СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЙ ОСНОВЫ БЕЗЛАМЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЙ ОСНОВЫ БЕЗЛАМЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА


RU (11) 2040831 (13) C1

(51) 6 H01M4/80, H01M10/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5061428/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.09.02 
(45) Опубликовано: 1995.07.25 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент СССР N 1083927, кл. H 01M 4/82, 1984. Патент США N 3186871, кл. 136-29, 1965. 
(71) Заявитель(и): Уральский электрохимический комбинат 
(72) Автор(ы): Аршинов А.Н.; Гудимов Н.Л.; Ковалев А.Н.; Шубин П.Ю. 
(73) Патентообладатель(и): Уральский электрохимический комбинат 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЙ ОСНОВЫ БЕЗЛАМЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА 

Использование: производство щелочных аккумуляторов. Сущность изобретения: никелевый порошок со средним размером частиц 1,5 3,5 мкм смешивали со связующим и порообразователем, наносили с двух сторон на пористую ленту-подложку, сушили, обжимали в валках и спекали в водородной атмосфере при температуре 1000 1250°С в течение 3 5 мин. Полученная основа имеет высокую механическую прочность, высокую пористость и малый размер пор, что обеспечивает равномерное распределение активной массы в объеме электрода и улучшение условий протекания токообразующих реакций и в конечном итоге повышение удельных электрических характеристик. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве щелочных аккумуляторов с безламельными электродами.

Известны способы получения пористой основы электрода электрического аккумулятора путем напрессовки на проводящую перфорированную подложку смеси порошков никеля и порообразователя с последующим спеканием [1]

Недостатком способа является то, что перфорированная подложка не вносит вклад в токообразующие реакции и поэтому электроды обладают невысокими удельными характеристиками.

В качестве прототипа выбран метод изготовления пористой спеченной пластины слоистой структуры [2] Такая пластина формируется из пасты, состоящей из никелевого порошка, воды, пластификатора и технологических добавок.

После сушки и спекания при температуре 835оС в течение 30 мин в атмосфере водорода получают основу с пористостью центрального слоя 90% и наружных слоев 70%

Однако электроды, изготовленные по данному способу, не обладают требуемыми механическими характеристиками, имеют малый срок службы, обусловленный разрушением электродов при эксплуатации из-за недостаточной прочности высокопористого (90%) центрального слоя.

Предлагаемый способ позволяет решить задачу повышения электрических и механических характеристик электродов щелочных аккумуляторов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе изготовления пористой основы безламельного электрода щелочного аккумулятора путем двустороннего нанесения на пористую ленту-подложку пасты из никелевого порошка со связующим и порообразователем, сушки, уплотнения и спекания в восстановительной атмосфере используют никелевый порошок со средним размером частиц от 1,5 до 3,5 мкм, а спекание производят при температуре 1000-1250оС в течение 3-5 мин.

Использование для приготовления основы порошков с размером частиц 1,5-3,5 мкм позволяет формировать губчатые слои с малым размером пор при сохранении высокой пористости, что обеспечивает равномерное распределение активной массы в объеме электрода, улучшение условий протекания токообразующих реакций и в конечном итоге повышение удельных электрических характеристик. Кроме того, такие порошки обеспечивают интенсивное спекание, что позволяет повысить прочность контактов между частицами внутри губчатых слоев и сцепление слоев с лентой-подложкой и в целом улучшить механические характеристики основы и электрода.

Кроме того, применение предлагаемого способа облегчает механизацию процесса изготовления основы и электродов, позволяет повысить выход годной продукции за счет повышения механических характеристик основы.

В табл. 1 приведены результаты работ по экспериментальному обоснованию выбранных режимов изготовления основы по предлагаемому способу.

Экспериментально установлено, что использование порошка с размером частиц менее 1,5 мкм (см. табл. 1, опыт 1), спекание продолжительностью более 5 мин (опыт 13) и при температуре выше 1250оС (опыт 9) приводят к значительному повышению прочности пористых слоев основы, однако это ухудшает удельные электрические характеристики электродов за счет снижения пористости основы и соответствующего уменьшения содержания в электродах активной массы.

Использование порошка с размером частиц более 3,5 мкм (опыт 4), спекание менее 3 мин (опыт 10) и при температуре ниже 1000оС (опыт 5) приводят к снижению механической прочности основы.

Использование же порошка с размером частиц от 1,5 до 3,5 мкм (опыты 2, 3), спекание в интервале температур 1000-1250оС (опыты 6, 7, 8) в течение 3-5 мин (опыты 11, 12) позволяет получить пористую основу с требуемыми характеристиками.

П р и м е р 1. Изготовление пористой основы безламельных положительных электродов никелькадмиевых аккумуляторов осуществляли следующим образом.

Из никелевого порошка прокатывали пористую ленту-подложку, спекали ее в атмосфере водорода при (1250 10)оС. В результате была получена лента-подложка толщиной 50 мкм и пористостью 25%

Пасту для нанесения готовили из никелевого порошка со средним размером частиц 2,9 мкм, основного карбоната никеля (порообразователь) и водного раствора натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (связующее).

Пасту на ленту-подложку наносили с двух сторон. После сушки толщина ленты составляла 740 10 мкм. Высушенную ленту обжимали в валках и спекали в атмосфере водорода при температуре (1150 10)оС в течение 4 мин, толщина ленты после спекания составляла 540 10 мкм.

Заготовки электродов, вырубленные из основы, подвергали пропитке по режиму: выдержка в растворе азотнокислого никеля плотностью 1,66 0,01 г/л при температуре 70 5оС в течение 2 ч, сушка на воздухе 1 ч, выдержка в растворе гидроксида калия плотностью 1,20 0,01 г/л при температуре 65 5оС в течение 2 ч, промывка, сушка на воздухе.

Проводили 4 цикла пропитки в растворе азотнокислого никеля, пятый цикл пропитки в растворе азотнокислого кобальта.

Электроды формировали путем зарядки током 0,7 А/дм2 в течение 10 ч, разрядки током 0,35 А/дм2 до напряжения 1,58В по цинковому электроду. Проводили три цикла формирования, емкость электродов определяли на третьем цикле.

Пористость электродной основы определяли по ГОСТу 18898-73, толщину измеряли микрометром. Размер пор основы определяли методом ртутной порометрии.

Для оценки прочности пористого слоя использовали метод резания. За прочность принимали величину, обратную толщине слоя в микронах, срезанного за один проход резцом. Полученные данные сведены в табл. 2.

П р и м е р 2. Для сравнения были изготовлены основы для электродов по способу-прототипу, а пропитку и формирование электродов осуществляли по способу, описанному в примере 1. Результаты приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что предлагаемый способ позволяет по сравнению с прототипом повысить прочность пористых слоев основы в 25 раз, снизить размер пор основы в 3,5 раза, а электрическая емкость электродов, изготовленных по предлагаемому способу, превышает емкость электродов, изготовленных из основ по прототипу на 10% 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЙ ОСНОВЫ БЕЗЛАМЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА путем двустороннего нанесения на пористую ленту-подложку пасты из никелевого порошка со связующим и порообразователем, сушки, уплотнения и спекания в восстановительной атмосфере, отличающийся тем, что никелевый порошок берут со средним размером частиц 1,5 3,5 мкм, а спекание производят при 1000 1250oС в течение 3 5 мин.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru