АНОД ВОДОАКТИВИРУЕМОГО ИСТОЧНИКА ТОКА Российский патент 2007 года по МПК H01M4/46 H01M6/34 

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных источников тока, активируемых морской водой.

Известны химические источники одноразового действия, активируемые морской водой. В качестве анодного материала используются сплавы на основе магния, например:

1. Сплав на основе магния марки МА2-1, содержащий, мас.%:

Алюминий3,8-5Цинк0,8-1,5Марганец0,3-0,7МагнийОстальное

Однако электрохимические свойства (потенциал и разрядное напряжение) и пластичность данного сплава не высоки (см. Б.А.Колачев и др. «Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов», М.: Металлургиздат, 1972 г., стр.198).

2.. В авторском свидетельстве СССР №531885 «Сплав на основе магния», М. кл.² С22С 23/00 (опубликовано 15.10.76. Бюллетень №38) в целях повышения потенциала и разрядного напряжения предлагается сплав, содержащий компоненты, мас.%:

Галлий1,0-1,5Индий2-4МагнийОстальное

По информации описания к авторскому свидетельству СССР №531885 данный состав имеет в паре с AgCl электродом разрядное напряжение 1,23 В.

3. В авторском свидетельстве СССР №1735420 «Сплав на основе магния», М. кл.⁵ С22С 23/00 (опубликовано 23.05.92. Бюллетень №19) целью изобретения является повышение коэффициента использования анодного материала. Для достижения указанной цели предлагается сплав, содержащий компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Индий1,5-4,5Алюминий0,4-1,0МагнийОстальное

Коэффициент использования анодного материала предлагаемого сплава составляет 77-81%, что выше на 4-10% коэффициента использования анодного материала сплава по авт. свид. №531885. Увеличение коэффициента использования анодного материала достигается за счет введения в сплав алюминия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является сплав на основе магния для изготовления анодов резервных химических источников тока, приведенный в патенте США №2270193, кл. 75-168 следующего состава, мас.%:

Галлий0,1-5Марганец0,01-3МагнийОстальное

Однако эффективность источников тока с анодным материалом, указанным в вышеприведенных аналогах и прототипе, в существенной мере снижается за счет интенсивной коррозии во время работы источника тока. Скорость коррозии магниевого сплава достаточно велика и не может обеспечить необходимые качества источника тока без принятия дополнительных мер. Снижение скорости коррозии анода является одним из важных вопросов производства водоактивируемых источников тока. Этот вопрос непосредственно определяет качество источника тока, уровень экологичности его производства и его стоимость.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение анодного сплава, позволяющего при его использовании снизить скорость коррозии, получить стабильно высокие характеристики.

Поставленная задача решается тем, что на основе известного (см. прототип: патент США №2270193) анодного сплава магния с добавкой галлия (без добавки марганца) создают сплав, в состав которого входит ртуть. Процесс образования магниево-ртутного сплава заключается в сплавлении магния, галлия и ртути в специальных ретортах, образуя химическое соединение магниевого сплава с ртутью. Предлагаемый сплав имеет следующий состав, мас.%:

Галлий0,9-5Ртуть1,3-4,5МагнийОстальное

Анализ патентной и технической литературы показал, что предлагаемый анодный сплав не известен из уровня техники и обладает изобретательским уровнем.

Содержание ртути в заявляемом анодном сплаве является оптимальным: при величине <1,3 положительный эффект снижения скорости коррозии невысок, при величине >4,5% делает сам источник тока и его производство экологически грязными и затрудняет его дальнейшую утилизацию.

Экспериментальные исследования заявляемого анодного сплава и прототипа дали следующие результаты.

1. Заявляемый сплав с содержанием ртути: 1,3; 3; 4,5%.

Разрядное напряжение в паре с AgCl электродом, В соответственно: 1,39; 1,43; 1,46.

2. Сплав по прототипу (без ртути):

Разрядное напряжение в паре с AgCl электродом. В: 1,23.

Анод, изготовленный из заявляемого сплава в составе водоактивируемого источника тока, позволил повысить его разрядные характеристики.

Изобретение относится к анодам водоактивируемых источников тока. Согласно изобретению в сплав магния и галлия введена ртуть при следующем соотношении компонентов, мас.%: галлий 0,9-5; ртуть 1,3-4,5; магний остальное. Техническим результатом является снижение скорости коррозии анода и повышение его разрядных характеристик.

Анод водоактивируемого источника тока на основе сплава магния и галлия, отличающийся тем, что в сплав введена ртуть при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Галлий0,9-5Ртуть1,3-4,5МагнийОстальное