 69 27,5 g = 69 Kapazität in Ah/kg Nr. nach der nach der ersten nach der vierten fünfzehnten Entladung Entladung Entladung 1 18 22 40 2 10 33 42 3 16 40 52 4 53 74 90 5 78 88 91 Relativ< Zahl der Ah/kg aktive Masse- Nr. Entla-perestunden Masse aus- dungen nutzung gesamt I mittel mittel I gesamt % 1 79 121 -1,53 38 2994 15,8 2 72 120 1,66 38 2715 15,8 3 55 104,5 1,90 49 2702 20,2 4 39 88,1 2,26 73 2837 30,1 5 38 80,6 2,10 79 2973 32,6 The following comparative tests show how advantageous the use of expanded lead metal and stretched plastic meshes are: In the table, 1 designates electrodes which contain a normal mesh, and 2 electrodes which have a mesh made of expanded lead metal, the area and height of which corresponds to the normal mesh . With 3 electrodes are referred to, which contain two mutually displaced expanded metal grids. Under 4 values are given for the electrodes that contain an expanded lead metal grid and two stretched and stretched plastic grids, with 5 values for electrodes that have two expanded metal grids and two plastic grids. Weight before weight after weight No pasting pasting - ktffveeMasse 1 55.2 g = 100 95.2 g = 100 40.0 g = 100 2 36.4 g = 66 79.0 g = 83 42.6 g = 106 3 36.9 g = 67 75.6 g = 8Ö 38.7 g = 97 4 38.7 g = 70 69.7 g = 73 31.0 g = 78 5 37.6 g = 68 65.1 g = 69 27.5 g = 69 Capacity in Ah / kg No. after after the first after the fourth fifteenth Discharge discharge discharge 1 18 22 40 2 10 33 42 3 16 40 52 4 53 74 90 5 78 88 91 Relative < Number of Ah / kg active mass No. Discharge hours mass use total I medium medium I total% 1 79 121 -1.53 38 2994 15.8 2 72 120 1.66 38 2715 15.8 3 55 104.5 1.90 49 2702 20.2 4 39 88.1 2.26 73 2837 30.1 5 38 80.6 2.10 79 2973 32.6

Claims

Claims: 1. Electrode for lead-acid batteries with an between two plastic layers lying lead frame made of lead expanded metal, d a d u r c h indicates that the two plastic layers are stretched and stretched Grids are formed.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that the plastic grids are made of rigid polyvinyl chloride.

3. Electrode according to the claims 1 and 2, characterized in that the lead frame in a known manner from two made of expanded metal grids displaced against one another. Considered publications: German Patent Nos. 225 728, 730 503, 748 385, 195 241; British patents No. 436 266, 324 022; French patent specification No. 453 320.