Гальванический элемент с окисью меди Советский патент 1935 года по МПК H01M4/48 H01M6/04 H01M6/52 

На практике имеется большая потребность в гальваническом элементе большой емкости - такой элемент необходим, например, для устройства железнодорожной и вояной сигнализации, где для того, чтобы обеспечить полную надежность работы сигналов, нужен элемент, который мог бы в течение долгого времени давать электрический ток с относительно постоянным напряжением на зажимах.

Кроме того гальванический элемент не должен бояться колебаний температуры, плотно закрытых помеп1;ений, надо чтобы он не требовал за собой особого ухода, а также обладал значительной компактностью.

На чертеже фиг. 1 изображает элемент, согласно изобретению, в собранном виде; фиг. 2-положительный и фпг. 3-отрицательный электрод его.

Нредлагаемый элемент, имеющий целью удовлетворить указанным требованиям, состоит из стеклянного или железного сосуда 3, в котором на крышке 6 монтируются положительный электрод 4 и отрицательный электрод 5.

Нололштельный электрод 4 состоит из нескольких расположенных горизонтально круглых пластин, насаженных на металлический стержень 2 с таким расчетом, что между ни.ми образуются некоторые воздушные промежутки, для чего между пластинами прокладываются шайбы 7, изготовленные из такого же материала, что и положительная пластина.

Стержень 2 удерживает положительный электрод на крыше 6 и заканчивается зажимом 1 положительного полюса.

Отрицательный электрод элемента выполнен в виде цинкового цилиндра 5, прикрепленного к крышке 6 посредством стержней 8, один из которых заканчивается зажимом 9 отрицательного полюса.

В металлические рамы положительного электрода, образованные круглыми пластинами, впрессовывается механическая смесь, состояш;ая из 99,5 частей окиси меди и 0,5 частей жженой магнезии.

Эти две составные части предварительно размешиваются между собою, образуя механическую смесь, а затем замешиваются в виде пасты. Для замешивания смеси служит насыщенный раствор поваренной соли. Полученная паста накладывается в металлическую раму в нужном количестве и затем прессуется под давлением 265 .

Полученные после прессования пластины высушиваются, а затем прокали ваются в муфельной печи при темпера

туре 800°, после чего из них собирается положительный электрод 4.

Исследования автора показали, что на один ампер-час расходуется материалов: 1,3 2 цинка, 1,7 г окиси меди, 4 см едкого натра при концентрацни 2570Электродвижущая сила элемента-1,2 вольта; напряжение на зажимах при нагрузке при постоянном режиме разряда- 0,65 вольта.

В конце разряда напряжение падает от первоначального на 10%.

Автором было установлено, что данная характеристика остается неизменной при разных емкостях элемента, что было им проверено на элементах емкостью от 100 до 5000 ампер-часов.

Температурные изменения на элемент резко Нъ- влияют, - замечалось лишь некоторое падение напряжения в пределах 0,02 вольта при температуре-5°.

Во время работы элемента цинк отрицательного электрода растворяется, образуя цинкат натрия, а кислород окиси меди уходит на восстановление, окисляя водород.

В конце работы элемента цинк почти весь растворяется, а окись меди перезсодит в металлическую медь.

Предлагаемый элемент может быть восстановлен, что достигается следующим путем: его вынимают из электролита и погружают в сосуд с водой, где он тщательно промывается от каустической соды; после промывки водой положительный электрод промывается слабым раствором соляной кислоты для удаления из него цинката натрия.

Промытая таким способом пластина помещается в сушильный шкаф с температурой 200-250°, где она доляа-ш пробыть 2-3 часа.

Во время пребывания в сушильном шкафу металлическая медь положительного электрода окисляется и переходит

в окись меди, полностью восстанавливаясь.

Отработанный электролит также не пропадает, а превращается в гальваническую ванну, где путем пропускания электрического тока через отработанный электролит осаждается полностью израсходованный в электролите цинк.

Из вышеописанного видно, что предлагаемый электрический элемент полностью восстанавливается - положительный электрод путем нагревания, а отрицательный - гальваническим путем.

После регенерации электроды собираются в элемент, емкость которого остается первоначальной, но характеристика резко меняется.

Так например, приведенные автором исследования регенерированного элемента показали следующие. результаты: э, д. с. элемента равна 1 вольту, напряжение па зажимах 0,84 вольта и ток короткого замыкания в начале разряда 30 ампер.

Отсюда видно, что после регенерации качество элемента улучшается, а емкость остается во всех случаях первоначальной.

Возможное количество регенерации для каждого элемента автором еще окончательно не установлено, однако, им было проделано 20 регенераций с одним и тем же элементом, причем ослаблений меха;нической прочности пластин не наблюдалось.

Предмет изобретения.

Гальванический элемент с окисью меди, отличающийся тем, что положительный электрод его изготовлен в виде металлической рамки с впрессованной в нее под давлением механической смесью, состоящей из 99,5 частей окиси меди и 0,5 частей жженой магнезии, замешиваемой на насыщенном растворе поваренной соли.

СЬиг

/ -,9

&

Фиг2

ФипЗ