DE2318075A1

DE2318075A1 - Vorrichtung zum einbringen aktiver masse in poroese elektrodengerueste fuer galvanische elemente

Info

Publication number: DE2318075A1
Application number: DE2318075A
Authority: DE
Inventors: Eckart Dipl Phys Buder; Wolfgang Knabenbauer
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1973-04-11
Publication date: 1974-10-31
Also published as: DE2318075C3; DE2318075B2

Description

Vorrichtung zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengertiste für galvanische Elemente Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente, ins-.besondere flir alkalische Akkumulatoren, durch Einbringen einer Metallsalzlösing aus der nach Fällung die die aktive Masse bildenden Metallverbindungen im Elektrodesngerüst verbleiben und wobei nach Einwirkung der Metallsa.lzlösung.die Elektrode kurzz zeitig mit heißem Wasser behandelt wird, nach Patentanmeldung P 2 255 077.4.
Beim Einbringen der aktiven Masse in poröse Elektrodenkörper, insbesondere in Sinter-Elektrodengerüste alkalischer Akkumulatoren, verwendet man im allgemeinen Tränkungsverfahren.
Diesem herkömmlichen Ifränkungsverfahren haftet der große Nachteil an, daß die dabei üblichen Verfahrensschritte, wie Eintränken und Trocknen, Fällen, Auswachsen,, Trocknen usw., zeitlich und räumlich getrennte libeitsgänge, viel Zeit in Anspruch nehmen und sehr aufwendig sind, insbesondere da beim Arbeitsgang des Eintränkens Jeweils nur eine geringe Menge an aktiver Masse in den Poren fixiert wird und dementsprechend eine hohe Zyklenzahl nötig ist. Da pro Zyklus der Trocknungsprozeß zweimal erfolgt, wirkt sich dieser Verfahrensschritt besonders stark aus.
Um eine wesentliche Vereinfachung und Beschleunigung bei dem Einbringenaktiver Masse in poröse Elektrodengerüste zu erreichen, wird in der DT-OS 2 032 699 vorgeschlagen, die Metallsalzlösung kontinuierlich auf eine Seite des in Bandform vorli-egenden porösen Elektrodengerüstes aufzusprühen und das Lösungswasser und flüchtige Reaktionsprodukte oder die bei der Fällung entstehenden Reaktionsprodukte auf der anderen Seite des Bandes abzuführen. Gemäß der in dieser Druckschrift beschriebenen Vorrichtung wird das konstant beheizte bandförmige Elektrodengerüst unter nacheinander #~tngeordneten Sprühstrecken hindurch geführt, die als Tränkungs- ! Fällungs- und Waschstrecken in der genannten Reihenfolge angeordnet sind und sich beliebig oftwiederholen können; soweit erforderlich, können Trockungsstrecken zwischengeschaltet werden. Auf der Unterseite des Elektrodenbandes werden die Reaktionsprodukte bzw. das Waschwasser durch einen Luftstrom abgeführt.
Eine solche Vorrichtung ist nicht geeignet für die Durchführung des in der Stammanmeldung#P 2 253 077.4 beschriebenen Verfahrens, gemäß dem die Imprägnierung durch Diffusion erfolgt, da die Blektrolytdiffusion in Oberflächennähe als Folge der Verkrustung der Poren an der Oberfläche stark verringert wird. Infolge der Führung des liegenden, bandförmigen Elektrodengerüstes durch nacheinander, in einer Linie angeordnete Sprühstrecken nimmt eine solche Vorrichtung sehr viel Platz ein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einbringen aktiver Masse in Elektrodengerüste galvanischer Elemente zu entwickeln, die es ermöglicht, die aktive Masse durch Diffusion bei konstanter Durchlaufgeschwindigkeit des Gerüstes einzubringen und deren Platzbelegung in Bezug auf die Bodenfläche sehr gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie getrennte, doppelseitige Sprühanordnungen aufweisende Kammern zum Einbringen der Metallsalzlösung und der Fällösung in das Elektrodengerüst und zur Behandlung mit der Waschlösung besitzt, daß zwischen der Kammer zur Behandlung mit der Metallsalzlösung und der Kammer zur Behandlung mit der Fällösung eine eine doppelseitige Strichdüse enthaltende Abspülkammer angeordnet ist und daß durch diese Kammern und die Abspülkammer ein bandförmiges Elektrodengerüst über Umlenkrollen geführt ist.
Erfindungsgemäß kann zwischen der Kammer für die Fällösung und der Kammer für die Waschlösung eine ein rotierendes Bürstenpaar besitzende Reinigungskammer angeordnet sein.
Die Kammern zur Behandlung mit der Metallsalzlösung, der Fä1-lösung und der Waschlösung und die Abepül- und Reinigungskamnern besitzen an den Durchtrittsstellen des bandförmigen Elektrodengerüstes Abstreifer.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Umlenkrollen liegend angeordnet.
In Jede Kammer können zwei Umlenkrollen im unteren Teil und eine Umlenkrolle im oberen Teil und die Abspül- und Reinigungskammer in Höhe der beiden unteren Rollen angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind jeweils zwei Umlenkrollen und die Äbspül- und Reinigungskammern oberhalb-der Behält er angeordnet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Umlenkrollen auch vertikal. angeordnet sein, wobei jede Kammer mindestens zwei Umlenkrollen enthält.
Im folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Umlenkrollen liegend angeordnet, d.h. das Band wird liegend geführt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Figur 3 sind die Umlenkrollen vertikal angeordnet, d.h. das Band wird stehend geführt.
Bei der Ausfiihrungsform gemäß Figur 1 läuft das Rohsinterband von einer Vorratsrolle in den der Aufnahme der Metallsalzlösung dienende Kammer 3. Das bandförmige Elektrodengerüst wird in dieser Kammer über drei Umlenkrollen 2 abgelenkt und zur Aufnahme der aktiven Massen über Düsen 5 mit lösungen besprüht; geeignete Metallsalzlösungen sind in der Stammanmeldung beschrieben.
Zwischen der Kammer 3 für die Metallsalzlösung und der Kammer 7 für die Fällosung ist eine Abspülkammer 6 vorgesehen, die durch Abstreifer 4 gegenüber den Kammern abgeschlossen ist. Das durch diese, eine doppelseitige Strichdüse 61 enthaltende Abspülkammer 6 geführte bandförmige Elektrodengerüst 11 wird beidseitig mit heißem Wasser angesprüht. Durch die Strichdüse 61 ist eine definiert einstellbare Sprühzone gewährleistet. Die Abtropfzeit wird eingespart und gleichzeitig wird eine oberflächliche Reinigung des bandförmigen Elektrodengerüstes erreicht. In der Kammer 7 wird das Band ii wieder über drei Umlenkrollen 2 geführt und mit Hilfe von doppelseitigen Sprühanordnungen 5 wird die Fällösung auf den Sinterkörper gespruht. Anschließend wird das Band durch Abstreifer 4 in die Waschkammer 9 eingeführt, in dieser erfolgt wieder eine Umlenkung über drei Umlenkrollen 2 und eine Besprühung mit heißem Wasser über doppelseitige Sprühanordnunten 5.
Über einen weiteren Abstreifer 4 wird das Band 11 aus der Waschkammer 9 herausgeführt und auf einer Rolle 10 aufgewickelt.
Erfindungsgemäß kann zwischen Fällkammer 7 und Waschkammer 9 eine ein rotierendes Bürstenpaar 81 besitzende Reinigungskammer 8 angeordnet werden, um die anhaftende Lauge und einen evtl. vorhandenen Massefilm zu beseitigen. Diese Maßnahme, die nicht unbedingt erforderlich ist, hat günstige Auswirkungen in Richtung auf eine Verringerung der sich anschließenden Waschstrecke im Waschbehälter 9.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 sind die oberen Umlenkrollen 2 Jeweils oberhalb der Behälter 3, 7, 9 angeordnet. Die Abepülkammer 6 und die evtl. vorzusehende Reinigungskammer 8 sind ebenfalls oberhalb und außerhalb der Behälter 3, 7, 9 angeordnet. In Bezug auf die Bewegungsrichtung des bandförmigen Elektrodengerüstes 11 liegen diese Kammern 6, 8 Jedoch weiterhin zwischen den Jeweiligen Kammern. Das Sintergerüst 11 wird Jeweils über zwei weitere, außerhalb und oberhalb der Kammern 3, 7, 9 angeordneteUmlenkrollen 2 durch diese Kammern 6, 8 geführt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 3 ist das bandförmige Sintergetüst 11 stehend geführt, d.h. sämtliche Utlenkrollen 2, die Vorraterolle 1 und die Aufwickelrolle 10 sind vertikal angeordnet. In Jede der drei Kammern 3, 7, 9 wird das Sintergerüst ü#ber mindestens zwei Umlenkrollen umgelenkt und mit Hilfe von doppelseitigen Sprühanordnungen angesprüht. Hinter der Kammer 3 für die Metallsalzlösung bzw. vor der Kammer 7 für die Fälb lösung ist wiederum eine eine doppelseitige Strichdüse 61 enthaltende Abspülkammer 6 vorgesehen. Zwischen den Fäll- und Waschkammern kann wiederum eine Reinigungskammer 8 mit einem rotierenden Bürstenpaar 81 angeordnet werden.
Als Durchmesser der Umlenkrollen 2 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt der Bereich von 15 bis 40 cm in Frage.
In der Praxis' weiden zur Erreichung gewünschter Masseaufnahmen mehrere de'erfidungsgemäBen Vorrichtungen hintereinander geschaltet.
Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 ist darin zu sehen, daß bei diesen Ausführungsformen die Platzbelegung in Bezug auf die Bodenfläche sehr gering ist. Die Vorrichtung gemäß Figur 2 stellt dabei eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dar#, da durch das Anordnen von mehreren Umlenkrollen oberhalb der Behälter sich die Abdichtung von Rollenlagern gegenüber dem entsprechenden Medium zur Verhinderung von Korrosion verringert und das Abdichtuiigsproblem, das sich bei der Führung durch die Trennwand ergibt weg fällt.
Als besonderer Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend Figur 3 ist die kleine Anzahl der Umlenkrollen zu sehen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann das in der Stairjnanmeldung beschriebene Verfahren mit einem Minimum an Platz-#, Zeit- und Arbeitsaufwand kontinuierlich durchgeführt werden.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Einbringung aktiver Masse in poröse Elektrodengerüste für galvanische Elemente, insbesondere alkalische Akkumulatoren, durch Einbringen einer Metallsalzlösung aus der nach Fällung die die aktive Masse blldendenMetallverbindungen im Elektrodengerüst verbleiben. und wobei nach Einwirkung der Metallsalzlösung die Elektrode kurzzeitig mit heißem.

Wasser behandelt wird, nach Patentanmeldung P 22 53 077.4, dadurch gekennzeichnet, daß sie getrennte, doppelseitige Sprühanordnungen (5) aufweisende Kammern (3, 7, 9) zum Einbringen der Metallsalzlösung und der Fällösung in das Elektrodengerüst und zur Behandlung mit der Waschiösung besitzt, daß zwischen der Kammer (3) zur Behandlung mit der Metallsalzlösung un. der Kammer (7) zur Behandlung mit der Fällösung eine eine doppelseifige Strichdüse (61) enthaltende Abspülkammer (6) ange ordnet ist und daß durch diese Kammern (3, 7, 9) und die Ab spülkaemer (6) ein bandförmiges Elektrodengerüst (11) über Umlenkrollen (2) geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (7) zur Behandlung mit der Fällösung und der Kammer (9) zur Behandlung mit der Waschlösung eine ein rotierendes Bürstenpaar (81) besitzende Reinigungskammer (8) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (3, 7, 9) und die Abspül- und Reinigungskammern (6, 8) an den Durchtrittsstellen des bandförmigen Elektrodengerüstes (11) Abstreifer (4) besitzen.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (2) liegend angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Jeder Kammer (3, 7, 9) zwei Umlenkrollen (2) im unteren Teil, eine Umlenkrolle (2) im oberen Teil und die Abspül- und Reinigungskammer (6, 8) in Höhe der beiden unteren Rollen (2) angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Jeweils zwei Umlenkrollen (2) und die Abspil-und Reinigungskammern (6, 8) oberhalb der Kammern (3, 7, 9) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (2) vertikal angeordnet sind und daß Jede Kammer (3, 7, 9) mindestens zwei Umlenkrollen enthält.