Способ изготовления инертного пористого электрода для химического источника тока Советский патент 1983 года по МПК H01M4/96 

(И) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНЕРТНОГО ПОРИСТОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ .ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

1 .

Изобретение относится к изготовлению электродов химических источников тока и может быть использовано при разработке високоэнергоемких химических источников тока с анодом из щелоч.Hojro металла, растворенным в электро лите активным катодным веществом, электролитом на основе апротонного растворителя и инертным электродом на ос нове углеродистого матери.ала. (Q

В настоящее время инертные пористые электроды на основе углеродистых материалов готовятся одним из следующих способов: прессование, намазка, is напыление, насасывание из пульпы. Согласно этим способам исходный, углеродистый материал предварительно измельчается до нужного размера, смешивается со связующим .и, в случае необхо- 20 димости, с порробразователем и (.или) гидрофобизатором. Ряд технологий требует последующей термической обработки

Известен способ изготовления инертного электрода первичного элемента, включающий нанесение на металличесх. кую подложку суспензии из смеси сажи и графита с раствором полимера в органическом растворителе с последую- щей сушкой нанесенного слоя l

Однако этот cnocdiS технологически .сложен и энергоемкость полученных электрюдов невелика.

Наиболее-близким к предлагаемому .. по технической сущности и достигаемому результату является спос изготовления инертного пористого электрода на основе углеродных материалов дляхимического источника тока с неводным электролитом на основе апротонных растворителей и активным катодт ным веществом, растворенным в электролите, включащий, приготовление массы электрода из исходного материала, последующую формовку электрода L 2. 3 Однако энергоемкость полученных . электродов невелика. 11,ель изобретения - повышение энергоемкости электрода. Поставленная цель достигается те что электрод после формовки подвергают электрохимичес Л)й анодной поля ризации до потенциалов, соответствующих потенциалу электрохимическог разложения фонового электролита. Указанная обработка инертного эл |трода приводит за счет улучшения ка талитических свойств к повышению ст пени использования активного вещест ва, растворенного 8 электролите, и, как следствие, к повьшению энергоем кости. Способ заключается в следующем. Изготовленный пористый электрод из углеродистого материала, помещают в ванну, заполненную рабочим электролитом, не содержащим активного вещества, и анодно поляризуют до потенциала разложения электролита относительно вспомогательного в двухэлектродной системе электрода или любого электрода сравнения в трехэлектродноР системе. Ток йнодной поляризации выбирают не больше разрядного тока. Полученный таким образом электрод переносят из ванны в истомник тока. При м е р 1. Источник тока системы электролит - раствор пер хлората литияв пропиленкарбонате. При разряде на пористом инертном катоде происходит восстановление SCj,, растворенного в электролите. Потенциал начала разложения фонового элек тролита, т.е. электролита, не содержащего двуокись серы, в анодной области 1,5 В относительно литиевого электрода. Пористый инертный катод, полученный прессованием порошка графита при давлении 200 кг/ск-, анодно поляризуется iактивируется ( при постоянной плотности тока до потенциала ,5 В. В табл. 1 сопоставляется разрядная емкость катода до анодной активации и после анодной активации. Показаны результаты активации электрода для случая, когда плотность тока анодной активации равна плотнос ти тока эксплуатации химического источника трка. Сте-пень активации (где личество электричества при разряде н необработанном электроде; на 2184 предварительно анодно поляризованном электроде). В табл. показано возрастание емкости в результате анодной поляризации инертного электрод-а. Плотность тока анодной поляризации равна разрядной плотности тока. П р и м е р 2. Электрод, изготовленный по примеру 1, анодно поляризуется при плотности тока меньшей, чем плотность тока эксплуатации химического источника тока. С уменьшением плотности тока анодной активации степень акти.вации вЬзрастает. В табл.2 показано влияние плотности тока анодной поляризации инертного электрода на возрастание емкости электрода. Плотность тока разряда постоянная и равна 2,6 м/./см . П р и м е р 3. Электрод, изготовленный по примеру 1, анодно поляризуется при постоянном потенциале. С возрастанием времени анодной поляризации степень активации выходит на предельное значение. В табл.3 показано влияние времени предварительной анодной поляризации электрода при постоянном потенциале на возрастание емкости электрода. Плотность разрядного тока 3,5 мА/см, Пример «.Электрод, изготовленный по примеру 1 , анодно поляризуется при плотности тока меньше, чем плотность тока эксплуатации химического источника тока. Разряжается электрод в перхлоратном электролите на основе смеси растворителей пропиленкарбоната и ацетонитрила в соотношении 1:3- Активное веществодвуокись серы, растворенная в электролите. При плотности тока активации 1,6 мА/см, разрядной плотности , тока 2 ,6 мА/см степень активации электрода 17. При активации электрода происходят изменения непосредственно с поверхностью электрода. После активации электрод сохраняет активированное состояние в течение всего периода измерений - 3 мес. Энергоемкость источника тока, включающего описанный электрод повышается за счет того, что, уменьшая закладку более эффективного инертного электрода , можно соответственно

увеличить закладку активного вещества и таким образом повысить весовые и объемные характеристики источника. Использование предложенного способа позволяет также увеличить мощность источника тока при сохранении первоначального веса и габаритов , так как на электрохимически обработанном электроде процесс можно вести при значительно больших плотностях тока. Таким образом, без нарушения принятой технологии введение операции аноной поляризации инертного электрода позволяет повысить энергоемкость и

мощность электрода и химического источника тока в целом.

Пример 5. В качестве электрода используется ткань, плетенная из углеграфитовых волокон, характеризующаяся мягкостью , эластичностью которая легко свертывается в рулон необходимой плотности, что обеспечивает увеличение поверхности инерт. ного катода. Электрод подвергают анодной поляризации при гтлотнссти тока меньшей , чем плотность тока эксплуатации химического источника тока.

Т а б л и ц а 2

Таблица 3

7 10052188

Формула изобретенияшения энергоеикск:ти электрода, элекСпособ изготовления инертноготрохимической анодной поляризэции

пористого электрода для химическогодо потенциалов, соответствующих поисточника тока с неводнын электроли-s тенциалу электрохимического разлотом на основе апротонных раствори-жения фонового электр.олита.

телей и активным катодным веществом.Источники информации,

растворенным в электролите, включаю- принятые во внимание при экспертизе

щий приготовление массы электрода1. Авторское свидетельство СССР

из исходного материала, последующую tf V59820, кл. Н 01. М VOS , 1973.

формовку электрода, отличаю-2. Патент США Н 3891«58,

щ и и с я тем, что, с целью повы-кл. 136-6, 1-975. трод после формовки подвергают элек