АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 


RU (11) 2137261 (13) C1

(51) 6 H01M4/62 

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

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

(21) Заявка: 98114264/09 
(22) Дата подачи заявки: 1998.08.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.08.04 
(45) Опубликовано: 1999.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2047248 C1, 13.01.93. SU 317239, 07.10.71. JP 61-240579 A, 25.10.86. 
(71) Заявитель(и): Демидов Юрий Михайлович 
(72) Автор(ы): Демидов Ю.М. 
(73) Патентообладатель(и): Демидов Юрий Михайлович 
Адрес для переписки: 127560, Москва, ул.Коненкова, 5, кв.16, Демидову Ю.М. 

(54) АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в производстве химических источников тока, в частности, никелькадмиевых аккумуляторов. Заявленный состав включает в себя, мас.%: активное вещество 98,0-99,8 и полиэтилен с мол.мас. от 6106 до 107 0,2-2,0. Техническим результатом являются повышенные электрохимические характеристики (разрядная емкость и ее стабильность при циклировании, среднее разрядное напряжение) и высокая эластичность и гибкость электродов. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в химических источниках тока.

Известен активный материал электрода химического источника тока (авт. свид. СССР N 317239, кл. H 01 M 35/02, 1971), содержащий активное вещество и полиэтилен при следующем соотношении (масс.%):

активное вещество - 88-95

полиэтилен - 5-12

Недостатком известного активного материала является высокое содержание полиэтилена, что приводит к повышению внутреннего сопротивления получаемых электродов, снижению их разрядной емкости и разрядного напряжения.

Наиболее близким к заявляемому активному материалу по совокупности признаков является активный материал электрода химического источника тока, описанный в пат. РФ N 2047248, кл. H 01 M 4/62, 1995, принятый за прототип, в котором содержится активное вещество и смесь полиэтиленов с молекулярной массой от 104 до 6106 при следующем соотношении (масс.%):

активное вещество - 95-99,5

смесь полиэтиленов - 0,5-5

Недостатком известного активного материала является то, что у электродов на его основе высокие значения разрядного напряжения, разрядной емкости и высокая стабильность разрядной емкости при циклировании достигаются при составах активного материала, не обеспечивающих высокую гибкость и эластичность электродов, что особенно необходимо в процессе производства химических источников тока.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.

Заявляемое изобретение направлено на комплексное улучшение эксплуатационных и технологических характеристик электродов ряда типов химических источников тока, в частности, кадмиевых электродов никель-кадмиевых аккумуляторов, электродов свинцовых аккумуляторов, цинковых электродов серебряно-цинковых и никель-цинковых аккумуляторов, железных электродов никель-железных аккумуляторов и др.

При осуществлении заявляемого изобретения достигается повышение разрядной емкости и ее стабильности при циклировании, повышение разрядного напряжения и повышение гибкости и эластичности электродов за счет оптимального решения проблемы стабилизации структуры активного материала в процессе эксплуатации и связывания частиц активного вещества в процессе изготовления источников тока.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается тем, что в известном активном материале электрода химического источника тока, содержащем активное вещество и полиэтилен при соотношении (масс.%):

активное вещество - 98-99,8

полиэтилен - 0,2-2,0

полиэтилен взят с молекулярной массой от 6106 до 107.

Указанный технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается при использовании в качестве активного вещества известных электрохимически активных веществ и вспомогательных добавок к ним, включая полиэтилен с молекулярной массой от 104 до 6106.

Условием достижения положительного результата является интенсивное смесительное воздействие на активный материал в среде пластификатора при температуре 150-220oC в специальном смесительном оборудовании, например, в двухчервячном экструдере.

В качестве пластификатора могут использоваться известные растворители полиэтилена, в частности, машинное масло. После интенсивного смешения активного материала в указанных выше условиях и формования электродной пластины необходимо частично или полностью экстрагировать пластификатор подходящим растворителем.

Возможность осуществления заявляемого изобретения показана на следующих примерах.

Активный материал заявляемого состава, в частности, для кадмиевого электрода никель-кадмиевого аккумулятора готовят сначала смешением при комнатной температуре, например, 99 кг кадмиевого активного вещества (CdO - 92 кг, Ni(OH)2 - 7 кг), 1 кг порошкообразного полиэтилена с молекулярной массой 7,3106 и 27 л индустриального масла марки И-40. Затем смесь экструдируют через щелевую головку с помощью двухчервячного экструдера, в котором осуществляют окончательное смешение активного материала. Температура экструзии 180-200oC. С целью интенсификации смешения применяют экструдер с червяками, имеющими по несколько смесительных элементов растирающего и диспергирующего действия и одинаковое направление вращения. Экструдируемую ленту прокатывают на трехвалковом каландре при температуре 150oC. Получают резиноподобную ленту толщиной 0,6 мм. Из ленты вырезают заготовки с размерами 100х40 мм, которые напрессовывают с двух сторон на решетчатый токоотвод при температуре 160oC и давлении 5 МПа. Из отформованного электрода экстрагируют масло с помощью бензина и сушат электрод в вытяжном шкафу. Полученный электрод при размерах 100х40х1,0 мм содержит 5,2 г активного вещества в пересчете на CdO. Электрохимические и механические характеристики электрода приведены в таблице (пример N 3).

Электрохимические испытания электродов проводили в ячейках.

Пакет электродов собирали из двух стандартных окисноникелевых электродов и одного кадмиевого. Сепаратор - стандартный винипластовый. Сборка пакета плотная. Электролит - водный раствор KOH (плотность 1,2 г/мл). Формировку электродов проводили током 2,5 мА/см2 (2 цикла). Разряд проводили до напряжения 1 В.

Механические характеристики электродов оценивали по стандартным методикам на листовых заготовках после экстракции из них масла.

Прототип и другие варианты заявляемого состава активного материала, приведенные в таблице, приготовлены и испытаны таким же образом. При этом для прототипа выбран состав с максимальными электрохимическими характеристиками получаемых электродов, а именно (мас.%):

кадмиевое активное вещество - 99,0

полиэтилен с молекулярной массой 18104 - 0,5

полиэтилен с молекулярной массой 2106 - 0,5

Как видно из данных, приведенных в таблице, во всем заявляемом диапазоне состава активного материала электроды имеют электрохимические характеристики выше или незначительно ниже (при граничных составах), чем у наилучшего состава прототипа, и при этом намного превосходят прототип по гибкости и эластичности.

Гибкость и эластичность активного материала очень важны на всех стадиях изготовления химических источников тока, в частности, аккумуляторных батарей. Хрупкость электродов в реальном производственном процессе приводит к выкрашиванию активного материала, появлению сколов и трещин в электродных пластинах и, в результате, к отбраковке пластин и батарей. В действующем производстве материальные потери по этой причине огромны. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Активный материал электрода химического источника тока, содержащий активное вещество и полиэтилен, отличающийся тем, что полиэтилен взят с мол.м. от 6 106 до 107, при этом содержание компонентов составляет, мас.%:

Активное вещество - 98 - 99,8

Полиэтилен - 0,2 - 2,0





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