Щелочной аккумулятор Советский патент 1960 года по МПК H01M4/66 H01M10/26 H01M10/30 

Изобретение относится к щелочным аккумуляторам, а именно к циико-никелевым nj,eлочным аккумуляторам.

В предлагаемом щелочном аккумуляторе отрицательный электрод выполнен в виде железной сетки.

Кроме того, в электролит аккумулятора могут быть введены окись ртути и хлористый аммоний, что способствует образованию плотного и ровного осадка цинка на отрицательных электродах, а также обратимости реакций в электролите.

На фиг. 1-3 схематически изображен аккумулятор в варианте с отрицательными и положительными пластинами, работающими обеими поверхностями; иа фиг. 4 и 5 - вариант выполнения аккумулятора с иластинами, работающими лишь одной поверхностью каждая.

Электрический цинко-никелевый щелочной аккумулятор состоит из ряда положительных 1 и отрицательных 2 пластин, смонтированных в металлическом сосуде 3. Пластины сварены между собой по однородности при помощи соедииительных мостиков 4, к которым прикреплены выводные борны 5, при помощи которых все пластины аккумулятора прикрепляются к крыщке сосуда 3. Борны также служат выводом электрического тока от пластин.

Пластины аккумулятора расположены в сосуде горизонтально или наклонно. При горизонтальном расположении пластины имеют изогнутую корытообразную форму (см.

фиг. 2), а при наклонном расположении пластины (см. фиг. 3) имеют ровную поверхность. Прпменение изогнутых или наклонно расположенных пластин вызвано сконлепием пузырьков газов при работе аккумулятора на

нижних плоскостях пластин нри горизонтальном их расположении. При наклонно.м же пололсении пластин пузырьки газов свободно скользят по наклонной нлоскости, отрываются от пластин и поднимаются на поверхность

электролита.

Положительные пластины / располагаются с промежутком в 5 мм от отрицательпых пластин 2 и изолированы от последних эбонитовыми распорками и 6. От корпуса сосуда пластины изолированы эбонитовыми прокладками 7.

Па чертеже изображено два варианта конструкции акку.муляторов, в первом варианте

отрицательные и положительные пластины работают обеими поверхностями, а во втором варианте пласт1П1ы работают лишь одной поверхностью каждая, вторая же поверхность пластпн прплегает к эбонитовой прокладке 8,

Второй вариант аккумулятора дает возможность иметь большой запас активной массы на полюсе, что необходимо для работы аккумуляторов прн тяжелых режимах.

Сосуд аккумулятора цельносварный, изго1 является из лнстового железа, никелируется илн оксидируется в щелочах для предохранения от окисления.

Положительные нластины изготавливаются из ла.мельных пакетиков с внутренней и металлической перегородкой но сечению или из трубочек с металлическим стержепько.м, также по сечен1по трубочки. Активной .массой положительных пластин служит гидрит окиси никеля с никелевыми лепестками плн металлическим порошком.

Металлическая перегородка в ламелях, стерженек в трубках и никелевые леиестки или металлический порошок в активной массе служат для уменьшения впутре1П1его сопротивления активной массы.

Отрицательные пластины нзготавливаются из желез гой иикелированной луженой сетки, причем сетка берется в несколько слоев для увеличения поверхности пластины, которая наматывается на металлическую нластину нлош,адью, равной отрицательной- пластине, так что металлическая пластина находиться внутри сетки и является перегородкой, разделяющей слои сетки но сечению. Изготовленная отрицательная пластина из луженой сетки с металлической луженой перегородкой обрабатывается в крепкой щелочи под током, затем оцинковывается в щелочной ванне и амальгамируется металлической ртутью.

Железные и железно-никелированные пластины обжигаются в муфельной печи до яркокрасного цвета, после чего обрабатываются в щелочи, оцинковываются, амальгамируются ртутью ,и собираются в аккумулятор. Электролитом данного аккумулятора служит раствор едкого натрия или калия, в которых растворяется окись цинка до насыщения, образуя цинкаты.

В целях плотного и ровного осадка цинка на отрицательные нластины, а также для обратимости реакций в электролите, к иоследнему добавляются хлористый аммоний и гидрат алюминия в определенных весовых соотношениях.

Во время зарядки аккумулятора активная масса на положительных электродах нереходит из гидрата в окись никеля, т. е. обогащается кислородом и водородом, а на отрицательных пластинах происходит гальваническое осаждение металлического цинка из цинката электролита.

Цинк в виде слоя нокрывает сетку отрицательных пластин, одновременно амальгамируясь ртутью, имеющейся на нластинах. В заряженном виде аккумулятор имеет пару из

окиси никеля и цинка, которые создают разность потенциалов, равную 1,9 в.

При разряде аккумулятора нроисходит растворение цинка на отрицательных нластинах и образование цинката с электролитом,

при последующем заряде происходит снова та же реакция с отложением цинка на отрицатель Пз х нластинах.

Горизонтальное расноложенне пластин способствует лучшему иснользованию цинка при

осаждении и растворении и поддержанию равномерной плотности электролита, что способствует равномерному осаждению цинка при заряде на каждой отрицательной пластине, а также и равномерному растворению нри разряде, так как нри таком расположении пластин происходит перемешивание электролита снизу вверх и обратно, следовательно, равномерно, так как плотпость слоев электролита преодолевается иопами равномерно.

При вертикальном же расположении пластин слой электролита между нластинами также является вертикальиым, благодаря чему ег0 удельная нлотность будет разная, т. е. в верхних слоях меньшая, а в нижних большая,

вследствие чего растворение цинка идет сверху вниз, а в нижних слоях электролита происходит большее отложение цинка при заряде. Это приводит к неравномерному осаждению цинка, ведущему к замыканиям между пластинами и опадению металлического цинка на дно сосуда, вызывающему обеднение электролита цинком, что ведет к систематическому снижению емкости аккумулятора.

Предмет и з о б 5 е т е н н я

1. Щелочной аккумулятор, отличающийся тем, что отрицательный электрод выполнен в виде железной сетки.

2. Форма выполнения аккумуляторов по п. 1, отличающаяся тем, что в электролит введены окись ртути и хлористый аммоний.

S

Т

ti

а:

;S