СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА


RU (11) 2058625 (13) C1

(51) 6 H01M4/18, H01M10/12 

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

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

(21) Заявка: 93010848/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.01 
(45) Опубликовано: 1996.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент Германии N 96663, кл. H 01M 39/16, 1886. 2. Патент Франции N 411996, кл. 216.19, 1910. 3. Заявка Японии N 56-36550, кл. H 01M 4/18, 1981. 
(71) Заявитель(и): Малое государственное предприятие "Научно-производственный комплекс "ЭДС" 
(72) Автор(ы): Слепцов В.К.; Давыдков В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Слепцов Валерий Корнеевич; Давыдков Виктор Иванович 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА 

Использование: в производстве свинцовых аккумуляторов с поверхностными электродами. Сущность изобретения: свинцовую ленту разрезают на узкие полоски, сворачивают их по винтовой линии в трубки 2, укладывают на решетку 1, соединяют их с решеткой 1, после чего уплотняют в пределах 0,8 - 0,4 первоначального объема трубок и формируют. Это повышает срок службы и энергоотдачу в стартерном режиме разряда. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов с поверхностными электродами.

Известен способ изготовления электрода свинцового аккумулятора [1] включающий соединение токоотвода со свинцовыми нитевидными элементами, соединение их и последующее формирование.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе изготовления электрода не достигаются необходимые электрические характеристики электрода из-за недостаточного использования заполнения объема вокруг токоотвода активным материалом. Кроме того, использование в качестве нитевидного элемента свернутой в спираль ленты или проволоки не обеспечивает удержание активной массы. Это происходит из-за того, что при "росте" электрода в процессе работы аккумулятора не обеспечивается постоянный контакт активной массы со спиралью, которая растягивается, образуя все большие зазоры между соседними витками, в результате чего активная масса начинает осыпаться. Все это ведет к снижению емкости электрода и снижению его срока службы. Этот электрод не может быть использован как поверхностный.

Известен также способ изготовления электрода [2] включающий соединение токоотвода со свинцовыми нитевидными элементами, уплотнение и последующее формирование.

Этот способ требует введения дополнительных элементов (перфорированные пластины) для исключения осыпания активной массы с поверхности нитевидных элементов, а это приводит к экранированию взаимодействия поверхности электрода с электролитом, снижает электрические характеристики поверхностного электрода.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является способ изготовления электрода для свинцового аккумулятора [3] включающий соединение токоотвода со свинцовыми нитевидными элементами, уплотнение и последующее формирование.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится, то, что поверхностный электрод, изготовленный таким способом, подвержен значительному разбуханию ("росту") по толщине при его эксплуатации в аккумуляторе. Это вызвано тем, что нити, образующие электрод, спрессованы, между ними практически нет зазоров. Образование активной массы на поверхности нитей и ее постоянное увеличение ведут к значительному увеличению электрода по толщине и удлинению нитей, что, в конечном итоге, ведет к разъединению этих нитей. Активная масса осыпается, что ведет к уменьшению прочности электрода, соответственно срока службы и уменьшению емкости электрода. Все это уменьшает энергоотдачу электрода в стартерном режиме разряда.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение нового способа изготовления электрода свинцового аккумулятора, который обеспечивал бы получение электродов с большим сроком службы, стабильной емкостью и высокими характеристиками при стартерных режимах разряда.

Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является повышение срока службы электрода с одновременным повышением энергоотдачи в стартерном режиме разряда.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что по способу изготовления электрода свинцового аккумулятора, включающему соединение токоотвода со свинцовыми нитевидными элементами, уплотнение и последующее формирование, в качестве нитевидных элементов применяют ленту, свернутую по винтовой линии в трубку, а уплотнение ведут в пределах 0,9 0,4 первоначального объема трубок.

Наличие этих признаков обеспечивает поверхностному электроду механическую прочность, что увеличивает его срок службы, сохранение стабильной емкости за счет значительного уменьшения осыпания активной массы и обеспечения необходимой энергоотдачи аккумулятора в целом в стартерных режимах разряда вследствие оптимальной пористости и плотности активной массы и необходимого ее количества в электроде.

Анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что нет аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте. Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна".

Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен заявленный электрод; на фиг. 2 представлено сечение А-А на фиг. 1 до уплотнения электрода; на фиг. 3 то же, сечение после уплотнения электрода; на фиг. 4 изображена трубка нитевидного элемента; на фиг. 5 она же, поперечное сечение.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Основу токоотвод 1 изготавливают в виде решетки из свинца, например, отливкой. Затем из свинца изготавливают ленту, прокатывают ее до толщины 0,15 0,7 мм и разрезают на ширину 2 7 мм. Полученные ленточки сворачивают по винтовой линии в трубки 2 требуемого диаметра в зависимости от получения необходимой емкости электрода и аккумулятора в целом. Затем трубчатые нити укладывают на решетку и производят соединение их с решеткой пайкой или термическое соединение вышеназванных элементов производится при заливке в форме. После этого производят уплотнение электрода на прессе. Уплотнение ведут в пределах 0,9 0,4 первоначального объема трубок. Это вызвано тем, что при уплотнении больше 0,9 уменьшается механическая прочность электрода, а наличие больших зазоров между трубками повышает вероятность быстрого разрушения электрода при работе, уменьшается прочность сцепления активной массы с внешних сторон трубок и активная масса осыпается, что уменьшает емкость электрода в целом и снижает его срок службы. При уплотнении меньше 0,4 первоначального объема трубок происходит чрезмерная деформация трубок, вследствие чего уменьшается проникновение электролита внутрь поверхностного электрода, уменьшается количество активной массы, что снижает емкость электрода и снижает энергоотдачу в стартерном режиме разряда.

Использование в качестве нитевидного элемента ленты, свернутой по винтовой линии в трубку, при оптимальном диапазоне уплотнения обеспечивает необходимый срок службы электрода, повышение энергоотдачи в стартерном режиме. Это объясняется тем, что нитевидные трубки, используемые в электроде, вытягиваясь по длине до 30 40% процесса "роста" электрода, одновременно уменьшаются в диаметре. Уменьшение в диаметре возникает вследствие дополнительного скручивания ленты в трубку при вытягивании, "росте" нитевидного элемента в длину. Благодаря этому создается возможность наращивания активной массы на внешних поверхностях трубок, которая и заполняет образующиеся между трубками зазоры.

Таким образом, в процессе работы электрода происходят взаимокомпенсационные явления величина роста активной массы между трубками и величина зазоров между ними, образующихся вследствие уменьшения диаметров трубок, приблизительно должны быть равны. Вследствие этого не происходит заметного разбухания электродов и осыпания активной массы.

П р и м е р 1. Изготавливают поверхностный положительный электрод свинцового аккумулятора. Основу токоотвод изготавливают отливкой из свинца в виде решетки. Изготавливают ленточки из прокатанного свинцового листа (марка свинца С-О) толщиной 0,2 мм, шириной 2 мм, длиной 200 мм. Затем ленточки сворачивают в трубки. Полученные нитевидные трубки укладывают на решетку-токоотвод и припаивают к ней. После этого на прессе производят уплотнение на величину, равную 0,95 первоначального объема трубок. Формируют электроды в электролите с удельным весом 1,1 г/см3 с добавкой 15 г/л перхлората натрия при t 25оС. Плотность тока 0,15 0,01 А/дм2. Формируют электроды в течение 36 ч. Во время формирования между недостаточно уплотненными трубками электрода начинают увеличиваться зазоры, электрод местами быстро разбухает по толщине, электродные трубки растягиваются и раскрываются, превращаясь в спирали с большими зазорами по винтовой линии. Вследствие этого активная масса осыпается с внешних сторон трубчатых элементов и высыпается изнутри "раскрывшейся" трубки, что ведет к снижению срока службы и емкости электрода.

П р и м е р 2. В условиях примера 1 уплотнение электрода производят до величины 0,9 первоначального объема трубок электрода. За время формирования происходит расформирование трубок электрода, однако образовавшаяся активная масса прочно связывается в местах соединения и между трубками. Осыпание массы не наблюдается. Емкость электрода стабильная и удовлетворяет техническим требованиям.

П р и м е р 3. В условиях примера 1 уплотнение электрода производят до величины 0,65 первоначального объема электрода. Емкость электрода стабильная и удовлетворяет техническим требованиям.

П р и м е р 4. В условиях примера 1 уплотнение электрода производят до величины 0,4 первоначального объема электрода. Осыпание массы не происходит. Емкость электрода стабильная и удовлетворяет техническим требованиям.

П р и м е р 5. В условиях примера 1 уплотнение электрода производят до величины 0,35 первоначального объема электрода. Осыпание массы не происходит, за время формирования происходит значительная недоформировка электрода по внутреннему сечению электрода, что ведет к недостатку активной массы, потере емкости, снижению срока службы, электрода и отдаче энергии при стартерных режимах разряда.

Повышение срока службы поверхностного электрода при его стабильной емкости и повышение энергоотдачи в стартерном режиме разряда обеспечиваются за счет большой поверхности съема тока (это поверхность всех трубчатых элементов с обеих сторон), повышения механической прочности электрода, оптимальной толщины активной массы как внутри трубок, так и в зазорах между трубками, получения оптимальной пористости и плотности активной массы, улучшения подвода электролита по мактротрещинам и полостям, образующимся при соприкосновении фронтов растущей активной массы. Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость". 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА, включающий соединение токоотвода со свинцовыми нитевидными элементами, уплотнение и последующее формирование, отличающийся тем, что в качестве нитевидных элементов применяют ленту, свернутую по винтовой линии в трубку, а уплотнение ведут в пределах 0,9 0,4 первоначального объема трубок.




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