СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ В АКТИВНОЕ СОСТОЯНИЕ НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫХ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Российский патент 1997 года по МПК H01M10/30 H01M4/44 H01M4/42 H01M4/62 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к химическим источникам тока никель-кадмиевой системы.

Известно, что для приведения в рабочее состояние никель-кадмиевых химических источников тока необходимо привести их активные массы в электрохимически активное состояние.

Наиболее распространенным методом этого технологического процесса является формирование. При пропускании зарядного тока на отрицательном электроде гидрат окиси кадмия превращается в губчатую металлическую массу, а на положительном происходит обогащение окислов никеля кислородом. Это достигается чередованием определенного количества циклов заряда-разряда [1]
Известны активизирующие добавки, вводимые в массу положительного электрода, например, барий и кобальт, для повышения коэффициента использования никеля и увеличения срока службы электрода, а также в массу отрицательного электрода, например, марганец, для увеличения емкости электрода за счет стабилизации высокого использования кадмия [2] Активизирующие добавки для приведения в рабочее состояние никель-кадмиевых химических источников тока не используются.

Известна отмена формирования тяговых никель-кадмиевых химических источников тока путем механического увеличения числа тренировочных циклов у потребителя [3]
Из описанных способов приведения в активное состояние никель-кадмиевых химических источников тока по способу осуществления наиболее близок, например, аккумулятор 3ШНКП-1ОУ5 (ТУ16-89 ИЛТЮ 563511.057). Приведение в активное состояние указанного аккумулятора осуществляется путем формирования его.

Данный способ приведения в активное состояние очень трудоемок и дорогостоящ. Процесс формирования помимо его дороговизны в использовании энергоресурсов и трудоемкости в его применении требует тщательного соблюдения токовых и временных интервалов для получения на них емкости никель-кадмиевого аккумулятора. К тому же при формировании распределение тока по поверхности электродов происходит неравномерно, от чего зависят технические характеристики химического источника тока. Процесс формирования требует тщательного соблюдения всех параметров технологического процесса. Это обусловлено тем, что заряд никель-кадмиевого аккумулятора сопровождается повышением давления внутри аккумулятора в конце заряда, что связано с заметным снижением коэффициента использования тока по мере заряда электрода и с необходимостью сообщения для полного заряда некоторого избыточного количества электричества.

Целью изобретения является создание способа приведения в рабочее состояние активной массы никель-кадмиевых химических источников тока без процесса формирования за счет введения активизирующих добавок, обеспечивающих электрохимическую активность активных масс источников тока.

Цель достигается тем, что в качестве электропроводной добавки кадмиевого электрода предлагается вводить в катодную массу до 5% двуокиси марганца (MnO₂), параметры элементарной ячейки которого наиболее близки к параметрам ячейки гидроокиси кадмия Cd/OH/₂. Присутствие этой добавки изменяет условия кристаллизации фазового окисла, благодаря чему снимается пересыщение раствора щелочи ионами кадмия у поверхности электрода, облегчается растворение первичного адсорбционного окисла с поверхности и замедляется образование пассивирующих окислов. Кроме того, добавка двуокиси марганца служит дополнительным центром кристаллизации для гидроокиси кадмия и таким образом изменяет дисперсность и характер распределения этого окисла у поверхности электрода, что подтверждается результатами рентгеноструктурного анализа в Институте анализа СО АН.

Использование данного способа приведения в активное состояние никель-кадмиевых химических источников тока позволяет отменить процесс формирования, получить электрод с равномерной активной массой при его эксплуатации и увеличить работоспособность химических источников тока.

Использование: производство никель-кадмиевых химических источников тока. Сущность изобретения: в активную массу кадмиевого электрода вводят до 5% двуокиси марганца, что позволяет исключить из технологического цикла операцию формирования.

Способ приведения в активное состояние никель-кадмиевых химических источников тока, отличающийся тем, что в катодную массу вводится до 5% двуокиси марганца.