Сепаратор для щелочного аккумулятора с цинковым анодом Советский патент 1992 года по МПК H01M2/16 H01M10/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к щелочным аккумуляторам с цинковым анодом, в частности к сепараторным материалам для них.

Назначение сепараторного материала - разделить разнополюсные электроды в аккумуляторе, исключить электронную проводимость между электродами и при этом сепараторы должны иметь высокую ионную проводимость для ионов К+ и ОН и обладать сепарирующими свойствами для ионов активной массы электродов, чтобы затруднить миграцию активного материала электродов.

Известен сепаратор щелочного аккумулятора с цинковым анодом, содержащим гидратцеллюлозную вискозную пленку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является сепаратор для щелочного аккумулятора с цинковым анодом, содержащий глицерин и гидратцеллюлозу.

Недостатком этого сепаратора является низкая стойкость к прорастанию дендритов цинка.

Цель изобретения -увеличение стойкости сепаратора к прорастанию дендритов цинка.

Цель достигается тем, что в сепараторе для щелочного аккумулятора с цинковым анодом, содержащим гидратцеллюлозу и глицерин, компоненты взяты в следующих соотношениях, мае.ч.: гидратцеллюлоза 0,92-0,96; глицерин 0,04-0,08.

Добавка глицерина в гидратцеллюлозную сепарацию замедляет в ней рост дендритов цинка. При заряде аккумулятора образовавшиеся дендриты цинка прорастают через гидратцеллюлозный сепаратор вследствие электроосаждения цинка в самом сепараторе. Глицерин, адсорбируясь на цинке, замедляет рост дендритов цинка в сепараторе.

Введение глицерина менее 0,04 мае.ч в гидратцеллюлозный сепаратор не повышает его устойчивость к прорастанию дендритов цинка, введение более 0,08 мае.ч глицерина в сепаратор снижает его кристалVJ

со Ј fc

Сл)

лодержащие свойства за счет снижения химической устойчивости.

Пример. Путем обработки гидратцел- люлозных пленок водным раствором глицерина (различное время и температура обработки) изготавливают опытные сепараторы с различным соотношением глицерина и гидратцеллюлозы (ГЦ). Определяют по стандартной методике кристаллодержащие свойства - стойкость к прорастанию дендритов цинка базового сепаратора (без содержания глицерина)- гидратцеллюлозной пленки 100, целлофана и опытных сепараторов. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, максимальной стойкостью к прорастанию дендритов цин- ка обладают сепараторы с содержанием глицерина 0,04-0,08 мае.ч. (варианты 1-3). При соотношении компонентов гидратцеллюлозы и глицерина выше и ниже запредельных значений (варианты 4 и 5) устойчивость сепаратора к прорастанию дендритов цинка снижается, Устойчивость сепараторов вариантов 1-3 (предлагаемых) в 1,5-2 раза выше, чем известных.

Собирают никель-цинковые аккумуля- торы с номинальной емкостью 30 Ач с известным гидратцеллюлозным сепаратором и

с предлагаемым сепаратором, содержащим компоненты в следующем соотношении мае.ч.: гидратцеллюлоза 0,92; глицерин 0,08. Аккумуляторы заливают стандартным электролитом. Заряд аккумуляторов проводят 10-часовым режимом заряда. Разряд 5-, 1- и 0,5-часовыми режимами, Как показали испытания, наработка аккумуляторов с базовым сепаратором составляет 35 циклов, тогда как с предлагаемым сепаратором 62 цикла, т.е. применение предлагаемого сепаратора позволяет увеличить срок службы щелочного аккумулятора с цинковым электродом. По емкостным характеристикам оба варианта аккумуляторов близки между собой. Введение глицерина в сепаратор осуществляется путем пропитки сепаратора в водном растворе глицерина с последующей сушкой.

Формула изобретения Сепаратор для щелочного аккумулятора с цинковым анодом, содержащий гидрат- целлюло зу и глицерин, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости сепаратора к прорастанию дендритов цинка, компоненты взяты в следующих соотношениях, мае.ч: гидратцеллюлоза 0,92-0,96; глицерин 0,04-0,08.

Использование: в щелочном аккумуляторе для разделения разнополюсных электродов и предотвращения короткого замыкания растущими дендритами цинка. Сущность изобретения: сепаратор содержит, мае.ч,: гидратцеллюлозу 0,92; глицерин 0,04-0,08. 1 табл.