Способ изготовления воздушного электрода Советский патент 1975 года по МПК H01M27/04 

Изобретение относится к химическим источникам тока, использующим кислород окружающего воздуха в качестве окислителя.

Известен способ изготовления воздушного электрода, заключающийся в том, что готовят пористую пластину из смеси гидрофобного полимерного материала, например политетрафторэтилена, и порообразователя, активный слой из катализатора и связующего, напрессовывают активный слой на металлическую сетку-токоотвод, а затем спрессовывают горячим прессованием гидрофобную лластину с активным слоем и сеткой. Заключительной операцией является выщелачивание порообразователя.

Однако полученные известным способом электроды обладают относительно небольшим ресурсом работы. После нескольких сотен часов работы они «промокают, т. е. на газовой стороне появляются капли электролита. Уменьшение размера пор в гидрофобном слое увеличивает ресурс работы электрода, т. е. время до «промокания, но при этом снижаются электрические характеристики электрода из-за затруднений в доставке воздуха к активному слою.

Цель изобретения - получение стабильного непромокающего воздушного электрода с высокими электрическими характеристиками.

Для этого по предлагаемому способу вводят операции равномерного нанесения на пористую гидрофобную лластину 5-50 мг/см пасты из порощка инертного окисла металла, хорощо смачиваемого электролитом, и водной суспензии фторопласта, взятых в весовом соотношении от 3 : 5 до 5 : 3 (по сухому весу фторопласта) из расчета 5-50 мг/см и последующей сушки на воздухе.

Предлагаемый способ изготовления воздущного электрода состоит из следующих основных технологических операций: изготовления пористой гидрофобной пластины из фторопласта, приготовления тестообразной пасты из порошка инертного окисла металла, например А12Оз, и водной суспензии фторопласта, взятых в весовом соотношении от 3 : 5 до 5:3 (ло сухому весу фторопласта); равномерного нанесення 5-50 мг/см этой пасты на пластину из фторопласта и сушки на воздухе при 20-90°С в течение 10-60 мин, запрессовки в слой, полученный из пасты, никелевой сетки- токоотвода при давлении 80-100 кг/см, равномерного напесения на сетку смеси катализатор - водная суспензия фторопласта, сушки на воздухе, подпрессовки при давлении 30- 50 кг/см, термообработки электрода на воздухе при 250-380 0 Н давлении 0,05- 0,5 кг/см в течение 10-40 мин.

Пример. Пористую гидрофобную пластину готовят путем прокатки тщательно -перемешанной смеси порошка фторопласта Ф-4 и порообразователя, например Са (СИО2)2 или 1Ма2СОз. Толщина пластины 0,5 мм.

Пасту из инертного окисла металла и водной суспензии фторопласта готовят следующим образом.

Порошок окисла металла, например АЬОз, сушат на воздухе при 120°С и просеивают через сита 008 и 004. Отбирают фракцию с размером частиц 40-80 мк.

Перемешиванием готовят тестообразную массу из порощка окисла и 30%-ной водной суспензии фторопласта, например Ф-4ДМ. Соотношение компонентов в пасте 1,65:1 -1:1,65 (|по сухому весу фторопласта).

Для улучшения перемещивания в пасту можно добавлять дистиллированную воду. Затем ласту равномерным слоем наносят, например, методом намазки на пластину из фторопласта. Количество пасты составляет 20 мг/см. После этого полученную композицию высушивают ври 50°С и нодпрессовывают при давлении 30-50 мг/см. Затем в слой из окисла металла и фторопласта запрессовывается никелевая сетка-токоотвод при давлении около 90 кг/см.

Активную массу готовят из смеси катализатора, например платиновой черни или активизированного угля, и водной суспензии фторопласта. Приготовляется паста, содержащая, например, платиновую чернь и 5% фторопласта (по сухому весу). Для лучшего перемешивания добавляют воду. Тщательно перемешанную пасту равномерно наносят, например, намазкой на токоотводящую сетку. Затем электрод сушат на -воздухе при 50°С, нодирессовывают при давлении 40 кг/см и помещают в печь для термообработки. Термообработка заключается в нагреве до температуры 280-

380°С, выдержке афи этой температуре в течение 10-40 мин и охлаждении (давление 0,05-0,5 КГ/СМ2).

Ресурс работы электродов, полученных предлагаемым способом, до «промокания при комнатной температуре плотности тока 50 ма/см2 составляет 3000-4500 час.

Введение в пасту из окисла металла и фторопластовой суспензии -порообразователя в виде хорошо растворимого или термически разлагающегося соединения повышает электрические характеристики воздушных электродов. На электродах, изготовленных -предлагаемым способом, при работе на воздухе (естественная конвекция) при комнатной температуре в 6М КОН реализована плотность тока 100 ма/см при потенциале относительно окиснортутного электрода сравнения (-80)- (-100) MB.

Предмет изобретения

Способ изготовления воздушного электрода, заключающийся в изготовлении пористой

гидрофобной пластины из фторопласта, запрессовке металлической сетки-токоотвода, нанесении на нее активной массы из катализатора и фторопласта и термообработке при 250-380°С, отличающийся тем, что, с

целью увеличения ресурса работы и повышения электрических характеристик электрода, до запрессовки металлической сетки на пористую гидрофобную пластину наносят 5- 50 мг/см2 пасты из порошка инертного окисла металла, например АЬОз, и водной суспензии фторопласта, взятых в весовом соотношении от 3:5 до 5:3 (по сухому весу фторопласта), а затем сушат на воздухе при 20-90°С в течение 10-60 мин.