Способ изготовления положительного электрода свинцового аккумулятора Советский патент 1992 года по МПК H01M4/18 H01M10/12 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к способам изготовления электродов свинцовых аккумуляторов.

Известен способ изготовления электрода свинцового аккумулятора, включающий нанесение активной массы на токоотнод. На токоотзод наносятся поочередно слои губчатого свинца путем электропила и графита. Полученный токоотпод с многослойным покрытием подвергают анолнон формирооке. Однако при данном способе полумения электроды имеют низкую удельную емкость..

Наиболее близким к ияоГфстению

ЯВЛЯ61СЛ С МОС; б ИЗГОТО-ЧГН НИП ПОЛо:ЧИтсльного элоктрода спинцопого аккумулятора, pKjit . .гнчр гм;тип- ной массы H.I T x4ooi -(..л путем прсобра:чОВПМИ ГцчГ-ОрХ Г С Г НПГО СЛОЯ ТОкоотвода в активнуо массу посредством электрохимической обработки в .створе. Изготовление, т.е. (формирование электрода, производится в рас г.юре серной кислоты с добавками хлорной кисг.с гы и нитрата аммония.

Недостатком известного способа яв- лязтся невозможность образования количества активной массы, достаточного для получения смкосл ных характеристик активной массы, сравнимых с характеристиками масс намазных эл. тродов. Это обусловлено тем, что при увеличении слои активной массы на .токоот попе нарушается электрический контакт между ними. Кроме того, при yi опщ. м-. п а к ги иной млг с-ы и..гняе гея гс структура: г(1зник.1к г р кокины, рлг с лоо - ил , вздутип, чго f.;jn оодн i к увеличению conpoi unrnMinq

ел со э

оэ

J

31

актисной пассы. Все этч фг): т--ры снижс.пт с..кост:и:з характеристики ччгинНОЙ МаССЫ 1 СЛОКГРГ Д- 3СПСДОчаГСПЬ|-Ю, и удельные энергетические xnpaic- тсристики.

Цель изобретения - повышение удельных энергетических характеристи

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления положительного электрода свинцового аккумулятора, лютэча ош.еч: нанесение актив ной массы н-з токоотзод путем преобразования поперхностного слоя тохо- отвода в активную массу посредством электрохимической ; бряоотки а растворе, перед нанесение; , активной массы токоотвод помещают и замкнутое пространство, образованное панцирем из коррозионно-стойкого пористого материала, причем сбъем,, помещаемого в замкнутее пространство ТОКООТЕСДЭ определяется из следующего соотношения

v, + (к-О vr VTQ---к------ ,

где VT - объем помещаемого в замкну 0 тое пространство токоотоо- да, см3)

V - об дин объем электрода,

рзниченнсго панцирем, см j

V - объем токеотаол.а после

электрохимической обраОотки, см

},

К 2,5-Ji,5 - коэффициент пропорциональности (постоянная псличина, полученная экспериментальным путем), На Лиг. 1 гюквЗс м предлагаемый электрод, вид1, на фиг. 2 - сечение А-Л ;ia фиг.К.

Осуществление заявляемого способа производили следующим путем. Токоотвод 1 (ф-.1г.1, 2), выполненный из свинцэ, псме;ц,1ли в замкнутое грсг-ч ранетио, о рпзо аннок панцирем 2 из ;(о.:розиаи ,1о-стснкого пористого , еристл;5, например, из лан санст.;оч ткяни, Затем погружали в pu-г.тпс;.1 и преходили энектрохимиче- CiC/.o oupr. jo ку. В процессе обр- .бот- Г|Ое-.ср,,.-:тинй слом то; ч0отйс;.1

ii JfJOC,(;-:i3f;- -j :Hr4 i ;-i И сЖТИПНу О С.ЛТ.Г.у 3

с iiH-., ..г:м-:, которо : :;рп НоС , : Ю 3-; пслн/.;:.1 г., .;;;тг: л УС--. ,.г,, ;. :а .нос г-ь.ч:ч ;.-. i --. i5 р:.-;у;1Ьтате

О 39 23J

эюго oG г.- м г о a:.:; вода 1 т.ло член- геохимической сГолРогхп U ормиро- оания) полумиле. KLjn;,; je i,i -.емл токо- , ntpc; нччлгом проц. с. JЈкп.аимссппль этих (х ъсмпа и общего об;.о;;л Олектгод,-) н --м .о ...тгь следующей Формулой:

- ( Ут к .

to

5

5

где V - объем помещаемого эам- то

кнутое пространство токоотво/,з, перед .а -тлом формирования, сч

V - общий объем электрода, огрлничеиного панцирем, см -,

V-. - объем токоотвода после

ч

Qформирования, CM J

К - коэффициент пропорциональности.

При ссудесталении лаяпляемпго -

соба прО5с/ 1|Лись испыга - я злектро5 мое, цил . лг/. москук) форму с

токоотводпм R зиде стер. пл круглого

сечения.

В этом случае объемы можно выразить как произведения площадей со- Q отаетствугяцих сечений нл длину электрода. Изменение же длины электрода во премя формирования было но много раз меньше общей длины электрода ,сле- . дэвлтегьно, им MOVHO пренебречь.

В этом случае изменение объемов Судет прямо пропорционально изменению сечений, которые, в свою очередь, являются функциями от диаметров этих сечений.

Q Диаметры, указанные, на фиг.2, имеют следующие соозначенил:

0 - диаметр электрода, о раниченног о панцирем,

D - диаметр токоотвода после с ормиросания ,

DT - диаметр, помещаете,;о в замкнутое ПрО-Грс1МГ-ТЗО, COKfотводо, перед формг«;ч-,ан ием. Для определения )Т() необходимо заД,;ТЬСР , ),. К.

Чгшгь то:.с..твода, оста.лиачся после ., г..-, с я одиппременно ;ipono ,ни. -;н тг.- а и ;:- рклсом, удержиttc j i lM Нв ,Hy 0 M.iCCV. /1ЛГ

подобных эленентор. и я-т ратуоо VIMB- :этся : .,1, но котг,р.1.м и оч,;|:д-ил.;г,т з.по -ггрола D. .:-i Iv,i{: men кг.н- с .--.г/ ч i -HiHO с у-:;:г,и .: цг. пг/ JMC r р оп

толщина елся активной кассы, требуемой габаритный размер электрод- 1 и т .л

Осуществление известного способа проводилось в следующих условиях: токоотеод, выполненный из ев нца, в виде стержня л.линой Н 80 мм и диаметром Т) т , помещался в трубчатый панцирь из лавсановой ткани с внутренним диаметром Пс, 13 мм.

Л ля определения 1)т задавались величиной Пт 7,2 им, выбранной конструктивно ил соображений жесткогти и обеспечения рекомендуемого падения напряжения при пропускании электрического точа.

Затем токоотвод с панцирем помогали в раствор серной кислоты р 1,1 г/см с добавками хлорной кмс- лоты 8 г/л и нитрата аммония 1(1 г/л и вели формирование при плотности тока 3 А/дм2

При подсчетах объемов токоотг.ода и электрода получили следующие значения VT 3,25 см3, V 10,6 см

Затем,задаваясь рядом значений коэффициента К, в пределах 2,0-5,0, определяли по вышеописанной формуле

Ч DTOБыли изготовлены и отформирооаны

ряр электродов, которые затем были испытаны цитированием п 5-часовом режиме разряда.

Таблица приводит ряд характерных результатов испытаний.

I

В процессе фьрмирования в электроде происходит следующее: поверхностный слой токоотвода 1 преобразуется в активную массу , состоящую в основном из РЬО, удельный объем которой больше удельного объем свинца. Ь результате этого размер токоотвода уменьшается с DT до DT, з размер электрода увеличивается ло DJ. Активная масса 3, увеличиваясь в объеме, заполняет подпанц-фное пространство, воздействует на панцир стараясь растянуть его и увеличить объем подпанцирного пространства. Со стороны панциря на активную млс- су создастся сила реакции, образующая определенное давление на поверхность активной массы. Это способствует получению определенной

СТРУКТУРЫ акТ -ШНОЙ МГ;ССЫ, отличающейся от структугь tv;cc известных поверхностных з/н чтродов отсутствием раковин, раселайп ний, вздутий р

гарантирует надежный электрический контакт между активно массой и то- коотводом.

Нанесение активной массы в пространство, ограниченное панцирем, выполненным из коррозионно-стойкого пористого материала, позволяет за счет создания на поверхность ак- Q тивной массы определенного давления создать структуру активной массы, отличающуюся отсутствием раковин, вздутий расслаиваний и наличием гарантированного, надежного элек- 5 тримеского контакта между активной массой и токоотводом.

Это позволяет получить достаточный слой к структуру активной массы, необходимые для noj.учения 0 удельных энергетических характеристик, сравнимых с харак . еристика- ми намазных электродов.

Кроме того, создание на поверхность активной массы определенного 5 давления, а следовательно, получение активной массы пышеописаиной структуры с высокими удельными ха- ракгеристики(Л неразрывно с соблюдением следующих г .юпорций

о v + (K-D.-VT

Ч ---к---

при К 2,5-,

Возможно изготовление предлагае5 мым способом электродов и других конструктивных исполнений, например, плоского, представляющего собой токоотвол из перфорироганного листа свинца, помещенного между

0 двумя листами панциря, сваренными по периметру и сквозь отверстия в токоотводе. Зазор между : ii-щирем и токоогводом заполняют активной массой по заявляемому способу.

5

Формула изобретения

Способ изготовления положительного электрола свинцового аккуму

лятора, включающий заполнение активной массой полости между панцирем из коррозионно-стойкого пористого материала и токоотводом, отличающийся тем, что, с целью посышення удельных энергетических характеристик, активную массу получают путем преобразования поверхностного слоя токоотнода, помещенного предварительно о замкнутое простран-.

ство, eG;.ru4 L :iHHo ,г;,ом, причем объем тохоогвода определяется из следующего оот:ю л:кнмя:

я Jb-i-iiSilllYiк

где VT - объем помещаемого п замкнутое пространство токо- отзол, сь

О( иий c.fi jCM ПОКГ|;0, 1 ,

ранииенного плнциром, см о(1ъсм го сотрода пост злскт;- .);;ими -пс Kiv. i c;o- р богки, см

ОГ }

3.

- . ,,г .). л||ицие т п|ю- порцн() f и (пост яп ПНР я величина, полуменнар, экспериментальным путе.-,) .

Изобретение относится к э; ектро- технике и касается произведем г-ч свинцовых аккумуляторов. Цель ияоьрете- ния повышение удельных энергетических характеристик. В панцырь из КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО ИЗОЛЯ Ц1- ОННОГ( материала помещают то:;оо од из свинца и проводят формирование п растворе серной кислоту. Пог.-срхнпсл ыГ; слой токоотвода преобразуется п акти-чую массу, заполняющую пространство, ограниченное панцирем. В описании дана зависимость между объемом токоотвода до и после формирования и обцин объемом электрода. 2 ил., 1 табл. с 9 ff

5 5,0 . 1, 8,6

А.1

панциря и нпру- 1иение контакта между токоотво- Я.ом и активной массой

Частичное опг.ы- вание активной массы

A-A

Фае. 2