СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ РАСШИРИТЕЛЯ ДЛЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА Российский патент 2001 года по МПК H01M4/62 H01M10/06 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов.

Известен способ изготовления в качестве органической составляющей расширителя диспергатора СС, представляющего собой продукт конденсации смеси крезолов с 2,6-нафтолсульфокислым натрием, формальдегидом и сульфитом натрия (авт. св. СССР N 342253, кл. H 01 M 4/62).

Использование этой органической составляющей расширителя не позволяет получить высокие электрические характеристики на стартерных режимах разряда при низких температурах, а также ухудшает технологические свойства отрицательной активной массы за счет высокой степени сульфирования, равной 2,9 ± 0,3.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения органической составляющей расширителя для отрицательного электрода свинцового аккумулятора путем конденсации фенола с формальдегидом и сульфитом натрия.

Способ заключается в конденсации фенола с формальдегидом и сульфитом натрия при 120 - 130^oC в течение 1 ч под давлением с последующей обработкой гидроокисью бария или кальция.

Полученная по этому способу сульфометилированная фенолформальдегидная смола (расширитель ФС) имеет степень сульфирования 2,3 ± 0,3, что обуславливает хорошую растворимость вещества в воде и водных растворах серной кислоты.

Расширитель ФС, адсорбируясь на сульфате свинца, образующемся во время разряда аккумулятора, способствует его быстрому растворению и приводит к повышению зарядных характеристик.

Провели сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом.

Прототип имеет следующий недостаток.

В процессе изготовления отрицательных электродов, во время их формирования в водном растворе серной кислоты плотностью 1,07 - 1,09 г/см³ сульфометилированная фенолформальдегидная смола частично вымывается из активной массы, что приводит к загрязнению формировочного электролита.

Кроме того, вымывающаяся часть расширителя образует на поверхности формировочных баков обильную пену, приводящую к замыканию электрической цепи и ухудшению качества формирования электродов.

В основе изобретения поставлена задача создать способ получения органической составляющей, отличающейся снижением вымываемости органической составляющей в электролит и повышающей электрические характеристики свинцового аккумулятора на стартерных режимах разряда при низких температурах и высоких плотностях тока.

Поставленная задача решается таким образом. Конденсируют дополнительно сульфометилированную фенолформальдегидную смолу с жидкими фенолспиртами в весовом соотношении 1: 1 по сухому продукту (границы соотношения подобраны экспериментально) с одновременным удалением воды (из золы реакций), сушат на распылительной сушилке с кипящим слоем инертного носителя при температуре 180-210^oC. Температурный режим подобран экспериментально с учетом технологических условий.

Свойства продукта, полученного по предлагаемому способу, в большой степени зависят от соотношения компонентов и температуры реакции.

Так, при весовом соотношении компонентов расширитель ФС: фенолспирты 9:1 и указанной температуре получается продукт с содержанием нерастворимых веществ в серной кислоте 4,4%. При соотношении 4:1 получается продукт с содержанием нерастворимых веществ 5,63%.

Снижение температуры реакции приводит к осаждению продукта на стенках распылительной сушилки, расплавлению и невозможности его эвакуации.

Полученный по этому способу органический расширитель обладает низкой степенью сульфирования 1,3 ± 0,3 по сравнению с расширителем ФС (2,3 ± 0,3), поэтому меньше вымывается из отрицательных электродов в формировочный электролит.

За счет снижения степени сульфирования улучшаются поверхностно-активные и адсорбционные свойства органической составляющей расширителя, что приводит к повышению электрических характеристик на стартерных режимах разряда при отрицательных температурах и высоких плотностях разрядного тока, а также улучшению зарядных характеристик.

Для осуществления предлагаемого способа приводятся примеры конкретного исполнения.

Пример 1
В автоклав вместимостью 1,0 дм³ загружают указанное в табл. 1 количество раствора сульфита натрия, формалина и фенола. Смесь нагревают до температуры 120-130^oC, выдерживают в течение 0,5 - 1,0 ч и охлаждают. В полученный продукт загружают требуемое количество фенолоспиртов и высушивают на распылительной сушилке с кипящим слоем инертного носителя при температуре 210^oC. Выход продукта составляет 99% (см. табл. 1).

Пример 2
Установление улучшения электрических характеристик определялось путем снятия разрядных характеристики с аккумуляторных батарей 6СТ-66А при температурах электролита -18^oC, -30^oC и по способности принимать заряд. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

По продолжительности разряда на стартерных режимах разряда при температурах электролита -182^oC, -30^oC и токе I = 6C₂₀ = 396 А батареи с органической составляющей по предлагаемому способу в 1,3 - 1,8 раза превышают показатели батарей с расширителем, указанным в прототипе.

По величине тока заряда батареи с расширителем, изготовленным по предлагаемому способу, также имеют более высокие показатели.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов. Техническим результатом изобретения является создание способа получения органической составляющей расширителя для отрицательного электрода для снижения степени сульфирования и увеличения стартерных характеристик при низких температурах и высоких плотностях тока. Согласно изобретению полученный продукт дополнительно конденсируют с жидкими фенолспиртами в весовом соотношении 1:1 по сухому продукту, сушат на распылительной сушилке с кипящим слоем инертного носителя при температуре 180-210^oС. 2 табл.

Способ получения органической составляющей расширителя для отрицательного электрода свинцового аккумулятора путем конденсации фенола с формальдегидом и сульфитом натрия, отличающийся тем, что полученный при конденсации продукт дополнительно конденсируют с жидкими фенолспиртами в весовом соотношении 1: 1 по сухому продукту, сушат на распылительной сушилке с кипящим слоем инертного носителя при температуре 180-210^oС.