Способ изготовления цинкового электрода для щелочного аккумулятора

Способ изготовления цинкового электрода для щелочного аккумулятора

Реферат

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении цинковых электродов для щелочных аккумуляторов.

Известен способ изготовления цинкового электрода для щелочного аккумулятора, при котором на металлическую подложку напрессовывают активную массу (а.с. СССР № 672675, кл. 4/29, 1979). Недостатком этого способа изготовления электрода являются низкие удельные электрические характеристики.

Из известных способов изготовления цинковых электродов для щелочных аккумуляторов наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ изготовления, при котором пасту активного материала со связующим наносят на электропроводящую подложку и подвергают сушке при температуре 10-32°С (патент США 3918989, кл. Н01М 43/04, 1975). Недостатком указанного способа изготовления электрода являются низкие удельные электрические характеристики и низкая эффективность использования активной массы из-за малой площади контакта активной массы с токоотводом.

Техническим результатом изобретения является создание цинкового электрода, обладающего высокими удельными электрическими характеристиками.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве подложки электрода берут луженую медную губку толщиной 2,0÷2,5 мм, пористостью 80÷90% и плотностью 0,3-0,35 г/см³. Использование медной луженой губки с указанными параметрами позволяет обеспечить высокоэффективный токоотвод и хорошее сцепление активной массы с токоотводом за счет развитой трехмерной структуры никелевой губки и размещения активной массы в порах токоотвода. Низкая плотность губки при развитой трехмерной структуре обеспечивает высокоэффективный токоотвод при малой массе, что повышает удельные электрические характеристики электрода.

Целесообразно, чтобы активная масса в качестве связующего содержала 3% раствор поливинилового спирта. Наличие связующего обеспечивает хорошее сцепление активной массы с подложкой и предотвращает ее осыпание.

Целесообразно, чтобы количество активной массы составляло 1,2÷1,25 г/Ач. Такое содержание активной массы обеспечивает высокие удельные электрические характеристики и эффективность использования активной массы.

Целесообразно, чтобы поверхность электрода была заклеена щелочестойкой бумагой. Нанесение щелочестойкой бумаги на заключительной стадии изготовления электрода предотвращает осыпание активной массы и ее окисление при хранении электрода.

Целесообразно, чтобы после заклеивания электрода бумагой он был подпрессован до толщины 0,8÷1,0 мм и подвергнут сушке в течение 5÷8 часов при температуре 45÷50°С. Подпрессовка и сушка увеличивает сцепление активной массы с подложкой и снижает омическое сопротивление электрода за счет более тесного контакта массы и подложки.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется примером практической реализации.

Пример практической реализации.

Приводится описание одного из возможных вариантов изготовления цинкового электрода. Для изготовления цинкового электрода для щелочного аккумулятора использовали медную губку толщиной 2,0 мм, пористостью 85% и плотностью 0,3 г/см³. Губку подвергали электролитическому облуживанию. Готовили активную массу в смеси с 3% поливиниловым спиртом, перемешивали до однородной массы и намазывали на губку в количестве 1,2 г/Ач. Электрод обклеивали щелочестойкой бумагой и сушили на воздухе при температуре 25°С. Затем электрод подпрессовывали до толщины 1,0 мм и подвергали окончательной сушке при температуре 45°С в течение 6 часов. Сравнительные испытания заявленного электрода и прототипа в ячейке в паре со стандартным окисноникелевым электродом показали, что во время 50 циклов заряд-разряд заявленный электрод показал на 20% более высокие характеристики по сравнению с прототипом. Снижения характеристик заявленного электрода не обнаружено, электрод по прототипу снизил характеристики на 12%.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный способ изготовления цинкового электрода может быть реализован с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствуют критерию «промышленная применимость».

1. Способ изготовления цинкового электрода для щелочного аккумулятора, при котором активную массу, содержащую связующее, наносят на электропроводную подложку и подвергают сушке на воздухе, отличающийся тем, что в качестве подложки берут луженую медную губку толщиной 2,0÷2,5 мм, пористостью 80÷90% и плотностью 0,3÷0,35 г/см³, а в качестве связующего берут 3%-ный раствор поливинилового спирта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активную массу на подложку наносят в количестве 1,2÷1,25 г/Ач.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после нанесения активной массы электрод оклеивают щелочестойкой бумагой.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после склеивания щелочестойкой бумаги электрод подпрессовывают до толщины 0,8÷1,0 мм и подвергают сушке при температуре 45÷50°С в течение 5÷8 ч.