ЦИНКОВЫЙ АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА Российский патент 2010 года по МПК H01M4/24 H01M6/04 

Изобретение относится к области химических источников тока и может быть использовано при изготовлении цинковых пастообразных анодов. Известен химический источник тока, активная масса цинкового анода со щелочным электролитом которого содержит в своем составе ртуть, свинец для уменьшения газовыделения и повышения срока службы [1]. Известен цинковый анод со щелочным электролитом, более близкий к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату, в состав которого в качестве добавки введена смесь двух сополимеров с разной молекулярной массой полиола и окиси этилена, содержащих в качестве концевых групп гидроксил из ряда метил, этил, пропил в массовых % от 0,114 до 0,780 [2]. Это не позволяет эффективно снизить газовыделение и в составе анода остается ртуть (HgO) в количестве 0,009-0,55 (мас.%).

Цель изобретения - улучшение условий токосъема за счет уменьшения пассивации цинкового анода и повышение срока сохранности и срока использования элементов, снижение газовыделения и вывод ртути из состава анода.

Цель достигается за счет использования в изветном цинковом аноде α-аминоацетата в количестве 12-25 г/л в загущенном щелочном электролите.

Проведена корректировка состава тройного электролита с одновременной проверкой герметичности элементов и разрядных характеристик воздушно-цинкового миниатюрного источника тока (⌀ 11,8 мм, h=4,2 мм) (таблица).

Отметим, что для работы химического источника тока важное значение имеет электропроводность раствора электролита, которая максимальна для 30% (мас.) КОН. Теоретическая емкость воздушно-цинкового элемента в указанных габаритах составляет 220 mA·ч.

Таблица Влияние состава электролита на разрядные характеристики элемента ВЦ-43 при нагрузке 510 Ом, уголь СИТ-1 № С_KOH C_ZnO Вытекание электролита при разряде Начальное напряжение (В) Емкость (mA·ч) 1 27,25 1,0 71,25 - 1,40 185 2 26,81 2,5 70,69 - 1,41 192 3 26,50 3,5 70,01 - 1,40 192 4 29,90 0,2 69,90 - 1,41 181 5 31,35 3,5 65,15 - 1,40 192 6 31,70 2,5 65,80 - 1,40 192 7 30,80 5,0 64,20 - 1,39 192 8 33,20 0,2 66,60 - 1,41 205 9 37,20 1,0 65,80 - 1,41 212 10 36,60 2,5 60,90 - 1,41 210 11 36,00 3,5 60,50 - 1,41 210 12 39,90 2,5 59,90 - 1,42 210 13 39,00 2,5 58,50 - 1,41 213 14 36,00 3,5 60,50 - 1,39 208 15 38,00 5,0 57,00 - 1,39 208 16 37,00 7,5 55,50 + 1,37 203 17 42,00 1,0 57,00 + 1,37 209

В составы 1÷4 введен α-аминоацетат в количестве 10 г/л, 5÷8→12 г/л; 9÷12 г/л→20 г/л; 12÷15→25 г/л; 16,17→8 г/л. Видно, что при С_KOH>33% емкость элемента составляет 90% от теоретической. При высокой нагрузке наблюдается вытекание электролита - незначительное у состава 16 и значительное у состава 17 через воздуховодное отверстие (разгерментизация элемента). В области малых С_KOH разряд элемента происходит за счет потребления воды из электролита, что затрудняет разряд и приводит к пониженному значению емкости. В области высоких С_KOH (при концентрации α-аминоацета менее 8% (мас.)) процесс идет до более высоких значений емкости, однако при этом происходит расширение элемента за счет газовыделения, что и приводит к вытеканию электролита через воздуховод. Разрядные характеристики оптимальны у состава электролита 36,25% КОН+3,6% ZnO и α-аминоацетата (12÷20 г/л), который позволяет увеличить токосъем за счет уменьшения пассивации цинкового анода (R_{нагрузочное}=510 Ом вместо 800÷1000 Ом, рекомендуемых для этих габаритов). Отметим, что из состава цинкового анода выведена ртуть.

Источники информации

1. Кублановский B.C., Пирский Ю.К. / Синтез электрокатализаторов восстановления кислорода. // Тезисы докладов I Укр.-рос.конференции «Газофазное получение новых функциональных материалов и пленок». Ужгород. - 1989. - с.18-20.

2. Патент №2366039 (Россия), Н01М 4/96, 2009.

Изобретение относится к области химических источников тока и может быть использовано при изготовлении цинковых пастообразных анодов. Согласно изобретению в состав загущенного щелочного электролита химического источника тока с цинковым порошкообразным анодом введен α-аминоацетат в количестве 12-25 г/л. Техническим результатом является улучшение электрических характеристик, уменьшение пассивации цинкового электрода, выведение ртути из его состава. 1 табл.

Химический источник тока с цинковым порошкообразным анодом с загущенным щелочным электролитом, отличающийся тем, что в состав электролита введен α-аминоацетат в количестве 12-25 г/л, что приводит к улучшению электрических характеристик за счет уменьшения пассивации цинкового анода и позволяет вывести ртуть из его состава.