176036. lajstromszámú szabadalom • Nagy aktivitású negatív vaselektród villamos akkumulátorok számára és eljárás annak előállítására
MAGYAR SZABADALMI 176036 NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS Nemzetközi osztályozás: Isit Bejelentés napja: 1978. VI. 16. (VA—1522) H 01 M 4/38 Elsőbbsége: Német Szövetségi Köztársaság: 1977. VI. 18. (P 27 27 393.4) ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja : 1980. V. 28. Megjelent: 1981. VI. 30. Feltaláló : Szabadalmas : dr. Oliapuram V. Antony vegyész, Frankfurt/Main, Vatta Batterie AG., Hannover, Német Szövetségi Köztársaság Német Szövetségi Köztársaság Nagy aktivitású negatív vaselektrod villamos akkumulátorok számára és eljárás annak előállítására 1 A találmányunk tárgya nagy aktivitású negatív vaselektród villamos akkumulátorok számára. A találmány továbbá ezen vaselektród előállítására is vonatkozik. Negatív vaselektródokkal rendelkező cellák például a Ni/Fe-cellák a legrégebbi elektrokémiai áramforrások közé sorolhatók. A Ni/Fe-cellákat kezdeti népszerűségük ellenére kiszorították a Ni/Cd-akkumulátorok, mivel a vaselektródok a gyakorlatilag kis elektrokémiai kihasználhatóságuk és nagy önkisülésük miatt az igényeknek nem feleltek meg. A vaselektródok önkisülésének az oka az, hogy a vizes elektrolittal érintkező vas nyugalmi potenciálja a termődinamikus stabilitási határán kívül esik, így a fém állandóan oxidálódik. Ennek következtében rossz az elektród töltőhatásfoka. A vasat higannyal amalgámozva az önkisülés csökkenthető. Vaselektród aktív masszájának előállítása nemrég még Edison által javasolt módon történt, amelynek alapján a tiszta vasat kénsavban feloldják, majd az oldatból 100 °C mellett a vizet elvonják. A terméket megőrlik, majd levegőn 800—900 °C-on égetik. A keletkezett oxidációs termékből, ami szinte kizárólag Fe203- ból áll, az oldható maradványokat kimossák és szárítják. A száraz masszát 480 °C-on hidrogénnel fémes vassá redukálják. A redukciós edények felnyitása előtt a masszát vízzel megnedvesítik, így a felületén oxidációs réteg jön létre. Ezen felületi védőréteg az aktív masszát a további oxidációval szemben védi. A vaselektród tulajdonságainak javítására az elektródot megfelelő adalékokkal aktiválják, ill. az idő előtti 2 passziválódását megakadályozzák. Ismeretesek ezen célra olyan megoldások, amelyeknél közvetlenül a negatív masszába vagy az elektroliton keresztül a kész elektródba általában kénsavvegyületeket visznek be. 5 Az 1 696 570 lajstromszámú NSZK-beli közzétételi iratban is ilyen megoldást ismertetnek, melynél vasport (Fe) FeS-vasszulfiddal, CdS-kadmiumszulfiddal vagy In2S3-t kevernek össze és a keveréket redukáló H2-hidrogénáramban szinterelik. Hasonlóan a kénmentes vas 10 (Fe)-szinterelektród vízben oldódó kénvegyületekkel (Na2S, K2S, Na2S203) átitatható. A 3 507 696 lajstromszámú USA szabadalmi leírás szerint különböző vasoxidporokhoz kénport kevernek, a keveréket légmentesen hevítik és a hűtés után kelet- 15 kezett lepényt őri ik. Ezt a masszát ezután rostos-porózus elektród szerelvénybe beiszapolják vagy bekenik. A 2 206 828 lajstromszámú NSZK-beli közrebocsátási irat szerint a negatív elektródba kén és vasoxidkeverékeknek kénnel szubsztituált szerves savval való 20 átalakításával is bevihető. Az ismert megoldások közös hátránya az, hogy az előállított elektródokat elektrokémiai redukcióval aktiválni kell, amely növeli a gyártási költségeket, vagy hogy csak légmentesen tárolhatók, amennyiben például szin- 25 terelt elektródként már fémes alakban vannak. Célunk olyan eljárás létrehozása, amellyel az előállított nagy aktivitású vaselektród az aktivitás hosszú idejű biztosítása mellett konzerválható. Kitűzött célunkat azáltal érjük el, hogy az elektródot 30 oxidációgátló védőréteggel vonjuk be. 176036
