DE591168C - Verfahren zur Herstellung von Kuprisulfid fuer negative Elektroden von Trockengleichrichterzellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von negativen Kuprisulfidelektroden für trockne Gleichrichterzellen gemäß Patent 590 285.

Derartige Elektroden neigen leicht dazu, während des Betriebes unter dem Einfluß schwankender Stromdichten rasch auseinanderzufallen. Gemäß der Erfindung werden dichte, glatte und mechanisch widerstandsfähige Kuprisumdelektroden hergestellt, welche jene Nachteile nicht mehr aufweisen.

Die bevorzugte Art der Erzeugung der elektronegativen Elektrode aus Kupfersulfid besteht darin, daß man Scheiben oder Platten von metallischem Kupfer, welche verhältnismäßig dünn sind und z. B. eine Dicke von etwa 5 mm besitzen, in einer Reaktionskammer der Einwirkung von Schwefeldämpfen aussetzt, wobei man in der Kammer eine nicht oxydierende Atmosphäre hält und die Reaktion bei einer Temperatur von 150 bis 500 ° C, und zwar vorzugsweise bei der letzterwähnten Temperatur, durchführt. Bei einer solchen Behandlung wird die ganze Masse mit Ausnahme einer verhältnismäßig dünnen Kernschicht in Kupfersulfid umgewandelt, welches als hartes, schwarzes/festes, metallähnliches Material erscheint, das verhältnismäßig günstige 'Gleichrichter- und sonstige elektrische Eigenschaften besitzt und z. B. verhältnismäßig geringen Leitungswiderstand aufweist, wodurch es dem Kupfersulfür (Hemisulfid) oder dem gewöhnlichen Sulfid weit überlegen ist, welche Verbindungen man nicht selten in Elektroden von Gleichrichterzellen antrifft. Bei der oben beschriebenen Methode sind die Dicke der Kupferplatte, von der man ausgeht, und die Temperatur, bei welcher diese dem Schwefeldampf ausgesetzt wird, wesentliche Merkmale des Verfahrens, da eine Temperatur, die über der oben angegebenen Minimaltemperatur liegt, notwendig ist, um die Bildung von Kupfersulfür (Cu₂S) zu verhindern und die Bildung des gewünschten festen Kupfersulfids (CuS) zu sichern.

Obwohl Elektroden, welche in der angegebenen Weise hergestellt wurden, bei der Anwendung in Gleichrichterzellen viel höhere Temperaturen aushalten können als bisher benutzte Elektroden, ohne daß sie dadurch zerstört werden, werden dieselben, um sie noch weiter gegen den Einfluß von übermäßigen Temperaturen und von Feuchtigkeit zu sichern,

vorzugsweise mit einem Schutzmaterial überzogen.

Die bevorzugte Methode zur Erzielung eines ' solchen weiteren Schutzes besteht darin, daß die Gleichrichteraggregate nach erfolgtem Zusammenbau mit einer undurchdringlichen Masse, wie z. B. einer Zellulose verbindung, überzogen werden. Ein anderer Weg zur Erreichung des gleichen Zweckes besteht darin, daß man sie in

ίο ein geeignetes isolierendes Bad, z. B. in ein ölbad, eintaucht. Die letzterwähnte Art des Schutzes ist besonders geeignet, wo Ströme von hoher Dichte verhältnismäßig lange Zeiträume hindurch wirksam sein sollen. Ein Gleichrichteraggregat, welches in der letzterwähnten Art geschützt ist, ist in Abb. 1 veranschaulicht, wo der Buchstabe / einen Behälter für das Gleichrichteraggregat bezeichnet, der eine Ölfüllung enthält, wodurch Schädigungen durch atmosphärische, thermische und Feuchtigkeitseinflüsse ausgeschlossen werden.

Als Gegenelektrode für die oben beschriebene Kuprisulfidelektrode eignet sich besonders eine amalgamierte Aluminiumelektrode, die zweckmäßig dadurch erzeugt wird, daß man Aluminiumplatten in ein Bad von im wesentlichen gesättigter Quecksilberchloridlösung taucht, bis die Reaktion zwischen der Platte und der Lösung eine verhältnismäßig dichte und dicke Schicht eines Aluminiumamalgams erzeugt hat. Eine solche Elektrode vermag große elektrische Überlastungen auszuhalten, da sie infolge der besonderen Art ihrer Formierung eine erhöhte Kapazität besitzt, welche zum Teil daher rührt, daß das Amalgam nicht nur eine Ober-■ flächenschicht bildet, sondern auch eine in das Innere der Platte hineingreifende und sie durchdringende Schicht, und zum Teil daher, daß der Übergangswiderstand zwischen einem solchen Aluminiumamalgam und der Kupfersulfidelektrode verhältnismäßig niedrier ist als der Übergangswiderstand zwischen auf abweichende Art formierten Elektroden.

Die Abb. 2 und 3 veranschaulichen den äußeren Aufbau und Schaltungen von Gleichrichterzellen gemäß der Erfindung.

In Abb. 2 bezeichnet die Zahl 1 eine Reihe von stromleitenden Platten, 2 bezeichnet eine Reihe von zwischen den Platten liegenden elektronegativen Kupfersulfidplatten, während 3 eine Reihe von elektropositiven Aluminiumamalgamelektroden bezeichnet. Diese Elektroden sind zur Bildung von Zellen paarweise angeordnet. I_a und I_b bezeichnen die Anschlüsse für die Wechselstromzuleitungen, während O_a und O_b die Anschlüsse für die Nutzstromableitungen bezeichnen. Zur Erzielung einer Vollweggleichrichtung sind zwei Gruppen von Zellen in zueinander spiegelverkehrter An-Ordnung vorgesehen, wobei nebeneinanderliegende Mittelelektroden an den positiven Pol der Batterie oder des sonstigen Stromverbrauchers B angeschlossen sind, während der negative Pol der Batterie mit den äußeren Endplatten 1 der Zellengruppen verbunden ist. Ein Bolzen N hält die Elektroden in Berührung miteinander; der Bolzen ist gegen die Elektroden durch ein isolierendes Rohr D und Unterlegscheibe 4 an beiden Enden des Zellensystems isoliert. Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß es für einen in umgekehrter Richtung fließenden Strom praktisch unmöglich ist, von dem Stromverbraucher in der Nutzstromleitung durch den Gleichrichter zu fließen. Hierdurch wird die Nutzleistung erhöht, da die Ausschaltung von rückläufigen Strömen und dadurch bewirkter Verminderung der Wärmeverluste einen ununterbrochenen Betrieb des Gleichrichters ermöglicht. Mit T ist ein Transformator bezeichnet, der zum Heruntertransformieren der Spannung auf einen für die Aufladung der Batterie B geeigneten Wert dient; G bezeichnet eine geeignete Wechselstromquelle. Vorzugsweise ist auf den Bolzen N eine federnde Scheibe 5 aufgesetzt, um in dem Zellensystem einen gleichförmigen Druck zwischen deren Elementen zu sichern und Änderungen infolge Temperatureinflüsse auszugleichen.

Wenn die Gleichrichtervorrichtung an eine Wechselstromquelle angeschlossen wird, dann fließt der Strom in der Periode, während welcher die Aluminiumamalgamelektrode die Kathode bildet, in der durch die Pfeile d_x und A± angedeuteten Richtung. Beim Polwechsel fließt der Strom in der durch die Pfeile d₂ und d₃ angedeuteten Richtung. Man erkennt daraus also, daß die Vorrichtung eine Vollweggleichrichtung ergibt. Die Batterie wird natürlich nur geladen, wenn das Potential des aus der Gleichrichteranordnung heraustretenden Gleichstromes größer ist als das Batteriepotential. Jedoch erfolgt keine Entladung der Batterie, auch wenn das Potential aus irgendeinem Grunde sinken sollte, weil der Widerstand der Aluminiumamalgamelektrode als Anode den Stromkreis praktisch unterbricht. Dieses Merkmal ist auch von Wichtigkeit, wenn ein Filterstromkreis benutzt wird, wie es bei einer Radioempfangsapparatur der Fall ist, wenn die Batterie geladen wird.

In Abb. 3 ist die Gleichrichter anordnung' nicht unmittelbar mit den Abnahmepolen der Gleichspannung verbunden, sondern unter Zwischenschaltung eines Filterstromkreises. Dieser Stromkreis enthält geeignete Induktanzen und Kapazitäten. Die Kapazitäten sind mit C_a und C_b bezeichnet und bestehen aus festen, parallel liegenden Kondensatoren; L bezeichnet eine für den Zweck geeignete Induktanz. Ein solcher Filterstromkreis mildert die Schwankungen im Nutzstromkreise und gibt einen gleichmäßigen Gleichrichteeffekt.

Claims (1)

1. P Λ X Ii N X Λ N S P U UCH:

   Verfahren zur Herstellung von Kuprisulfid für negative Elektroden von Trockcngleichrichterzeilen nach Patent 590 285 durch Erhitzen von Kupfer mit Schwefel, dadurch gekennzeichnet, daf3 dünne, z. B. 5 mm starke Kupferkörper in einer mit Schwefeldämpfen erfüllten geschlossenen Kammer bei zwischen 150 und 500 ° liegenden Temperaturen behandelt werden, so daß ein dichtes und hartes Produkt entsteht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen