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Nickel/Cadmium-Batterie



Geschichte



Geschichte der Nickel/Cadmium-Batterie

Die Geschichte der Stahlakkumulatoren (zu denen der Nickel-Cadmium-Akkumulator zählt) wurde von den beiden Forschern T.A. Edison Wikipedia-Link (1847 - 1931) und W. Jungner (1869 - 1924) geprägt. Edison arbeitete mit Eisen Wikipedia-Link als negatives Material und Jungner an Cadmium Wikipedia-Link.

Als Elektrolyt wurde eine wässrige Kalium- oder Natriumhydroxidlösung und als positives aktives Material Nickelhydroxid verwendet.

Diese Stahlakkumulatoren wurden hauptsächlich für den damaligen Einsatz in Elektrofahrzeugen entwickelt. Durchsetzen konnten sie sich in diesem Anwendungsfeld allerdings nie. Ursprünglich sollten sie als leichte und robuste Speichersysteme an Stelle des schweren Bleiakkumulatoren Link elektroauto-tipp.de in Fahrzeugen eingesetzt werden.

1899 meldete Jungner ein Patent an, in dem ein Akkumulator mit alkalischem Elektrolyt und Nickeloxid als positiver Elektrode beschrieben wurde (DRP 110 210, 1899). Nach einer Entwicklungszeit von weiteren 10 Jahren konnten ab 1910 Nickel-Cadmium-Zellen produziert werden.

Die Einführung von Sinterelektroden nach Erkenntnissen von G. Pfeiderer, F. Sponn, P.Gmelin, K.Ackermann und E.Langguth sorgte für eine Erweiterung des Einsatzbereiches dieser Zellen. Durch die Sinterelektroden wurde die Belastbarkeit der Zellen mit hohen Stromstärken und bei tiefen Temperaturen erheblich verbessert.

Die Einführung der Sinterelektroden ging allerdings mit hohen Produktionskosten einher, so dass nach preiswerteren Lösungen gesucht wurde. J.C. Duddy und A.J. Salkind schlugen deshalb 1961 positive und negative Elektroden aus einer Mischung von Aktivmaterial und mikroporösem Kunststoff, die auf ein Nickelnetz als Stromableiter aufgebracht ist vor. Dem Aktivmaterialgemisch musste allerdings Graphit Wikipedia-Link oder Nickelpulver zur Verbesserung der Leitfähigkeit zugestezt werden.

Auf eine Verwendung dieser Leitzusätze konnte mit Einführung der Faserstrukturtechnologie verzichtet werden. Dabei sind die positiven und negativen Aktivmassen in einem dreidimensionalem Netz aus Fasern eines Nickelverbundwerkstoffes eingebettet, das auch die kleinsten Aktivmassenbereiche stromleitend erfasst.

Der Wunsch nach wartungsfreien und lageunabhängigen Zellen führte zu den gasdichten Nickel-Cadmium-Zellen. Der entscheidende Anstoss kam von A.E. Lange, E. Langguth, E. Breunig und A. Daßler. An hinreichend großen Metalloberflächen (wie z.B. der geladenen Cadmium-Elektrode) wird Sauerstoff Wikipedia-Link elektrochemisch verbraucht. Damit kann die Wasserstoffentwicklung verhindert und der entstehende Sauerstoff an der negativen Elektrode reduziert werden.


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