Способ изготовления электрода щелочного аккумулятора

Способ изготовления электрода щелочного аккумулятора

Реферат

 

(19)RU(11)988138(13)C(51)  МПК ⁶    _{H01M4/26H01M10/28}Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве электродов щелочных аккумуляторов. Известен способ изготовления электрода щелочного аккумулятора путем электрофоретического осаждения окиси кадмия на металлическую основу из суспензии соединения кадмия в спирте. Недостатком этого способа является неопределенность состава образующегося осадка на металлической основе, что отрицательно влияет на электрические характеристики электрода. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ изготовления электрода щелочного аккумулятора путем электрофоретического нанесения активного материала на подложку из суспензии на основе водной дисперсионной среды, содержащей активатор и активный материал на основе окиси кадмия, сушки и подпрессовки. В процессе электрофореза происходят, кроме процесса электроосаждения, другие электрохимические реакции, связанные с электролитическим разложением воды. Реакции, имеющие место на катоде и аноде при электроосаждении из водных суспензий, схематически можно представить следующим образом: H₂O __ 2H⁺+ 1/2 O₂+ 2 на аноде nH⁺ + (КМЦ) __ nНКМЦ, где МКЦ-карбоксиметилцеллюлоза на катоде H₂O _ 12 H₂+ OH^- - 2 В результате электролиза воды в прианодном пространстве происходит повышение концентрации водородных ионов, а в прикатодном - повышается концентрация ионов гидроксила. В процессе электроосаждения частицы окиси кадмия, покрытые полиионами (КМЦ), под действием электрического поля двигаются к аноду. На аноде частицы разряжаются, происходит коагуляция и осаждение частичек активного материала на подложку с образованием НКМЦ, которая играет роль связующего и обеспечивает прочность осадка на подложке. Таким образом, в прианодном пространстве происходит связывание обрузующихся водородных ионов. Образующиеся же на катоде ионы гидроксила в процессе электроосаждения накапливаются в суспензии, что приводит к увеличению рН суспензии и бурному газовыделению. Это, в свою очередь, приводит к тому, что коэффициент использования активного материала из суспензии составляет всего 35-40%, и дальнейшее проведение электроосаждения не позволяет получить электроды с нужными характеристиками. Регенерация же суспензии - процесс сложный и трудоемкий. Цель изобретения - повышение коэффициента использования активного материала и упрощение технологии. Это достигается тем, что в способе изготовления электрода щелочного аккумулятора путем электрофоретического нанесения активного материала на подложку из суспензии на основе водной дисперсионной среды, содержащей активатор и активный материал на основе окиси кадмия, сушки и подпрессовки, катодное и анодное пространства в ванне разделяют перегородкой из катионообменной мембраны, непроницаемой для ионов гидроксила, в процессе электроосаждения через катодное пространство пропускают воду-конденсат со скоростью 2-4 л/ч, а после окончания процесса электроосаждения в выработанную суспензию добавляют активный материал, воду и водный раствор активатора для регенерации суспензии. П р и м е р 1. В ванну электроосаждения между анодом и катодом вставили катионообменную мембрану, изготовленную на основе катионита КУ-2 и армированную капроновой тканью. Расстояние между катодом и мембраной около 20 мм. Мембрану со стороны суспензии покрыли перфорированным винипластом для избежания механических повреждений. Катодное пространство между мембраной и катодом заполнили водой-конденсатом. Ванну - суспензией следующего состава: 2,7 л воды-конденсата: 16,3 г NaKMЦ, 16 г трехокиси сурьмы, 1860 г окиси кадмия, 138,6 г гидрата закиси никеля, 80 г солярового масла, 0,8 л 4% водного раствора NaКМЦ. Напряжение на ванне 80 В. Начальная скорость электроосаждения 0,8 г/c рН суспензии в начале электроосаждения 10,1, в конце - 10,4. Скорость протекания воды через катодное пространство 2 л/ч. Из приготовленного объема суспензии было изготовлено 55 электродов размером 137х67 мм. Коэффициент использования активного материала из суспензии составил 70% . В оставшуюся суспензию добавили: 1,04 л воды, 1187,24 г окиси кадмия, 10,2 г трехокиси сурьмы, 88,44 г гидрата закиси никеля, 53,6 мл солярового масла, 0,8 л 4% водного раствора NаКМЦ. Суспензию перемешали и использовали для изготовления электродов. Коэффициент использования активного материала на последующих циклах электроосаждения составлял 65-70%. П р и м е р 2. То же, что в примере 1, только скорость пропускания воды-конденсата составляла 4 л/ч. Коэффициент использования активного материала составлял 65-70%. П р и м е р 3. То же, что в примере 1, только скорость пропускания воды - конденсата составляла 6 л/ч. Коэффициент использования активного материала был равен 44%. Снижение скорости ниже 2 л/ч приводит к образованию газовых пробок в трубопроводах. Применение катионообменных мембран позволяет повысить коэффициент использования активного материала из суспензии до 60-80%, а в оставшуюся суспензию, принимая во внимание то, что рН суспензии и ее электропроводность существенно не изменяются, добавлять активный материал, водный раствор активатора и воду для обеспечения первоначальных свойств суспензии и использования ее в технологическом процессе изготовления электродов, что упрощает технологию.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА путем электрофоретического нанесения активного материала на подложку из суспензии на основе водной дисперсной среды, содержащей активатор и активный материал на основе окиси кадмия, сушки и подпрессовки, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования активного материала и упрощения технологии, катодное и анодное пространства в ванне разделяют перегородкой из катионообменной мембраны, непроницаемой для ионов гидроксила, в процессе электроосаждения через катодное пространство пропускают воду-конденсат со скоростью 2-4 л/ч, после окончания процесса электроосаждения в выработанную суспензию добавляют активный материал, воду и водный раствор активатора для регенерации суспензии.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2001

Извещение опубликовано: 20.08.2001