СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПРОПИТКЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ ОСНОВ ОКИСНО- НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПРОПИТКЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ ОСНОВ ОКИСНО- НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА


RU (11) 2168803 (13) C1

(51) 7 H01M4/26, H01M4/32 

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

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

(21) Заявка: 2000112483/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.05.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.05.18 
(43) Дата публикации заявки: 2001.06.10 
(45) Опубликовано: 2001.06.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: JP 59-28157 A, 26.11.1984. EP 547998 A1, 23.06.1993. SU 1820427 A, 07.06.1993. 
(71) Заявитель(и): Уральский электрохимический комбинат 
(72) Автор(ы): Матренин В.И.; Кондратьев Д.Г.; Громов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Уральский электрохимический комбинат 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПРОПИТКЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ ОСНОВ ОКИСНО- НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА 

Способ подготовки к пропитке электродных основ окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора применяется в электрохимических источниках тока, а именно при изготовлении положительного электрода, и заключается в том, что электродную основу предварительно нагревают, вакуумируют и перед первой пропиткой проводят промывку обезжиривающим раствором при 50-90°С, сушку под вакуумом при 60-90°С, не менее одной промывки обессоленной водой при 50-100°С и выдержку в обессоленной воде в течение 1-24 ч. Кроме того, электродные основы окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора перед второй и третьей операциями пропитки выдерживают в обессоленной воде, а затем пропитывают. Техническим результатом предложенного изобретения является достижение максимальной степени заполнения электродной основы активной массой при пропитке, что приводит к повышению электрических характеристик окисно-никелевых электродов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ подготовки к пропитке электродных основ окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора относится к области электротехники и может быть применен в производстве химических источников тока, а именно в изготовлении окисно-никелевого электрода.

Известны способы изготовления окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора (з-ка ЕПВ N 547998, H 01 М 4/28, пр. 14.12.93 г.; з-ка Японии N 5-174815, H 01 M 4/26, пр. 25.12.91 г.; з-ка Японии N 4-33109, H 01 M 4/28, авт.свидетельство СССР N 629564, H 01 M 4/28, пр. 25.10.78 г.), согласно которым пропитку электродных основ (изделий из пористого никеля) активной массой проводят методом погружения их в раствор азотнокислого никеля. В этом случае электродную основу погружают в водный раствор азотнокислого никеля, после чего проводят сушку, обработку в растворе щелочи и завершают цикл промывкой и сушкой. В результате проведенных операций в электродной основе остается определенное количество активной массы. Последующие циклы пропитки проводятся аналогично.

Недостатком указанных способов является то, что процесс диффузии раствора азотнокислого никеля в пористый слой электродной основы затруднен газонаполненностью пор воздухом, а осаждение активного материала на поверхности никеля осложнено недостаточной чистотой этой поверхности. В итоге это приводит к неполному заполнению пор электродной основы активной массой и, как следствие, к снижению удельных характеристик окисно-никелевого электрода.

Известен способ заправки электродов электролитом, осуществляемый на установке, описанной в авторском свидетельстве СССР N 1820427 (H 01 M 2/36, пр. 05.04.81 г.). Согласно этому способу электроды в батарее предварительно вакуумируются и затем заполняются электролитом.

Недостатком данного способа является то, что он не гарантирует полного заполнения пор электродных основ электролитом вследствие их остаточной газозаполненности и гидрофобности.

Наиболее близким, взятым за прототип, является способ подготовки к пропитке окисно-никелевого электрода, описанный в заявке Японии N 6-28157 (H 01 M 4/26, пр. 26.11.84 г.). Согласно этому способу предлагается между операцией погружения электродной основы в раствор соли активного вещества и сушкой выдерживать электродную основу в атмосфере с относительной влажностью не менее 50% при температуре, равной температуре раствора соли.

Недостатком данного способа является то, что в нем не предусмотрена операция предварительного обезжиривания, которая обеспечивает очищение поверхности электродной основы для максимального заполнения ее пор активным материалом. Кроме того, в этом способе не обеспечивается полноценное заполнение пор электродной основы обессоленной водой за счет наличия газовой фазы в пористом пространстве, что не позволяет достаточно полно заполнить их при пропитке активным материалом. Все это приводит к снижению удельных характеристик окисно-никелевого электрода.

Задачей заявляемого технического решения является достижение максимальной степени наполнения электродной основы окисно-никелевого электрода активной массой при пропитке, что приводит к повышению электрических характеристик окисно-никелевых электродов.

Для решения поставленной задачи заявляется способ подготовки к пропитке электродных основ окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора, включающий их предварительный нагрев, вакуумирование, в котором дополнительно перед первым циклом пропитки производят промывку электродных основ в обезжиривающем растворителе при температуре 50-90oC, сушку основ под вакуумом при температуре 60-90oC, не менее одной промывки обессоленной водой при температуре 50-100oC и выдержку в обессоленной воде в течение 1-24 часов.

Кроме того, согласно заявляемому техническому решению электродные основы перед вторым и третьим циклом пропитки выдерживают в обессоленной воде и потом помещают в раствор азотнокислого никеля, будучи полностью заполненные обессоленной водой.

В результате этих операций происходит полное обезжиривание поверхности электродной основы и заполнение ее пор обессоленной водой, что обеспечивает высокую степень заполнения пор активной массой при пропитке. Вследствие этого улучшаются электрические характеристики электродов.

Согласно заявляемому способу подготовка электродных основ производится в шесть стадий:

- предварительный прогрев электродных основ до температуры 60-90oC.

- вакуумирование при установленном температурном режиме;

- промывка обезжиривающим раствором при температуре 50-90oC. Температурный диапазон был выбран экспериментально, как наиболее оптимальный для данной операции. Нижняя температура обеспечивает необходимое качество обезжиривания пористой никелевой поверхности, а верхняя не должна превышать температуру кипения обезжиривающего раствора;

- затем сушка электродных основ под вакуумом при температуре 60-90oC. Температурные пределы обусловлены тем, что при температуре ниже 60oC не обеспечивается необходимое качество вакуумирования, а при температуре выше 90oC происходит испарение при последующем заполнении обессоленной водой. Вакуумирование позволяет удалить из пор электродной основы воздух и воду, что приводит их к одинаковому начальному состоянию и обеспечивает в дальнейшем полное заполнение пор;

- после осуществляют не менее одной промывки электродных основ обессоленной водой при температуре 50-100oC. При температуре ниже 50oC трудно осуществить необходимую степень промывки электродных основ, а верхний предел диапазона не должен превышать температуру кипения обессоленной воды;

- затем электродные основы выдерживают в обессоленной воде в течение - 1-24 часов, экспериментально было установлено, что, если замачивание электродных основ ведется менее одного часа, то они не успевают полностью наполниться обессоленной водой, а замачивание более 24 часов не целесообразно.

Согласно заявляемому способу после первого цикла пропитки, сушки и кристаллизации перед вторым и третьим циклами пропитки основы не сушат, а снова погружают в обессоленную волу и затем в ванну с азотнокислым никелем. Таким образом, второй и третий цикл пропитки проводят с полностью заполненными обессоленной водой основами, что способствует лучшему осаждению активного материала в порах и повышает степень заполнения пор.

Пример.

Подготовке к пропитке были подвергнуты электродные основы, которые предварительно прогревались до температуры 70oC и в течение 6 часов вакуумировались, находясь в герметичном контейнере.

Затем проводилась промывка обезжиривающим раствором, например фреоном (и/или этиловым спиртом), при этом электродные основы полностью заполнялись и выдерживались в течение 20 минут при температуре 70oC. После этого обезжиривающий раствор сливался из емкости и электродные основы вакуумировались при температуре 70oC в течение 2 часов, что обеспечивало полное испарение из пор электродной основы остатков обезжиривающего раствора. Затем электродные основы промывались при температуре 70oC обессоленной водой, которую меняли 3 раза. И после этого электродные основы выдерживались в обессоленной воде в течение 24 часов при комнатной температуре, что обеспечивало максимальное заполнение пор, и после этого помещались для пропитки в ванну с азотнокислым никелем.

После первого цикла пропитки, сушки и кристаллизации перед вторым и третьим циклами пропитки электродные основы снова погружали в обессоленную воду и затем в ванну с азотнокислым никелем.

Заявляемым способом подготовки к пропитке электродных основ окисно-никелевых электродов для щелочного аккумулятора была проведена подготовка электродных oснов и их последующая пропитка для никель-водородной батареи в количестве 120 шт. Удельный привес активной массы составил 1,39 г/см3. Сравнительные данные характеристик электродов, пропитанных предложенным способом и без проведения подготовки, приведены в таблице.

Проанализировав данные, приведенные в таблице, можно сделать вывод о том, что благодаря заявляемому способу подготовки к пропитке электродных основ окисно-никелевых электродов для щелочного аккумулятора происходит увеличение активной массы в электроде и снижение разброса по привесам у электродов одной партии, что в свою очередь позволяет повысить электрические характеристики окисно-никелевых электродов, а значит и в целом щелочного аккумулятора, и снизить количество бракованных электродов.

Источники информации

1. Патент ЕПВ N 547998 H 01 M 4/28, 4/29, 4/32. пр. 14.12.92 г.

2. Патент Японии N 5-174815, H 01 M 4/26, пр. 25.12.91г.

3. Патент Японии N 4-33109, H 01 М 4/28, 4/32, пр. 18.11.86 г.

4. Авт.св. СССР N 629564, H 01 М 4/28, пр. 25.10.78г.

5. Авт.св. СССР N 1820427, H 01 M 2/36, пр. 05.04.91г.

6. Патент Японии N 6-28157, H 01 М 4/26, пр. 26.11.84г. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ подготовки к пропитке электродных основ окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора, состоящий из их предварительного нагрева, вакуумирования, отличающийся тем, что перед первой пропиткой проводят промывку обезжиривающим раствором при 50 - 90oС, сушку под вакуумом при 60 - 90oС, не менее одной промывки обессоленной водой при 50 - 100oС и выдержку в обессоленной воде в течение 1 - 24 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электродные основы окисно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора перед второй и третьей операциями пропитки выдерживают в обессоленной воде.




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