ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫЙ АККУМУЛЯТОР Российский патент 1995 года по МПК H01M10/36 H01M4/96 

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано при разработке и производстве никель-кадмиевых аккумуляторов бытового назначения.

Известны герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы, в которых замкнутый кислородный цикл реализуется путем поглощения кислорода на кадмиевом электроде. С этой целью на поверхности кадмиевого электрода выполняют канавки и впадины, формируют трещины, или используют комбинированные кадмиевые электроды сложной конструкции [1] [2]
Недостатком такого способа организации замкнутого кислородного цикла является пассивация части металлического кадмия, что ведет к снижению емкости аккумулятора из-за ограничения разряда по кадмиевому электроду.

Это устраняется введением в акуумулятор дополнительного электрода для рекомбинации кислорода.

Известен герметичный щелочной никель-кадмиевый аккумулятор с дополнительным электродом для рекомбинации кислорода. Дополнительный электрод расположен между отрицательным и положительным электродами и отделен сепаратором от положительного электрода. Рекомбинатор выполнен в виде пористой основы с нанесенным на сторону, обращенную к отрицательному электроду, слоем серебра, находящимся в непосредственном контакте с отрицательным электродом [3]
Недостаток прототипа снижение удельной емкости аккумулятора вследствие того, что дополнительный электрод занимает место в объеме аккумулятора, численно равное по крайней мере одному основному электроду.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной безопасности и удельной емкости герметичного никель-кадмиевого аккумулятора.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве дополнительный электрод имеет принципиально отличную конструкцию и иное расположение в аккумуляторе: очень тонкий и высокоактивный рекомбинатор расположен между электродным блоком перпендикулярно к поверхности электродов и стенками корпуса. Таким образом, он не занимает дополнительного места в объеме корпуса аккумулятора и не снижает емкость последнего. Кроме того, высокая электрохимическая активность угольного электрода обеспечивает практически 100%-ную рекомбинацию кислорода. Высокая электрохимическая активность рекомбинатора обуславливается его толщиной, расположением в аккумуляторе и способом изготовления.

На фиг. 1 показан предложенный аккумулятор.

Он состоит из электродного блока 1, включающего горизонтально расположенные окисно-никелевые электроды 2 и отрицательные кадмиевые электроды 3, разделенные электроносителем 4. Электрические выводы положительных электродов объединены в положительный токовывод аккумулятора 5, отрицательных электродов в отрицательный токовывод аккумулятора 6. Между стенками корпуса 7 и электродным блоком 1 перпендикулярно к поверхности электродов расположен электрод-рекомбинатор 8, отделенный от электродного блока 1 электроносителем 4 и электрически соединенный с отрицательным полюсом аккумулятора посредством контакта 9.

На фиг. 2 представлена конструкция угольного электрода-рекомбинатора. Угольный электрод 8 состоит из двух пересекающихся лент 10. В месте пересечения ленты имеют электрический контакт 11. На поверхность А наносится активная масса, на поверхность Б фторопластовая пленка. Поверхность А имеет контакт с электроносителем 4 аккумулятора. Размеры рекомбинатора: длина ленты 124 мм, равна сумме двух длин электродного блока и диаметра электродного блока, ширина 8 мм, определяется количеством активного вещества при заданной толщине, длине ленты и электрохимической активности рекомбинатора. Ток рекомбинации составляет 100 мА/см² активной поверхности рекомбинатора. Угол пересечения лент рекомбинатора (17-50^о) определяется шириной самих лент и недопустимостью короткого замыкания последних с электрическими выводами электродов положительных и отрицательных (на период формирования). В конце заряда и при перезаряде аккумулятора на окисно-никелевых электродах выделяется кислород и через межэлектродные зазоры и каналы, образованные выступами 13 на стенках корпуса вдоль электродного блока, попадает на рекомбинатор, расположенный между выступами 13 на стенках корпуса и электродным блоком. На угле-катализаторе при потенциале кадмиевого электрода кислород вступает в реакцию с водой из раствора электролита с образованием гидроксильных групп. Гидрофобизированный активный слой в совокупности с малой толщиной рекомбинатора обеспечивает хороший доступ кислорода и раствора электролита к углю, образуя максимальную зону реакции, т.е. высокий ток рекомбинации.

Использование: производство герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов бытового назначения. Сущность изобретения: герметичный никель-кадмиевый аккумулятор содержит корпус, блок горизонтально расположенных дисковых электродов и вспомогательный газовый электрод, выполненный в виде двух пересекающихся лент длиной, равной сумме двух длин и диаметра электродного блока. Каждая лента выполнена в виде никелевой сетки, на одной поверхности которой расположен гидрофобизированный угольный активный слой, а на другой фторопластовый слой. В месте пересечения ленты имеют непосредственный электрический контакт. Напротив угольного электрода в стенке корпуса аккумулятора выполнены продольные выступы, имеющие непосредственный механический контакт с угольным электродом. 2 ил.

ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫЙ АККУМУЛЯТОР, содержащий корпус, блок электродов, вспомогательный газовый электрод с гидрофобизированным слоем проводящих частиц, электрически параллельно соединенный с кадмиевым электродом и расположенный между стенками корпуса и блоком электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной емкости и эксплуатационной безопасности, блок электродов выполнен в виде горизонтально расположенных дисковых электродов и электроносителей, вспомогательный электрод в качестве проводящих частиц содержит уголь и выполнен в виде двух пересекающихся лент длиной, равной сумме двух длин и диаметра электродного блока, причем каждая лента выполнена в виде никелевой сетки, на одной поверхности которой расположен гидрофобизированный угольный активный слой, на другой фторопластовый, в месте пересечения ленты имеют непосредственный электрический контакт, напротив угольного электрода в стенке корпуса аккумулятора выполнены продольные выступы, имеющие непосредственный механический контакт с угольным электродом.