СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНО-НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНО-НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА


RU (11) 2030032 (13) C1

(51) 6 H01M4/26, H01M4/62 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5063761/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.09.30 
(45) Опубликовано: 1995.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 500557, кл. H 01M 4/86, 1976. Заявка Японии N 62-16510, кл. H 01M 4/62, 1987. 
(71) Заявитель(и): Гунько Ю.Л.; Базаров С.П.; Козырин В.А. 
(72) Автор(ы): Гунько Ю.Л.; Базаров С.П.; Козырин В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Гунько Юрий Леонидович 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНО-НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА 

Использование: производство щелочных химических источников тока. Сущность изобретения: смешивают гидрат закиси никеля с графитом и раствором высокомолекулярного связующего в органическом растворителе. В полученную смесь вводят вещество, снижающее растворимость связующего, перемешивают, наносят на токоотводящую основу и сушат. После сушки полученный электрод обрабатывают в течение 1 - 5 с в органическом растворителе, в котором растворяется связующее, и сушат при 20 - 100°С в течение 1 - 10 ч. Электроды имеют повышенную емкость и срок службы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к изготовлению электродов химических источников тока и может быть использовано в электротехнической промышленности при изготовлении аккумуляторов с оксидно-никелевыми электродами.

Известен способ изготовления активной массы электродов путем нанесения гидрофобного вещества на порошок электропроводящего материала [1]. По известному способу порошок электропроводящего материала смешивают с гидрофобным веществом, диспергированным или растворенным в жидкой фазе, полученную суспензию гомогенизируют, твердую фазу отделяют и сушат. В качестве порошка электропроводящего материала используют углеродистую сажу, в качестве гидрофобного вещества используют политетрафторэтилен, полиэтилен, полиизобутилен, полипропилен, натуральный или синтетический каучук в количестве 1-60 мас.%. Указанный способ может быть применен для изготовления активной массы прессованных электродов щелочных аккумуляторов. В этом случае вместо порошка электропроводящего материала используют смесь порошка активного вещества и графита.

Недостатком указанного способа изготовления активной массы является малый срок службы аккумуляторов с такой массой в случае использования в качестве связующего полиэтилена и фторопласта (политетрафторэтилена) из-за вымывания активной массы из электрода и уменьшение емкости электродов в случае применения других полимерных веществ и органических растворителей.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изготовления электродной пластины для щелочного аккумулятора путем нанесения на электродную основу смесь, в которой активный материал удерживается с помощью высокомолекулярного вещества, имеющего волокнистую сетчатую структуру, и сушки. По известному способу порошкообразный активный материал смешивают с раствором щелочестойкого высокомолекулярного вещества в органическом растворителе. Затем в приготовленную смесь добавляют раствор, сорастворимый с растворителем первого раствора, но в котором не растворяется высокомолекулярное вещество. В результате добавления раствора происходит высаживание высокомолекулярного вещества. После этого проводят перемешивание. Полученную смесь наносят на электродную основу и сушат.

Недостатком известного способа изготовления электродов является малый срок службы аккумуляторов из-за вымывания активной массы из электрода.

Целью изобретения является увеличение срока службы аккумуляторов с прессованными оксидно-никелевыми электродами.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления оксидноникелевого электрода химического источника тока, включающий смешение порошкобразного активного материала с раствором щелочестойкого высокомолекулярного связующего в органическом растворителе, добавление вещества, высаживающего связующее, перемешивание, нанесение полученной смеси на электродную основу и сушку, после сушки электроды обрабатывают в органическом растворителе, в котором растворяется связующее, в течение 1-5 с с последующей сушкой.

Способ осуществляется следующим образом.

Смешивают порошок активного вещества и электропроводящей добавки с раствором полимерного связующего с органическом растворителе (ацетоне, тетрагидрофуране, бензоле, нитробензоле, хлористом метилене, дихлорэтане или их смеси). Количество полимерного связующего составляет 0,5-8%. Количество приготовленного раствора должно обеспечивать полное смачивание порошка активного вещества и электропроводящей добавки и составляет 100-500 мл на 1 кг активной массы. В полученную смесь вводят вещества, снижающие растворимость полимерного связующего, такие как вода, спирты в количестве 0,5-20% в расчете на смесь активного вещества, электропроводящей добавки и раствора полимерного связующего в органическом растворителе. При этом происходит покрытие частиц активной массы слоем полимерного вещества. Полученный влажный порошок активной массы сушат при температуре 20-100оС в течение 1-10 ч. Затем его прессуют на металлический токоотвод при давлении 200-1500 кг/с2. Полученные электроды обрабатывают в растворителе, в котором растворяется полимерное высокомолекулярное связующее, в течение 1-5 с, например, распылением или окунанием и сушат при температуре 20-180оС в течение 1-60 мин.

Указанный способ может быть реализован и при другой последовательности технологических операций.

Например, смешивают порошок активного вещества, электропроводящую добавку и сухое полимерное связующее с органическим растворителем (ацетоном, бензолом, тетрагидрофураном, нитробензолом, хлористым метиленом, дихлорэтаном или их смесью). Количество органического растворителя должно обеспечить смачивание активной массы и растворение сухого полимерного связующего и составляет 100-500 мл на 1 кг активной массы. В полученную влажную смесь вводят вещество, снижающее растворимость полимерного связующего, такие как вода, спирты в количестве 0,5-20% в расчете на смесь. Полученный влажный порошок активной массы сушат при температуре 20-100оС в течение 1-10 ч. Изготовление прессованных электродов аналогично описанному ранее. Возможно предварительное введение в активную массу, состоящую из активного вещества и электропроводящей добавки, вещества, снижающего растворимость полимерного связующего (воду, спирты). В полученную смесь при перемешивании вводят раствор полимерного связующего в органическом растворителе. Соотношения смеси активного вещества с электропроводящей добавкой, раствора полимерного связующего в органическом растворителе и вещества, уменьшающего растворимость полимерного связующего, аналогичны описанным выше способам получения активной массы.

П р и м е р. Смешивают 100 г гидрата закиси никеля и графита с 30 мл раствора перхлорвиниловой смолы в смеси ацетона и бензола. Раствор перхлорвиниловой смолы готовили смешением 5 г перхлорвиниловой смолы и 100 мл смеси ацетона и бензола в соотношении 1:1. В смесь гидрата закиси никеля, графита и раствора перхлорвиниловой смолы в органическом растворителе добавили 5 мл воды. Активную массу сушили при температуре 20оС в течение 10 ч и прессовали на металлический токоотвод при давлении 800 кг/см2. Полученные оксидноникелевые электроды обрабатывали в смеси ацетона и бензола в течение 1-5 с и сушили при температуре 20оС в течение 30 мин. Контрольные электроды, согласно способу, описанному в прототипе, обработке в растворителе не подвергались. Готовые электроды направляли на сборку никель-кадмиевых аккумуляторов.

В качестве сепаратора использовали 2 слоя щелочестойкого капрона толщиной 70 мкм. Емкость прессованного оксидно-никелевого электрода определяли по времени его разряда в условиях НК-аккумулятора до конечного напряжения 1,0 В. Механическая прочность прессованных оксидно-никелевых электродов оценивали визуально по появлению в электролите аккумулятора шлама. Срок службы аккумуляторов определяли по возникновению внутренних коротких замыканий. Данные по величине емкости, шламлению оксидно-никелевых электродов и сроке службы аккумуляторов сведены в таблицу.

Для контрольных электродов, изготовленных по способу, предлагаемому в прототипе (2) (без дополнительной обработки электродов в растворителе), шламление происходило на 30-35 циклах, а к 65-70 циклам у НК-аккумуляторов наблюдалось возникновение коротких замыканий по шламу.

Для электродов, изготовленных по предлагаемому способу, т.е. с дополнительной обработкой электродов в органическом растворителе, шламление наблюдалось позже, срок службы аккумуляторов увеличился и зависят от времени выдержки электродов в растворителе. Оптимальное время обработки электродов составляет от 1 до 5 с. В этом случае срок службы аккумуляторов составляет соответственно 75-80 и 100-105 циклов. Позднее, чем для контрольного варианта, начинается и шламление электродов. При времени обработки менее 1 с срок службы аккумуляторов увеличивается незначительно, т.к. растворитель не успевает заполнить поры оксидноникелевого электрода. Увеличение времени выдержки электрода более 5 с приводит уже к частичному разрушению электродов во время этой операции, что связано с началом интенсивного растворения связующего.

Емкость контрольных и изготовленных по предлагаемому способу электродов в начале циклирования отличается незначительно. У полностью расформированных электродов (30 цикл), изготовленных по предлагаемому способу, наблюдается превышение емкости над контрольными электродами на 7-10%.

Проведенный анализ и эксперименты свидетельствуют о том, что предлагаемое решение соответствует критериям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНО-НИКЕЛЕВОГО ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА, включающий смешение порошкообразного активного материала с раствором щелочестойкого высокомолекулярного связующего в органическом растворителе, добавление вещества, высаживающего связующее, перемешивание, нанесение полученной смеси на электродную основу и сушку, отличающийся тем, что после сушки электрод обрабатывают в органическом растворителе, в котором растворяется связующее, в течение 1 - 5 с с последующей сушкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после перемешивания сушку смеси производят при 20 - 100oС в течение 1 - 10 ч.




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