Гальванический никель-цинковый элемент с обратным положительным электродом Советский патент 1940 года по МПК H01M6/38 H01M2/04 H01M2/06 H01M2/08 H01M6/50 

Изобретение касается гальванического элемента с цинковым отрицательным электродом, положительным электродом из окислов никеля или другого металла, например, кобальта, и раствором щелочи в качестве электролита. Его электрические свойства таковы: 1) высокая электродвижущая сила 1,90 V; 2) аккумуляторный характер разрядной кривой, так как эта кривая представляет собой потенциальную кривую положительного электрода соответствующего аккумулятора; 3) способность к разрядам сильным током и высокое рабочее напряжение. Так, при 10-часовом разряде рабочее напряжение никельцинкового элемента равно 1,75 V в начале и 1,68 V в конце разряда. Даже при 2-часовом разряде рабочее напряжение элемента не падает ниже 1,60-1,55 V.

Согласно изобретению, предлагается многократно использовать такой гальванический элемент следующим образом: после разряда удалить из элемента образовавшийся во время разряда цинкат (вследствие электрохимического растворения цинка в щелочи) и заменить его чистой

щелочью, в которой и производить разряд положительного электрода с одновременным выделением водорода на отрицательном электроде.

При таком способе использования элемента он будет работоспособен до тех пор, пока не израсходуется весь цинк, а при его замене новым - в течение всего срока службы положительного электрода.

Таким методом эксплоатации устраняются затруднения, которые имеют место в никель-цинковом аккумуляторе при заряде обоих электродов в растворе щелочного цинката (неудовлетворительное осаждение цинка и др.). Таким образом, в предлагаемом элементе обратимо должен работать один лищь положительный электрод.

В соответствии с вышесказанным практическое оформление никельцинкового элемента может быть произведено в следующих вариантах.

I вариант. Если в качестве положительного электрода применить обычный никелевый электрод типа Юнгера с добавкой графита и окиси никеля, то, во избежание порчи этого электрода, емкость должна быть ограничена отрицательным электродом. Для этой цели в качестве отрицательного электрода применен покрытый цинком состав из другого металла (никель, железо или сплавы никеля или железа). Емкость элемента в этом случае определяется количеством цинка на электроде. Вместо этого могут быть применены, разумеется, и соответственной толщины цинковые электроды, которые полностью расходуются при разряде. Конструкция элемента в этом случае должна допускать легкую замену израсходованного отрицательного электрода другим цинковым электродом или железным и тому подобным электродом, покрытым цинком нужной толщины в кислой или нейтральной ванне.

Возможность свободного вынимания отрицательного электрода из элемента осуществляется путем укрепления (приварки) положительного электрода к стенкам сосуда, а отрицательного электрода, с соответствующей изоляцией,-к крышке сосуда. При этом крышка герметически закрывает сосуд с помощью резиновой прокладки между вими или путем навинчивания на сосуд при круглой его форме.

II вариант. Если в качестве положительного электрода применить никелевый трубчатый электрод типа Эдисона с добавкой лепестков никеля к его окислам, то емкость элемента не будет зависеть от количества цинка, так как положительный электрод этого типа не портится от глубоких разрядов.

В этом случае элемент может быть использован многократно, как указывалось выше, поскольку в нем будет находиться достаточный запас цинка.

Принимая во внимание, большой срок службы положительного электрода, представляется целесообразным и в этом случае делать крышку съемной, с целью возможности замены отрицательного электрода после его израсходования.

При очень малых емкостях элемента (например, для малогабаритных анодных батарей)представляется

целесообразным и в этом случае делать крышку съемной, с целью возможности замены отрицательного электрода после его израсходования.

При очень малых емкостях элемента (например, для малогабаритных анодных батарей) представляется целесообразным следующая конструкция.

Положительным электродом является единичный трубчатый электрод типа Эдисона, находящийся в толстостенном цинковом изолированном снаружи круглом сосуле.. Крышка сосуда, в котором, в этом случае, укреплен положительный электрод, герметически закрывает сосуд путем ввинчивания в него или навинчивания на него. Размеры элемента определяются его емкостью. При незначительных значениях тока, требующегося в анодных батареях,, нормальная 80-вольтовая батарея может быть составлена из 45 элементов (считая по 1,77 V на элемент), что в конце разряда даст не меньше, чем. 75-76 V.

Предмет изобретения.

1.Гальванический никель-цинковый элемент с обратимым положительным электродом типа Эдисона или Юнгера и с отрицательным цинковым электродом или с электродом из другого металла, покрытого цинком, отличающийся тем, что, с целью повторного использования элемента путем заряда электрическим током положительного электрода, применен сменный электролит из раствора чистой щелочи, возобновляемый перед каждой зарядкой.

2.Форма выполнения элемента по п. 1, отличающаяся тем, что положительный электрод (или электродный блок) приварен к металлическому сосуду, а отрицательный электрод (или электродный блок) изолированно укреплен на крышке, свободно снимаемой и надеваемой на сосуд, причем герметичность сосуда достигается или резиновой прокладкой с соответствующим прижимом или навинчиванием крышки на сосуд или обратно (при круглой форме).

3. Форма выполнения элемента по п. 1 для использования его в анодной батарее, отличающаяся тем, что в качестве положительного электрода применен единичный трубчатый электрод, а в качестве отрицательного электрода цинковый круглый стаканчик по типу применяющихся в батареях Лекланше, причем снаружи этот

стаканчик может быть изолирован резиновым чехлом или заключен в эбаниговый футляр.

4. Видоизменение элемента по п. U отличающееся тем, что окислы никеля полностью или частично в виде примеси заменены окислами других подходящих металлов, например кобальта.

S f,4

1,г /} о,а

час1,