Способ изготовления безламельного электрода щелочного аккумулятора

Способ изготовления безламельного электрода щелочного аккумулятора

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и касается производства щелочных аккумуляторов. Целью изобретения является повышение надежности крепления и урощение способа. Способ включает спекание пористой основы, ее пропитку активными веществами, формировку и вырубку электродов, выполнение выступов на токоотводе и приварку его к основе. Выступы на токоотводе выполняют в виде конусообразных пуклей. В основе пробивают отверстие для размещения пуклей. Отношение площади большего основания пукли к площади отверстия берут равным 1,02 2,8. Затем токоотвод пуклями фиксируют в отверстиях, с обратной стороны устанавливают фиксирующую накладку и производят сварку ее с пуклями. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к производству щелочных герметичных аккумуляторов с безламельными электродами, и может найти применение в производстве аккумуляторов данного типа. Известен способ изготовления безламельного электрода щелочного аккумулятора, включающий спекание пористой основы, пропитку ее активными веществами с последующей формировкой, восстановление мест, предназначенных для прикрепления токоотводов и последующее прикрепление токоотвода к электроду. Недостатком этого способа является его сложность за счет необходимости использования громоздкого оборудования с охлаждающим контуром и со взрывоопасной восстановительной средой, специальной сложной оснастки, дополнительной вентиляционной системы, исключающей попадание вредных паров кадмия в окружающую среду. Кроме того, данным способом невозможно присоединить токоотвод непосредственно к основе, пропитанной активным материалом, без удаления из зоны рабочей площадки окислов, ухудшающих надежное крепление токоотвода. Известен также способ изготовления безламельного электрода, включающий спекание пористой основы, пропитку ее активными веществами с последующим формированием, выполнение выступов на токоотводе в виде зазубренной отбортовки и прикрепление его к основе вдавливанием отбортовки в тело основы. Недостатком этого способа является получение ненадежного крепления токоотвода к основе, так как в процессе эксплуатации аккумулятора выступы токоотвода будут выдавливаться из электрода за счет различных механических воздействий на аккумулятор и за счет объемных и структурных изменений активной массы. Вследствие этого будет происходить нарушение электрического контакта, что ограничивает срок службы аккумулятора и его электрические характеристики. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления безламельного электрода, включающий спекание пористой основы, выполнение выступов на токоотводе, приварку токоотвода к основе, пропитку ее активными веществами и формирование. Недостатком этого способа является получение ненадежного крепления токоотвода к основе, пропитанной активными веществами, из-за наличия окислов в порах основы. При сварке токоотвода с основой до пропитки ее активными веществами также наблюдается ненадежность крепления из-за контактной сварки токоотвода его выступами с пористой металлокерамической основой вследствие малой поверхности сварного соединения, так как при сварке свариваются те места пары токоотвод основа, которые лучше контактируют, и надежность соединения в данном случае является величиной случайной и не гарантирует того, что все отбортованные выступы токоотвода сварятся с основой. Кроме того, этот способ сложен, так как требует специального оборудования и дополнительных операций для нанесения и напекания слоя карбонильного никеля на токоотвод в восстановительной среде. Целью изобретения является повышение надежности крепления и упрощение способа. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления безламельного электрода щелочного аккумулятора, включающем спекание пористой основы, пропитку ее активными веществами с последующей формировкой, вырубку, выполнение выступов на токоотводе и приварку его к основе, выступы на токоотводе выполняют в виде конусообразных пуклей, в основе выполняют отверстия для размещения пуклей с отношением площади большего основания пукли к площади отверстия 1,02-2,8, затем токоотвод пуклями фиксируют в отверстиях, с обратной стороны основы устанавливают фиксирующую накладку и производят сварку ее с пуклями токоотвода. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие предлагаемый способ от известного, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают предлагаемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". На фиг. 1 изображена схема присоединения токоотвода к основе с плоской фиксирующей накладкой; на фиг. 2 то же, основа с прикрепленным токоотводом в сечении, вид сбоку, сдвоенный вариант, фиксирующая накладка аналогична токоотводу; на фиг. 3 основа с приваренным токоотводом, вид сверху; на фиг. 4 варианты выполнения конусообразных пуклей на токоотводе, вид снизу; на фиг. 5 варианты выполнения формы отверстий на основе. Способ изготовления безламельного электрода щелочного аккумулятора осуществляется следующим образом. Прессованные из карбонильного порошка основы 1 спекают в водородной атмосфере. Полученные основы пропитывают в растворах активных солей и щелочи, формируют и вырубают в виде отдельных электродов. Одновременно изготавливают токоотводы 2 с выступами 3 в виде пуклей. Пукли выполняются конусообразными и могут иметь форму различных геометрических фигур, например конуса, пирамиды. Пукли выполняют вытяжкой на штампе одновременно при нарезке токоотвода. В основе пробивают отверстие 4 для размещения пуклей. Отношение площади большего основания пукли к площади отверстия берут равным 1,02-2,8. Затем токоотвод пуклями фиксируют в отверстиях, с обратной стороны устанавливают фиксирующую накладку и производят сварку ее с пуклями. При высоте пуклей, равной толщине электрода "а", используют плоскую фиксирующую накладку (со стороны приварки), а при высоте пуклей меньше толщины основы, накладка также может иметь такие же пукли, как и на токоотводе. При отношении площади большего основания пукли к площади отверстия меньше меньше 1,02 не обеспечивается электрический контакт токоотвода с основой из-за недостаточно плотного вдавливания выступа в тело электрода. При отношении больше 2,8 происходит образование радиальных трещин (от отверстия основы), выкрашивание активной массы вокруг пуклей, а также порыв соединяемых оснований пуклей при сварке, что вызывает дефект электрода. Изготовление электродов предлагаемым способом повышает надежность крепления электрода с токоотводом, является более простым, а также позволяет производить прикрепление токоотвода на любой стадии технологического процесса. П р и м е р 1. Берут спеченную никелевую основу, изготовленную методом вальцевания, и пропитывают ее активными веществами для отрицательного электрода аккумулятора НКГ-10Д, разрубают на заготовки размерами 40 х 100 мм и вырубают два отверстия d 3,5 мм (f_отв 9,616 мм²), толщина электрода а 0,8 мм. Одновременно изготавливают токоотводы с пуклями в виде усеченного конуса с диаметром большего основания, равным d₁ 3,5 мм, (F 9,616 мм), меньшее основание пукли d₂ 3,2 мм. Отношение 1,0. Затем токоотвод фиксируют пуклями в отверстиях основы, с обратной стороны основы устанавливают фиксирующую накладку и производят контактную сварку накладки с пуклями токоотвода. Затем подпрессовывают токоотводы заподлицо и замеряют переходное сопротивление, которое составило 1 Ом. В данном примере относительно высокое сопротивление объясняется отсутствием вдавливания выступа в тело электрода. П р и м е р 2. В условиях примера 1 пропитывают основу активными веществами для положительного электрода. Площадь большего основания F 9,808 мм². Площадь отверстия в основе f 9,616 мм². Отношение площади большего основания пукли к площади отверстия в основе 1,02 При испытаниях электроды показывают результаты, удовлетворяющие требования технологической документации (ТД). П р и м е р 3. В условиях примера 1 пропитывают основу активными веществами для отрицательного электрода. Площадь большего основания пукли F 18,27 мм². Площадь отверстия в основе f 9,616 мм². Отношение 1,9 Испытания электрода удовлетворяют требованиям ТД. Переходное сопротивление менее 0,1 Ом, поверхность электродов без дефектов. П р и м е р 4. В условиях примера 1 площадь большего основания пукли берут F 26,925 мм². Площадь отверстия в основе f 9,616 мм². Отношение 2,8 Испытания электродов удовлетворяют требованиям ТД. Электроды высокой стандартности по размерам и внешнему виду. Переходное сопротивление менее 0,1 Ом. П р и м е р 5. В условиях примера 1 площадь большего основания пукли берут F 27,886 мм², f 3,5 мм², d₁ 5,95, d₂ 3,2 мм. Площадь отверстия в основе f 9,616 мм². Отношение 2,9 При изготовлении электродов образовываются радиальные трещины электрода, частичное выкрашивание основы, порыв пуклей по их донышкам при контактной сварке. Электроды по внешнему виду не удовлетворяют требованиям ТД. Переходное сопротивление менее 0,1 Ом. Положительным эффектом предлагаемого технического решения по сравнению с известным является повышение надежности крепления токоотвода к основе за счет приварки токоотвода пуклями, с фиксирующей накладкой, установленной на обратной стороне основы с одновременным обеспечением электрического контакта токоотвода с основой. Кроме того, упрощается способ изготовления безламельного электрода за счет исключения сложного оборудования и соответственно технологии для обеспечения восстановленной части основы для крепления токоотводов. Предлагаемый способ позволяет закреплять токоотвод на положительных и отрицательных электродах на любой стадии технологического процесса.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗЛАМЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА путем спекания пористой основы, пропитки ее активными веществами с последующей формировкой, вырубки, выполнения выступов на токоотводе и приварки его к основе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления и упрощения, выступы на токоотводе выполняют в виде конусообразных пуклей, в основе выполняют отверстия для размещения пуклей соотношением площади большего основания пукли к площади отверстия 1,02 2,8, затем токоотвод пуклями фиксируют в отверстиях, с обратной стороны основы устанавливают фиксирующую накладку и производят сварку ее с пуклями токоотвода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5