СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ В СВИНЦОВО-КИСЛОТНОМ АККУМУЛЯТОРЕ ЕГО ТОКОВЕДУЩИХ НЕАКТИВНЫХ ЧАСТЕЙ Российский патент 1995 года по МПК H01M2/32 H01M4/68 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Известны способы защиты от коррозии (разрушения) и от растворения токоведущих частей свинцово-кислотных аккумуляторов в процессе работы, основанные на создании защитных пленок, покрытий, напылений из специальных металлов, либо цельном изготовлении из этих металлов или их сплавов токоведущих частей аккумулятора, которые должны противостоять коррозии в агрессивной среде при электрохимическом процессе [1] и [2]
Наиболее близкими к изобретению являются аккумуляторы, в которых токоведущие части покрыты электропроводной композицией, состоящей из порошкообразного графита и термореактивной смолы [3] а также аккумуляторы, в которых токоотводы целиком выполнены из каучука с включениями частиц технического углерода и графита [4]
Прототипы имеют следующие недостатки. Для достижения электропроводимости токоведущих частей или защитных пленок требуется большое количество (до 90% всей массы) токопроводящих добавок, что снижает механическую прочность токоотвода, увеличивает стоимость аккумулятора (если в качестве токопроводящих добавок используются драгоценные металлы), усложняет технологию (для соприкосновения токопроводящих зерен необходима операция прессования), вызывает необходимость включения в токоотвод металлического проводника. При перепадах температур и диффузиях газа в процессе работы аккумулятора порошкообразные токопроводящие добавки способствуют появлению микротрещин в самих токопроводящих контурах, между токопроводящими контурами, между контурами и активной массой, между контурами и металлической основой, что ведет к выходу из строя аккумулятора. В серийном производстве трудно достигнуть надежного электроконтакта между токоотводом на основе порошка и активной массой. Даже операция шлифования поверхности не может его надежно обеспечить.

Целью изобретения является разработка способа защиты токоведущих неактивных частей свинцово-кислотного аккумулятора от коррозии (разрушения), который позволяет создать долговечный, мощный, технологичный в изготовлении аккумулятор с высокими удельными характеристиками и широким диапазоном режимов работы.

Сущность изобретения заключается в том, что углеродной жилой пронизывают полимеры и композиции. Решается ряд задач. Снижается стоимость аккумулятора (если в качестве токопроводящих добавок прототипа используются драгоценные металлы), упрощается технология изготовления (так как исключаются операции прессования и шлифования), исключается необходимость включения в токоотвод металлических деталей в качестве проводника или основы ввиду того, что для достижения равной с прототипом электропроводимости токоведущих частей необходимо меньшее процентное содержание вводимых токопроводящих добавок. Это достигается тем, что токопроводящие контуры в токоведущих частях по изобретению образуются не за счет подпрессовки токопроводящих частиц (зерен) до непосредственного их соприкосновения друг с другом и с металлической пластиной, а за счет пронизывания углеродной жилой (концы которой могут соединять различные граничные слои) полимерной (композиционной) основы без металлической пластины. Достигается надежное токопроводящее армирование, так как углеродная жила связывает механически и электрически токоведущую часть и тем самым уменьшает количество микротрещин, тогда как порошки (зерна) способствуют растрескиванию особенно при перепадах температур и диффузиях газа в процессе работы аккумулятора. Повышается надежность коррозионно-стойких токопроводящих контуров за счет вывода концов углеродной жилы за граничные поверхности для электрического контакта вплоть до завязывания этих концов друг с другом, тогда как в прототипе признается трудность достижения надежного электроконтакта, для чего приведены примеры отслаивания и разрушения токопроводящих контуров. Для преодолевания этих явлений в прототипе необходимо вводить до 90% порошкообразных токопроводящих добавок с обязательным введением дополнительных операций прессования, шлифования и использованием металлической пластины. Пронизывание полимеров углеродной жилой позволяет создать надежный электроконтакт токоведущей части с активной частью за счет увеличения площади соприкосновения между активной частью и токоведущей частью (площадь электроконтакта увеличивают за счет волосянистообразного покрова из углеродной жилы). При предлагаемом способе защиты от коррозии получают практически инертное поведение токоведущих частей к агрессивной среде свинцово-кислотного аккумулятора. Так как предлагаемая защита от агрессивной среды свинцово-кислотного аккумулятора, наряду с другими видами, устраняет проблему предохранения токоведущих частей от катодной и анодной электрокоррозии, это исключает необходимость применения приспособлений для катодной или анодной защиты токоведущих частей от этого вида коррозии, а также исключает возможность растворения токоведущих частей аккумулятора при переполюсовках в процессе глубоких разрядов-зарядов.

Один из возможных примеров осуществления предлагаемого способа заключается в следующем.

Смолу ЭД-6 при температуре 70-80^оС помещают в смеситель и перемешивают, добавляют пластификатор дибутилфталат, на 100 вес.ч. ЭД-6 15-20 вес.ч. дибутилфталата, а затем добавляют углеродную жилу марки ЖУ 98 П до 40 об. предварительно ее измельчив (длина не более 5 мм, сближение 1 нм). Смесь перемешивают 20-30 мин при температуре 80-100^оС и добавляют отвердитель мелеиновый ангидрид 0,7-2,28 К (К эпоксидное число смолы), продолжая непрерывное перемешивание. Из полученной вязко-клейкой массы проводят предварительное формование токоведущих частей и деталей (либо прокатывают ее в ленту известными способами). Предварительно формованные токоведущие части деталей (прокатанную ленту) пронизывают углеродной жилой ЖУ 98 П, укладывая ее, с учетом времени желатинизации и отверждения массы, по конфигурации предусмотренной конструкцией аккумулятора, например в виде сетки. Из полуфабрикатов, пронизанных жилой, после отверждения окончательно формуют (вырубают) на потоке токоведущие неактивные части аккумулятора.

Главной задачей, решаемой изобретением, является защита от коррозии (разрушения) токоведущих частей свинцово-кислотного аккумулятора. Все остальные преимущества изобретения являются следствием в отличие от прототипов, которые зарегистрированы не как способ защиты, а аккумуляторы и электроды с применением материалов-полимеров с токопроводящими добавками.

Использование: при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов. Сущность изобретения: способ защиты от коррозии токоведущих частей аккумулятора, осуществляемый в процессе их изготовления, включает приготовление композиции на основе полимера и углеродных токопроводящих добавок, формование, пронизывание углеродной жилой с образованием волосянистообразного покрова и отверждение.

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ В СВИНЦОВО-КИСЛОТНОМ АККУМУЛЯТОРЕ ЕГО ТОКОВЕДУЩИХ НЕАКТИВНЫХ ЧАСТЕЙ, осуществляемый в процессе изготовления этих частей, включающий приготовление композиции на основе полимера и углеродных токопроводящих добавок, формование и отверждение, отличающийся тем, что на стадии формования перед отвержением композицию пронизывают углеродной жилой с образованием волосянистообрезного покрова.