АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА СО ЩЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ

АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА СО ЩЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ


RU (11) 2266589 (13) C1

(51) 7 H01M4/46

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

Документ: В формате PDF
(21) Заявка: 2004111990/09
(22) Дата подачи заявки: 2004.04.20
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.04.20
(45) Опубликовано: 2005.12.20
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2035094 C1, 10.05.1995. RU 2035093 C1, 10.05.1995. RU 2119702 C1, 27.09.1998. RU 2002130712 А, 10.03.2004. DE 3820550 A, 05.01.1989. US 4792430 А, 20.12.1988.
(72) Автор(ы): Кудрявцев Н.А. (RU); Краснобрыжий А.В. (RU); Русин А.И. (RU); Никольский В.В. (RU); Кароник В.В. (RU); Алексеев С.Б. (RU)
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Аккумуляторная компания "Ригель" (RU)
Адрес для переписки: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 38, ОАО "Аккумуляторная компания "Ригель"


(54) АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА СО ЩЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных источников тока с проточным щелочным электролитом. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение разрядных характеристик анода с составе ХИТ со щелочным электролитом, снижение скорости коррозии и количества выделяемого водорода. Анод на основе алюминия содержит, по меньшей мере, две добавки в мас.%: олово - 0,1-0,3, индий - 0,25-0,6, остальное - алюминий. Электролит содержит до 0,1 моль/л станнатов натрия или калия. Дополнительно сплав (алюминий) может содержит кремний (0,05-0,1%) или цинк (0,1-0,5%). 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных элементов с проточным щелочным электролитом, образуемым разбавлением сухой щелочи (калиевой или натриевой) морской водой.

Известен состав сплава для анодов, (см. патент США №4792430, кл. С 22 С, 21/00, 1998), при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремний 0,002÷0,006; олово 0,03÷0,2; галлий 0,03÷0,07; алюминий - остальное. Сплав обладает низкой коррозионной стойкостью анода и высокой скоростью выделения водорода вследствие незначительного содержания легирующих элементов в сплаве.

Известен также состав сплава анода (см. патент ФРГ №3820550, кл. С 22 С, 21/00, 1989), при следующем соотношении компонентов, мас.%: индий 0,005÷0,05; цинк 0,05÷8,0; магний 0,02÷2,0; марганец 0,01÷0,3; галлий 0,003÷0,05; железо 0,03÷0,3; кремний 0,03÷0,4; медь до 0,2; алюминий - остальное. Анод хотя и обладает высоким отрицательным значением стационарного потенциала, однако при поляризации (разряде) потенциал резко сдвигается в положительную сторону. Относительно высокое содержание железа и меди приводят к высокой скорости коррозии анода с высокой скоростью выделения водорода как при активации анода, так и в процессе разряда химического источника тока.

Наконец сложный химический состав анода затрудняет приготовление сплава из-за низкой растворимости ряда легирующих элементов в сплаве. Совокупность приведенных недостатков не позволяют использовать указанный сплав в составе анода в химических источниках тока со щелочным электролитом.

Наиболее близким по технической сущности (см. патент России №2035094, кл. Н 01 М, 4/46, 1995) является сплав, содержащий, мас.%: олово 0,05÷0,25; галлий 0,005÷0,1; свинец 0,005÷0,1; натрий 0,0001÷0,1; стронций 0,0001÷0,01; алюминий - остальное.

В известном сплаве содержится значительное количество галлия, что приводит к увеличению стоимости анода. Наличие свинца в сплаве ухудшает экологию выплавки сплава, затрудняет процесс введения свинца в алюминий из-за крайней низкой растворимости свинца в алюминии. Наличие в составе сплава щелочноземельных элементов (натрия и стронция) приводит к высокой скорости растворения анода в щелочном электролите и высокой скорости выделения водорода.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение значений разрядных характеристик анода в составе химического источника тока со щелочным электролитом, снижение скорости коррозии и количества выделяемого водорода.

Поставленная задача решается заявленным анодом на основе сплава алюминия, который содержит легирующие элементы в количествах, мас.%: олово 0,1÷0,3; индий 0,25÷0,6; остальное алюминий и содержанием в электролите до 0,1 моль/л станнатов калия или натрия. Анод дополнительно может включать кремний в количестве 0,05÷0,1% или цинк в количестве 0,1÷0,5%.

Сравнительные разрядные характеристики анодов на основе сплавов алюминия приведены на чертеже, а состав сплавов в таблице.

Сплав Al Легирующие компоненты, % Сплав Al Легирующие компоненты, %
Sn Pb In Sn Pb In
К1 А95 - - 0,3 К16 А95 0,2 - 0,25
К2 А95 - - 0,3 К17 А95 0,1 0,1 -
К3 А95 - - 0,6 К18 А95 0,19 - 0,06
К4 А95 - - 0,6 К19 А95 0,1 - 0,33
К9 А95 - - 0,6 К20 А95 - - 0,6
К13 А95 - - 0,3 


Основным отличием предлагаемого сплава для анода от прототипа является то, что анод при заполнении химического источника тока щелочным электролитом имеет минимальную скорость коррозии, незначительное выделение водорода и наибольшие электрические параметры.


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Анод химического источника тока со щелочным электролитом на основе алюминия, включающий, по меньшей мере, два легирующих элемента - олово и индий, отличающийся тем, что сплав алюминия содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:
Олово 0,1÷0,3%,
Индий 0,25÷0,6%,
Остальное Алюминий, 


а электролит содержит до 0,1 моль/л станнатов калия или натрия.

2. Анод химического источника тока по п,1, отличающийся тем, что сплав алюминия дополнительно содержит кремний в количестве 0,05÷0,1 мас.%.

3. Анод химического источника тока по п.1, отличающийся тем, что сплав алюминия дополнительно содержит цинк в количестве 0,1÷0,5 мас.%.