Способ изготовления железного электрода Советский патент 1993 года по МПК H01M4/26 H01M10/28 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве химических источников тока.

Цель изобретения - увеличение КИАМ - достигается тем, что в способе изготовления железного электрода, включающем введение активной массы в токоотводящую основу и проведение формировочных заряд-разрядных циклов, после формировки проводят нагрев электрода в инертной среде при 250-300°С в течение 5-8 ч, затем осуществляют разряд, повторяя эти операции до полной потери разрядной емкости.

Увеличение КИАМ обеспечивается тем, что в электрохимический процесс при работе электрода вовлекается и ядро чистого железа, при нагреве электрода происходит удаление кристаллизационной воды из окислов железа, выделяющийся пар расщепляет частицы активной массы, образуя трещины, которые впоследствии служат каналами для подвода электролита к ядру. Таким образом, увеличивается общая поверхность работающей активной массы, что привбдит к увеличению КИАМ. Образование таких каналов позволяет сразу же после нагрева осуществлять разряд ядра без заряда, при этом исходная кристаллическая структура активной массы восстанавливается, т.е. активная масса будет соде ржать кристаллизационную воду. Таким образом, размер ядра уменьшается, а толщина окисленных форм железа увеличивается.

Многократное проведение нагрева и разряда железного электрода необходимо для полного окисления ядра частицы активной массы, что определяется полной потерей разрядной емкости.

Количество циклов (нагрев-разряд) зависит от конструктивного исполнения железного электрода (ламельный или безламельный), например, для ламельного электрода достаточно пяти циклов.

Кроме того, существенное влияние оказывают температура и время нагрева железного электрода в инертной среде. При слишком высоких температурах (300°С)

СО

с

со

О

ю ю

1GJ JCO

СА)

происходит спекание частиц активной массы, что приводит к снижению КИАМ. При низких температурах (250°С) удаление воды идет слишком медленно, что экономически невыгодно..

При слишком длительном нагревании (8 ч)происходит спекание частиц активной массы и вследствие этого снижение КИАМ, а за слишком короткий период нагревания ( 5 ч) не происходит полного удаления во- ды, вследствие чего образуется мало трещин и все ядра частиц активной массы будут вовлечены в электрохимические процессы при работе электрода, что приводит к снижению КИАМ.

Железный электрод нагревают в инертной среде, поскольку при высоких температурах начинается окисление железного порошка (активной массы) с образованием пассивной окисной пленки, что приводит к снижению КИАМ,

Испытания проведены на предприятии.

При нагревании при 275°С в течение 2, 5, 6, 8 и 12 ч КИАМ составляет 19, 40, 60, 30 и 18% соответственно,

При нагревании в течение 6 ч при температуре 250, 275, 3.00 и 350°С КИАМ равен 40, 60, 35 и 18% соответственно.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа КИАМ в 1,5-3,0 раза больше, чем при изготовлении электрода известным способом.

П р и м е р. На ламельную подложку (80x40 мм) толщиной 2,6 мм наносят активную массу, состоящую из чистого железа и окислов железа, проводят четыре формировочных цикла. Ток заряда на каждом цикле 0,6 А, время заряда 5 ч. Разряд осуществляют током 0,4 А до -0,76 В по отношению к окисно-ртутному электроду сравнения. После формировки железный электрод помещают в печь СНОЛ 1,6 2,5 1 /9-ИЗ в среду аргона и выдерживают при 275°С в течение 6 ч. Затем проводят разряд током 0,4 А до -0,76 В относительно окисно-ртутного электрода сравнения, измеряют разрядную емкость (1,5 А ч), нагревают при в течение 6 ч и разряжают. Разрядная емкость 2,7 А ч. Цикл (нагрев-разряд) повторяют еще три раза, разрядная емкость соответственно 1,6, 0,8 и 0 А.ч.

Формула изобретения

Способ изготовления железного электрода,.включающий введение активной массы в токоотводящую основу и проведение формировочных заряд-разрядных циклов, отличающийся тем, что, после формировки проводят нагрев электрода в инертной среде при 25t)-300°C в течение 5-8 ч, затем осуществляют разряд и повторяют эти операции до полной потери раз пядной емкости.

Использование: щелочные аккумуляторы. Сущность изобретения: активную массу вводят в токоотводящую основу, формируют, нагревают до 250-300°С в течение 5-8 ч в инертной среде с последующим разрядом. Нагрев и разряд повторяют до полной потери разрядной емкости.