ЭЛЕКТРОД СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА Российский патент 2002 года по МПК H01M4/68 H01M4/14 

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

Известен электрод свинцового аккумулятора (А.с. N 1391396, МКИ⁵ Н 01 М 4/68, 4/47), выбранный в качестве аналога, в котором на медный токоотвод нанесен слой олова и слой свинца и активная масса, при этом отношение толщин слоев олова и свинца составляет 0,1-1,0.

Недостатком известного электрода является низкая коррозионная стойкость олова и свинца в серной кислоте, что ведет к разрушению защитного слоя в процессе эксплуатации аккумулятора, последующему растворению медной основы, осаждению меди на отрицательном электроде, в результате чего происходит увеличение газовыделения и снижается срок службы аккумулятора.

В качестве прототипа выбран патент России N 1695789, приоритет 06.10.89 г. , МКИ Н 01 М 4/68, 10/12 "Электрод свинцового аккумулятора", который содержит медный токоотвод с нанесенными на него слоем из сплава, включающего олово, и слоем свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0 и активную массу, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы и снижения газовыделения, сплав дополнительно содержит цинк и свинец при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 6-8
Цинк - 0,5-1
Свинец - Остальное
Недостатком прототипа является постепенное понижение в процессе эксплуатации аккумулятора коррозионной стойкости тройного сплава свинец-олово-цинк с указанным соотношением компонентов. Роль цинка, входящего в сплав свинец-олово-цинк, состоит в том, что он внедряется в кристаллическую структуру олова и упрочняет связь свинец-олово, в результате чего сплав приобретает высокую коррозионную стойкость. Однако при использовании сплава спинец-олово-цинк с содержанием олова 6-8% происходит постепенное снижение коррозионной стойкости сплава. Рентгенофазовый анализ тройного сплава свинец-олово-цинк показал, что 0,5-1% цинка внедряется в структуру только 4,5-5,9% олова, а остальные 1,5-2,1% олова остаются несвязанными. В результате этого происходит постепенное растворение несвязанного олова, и слой сплава теряет свои защитные характеристики. Следствием этого является растворение медного токоотвода, осаждение меди на отрицательном электроде, увеличение газовыделения и снижение срока службы аккумулятора.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи снижения газовыделения и увеличения срока службы свинцового аккумулятора за счет повышения коррозионной стойкости покрытия медного токоотвода.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электроде, содержащем медный токоотвод с нанесенными на него слоем из сплава, включающего олово, цинк и свинец, и слоем свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0 и активную массу, сплав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:
Олово - 4,5-5,9
Цинк - 0,5-1
Свинец - Остальное
Слой из сплава, включающего олово, свинец и цинк при предлагаемом соотношении компонентов, обладает высокой коррозионной стойкостью, что предотвращает растворение медной основы и, как следствие, позволяет снизить газовыделение и увеличить срок службы аккумулятора до 50%.

Сопоставительный анализ с известными электродами свинцового аккумулятора показывает, что предлагаемое решение является новым.

Сущность изобретения поясняется примерами его исполнения и данными, приведенными в таблице.

Пример 1. На медный токоотвод наносят электролитическим способом из борфторидного электролита слой сплава свинец-олово-цинк при соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 4,5
Цинк - 0,5
Свинец - 95,0
Катодная плотность тока составляет 1 А/дм², температура электролита 22^oС. После этого на покрытый слоем сплава токоотвод электролитическим способом из борфторидного электролита наносят слой свинца; катодная плотность тока составляет 2 А/дм², температура электролита 22^oС. Соотношение толщин слоев составляет 0,1-1,0. На защищенный слоями сплава и свинца токоотвод наносят пастообразную активную массу.

Пример 2. Как и в примере 1, на медный токоотвод наносят электролитическим способом из борфторидного электролита слой сплава свинец-олово-цинк при соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 5,0
Цинк - 0,75
Свинец - 94,25
Катодная плотность тока составляет 1 А/дм², температура электролита 22^oС. После этого на покрытый слоем сплава токоотвод электролитическим способом из борфторидного электролита наносят слой свинца; катодная плотность тока составляет 2 А/дм², температура электролита 22^oС. Соотношение толщин слоев составляет 0,1-1,0. На защищенный слоями сплава и свинца токоотвод наносят пастообразную активную массу.

Пример 3. Как и в примере 1, на медный токоотвод наносят электролитическим способом из борфторидного электролита слой сплава свинец-олово-цинк при соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 5,9
Цинк - 1,0
Свинец - 93,1
Катодная плотность тока составляет 1 А/дм², температура электролита 22^oС. После этого на покрытый слоем сплава токоотвод электролитическим способом из борфторидного электролита наносят слой свинца; катодная плотность тока составляет 2 А/дм², температуре электролита 22^oС. Соотношение толщин слоев составляет 0,1-1,0. На защищенный слоями сплава и свинца токоотвод наносят пастообразную активную массу.

Как показали экспериментальные данные (см. таблицу), предлагаемый электрод обеспечивает более низкое газовыделение и более длительный срок службы по сравнению с прототипом за счет повышения коррозионной стойкости покрытия медного токоотвода.

Как видно из экспериментальных данных, приведенных в таблице, защитное покрытие из сплава свинец-олово-цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олово - 4,5-5,9
Цинк - 0,5-1
Свинец - Остальное
и свинца обеспечивает более низкое газовыделение и более длительный срок службы по сравнению с прототипом за счет более высокой коррозионной стойкости.

Уменьшение или увеличение соотношения компонентов сплава не обеспечивает надежной защиты медного токоотвода, что приводит к коррозии токоотвода, в результате чего происходит повышение газовыделения и снижение срока службы аккумулятора.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к производству свинцовых аккумуляторов. Электрод свинцового аккумулятора содержит медный токоотвод, на который нанесен слой из сплава, включающего олово, свинец и цинк, а затем слой свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0, и активную массу. Сплав, включающий олово, свинец и цинк, имеет определенное соотношение компонентов, при котором слой из сплава, включающего олово, свинец и цинк, обладает высокой коррозионной стойкостью, что предотвращает растворение медной основы и, как следствие, позволяет увеличить срок службы аккумулятора до 50%. 1 табл.

Электрод свинцового аккумулятора, содержащий медный токоотвод с нанесенными на него слоем из сплава, включающего олово, свинец и цинк, и слоем свинца при соотношении толщин слоев 0,1-1,0 и активную массу, отличающийся тем, что сплав, включающий олово, свинец и цинк, имеет следующее соотношение компонентов, мас. %:
Олово - 4,5-5,9
Цинк - 0,5-1,0
Свинец - Остальное