Патент ссср 152674
Патент 152674
Классы МПК
Патент ссср 152674
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
Х l д р4 0/Ф <%67
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 10.1,1962 (¹ 758989/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 17.Vll.1968. Бюллетень № 22
Дата опубликования описания 22.XI.1968
Ел. 21b, 25/01
21b, 25/02
МПК Н 01m
Н 011П
УДК
Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Иинистров
СССР
Авторы изобретения
Э. А. Менджерицкий и М. Mi. Шерстинская
Заявитель
МАЛОГАБАРИТНЫЙ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
АККУМУЛЯТОР
Известные малогабаритные герметизированные кадмийникелевые аккумуляторы «пуговичного типа» обладают малой емкостью и не выдерживают длительного хранения в заряженном состоянии, что вызывает необходимость частого их подзаряда. Более энергоемкие серебряно-цинковые аккумуляторы имеют негерметизированную конструкцию и неприемлемы в качестве питания для переносной аппаратуры.
В предлагаемом аккумуляторе применена серебряно-цинковая система электродов, собранная в металлическом футляре с двойным корпусом, наружная стенка которого имест в центре отверстие для выхода газов.
Такое выполнение аккумулятора позволяет получить малогабаритные гермегизированпые аккумуляторы с более высокими удельными характеристиками по энергии и мощно "тн, обеспечивающими длигельное хранение их в заряженном состоянии, что необходимо для переносной аппаратуры.
Для устрансчия глубокого разряда и переразряда положительного э пектрода, сопровождающихся выделением водорода, а также чля улучшения структуры электрода, например для устранения его спекания, в активную массу может быть введена добавка окиси висмута.
B описываемом аккумуляторе может быть применен также комбинированный сепаратор, выполненный з виде дисков из полупроницаемых пленок типа целлофан и высокопористого инертного материала типа пластипор. Для предотвращения коротких замыканий через торцы указанных дисков края последних плотно зажаты между изоляционным кольцом и бортиком крышки. 1 роме того, в аккумулято10 ре могут быть использованы высокопорнстые электроды с малой механической прочностью.
На чертеже изображен предложенный аккумулятор в вертикальном разрезе.
Порошкообразные электродные материалы
15 запрессованы в мегаллические чашечки., пз которых одна является крышкой 1 аккумулятора, а другая — его внутренним корпусом 2, который помещен в наружный корпус 8. На бортик внутреннего корпуса 2 уложено изоля20 ционное кольцо 4, диски сепарации 5 и крышка 1 аккумулягора.
Для герметизированного аккумулятора особенно опасным является газообразование на электродах, поскольку оно вызывает резкое
25 увеличение внутреннего давления, в результате чего может быть нарушен внутренний, онтакт, вздут ii даже разорван аккумулятор.
Для увеличения надежности работы аккумулятора он сконструирован таким образом, что
3Q при ограниченной скорости образования газа
152674
I5
25 имеется возможность выхода его наружу через двойной .корпус и крышку. Герметизация аккумулятора осуществляется путем завальцовки наружного корпуса 8 на крышку 1, причем предусмотрена такая степень сжатия изоляционного кольца 4 вокруг крышки 1, а также между бортиками внутреннего корпуса и крышки, чтобы в обоих случаях сохранилась некоторая возможность выхода наружу газов, образующихся в процессе циклирования, и в то же время, не допускалось прохождение электролита на внешнюю поверхность аккумулятора при его эксплуатации и хранении. Дно наружного корпуса 8 имеет отверстие б, через которое могут удаляться газы, прошедшие между бортиком внутреннего корпуса 2 и изоляционным кольцом 4. Для задержки электролита, прошедшего вместе с газами, в свободное пространство между внутренним и наружным корпусом помещен фильгровальный ка.ртон 7.
Для защиты дисков сепарации 5 от непосредственного соприкосновения с окисью серебра на положительный электрод 8 уложен фигурный диск 9 из пористого инертного материала (например, из фильтрующей ткани, изготавливаемой путем прессования волокон перхлорвиниловой смолы толщиною 0,1—
0,3 мл) . Для уменьшения коррозии отрицательного электрода в активную массу его вводят с целью амальгамации 3 5>/, окиси ртути, Отрицательный электрод 10 изготовлен путем запрессовывания под небольшим давлением в стальную луженую крышку 1 порошкообразной массы, состоящей из окиси цинка, раздробленного металлического цинка (пыль или опилки) и окиси ртути. Возможное в конце разряда выделение кислорода на отрицательном электроде не имеет места, так как активная масса этого электрода берется в избытке по сравнению с активной массой полож и тел ь ног о эл ектр ода.
Во избежание выделения водорода на положительном электроде в конце .разряда аккумулятора в серебряный порошок вводится добавка окиси металла, обладающей разрядным потенциалом, лежащим ниже потенциала восстановления полуокиси серебра и выше потенциала выделения водорода. В этом случае по окончании разряда полуокиси серебра начинает разряжаться добавка, что внешне проявляется разрядом в течение некоторого времени при явно пониженном напряжении и служит сигналом для прекращения разряда.
Такой добавкой, в частности, может служить окись висмута. Помимо основной функции, эта добавка улучшает структуру электрода и препятствует его спеканию.
Положительный электрод 8 изготовлен путем запрессовки в никелированный внутренний корпус 2 смеси серебряного порошка и
5 — 10>/о окиси висмута. Давление прессования должно обеспечить получение электрода с пористостью порядка 60 — 80 О/., 30
4
Перед сборкой оба электрода заливаются щелочным электролитом, предварительно насыщенным окисью цинка. Количество электролита подбирается так, чтобы поры положительного электрода были полностью заполнены, а отрицательный электрод превратился бы в густую пасту. Во избежание размазывания пасты отрицательного электрода ее закрывают диском 11 из фильтровальной бумаги.
В качестве сепарации применяют диски, например, из гидратцеллюлозной пленки № 100 толщиной 80 — 100 мк в сухом виде. Перед укладкой в аккумулятор их замачивают в электролите в течение 5 — 10 иин. Необходимым условием надежной работы аккумулятора является точное соблюдение диаметра диафрагм по месту.
Допускается изготовление аккумулятора в заряженном состоянии. В этом случае положительный электрод изготовляют из смеси 90—
95О, окиси серебра и 5 — 10О/о окиси висмута, а отрицательный электрод — из амальгамированной цинковой пыли или цинковых опилок.
После изготовления аккумуляторы не требуют специальных формировочных циклов и могут быть непосредственно сданы в эксплуатацию.
Однако для отбраковки им следует дать дватри контрольных цикла.
Во избежание выделения газов в случае перезаряда последний проводится стабилизированным напряжением 2,0 — 2,05 в при параллельном подключении аккумуляторов. Возможно также проведение заряда постоянным током и при последовательном соединении аккумуляторов, но при этом необходимо или автоматическое отключение аккумуляторов прн достижении заданного напряжения или же проведение заряда с определенным ограничением его продолжительности. Зарядная плотность тока подбирается для каждого размера аккумулятора в зависимости от толщины электродов и практически допустимой продолжительности заряда (в отдельных случаях целесообразно применять высокую зарядную плотность тока порядка 15 — 25 ма/см ).
Предложенные аккумуляторы имеют следующие электрические параметры: э.д.с. 1,6 в, рабочее напряжение 1,5 — 1,3 в; аккумуляторы удовлетворительно работают при 5-часовых, а также более длительных, режимах разряда и заряда, хорошо выдерживают длительное хранение в заряженном состоянии (при хранении в течение 6 — 9 месяцев потеря емкости не превышает 30 o). В зависимости от толщины электродов, зарядной плотности тока и продолжительности циклирования коэффициент использования серебра колеблется в пределах
50 — 100О/р, что обеспечивает получение примерно следующей удельной энергии при раз,ряде плотностью тока до 30 — 40 ма/см : по весу 35 — 40 в чака, по объему 100 — 120 вч/л; целесообразно изготовлять эти аккумуляторы следующих .размеров: диаметр 20 — 35 мм, высота 6 — 10 мл . При таких размерах емкость
152674 ю т
Редактор Т. Ларина Техред Р. М. Новикова Корректор Н. С. Босняцкая
Заказ 3324/2 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПЙ K< ìèòåòà по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2 аккумуляторов может находиться в пределах
0,2 — 1,0 а/час.
Предмет изобретения
1. Малогабаритный герметизированный электрический аккумулятор «пуговичного типа», работающий в любом положении, отличающийся тем, что, с целью получения высоких удельных характеристик по энергии и мощности и обеспечения длительного хранения в заряженном состоянии, применена серебряноцинковая система электродов, собранная в металлическом футляре с двойным корпусом, наружная стенка которого имеет в центре отверстие для выхода газов, 2. Аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения глубокого разряда и псрсразряда положительного электрода, сопровождающихся выделением водорода, а также для улучшения структуры электрода, например для устранения его спекания, в ак5 тивную массу введена добавка окиси висмута.
3. Аккумулятор IIQ п. 1, отличающийся тем, ITo в нем применен комбинированный сепаратор, выполненный в виде дисков из полупроницаемых пленок типа целлофан и высоко10 пористого инертного материала типа пластипор, а для предотвращения коротких замыканий через торцы указанных дисков края последних плотно зажаты между изоляционным кольцом и бортиком крышки.
15 4. Аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что в нем применены высокопористые электроды с малой механической прочностью.