СПОСОБ СЕПАРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА Советский патент 1995 года по МПК H01M2/14 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве электрических аккумуляторов.

Целью изобретения является улучшение сцепления сепаратора с электродом и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что способ сепарирования электрода химического источника тока, включающем нанесение шнуровой сепарации из полимерного материала на поверхность электрода путем нагрева шнура и последующего прикатывания его, нагрев шнура сепаратора осуществляют со стороны, обращенной к электроду, причем отношение скорости прикатки к скорости распространения фронта плавления материала сепаратора берут равным (40-140)L, где L коэффициент, учитывающий длину участка нагрева и численно равный длине этого участка, отнесенной к единице длины нагрева, за единицу длины принимается поперечный размер шнура сепаратора, а скорость распространения фронта плавления материала определяют из выражения:
T(x,t) T_н+ (T_o-T_н)erf, где Т_и температура нагрева инструмента;
Т_о начальная температура полимера;
Т(х,t) температура полимера в точке х через промежуток времени t;
a коэффициент температуропроводности полимера.

На чертеже изображена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Способ сепарирования электрода химического источника тока реализуется следующим образом.

Электрод 1 химического источника тока подают между транспортирующими роликами 2 с равномерной линейной скоростью. Одновременно с двух сторон электрода с бобин подают шнуры 3 из термопластичного полимера и двумя профилированными прикаточными роликами 4 прикатывают предварительно нагретые шнуры к электроду. Скорость прикаточных роликов равна скорости транспортирующих роликов.

Нагрев шнуров производят одновременно с началом движения электрода инструментом 5. Разогрев шнуров осуществляют со стороны электрода в непосредственной близости от места соприкосновения шнуров с электродом.

Отношение скорости прикатки к скорости распространения фронта плавления материала сепаратора берут равным (40-140)L^-, где L коэффициент, учитывающий длину участка нагрева и численно равный длине этого участка, отнесенной к единице длины нагрева, за единицу длины принимается поперечный размер шнура сепаратора, а скорость распространения фронта плавления определяют из выражения:
T(x,t) T_н+ (T_o-T_н)erf, где Т_н температура нагрева инструмента;
Т_о начальная температура полимера;
Т(х,t) температура полимера в точке х через промежуток времени;
а коэффициент температуропроводности.

Нанесение шнуровой сепарации из полимера на электрод с отношением скорости прикатки и скорости распространения фронта плавления материала сепаратора, взятым в пределах (40-140)L^- обеспечивает получение прочного сцепления сепаратора с электродом за счет нагрева шнура со стороны, обращенной к электроду, до термопластичного состояния с одновременным сохранением твердости остальной части шнура, необходимой для осуществления прикатки сепаратора. В результате материал сепаратора проникает в поры поверхности электрода, твердеет и обеспечивает прочность сцепления с электродом.

При нанесении шнура на электрод с отношением скорости прикатки к скорости распространения фронта плавления материала сепаратора менее 40L происходит сильное проплавление шнура, шнур растягивается, налипает на прикаточные ролики, сцепление сепаратора с электродом некачественное.

При отношении более 140L^- происходит плохое сцепление шнура с электродом.

П р и м е р 1. Подлежащие сепарированию ламельные электроды щелочных аккумуляторов типа ТНЖ 300 ВМ подают между направляющими и прикаточными роликами со скоростью V_пр= 32,4 мм/с. Одновременно на прикаточные ролики подают шнуры из полиэтилена высокого давления диаметром 2 мм и в непосредственной близости и со стороны электрода осуществляют нагрев шнура газовым теплоносителем посредством нагревателя. Температура теплоносителя (воздуха) на выходе из сопла составляет Т_н=450^оС. Температура полиэтилена до нагрева составляет Т_о=20^оС. Температура плавления полиэтилена Т(х,t)=110^oC. Коэффициент температуропроводности а= 1,3 ˙10^-7 м²/с. Длину нагреваемого участка берут l=2 мм (в нашем случае равна диаметру сопла нагревателя).

Подставив данные значения в формулу
T(x, t) T_н+ (T_o-T_н)erf (при t=1 c), получим скорость распространения фронта плавления материала сепаратора V_пл=0,9 мм/с.

L 1,0.

Отношение скорости прикатки V_пр к скорости Vпл распространения фронта плавления материала сепаратора составля- ет 36 При таком отношении сепараторный шнур сильно проплавляется, растягивается и налипает на ролик. В результате сцепление сепаратора с электродом некачественное, сепаратор получается рваным, размер по толщине не соответствует требованиям.

П р и м е р 2. В условиях примера 1.

Скорость прикатки берут равной V_пр=36 мм/с.

Отношение составляет 40.

Cцепление сепаратора с электродом удовлетворяет техническим требованиям.

П р и м е р 3. В условиях примера 1 скорость прокатки берут равной V_пр= 72 мм/с.

Отношение составляет 80.

Сцепление сепаратора с электродом удовлетворяет техническим требованиям.

П р и м е р 4. В условиях примера 1 скорость прикатки берут равной V_пр= 126 мм/с.

Отношение составляет 140.

Сцепление сепаратора с электродом удовлетворяет техническим требованиям.

П р и м е р 5. В условиях примера 1 скорость прикатки берут равной 130 мм/с.

Отношение составляет 144.

Сцепление сепаратора с электродом плохое из-за незначительного проплавления шнура и недостаточного проникновения материала сепарации в перфорированную поверхность электрода.

Положительным эффектом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является повышение производительности сепарирования электродов химического источника тока и обеспечение прочности сцепления сепаратора с электродом.

Прочность сцепления обеспечивается нагревом шнура сепаратора со стороны, обращенной к электроду, до термопластичного состояния с одновременным сохранением твердости остальной части шнура, необходимой для осуществления прикатки сепаратора.

Производительность сепарирования повышается за счет исключения нагрева и охлаждения электродов и возможности одновременного изменения величины L путем изменения длины участка нагрева шнура l.

Изобретение относится к электротехнике и касается производства химических источников тока. Цель изобретения уменьшение брака. Способ включает нагрев шнура сепаратора из полимерного материала со стороны, обращенной к электроду, нанесение его на поверхность электрода и прикатывание. Оптимальное отношение скорости прикатки к скорости распространения фронта плавления материала сепаратора составляет (40 140) L, где L коэффициент численно равный длине участка нагрева, отнесенной к единице длины нагрева. Количество брака по сравнению с прототипом снижается с 5 8 до 0,5% 1 ил.

СПОСОБ СЕПАРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА, включающий нагрев шнура сепаратора из полимерного материала, нанесение его на поверхность электрода и последующее прокатывание, отличающийся тем, что, с целью уменьшения брака, нагрев шнура сепаратора осуществляют со стороны, обращенной к электроду, а отношение скорости прикатки к скорости распространения фронта плавления материала сепаратора берут равным (40 140)L, где L коэффициент, численно равный длине участка нагрева, отнесенной к единице длины нагрева, которую принимают равной поперечному размеру шнура сепаратора.