DE615939C - Galvanisches Element - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf galvanische Elemente der Art, bei denen der Elektrolyt, welcher Pastenform aufweisen kann, zusammen mit einer geeigneten Elektrode, z. B. einem Kohlenstab in einem Zinkbehälter, der als andere Elektrode dient, angeordnet ist. Diese Batterien sind allgemein als Trockenbatterien bekannt 'und werden viel für Taschenlampen und Radioempfangsapparate benutzt.

Die Zinkelektroden solcher Batterien werden für gewöhnlich durch Pressen in zwei oder drei Stufen in die Becherform der gewünschten Abmessungen hergestellt. Dieser Arbeitsvorgang kann maschinell mit sehr großer Arbeitsgeschwindigkeit erfolgen. Es ist aber wesentlich, daß das Metall eine erhebliche Deformation zuläßt, ohne zu reißen, mit anderen Worten, es muß gut formbar sein. " Bisher wurde zu diesem Zweck reines Zink angewandt. Im Laufe der Zeit wird aber in der Batterie der Zinkbehälter durch die chemischen und elektrochemischen Reaktionen, welche in seinem Innern vor sich gehen, zerfressen, und es wird deshalb, um diese Korrosionswirkung zu verlangsamen, die innere Fläche des Zinkbehälters gewöhnlich mit Quecksilber amalgamiert.

Eine der Schwierigkeiten, die bei den bis jetzt bekannten Trockenbatterien auftritt, besteht in der frühzeitigen Durchlöcherung der Zinkelektroden infolge der unregelmäßigen Korrosion, welche hauptsächlich von der Ungleichmäßigkeit der Amalgamschicht herrührt. Ein weiterer Nachteil der bekannten .Arbeitsweisen, bei denen der Zinkbehälter amalgarniert wird, besteht darin, daß häufig öl· artige Schmiermittel während der Herstellung der Behälter verwendet werden und außerordentliche Sorgfalt darauf verwendet werden muß, alle Spuren der öligen Schmiermittel von der Innenseite der Behälter zu entfernen, bevor sie amalgamiert werden. Wenn das Öl oder das Schmiermittel nicht vollständig durch Reinigung beseitigt ist, so wird die innere Fläche des Zinkbehälters nicht gleichförmig durch das Quecksilber amalgamiert, und die Wand des Behälters wird schnell an den Stellen zerfressen und durchlöchert, an denen die Entfettung nicht vollständig vorgenommen wurde.

Es ist an sich bekannt, Elektroden ;für galvanische Elemente direkt aus einer Zink-Quecksilber-Legierung herzustellen, und zwar 'fanden zu diesem Zweck solche Zink-Quecksilber-Legierungen Anwendung, die einen verhältnismäßig hohen Quecksilbergehalt von beispielsweise über 3 0/0 aufwiesen. Legierun- = gen mit so hohen Quecksilbergehalten sind jedoch nicht geeignet, in der heute üblichen Weise zu Behältern für galvanische Elemente verarbeitet werden zu können, weil nämlich die Herstellung dieser Behälter gewöhnlich

durch Ziehen oder Pressen erfolgt. Die Legierungen mit einem so hohen Quecksilbergehalt lassen jedoch eine solche Herstellungsart nicht zu.

Durch die vorliegende Erfindung wird der Widerstand gegen chemische und elektrochemische Beeinflussung der Zinkelektrode dadurch erhöht, daß dieselbe aus einer homogenen Zink-Quecksilber-Legierung hergestellt ίο ist, welche gut delmbar ist und zu einer beliebigen Form verarbeitet werden kann. Die Amalgamierung des Zinks mittels Quecksilbers macht das Zink spröde, jedoch ist festgestellt worden, daß eine homogene Legierung aus Zink mit einer geringen Menge Quecksilber zu zylindrischen Behältern in derselben Weise wie reines Zink gepreßt werden kann, ohne daß es die Brüchigkeit aufweist, die gewöhnlich bei amalgamiertem Zink vorhanden ist.

Bei der Herstellung der Zink-Quecksilber-Legierung wird erfindungsgemäß zunächst eine an Quecksilber reiche Zinklegierung hergestellt, indem 25 Teile Quecksilber in 7 ζ Teilen Zink aufgelöst werden, und dann wird die erforderliche Menge dieser an Quecksilber reichen Legierung in geschmolzenes Zink eingegeben, so daß in der endgültigen Zink-Quecksilber-Legierung die gewünschte kleine Menge Quecksilber vorhanden ist.

Damit der nötige Korrosionswiderstand erreicht wird, ist bloß eine kleine Menge Quecksilber notwendig. Es ist festgestellt worden, daß eine Legierung, welche Zink und weniger als iO/q Quecksilber, und zwar ungefähr 0,20/0 Quecksilber enthält, sich hämmern und in befriedigender Weise walzen läßt und daß die Legierung genügend dehnbar ist, um zu Zylindern oder zu Bechern oder Röhren geformt werden zu können. Diese geringe Menge Quecksilber genügt, um der Metallelektrode der Batterie einen sehr großen Korrosionswiderstand zu geben. Ein kleines Stück Zink entwickelt beispielsweise beim Eintauchen in verdünnte Schwefelsäure ungefähr 300 ecm Wasserstoff in ungefähr 10 Minuten, wogegen ein gleiches, erfindungsgemäß aus einer 0,20/9 Quecksilber enthaltenden Zink-Quecksilber-Legierung bestehendes Stück bei gleicher Behandlung nur ungefähr 50 ecm Wasserstoffgas in 12 Stunden entwickelt. Obgleich 0,20/0 Quecksilber eine sehr bemerkenswerte Wirkung ausüben, können auch-noch kleinere Mengen benutzt werden, wobei' die Menge Quecksilber, die hinzugefügt werden muß, sich nach den darauf folgenden Bearbeitungsmethoden, die zur Herstellung des endgültigen Produktes erforderlich sind, richtet.

Infolge der besseren Korrosionswiderstandsfähigkeit der erfindungsgemäßen Zink-Quecksilber-Legierung ist die Lebensdauer dieser Legierung länger als die des gewöhnlichen Zinks, und Elektroden, welche aus der Zink-Quecksilber-Legierung hergestellt sind, können daher aus einem dünneren Material angefertigt werden, als wenn sie aus Zink hergestellt wären. Auf diese Weise ist durch die Erfindung eine Materialersparnis und damit ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil erzielt.

Infolge der homogenen Natur der Zink-Quecksilber-Legierung ist das Quecksilber gleichförmig durch das ganze Grundmetall verteilt, und die betriebsmäßige Korrosion geht daher langsam und vollständig gleichmäßig verteilt vor sich.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Galvanisches Element, bei dem der Elektrolyt, welcher Pastenform aufweisen kann, zusammen mit einer geeigneten Elektrode, z. B. einem Kohlenstab, in einem nicht durchlöcherten, als andere Elektrode dienenden becherförmig ausgebildeten und durch eine Reihe von Preßvorgängen hergestellten Zinkbehälter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zinkbehälter aus einer dehnbaren homogenen Zink-Quecksilber-Legierung hergestellt ist, die weniger als 10/0 Quecksilber enthält.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode einen Quecksilbergehalt von ungefähr 0,20/0 aufweist.