Токоотвод для электрода химического источника тока Советский патент 1977 года по МПК H01M2/26 H01M10/32 

1

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в химических источниках тока.

Электрод состоит из активной массы, нанесенной на металлический токоотвод. Работоспособность электрода, срок службы и сохранность в большой степени зависит от токоотвода, вес которого составляет 5-20% веса электрода.

Наибольшее распространение получил токоотвод в виде петель из серебряной проволоки 1. Однако использование серебра в качестве материала токоотвода ведет к частичному окислению поверхностного слоя проволоки до Ag2O с резко выраженными полупроводниковыми свойствами, в связи с чем на границе раздела активная масса - токоотвод возникает дополнительное сопротивление. Также следует отметить, что перенапряжение О2 на Ag не велико и заряд электрода происходит с одновременным газовыделением, при этом окисляется сепаратор и ухудшается тем самым сохранность и срок службы аккумулятора.

Для уменьшения расхода серебра используется токоотвод из медной основы, покрытой серебром 2. В данном случае слой серебра составляет не менее 30 мк, что обычно соответствует 30-40% веса основы. При меньшихтолш,инах покрытия оно получается пористым и

медь диффундирует в электролит, что нежелательно.

Известны также токоотводы из медной, железной или никелевой проволоки 3. Они не получили практического применения из-за коррозионной нестойкости меди и железа в щелочных растворах при циклировании и хранении источников тока. Что же касается токоотвода из никеля, сопротивление токоотвода

слишком велико и электроды с такими токоотводами не работоспособны на пмпульсных режимах, а выделение кислорода на каркасе начинается уже после сообщения электроду зарядной емкости не более 10% емкости второй

ступени (переход Ag2O-AgO). При сообщении электроду 70% емкости наступает резкое увеличение скорости выделения Оо с интенсивным окислением материала токоотвода. Наиболее близким по технической сущности

и достигаемым результатом является токоотвод для электрода химического источника тока, содержащий основу пз металла с большой электропроводностью, например из м-еди, покрытую сплавом на основе свинца 4. Сплав

состоит из олова и свинца. Однако олово представляет собой амфотерное соединение, легко растворяющееся в щелочи. Следовательно, это покрытие не может обеспечить надежной эксплуатации.

Вместе с тем перешедшее в раствор олово неоднократно мигрирует от электрода к электроду противоположной полярности, переходя от двух к четырех валентной форме, приводит к саморазряду и ухудшению заряжаемости. Кроме того, процесс нанесения заш,итного слоя на основу трудно регулируем, толш.ина покрытия получается не менее 0,10-0,15 мм, причем разброс толш,ины составляет 30-50 /o. Таким образом, в случае применения проволоки диаметром 0,3 мм получается биметаллический токоотвод диаметром 0,5-0,6 мм, в котором содержится 64-75% свинцово-оловянного сплава, что значительно снижает электропроводность основы и новышает ее вес и тем самым ухудшает удельные характеристики источников тока, особенно на импульсных режимах.

Целью изобретения является повьпиение надежности покрытия, снижение веса и повышение электропроводности основы. Это достигается тем, что под слоем свинцового снлава имеется покрытие из серебра, сплав состоит из свинца и серебра при следуюш,ем соотношении компонентов (в ат. %): свинец - 50,99; серебро- 1-50, а на слое сплава имеется покрытие из слоя свинца с отношением толш,ины слоя основы к суммарной толщине слоев покрытия, равным 6-100, причем соотношение толш,ин слоя свинца и слоя серебра может быть равно 5-10, а отношение толщины слоя свинцово-серебряного сплава к общей толщине слоев покрытия быть равно 0,1-1,0. При этом общая толщина покрытия оставляет 5-30 мк.

Применение предложенного токоотвода позволит повысить электрические характеристики и сохраииость источников тока и значительно снизить расход серебра.

Формула изобретения

1. Тс

юкоотвод для электрода химического источника тока, содержащий основу из металла с большой электропроводностью, например из меди, покрытую сплавом на основе свинца, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности покрытия, снижения веса и повышения электропроводности, под слоем свинцового сплава имеется покрытие из серебра, сплав состоит из свинца и серебра при следующем соотношении компонентов (в ат. %): свинец -50,99; серебро - 1-50, а на слое сплава имеется покрытие из слоя свинца с от ношением толщины слоя основы к суммарной толщине слоев покрытия, равным 6-100.

2.Токоотвод по п. 1, отличающийся тем, что соотпошеиие толщин слоя свинца и слоя серебра равно 5-10.

3.Токоотвод по п. 1, отличающийся тем, что отношение толщины слоя свинцовосеребряиого сплава к общей толщипе слоев покрытия равно 0,1 -1,0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.В. С. Багоцкий и В. Н. Флеров. Новейшие достижения в области химических источников тока, М.-Л., Госэнергоиздат, 1963, стр. 170- 172.

2.Патент США № 3262815, кл. 136-36, 1966.

3.Патент США № 3663297, кл. 136-30, 1972.

4.Авт. св. N° 170561, кл. Н 01М 4/66, 1962 (прототип).