DE1223435B - Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer Bleiakkumulatoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIm

Deutschem.: 21b-21/02

Nummer: 1223 435

Aktenzeichen: E 22124 VI b/21 b

Anmeldetag: 15. Dezember 1961

Auslegetag: 25. August 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an Elektroden für Blei-Säure-Akkumulatoren des Typs, bei dem das aktive Material um metallische Kerne angeordnet ist, die sich zwischen oberen und unteren Querträgern erstrecken und die von einer isolierenden Hülle oder einem Rohr umgeben sind, welche Teile geeignet sind, das aktive Material an den einzelnen Kernen zu halten. Die Erfindung befaßt sich mit einem neuen und verbesserten Verfahren für die Behandlung des aktiven Materials, das in Elektroden des beschriebenen Typs verwendet wird.

Bei der Herstellung rohrförmiger Akkumulator-Elektroden werden die Rohre oder die das aktive Material haltenden Bauteile dadurch gefüllt, daß Bleioxyde in Pulverform in den ringförmigen Raum *5 zwischen den Rohren und den Kernen eingefüllt und durch kräftiges Schütteln und Hämmern in einen kompakten Zustand übergeführt werden. Um eine hohe Anfangskapazität zu erzielen, ist es übliche Praxis, Bleimennige oder rotes Bleioxyd, Pb₃O₄, als ^o aktives Material zu verwenden. Wo die Anfangskapazität des Akkumulators kein wesentlicher Faktor ist, wurde ungeröstete Bleiglätte, PbO, als aktives Material benutzt, da dieses Oxyd weniger kostspielig ist. Es haben jedoch diese beiden aktiven Materialien ^a5 geringwertige Fließcharakteristiken, indem sie die Tendenz haben, zusammenzubacken, zu kleben und in den gefüllten Rohren Hohlräume zu verursachen.

Dieses Problem wird schwieriger, wenn die scheinbare Dichte des benutzten aktiven Materials ab- 3<> nimmt. Diese Eigenschaften des Zusammenbackens und Klebens sind auf Oberflächenladungen der Bleioxydteilchen und ihre Teilchenformen zurückzuführen.

Bisher sind die Rohre für solche Platten hergestellt worden aus geschlitztem Ebonit (Hartgummi) oder einem thermoplastischen Material wie Polyäthylen. Im Bestreben, Platten zu schaffen von verbesserten elektrischen Eigenschaften und niedrigeren Kosten, ist jedoch vorgeschlagen worden, gewebte Rohre aus säurebeständigen Fäden aus Glas oder einem geeigneten synthetischen Harz zu verwenden. Solche Rohre können einzeln gewebt, gewirkt oder geflochten werden, oder eine Reihe von Rohren kann in einem einzigen Webvorgang oder einem ähnlichen Vorgang hergestellt werden, wobei die einzelnen Rohre untereinander durch einen schmalen Stoffteil verbunden sind. Für eine gute Akkumulatorleistung müssen solche Textilrohre dünn und höchstporig sein, um den inneren Akkumulatorwiderstand niedrig zu halten und zusätzlich Poren solcher Natur zu besitzen, daß das Durchdringen des aktiven Materials Verfahren zur Herstellung von Elektroden für
Bleiakkumulatoren

Anmelder:

The Electric Storage Battery Company,

Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Schaefer, Patentanwalt,

Hamburg-Wandsbek, Ziesenißstr. 6

Als Erfinder benannt:

James Paul Malloy, Cheltenham, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Dezember 1960
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verhindert wird. Es ist jedoch gefunden worden, daß wegen dieser Erfordernisse Textilrohre die Tendenz haben, schlaff zu sein, und infolgedessen wird es schwierig, sie mit aktivem Material durch übliche Methoden zu füllen. Es ist vorgeschlagen worden, solche Rohre, die aus bestimmten synthetischen Harzen hergestellt sind, zu versteifen durch eine Wärmebehandlung auf einem Dorn, um den Stoff aufzuschrumpfen und festzulegen. Diese Schrumpfbehandlung kann aber, obwohl sie nützlich ist, im Hinblick auf die Form und die Maßhaltigkeit des Rohres nicht vollständig die Tendenz zu einer Schlaffheit im Endprodukt beseitigen. Es ist ferner vorgeschlagen worden, solche Rohre mit einem Versteifungsmittel zu spritzen, jedoch reduziert eine solche Behandlung die Porigkeit des Rohres so weitgehend, daß es unbrauchbar wird.

Demgemäß ist es das Ziel der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren zur Behandlung des in Elektroden des beschriebenen Typs benutzten Materials zu schaffen, wodurch die Fließcharakteristiken der aktiven Materialien aus Bleioxyd verbessert werden, die in rohrförmigen Akkumulatorplatten benutzt werden, und die Füllungszeit für das Rohr reduziert wird und die Füllvorrichtung vereinfacht wird, wodurch ferner die Benutzung weniger fester Rohre und die Füllung von Rohren geringeren Durchmessers ermöglicht wird.

Die Erfindung schafft ferner ein Mittel zur Behandlung des benutzten aktiven Materials in rohrför-

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Claims (1)

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   migen Akkumulator-Elektroden, wodurch eine Rege- Es sind verschiedene Abänderungen ih der oben

   lung der Dichte der aktiven Materialfüllung möglich beschriebenen Behandlung möglich; z. B. ist gefun-

   wird. den worden, daß in Abhängigkeit von der schein-

   Die Erfindung gestattet es ferner, eine gleichför- baren Dichte des zu granulierenden Bleioxyds die mige Füllung mit aktivem Material und eine gleich- 5 Menge des für" die Granulierung benutzten Wassers förmige Packungsdichte in rohrförmigen ÄkTiumula- variiert .werden kann innerhalb von 4 bis 10 Getor-Elektroden zu erzielen, wodurch, die Bedingungen wichtsprozent des Bleioxyds, um granulierte Körner beseitigt werden, welche bei solchen Elektroden ver- der gewünschten Größe zu erhalten. In dieser Hinhindern, daß eine gleichförmige 'Stromdichte über die sieht hat sich ergeben, daß Körner, die größer sind ganze Oberfläche vorhanden ist. .. - -'■-- io als diejenigen, welche in einem 20-Maschen-Gitter

   Bei einem Verfahren zur Herstellung von Elek- zurückgehalten werden, die Tendenz haben, ihre in-

   troden für Bleiakkumulatoren, in welchem das aktive duviduelle Identität während der Behandlung beizu-

   Material um Metallkerne angeordnet und gegen diese behalten und sich nicht aneinander zu binden, um

   durch rohrförmige Hüllen gedrückt wird und in wel- . eine feste Masse aus aktivem Material zu ergeben. Es

   chem man das aktive Material in granulierter Form 15 hat sich ferner gezeigt, daß — wenn mehr als 10%

   trocken in die Hüllen einbringt, wird gemäß der Er- des granulierten Oxydes ^! durch ein 325-Maschen-

   findung das Bleioxyd unter Hinzufügen von feinver- Gitter hindurchgeht —- die gewünschten Fließcharak-

   teiltem Wasser in einer Menge von 4 bis 10 Gewichts- teristiken nicht erreicht werden,

   prozent zu derartigen Kugeln,..die ein 20-Maschenr· Die Menge des erforderlichen Wassers verändert

   Sieb passieren, wobei nicht mehr als 10% durch ein 20 sich mit der Feinheit des Oxydes derart, daß feinere

   325-Maschen-Sieb hindurchtreten, gerührt oder ge- rote Bleioxyde, d. h. Oxyde, die eine scheinbare

   schüttelt, und die^rerhaltenen Granalien werden dann Dichte von 6. bis 18 haben, 6 bis 18- Gewichtsprozent

   getrocknet. ■ Wasser erfordern, um Granalien einer gewünschten

   Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben Größe herzustellen, während- Standardtypen von

   sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger 25 rotem Blei, d. h. Oxyde, die eine scheinbare Dichte

   AusführungsbeispielSäi- · =· oberhalb von 20 haben, 4 bis 8 Gewichtsprozent

   Bei einer Ausfühikngsform der Erfindung wurde Wasser erfordern. Andere Flüssigkeiten, wie Alkohol rotes Bleioxyd mit einer scheinbaren Dichte von 16 und Azeton, können zur Granulierung der Oxyde bis 18 granuliert mit 7,3 Gewichtsteilen, Wasser auf benutzt werden, und diese spezifischen Flüssigkeiten 100 Gewichtsteile des Oxyds. Die Hinzufügung des 30 haben den. Vorteil, daß sie die Trockenzeit wesent-Wassers zum Bleföxyd erfolgte, während es heftig . lieh herabsetzen. Es können ferner Mischungen von gerührt wurde, und das Wasser wurde als feiner Schwefelsäure und Wasser als granulierende Mittel Wasserstaub zu den gerührten ' Teilchen hinzu- benutzt werden, wodurch Mittel geschaffen werden, gegeben. Insbesondere wurde die Mischung · von um das Schüttgewicht des Oxyds zu variieren. Wie Wasser und rotem Bleioxyd durchgeführt in einem 35 dem Fachmann bekannt ist, begünstigt die Schwefel-Mischer des Zwillingstrommel-Typs, wie er durch säure die Bildung von Bleisulfaten, welche eine gedie Patterson-Kalley-Gesellschaft hergestellt wird. ringere Dichte als die Bleioxyde haben. Infolge-Eine Versuchsfüllung wurde vorbereitet, indem dessen werden hierdurch Mittel geschaffen zur Vari-15,9 kg- rotes Blei -granuliert wurde, welches die ierung des Schüttgewichtes des Füllmaterials. Es ist scheinbare Dichte hatte, die oben angegeben ist, wo- 40 gefunden worden, daß Säure in Mengen bis zu bei die Mischung in 10 Minuten durchgeführt wurde. 25 Gewichtsprozent des Bleisulfats in der End-Das granulierte rote Blei, das unter Hinzufügung von mischung hinzugefügt werden kann.
   7,3 Gewichtsteilen Wasser hergestellt wurde, war Die Menge Wasser, die mit der Säure gemischt eine frei fließende Mischung mit einer derartigen wird, um den Granuliereffekt zu schaffen, bleibt anKorngröße, daß alle Körner durch ein 20-Maschen- 45 nähernd die gleiche, als wenn die Säure nicht anGitter hindurchgingen und wobei mehr als 50% der wesend wäre. Wenn z.B. eine Lösung von 25 Ge-Füllung durch ein 80-Maschen-Gitter hindurch- wichtsprozent Schwefelsäure benutzt wird, würde die gingen. Nach dem Mischen des Wassers und der Menge der benutzten Lösung zur Erzielung des geOxyde wurde die Probe getrocknet in einem rotieren- wünschten Grades der Granulierung das Gewicht des den Vakuumtrockner. Nach dem Trockenvorgang 50 erforderlichen Wassers geteilt durch 0,75 sein. Die wurde das frei fließende granulierte Bleioxyd in die Lehren der Erfindung sind auch anwendbar beim Rohre für das aktive Material einer Akkumulator- Granulieren ungerösteter Bleiglätte. Da die im Elektrode eingeführt, wobei die Füllzeit weniger als Handel erhältliche Bleiglätte im allgemeinen eine 10 Sekunden betrug, was eine Verminderung von höhere Dichte hat, d. h. 22 bis 24, ist weniger Wasser 50% gegenüber der Zeit bedeutet, die erforderlich 55 erforderlich, um den gewünschten Grad der Granuist, um gleiche Rohre mit nicht granuliertem Blei- lierung zu erzielen. In dieser Hinsicht haben sich 4 oxyd zu füllen. Femer wurde die Füllung erreicht bei bis 7 Gewichtsprozent Wasser als anwendbar ernur leichter Vibration der Rohre an Stelle des Harn- wiesen.

   mems und des kräftigen Schütteins, was bisher be- Patentansprüche·

   nutzt worden ist. Nach der Füllung der Rohre mit 60 ^

   dem granulierten Oxyd wurden die Rohre üblicher- 1. Verfahren zur Herstellung von Elektroden

   weise in Schwefelsäure getränkt, um das aktive für Bleiakkumulatoren, in welchem das aktive

   Material zu verfestigen oder zu sulfatieren in Vor- Material um Metallkerne angeordnet und gegen

   bereitung der nachfolgenden Formierung. Die so her- diese durch rohrförmige Hüllen gedrückt wird

   gestellten Elektroden wurden in üblicher Weise for- 65 und in welchem man das aktive Material in gra-

   miert, und es wurde gefunden, daß sie gleiche oder nulierter Form trocken in die Hüllen einbringt,

   bessere Eigenschaften in jeder Hinsicht hatten als dadurch gekennzeichnet, daß das Blei-

   die in bisheriger Weise hergestellten Elektroden. oxyd unter Hinzufügen von feinverteiltem Wasser

   in einer Menge von 4 bis 10 Gewichtsprozent zu derartigen Kugeln, die ein 20-Maschen-Sieb passieren, wobei nicht mehr als 10% durch ein 325-Maschen-Sieb hindurchtreten, gerührt oder geschüttelt wird und die erhaltenen Granalien dann getrocknet werden.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der verwendeten Wassermenge Schwefelsäure zugefügt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Granulierung dem Bleioxyd eine Flüssigkeit, die aus Wasser, Azeton oder Alkohol besteht, hinzugefügt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1013 273;
   schweizerische Patentschriften Nr. 29 237, 27 877.

   609 6S7/142 8.66 © Bundesdruckerei Berlin