ЭЛЕКТРОД СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА

ЭЛЕКТРОД СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА


RU (11) 2179770 (13) C2

(51) 7 H01M4/68, H01M4/14 

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

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

(21) Заявка: 2000105014/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.02.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.02.29 
(45) Опубликовано: 2002.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 1695789 A, 06.10.1989. RU 2055423 C1, 27.02.1996. US 4939051 A, 03.07.1990. US 4140840 A, 20.02.1979. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "ЭЛЕКТРОТЯГА" 
(72) Автор(ы): Лушина М.В.; Демин Г.Е.; Каменев Ю.Б.; Русин А.И.; Остапенко Е.И. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "ЭЛЕКТРОТЯГА" 

(54) ЭЛЕКТРОД СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к производству свинцовых аккумуляторов. Электрод свинцового аккумулятора содержит медный токоотвод, на который нанесен слой из сплава, включающего олово, свинец и цинк, а затем слой свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0, и активную массу. Сплав, включающий олово, свинец и цинк, имеет определенное соотношение компонентов, при котором слой из сплава, включающего олово, свинец и цинк, обладает высокой коррозионной стойкостью, что предотвращает растворение медной основы и, как следствие, позволяет увеличить срок службы аккумулятора до 50%. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении свинцовых аккумуляторов.

Известен электрод свинцового аккумулятора (А. с. N 1391396, МКИ5 Н 01 М 4/68, 4/47), выбранный в качестве аналога, в котором на медный токоотвод нанесен слой олова и слой свинца и активная масса, при этом отношение толщин слоев олова и свинца составляет 0,1-1,0.

Недостатком известного электрода является низкая коррозионная стойкость олова и свинца в серной кислоте, что ведет к разрушению защитного слоя в процессе эксплуатации аккумулятора, последующему растворению медной основы, осаждению меди на отрицательном электроде, в результате чего происходит увеличение газовыделения и снижается срок службы аккумулятора.

В качестве прототипа выбран патент России N 1695789, приоритет 06.10.89 г. , МКИ Н 01 М 4/68, 10/12 "Электрод свинцового аккумулятора", который содержит медный токоотвод с нанесенными на него слоем из сплава, включающего олово, и слоем свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0 и активную массу, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы и снижения газовыделения, сплав дополнительно содержит цинк и свинец при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Олово - 6-8

Цинк - 0,5-1

Свинец - Остальное

Недостатком прототипа является постепенное понижение в процессе эксплуатации аккумулятора коррозионной стойкости тройного сплава свинец-олово-цинк с указанным соотношением компонентов. Роль цинка, входящего в сплав свинец-олово-цинк, состоит в том, что он внедряется в кристаллическую структуру олова и упрочняет связь свинец-олово, в результате чего сплав приобретает высокую коррозионную стойкость. Однако при использовании сплава спинец-олово-цинк с содержанием олова 6-8% происходит постепенное снижение коррозионной стойкости сплава. Рентгенофазовый анализ тройного сплава свинец-олово-цинк показал, что 0,5-1% цинка внедряется в структуру только 4,5-5,9% олова, а остальные 1,5-2,1% олова остаются несвязанными. В результате этого происходит постепенное растворение несвязанного олова, и слой сплава теряет свои защитные характеристики. Следствием этого является растворение медного токоотвода, осаждение меди на отрицательном электроде, увеличение газовыделения и снижение срока службы аккумулятора.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи снижения газовыделения и увеличения срока службы свинцового аккумулятора за счет повышения коррозионной стойкости покрытия медного токоотвода.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электроде, содержащем медный токоотвод с нанесенными на него слоем из сплава, включающего олово, цинк и свинец, и слоем свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0 и активную массу, сплав имеет следующее соотношение компонентов, мас. %:

Олово - 4,5-5,9

Цинк - 0,5-1

Свинец - Остальное

Слой из сплава, включающего олово, свинец и цинк при предлагаемом соотношении компонентов, обладает высокой коррозионной стойкостью, что предотвращает растворение медной основы и, как следствие, позволяет снизить газовыделение и увеличить срок службы аккумулятора до 50%.

Сопоставительный анализ с известными электродами свинцового аккумулятора показывает, что предлагаемое решение является новым.

Сущность изобретения поясняется примерами его исполнения и данными, приведенными в таблице.

Пример 1. На медный токоотвод наносят электролитическим способом из борфторидного электролита слой сплава свинец-олово-цинк при соотношении компонентов, мас. %:

Олово - 4,5

Цинк - 0,5

Свинец - 95,0

Катодная плотность тока составляет 1 А/дм2, температура электролита 22oС. После этого на покрытый слоем сплава токоотвод электролитическим способом из борфторидного электролита наносят слой свинца; катодная плотность тока составляет 2 А/дм2, температура электролита 22oС. Соотношение толщин слоев составляет 0,1-1,0. На защищенный слоями сплава и свинца токоотвод наносят пастообразную активную массу.

Пример 2. Как и в примере 1, на медный токоотвод наносят электролитическим способом из борфторидного электролита слой сплава свинец-олово-цинк при соотношении компонентов, мас. %:

Олово - 5,0

Цинк - 0,75

Свинец - 94,25

Катодная плотность тока составляет 1 А/дм2, температура электролита 22oС. После этого на покрытый слоем сплава токоотвод электролитическим способом из борфторидного электролита наносят слой свинца; катодная плотность тока составляет 2 А/дм2, температура электролита 22oС. Соотношение толщин слоев составляет 0,1-1,0. На защищенный слоями сплава и свинца токоотвод наносят пастообразную активную массу.

Пример 3. Как и в примере 1, на медный токоотвод наносят электролитическим способом из борфторидного электролита слой сплава свинец-олово-цинк при соотношении компонентов, мас. %:

Олово - 5,9

Цинк - 1,0

Свинец - 93,1

Катодная плотность тока составляет 1 А/дм2, температура электролита 22oС. После этого на покрытый слоем сплава токоотвод электролитическим способом из борфторидного электролита наносят слой свинца; катодная плотность тока составляет 2 А/дм2, температуре электролита 22oС. Соотношение толщин слоев составляет 0,1-1,0. На защищенный слоями сплава и свинца токоотвод наносят пастообразную активную массу.

Как показали экспериментальные данные (см. таблицу), предлагаемый электрод обеспечивает более низкое газовыделение и более длительный срок службы по сравнению с прототипом за счет повышения коррозионной стойкости покрытия медного токоотвода.

Как видно из экспериментальных данных, приведенных в таблице, защитное покрытие из сплава свинец-олово-цинк при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Олово - 4,5-5,9

Цинк - 0,5-1

Свинец - Остальное

и свинца обеспечивает более низкое газовыделение и более длительный срок службы по сравнению с прототипом за счет более высокой коррозионной стойкости.

Уменьшение или увеличение соотношения компонентов сплава не обеспечивает надежной защиты медного токоотвода, что приводит к коррозии токоотвода, в результате чего происходит повышение газовыделения и снижение срока службы аккумулятора. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электрод свинцового аккумулятора, содержащий медный токоотвод с нанесенными на него слоем из сплава, включающего олово, свинец и цинк, и слоем свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0 и активную массу, отличающийся тем, что сплав, включающий олово, свинец и цинк, имеет следующее соотношение компонентов, мас. %:

Олово - 4,5-5,9

Цинк - 0,5-1,0

Свинец - Остальное