СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Российский патент 2020 года по МПК H01M4/10 H01M4/36 

Изобретение относится к области химических источников тока и касается способа изготовления положительного электрода призматических химических источников тока.

Известен способ изготовления диоксидмарганцевого электрода для химического источника тока (патент на изобретение РФ № 2145456, опубл. 10.02.2000 г.) путем напрессовки активной массы, состоящей из диоксида марганца, сажи и фторопласта, пропитанной органическим растворителем, на перфорированный металлический коллектор и последующей термообработки готового электрода, отличающийся тем, что из активной массы формуют электродные пластины, высушивают их от органического растворителя на воздухе, а напрессовку на перфорированный металлический коллектор производят удельным давлением 500 - 1000 кгс/см² в течение 10 - 50 с.

При реализации указанного способа невозможно достичь высокой плотности активной массы положительного электрода, что в свою очередь приводит к снижению электрических характеристик диоксидно-магранцевых источников тока. Помимо этого, согласно способу имеется возможность изготавливать только единичные электроды, что снижает производительность при серийном изготовлении.

Задачей настоящего изобретения является создание положительного электрода с улучшенными электрическими и механическими характеристиками.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в осуществлении постоянного контроля за параметрами электрода, что позволяет изготовить электроды с точно определенными электрическими и механическими характеристиками.

Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что способ изготовления положительного электрода призматических химических источников тока включает в себя изготовление заготовок, содержащих титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, прессование заготовок с полиэтиленовой прокладкой, сепарационным материалом и слоем пасты между двумя металлическими пластинами при удельном давлении 12,0 - 22,0 МПа (120 - 220 кгс/см²) в течение 10-60 с, осуществляют контроль внешних параметров электрода, оборачивают электрод сепаратором, укладывают обернутый электрод в кассету, зажимают кассету при помощи зажимов, сваривают сепаратор по периметру.

При реализации заявляемого способа предварительно изготавливают заготовки. Способ изготовления заготовок положительного электрода литиевого химического источника тока, содержащего титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, включает в себя подготовку пластин активной массы, нанесение пластин активной массы на решетку. Нанесение пластин активной массы на решетку происходит двойным прессованием при давлении 41-62 Мпа (410-620 кгс/см²) в течение 10-30 секунд с промежуточной сушкой при температуре 100-120°С в течение 2-4 часов и термообработкой при температуре 230-250°С в течение 1-1,5 часов.

В пресс-форму последовательно укладывают металлическую пластину толщиной 1÷2 мм, полиэтиленовую прокладку, заготовку материала сепарационного со слоем пасты пастой вверх (к заготовке электрода), заготовку положительного электрода, вторую заготовку материала сепарационного со слоем пасты пастой вниз (к заготовке электрода), полиэтиленовую прокладку. Паста представляет собой смесь порошка воска и водного раствора натрий-карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ). Таким образом собирают комплект электродов для прессования, повторив сборку в той же последовательности. Максимальное количество электродов в комплекте – 4 шт. Закрывают комплект сверху металлической пластиной толщиной 1÷2 мм, затем выравнивают по плоскости металлической пластиной. Высота набранного комплекта должна быть такой, чтобы при повороте стола пресса зазор между пластиной пакета и опорной плоскостью рамы был минимальным. Пресс представляет собой гидропресс с поворотным столом, два рабочих стола, гидростанцию и блок управления. Установив на одном рабочем столе в направляющие пресс-форму с набранным комплектом, поворачивают рычагом диск с пресс-формой на 180°, до момента его четкой фиксации. Включается гидроцилиндр и начинается процесс прессования. В это время на втором рабочем столе выполняется сборка следующей пресс-формы. По истечении заданного времени, после завершения прессования, первый стол поворачивается и включается выталкиватель пресс-формы, второй стол начинает процесс прессования.

Отпрессовывают электроды при удельном давлении 12,0 - 22,0 МПа (120 - 220 кгс/см²) в течение 10-60 с, давление по манометру 2,1 – 3,5 МПа (210-350 кгс/см² ).

По окончании прессования поворачивают пресс-форму на 180°. Извлекают электроды из пресс-формы и укладывают в стопку на фильтровальную бумагу.

Осуществляют сплошной контроль электродов с напрессованными заготовками материала сепарационного со слоем пасты по внешнему виду. На электродах допускается:

1) наличие вкраплений активной массы;

2) повторение «рельефа», обусловленного выкрашиванием активной массы на поверхности электрода положительного;

3) смещение заготовок материала сепарационного по контуру до 2 мм.

На электродах не допускается:

1) отслоение заготовок материала сепарационного от активной массы.

Осуществляют сплошной контроль положительного электрода по толщине. Толщина должна быть 2,5 - 3,5 мм.

Укладывают сепаратор на шаблон, по рискам. Сепаратор - ионопроницаемое вещество из диэлектрического материала, предназначенное для предотвращения электронной проводимости между положительным и отрицательным электродами. Шаблон представляет собой пластину из оргстекла с размеченным контуром сепаратора, согласно требуемым размерам.

Укладывают на сепаратор электрод. Оборачивают электрод, совместив края слоев сепаратора. Укладывают обернутый электрод в кассету. Кассета представляет собой две одинаковых пластины (обоймы), фиксирующиеся на штырях и зажимающиеся пружинами с двух сторон. Между этими пластинами укладывают сепаратор. Зажимают кассету при помощи пружин.

Сваривают электрод режимами, заложенными в технологическую документацию. В начале работы и в процессе сварки (2-3 раза в смену) контролируют прочность сварного шва на разрыв. Разрывное усилие для образца должно быть не менее 3,92 Н (0,4 кгс).

Изобретение относится к области химических источников тока и касается способа изготовления положительного электрода призматических химических источников тока. Способ изготовления положительного электрода призматических химических источников тока включает в себя изготовление заготовок, содержащих титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, прессование заготовок с полиэтиленовой прокладкой, сепарационным материалом и слоем пасты между двумя металлическими пластинами при удельном давлении 12,0 - 22,0 МПа (120 - 220 кгс/см²) в течение 10-60 с. В процессе изготовления электрода осуществляют контроль внешних параметров электрода, после чего оборачивают электрод сепаратором, укладывают обернутый электрод в кассету, зажимают кассету при помощи зажимов, сваривают сепаратор по периметру. Повышение электрических и механических характеристик электрода является техническим результатом изобретения.

Способ изготовления положительного электрода призматических химических источников тока, включающий в себя изготовление заготовок, содержащих титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, прессование заготовок с полиэтиленовой прокладкой, сепарационным материалом и слоем пасты между двумя металлическими пластинами при удельном давлении 12,0 - 22,0 МПа (120 - 220 кгс/см²) в течение 10-60 с, осуществление контроля внешних параметров электрода, укладку обернутого в сепаратор электрода в кассету, зажим кассеты и сварку сепаратора по периметру.