Способ повышения срока службы щелочного аккумулятора Советский патент 1979 года по МПК H01M2/16 H01M10/28 

Изобретение относится к электротехни ческой промышленности и может быть использовано при производстве щелочных аккумулйторов, в которых,по крайней мере один из электродов выполнен сереб- ргшым или цинковым. Известен способ повышения срока слу бы щелочного серебряно-цинкового аккуму лятора путем обертки электродов в несколько слоев гидратцеллюлозной пленки и дополнительной установки капронового мешка на положительный электрод l. Гидратцеллюлозная сепарация в разбухшем состоянии имеет довольно низкое электрическое сопротивление, позволяющее реализовать все преимущества сереб ряно-цинковых аккумуляторов, но вместе с тем она обусловливает малый срок их сЛунсбы вследствие быстрого просеребривания и нестойкости к воздействию дентритоЬ цинка. Срок службы современных аккумуляторов в зависимости от типа составляет 50-1ОО циклов. Наиболее близкш. к изобретенто до технической сущности является способ повышения Сроки слунсбы щелочного аккумулятора, по крайней мере один из электродов которого выполнен серебряным или инковым, путем пропитки электродов в растворе полупроницаемого целлюлозного вещества 2. В качестве полупроницаемого вещества берут метилцеллюлозу. Однако этот способ незначительно замедляет скорость прорастания сепарации, И срок службы аккумулятора, остается небольшим. В изобретений с целью уменьшения скорости просеребривания сепарации и роста через нее дендритов шшка предложено в качестве целлюлозного вещества брать вискозу с содержанием oi целлюлозы 8,5-8,75% от общего коли11ества целлюлозы, едкого натра 6,35-6,6%, . вязкостью 50-10О с и зрелостью по хлористому вммонию 20-25 мл. Предложенный способ заклточа&тся в следующем. Электроды обрабатывают путем трех-четырехкратмого погружении в вискозу, извлекают из нее и выдерживают на воздухе в течение суток в вертикальном положении до пЬлного стекания избытка вискозы и формирования гидра тнеллю лозного покрытия на воздухе. После этого электроды промывают дистиллированной водой и в подвепгенном за токоотводы состоянии подсушивают на воздухе до удаления влаги. Йля обработки, используют вискозу, ГфбШёдшую вакуумирование со сле-дующими характеристиками: Вязкость, с50-100 Зрелость, мл20-25 Содержание целлюлоаы, %8,5-8,75 Содержание едкого натра, %6,35-6,60. Зрелость вискозы характеризует устой чивость раствора ксантогечата целлюлозы к действию электролитов. Чем меньше степень этерификации ксантогената, тем меньше электролита требуется для высаживания целлюлозы из раствора и тем выше, ее зрелость. Зрелость вискозы характеризуется хлораммониевым чис лом, т. е. количеством миллилитров 1О% ного раствора хлористого аммония, вызы вающего коагуляцию 2О г вискозы. Содержание щелочи в вискозе определяют методом нейтрализации по метилоранжу. Термином сзб -целлюлоза обозначают часть целлюлозы, не растворимую в 17- едком натре. Целлюлоза отличается от Ъ - и целлюлоз наибольши молекулярным весом, а следовательно и наибольшей способностью к пленкообразо ванто.. Метод определения cL - целлюлоз в вискозе основан на количественном выделении cL-целлюлозы из вискозы путем коагуляции в кислых растворах в ви тонких пленок. Вискоза представляет собой сильно структурированный раствор ксантогената целлюлозы в слабом щелочном растворе с включением некоторого количества щелочи, сероуглерода, тиокарбонатов. Ксантогенат целлюлозы неустойчив и разлагается oco6eimo под действием минеральных кислот. В промышленности пр получении целлофана из вискозы под дей ствием осадочной ванны, основным компонентом которой является минеральная ислота, получают гндратнеллюлозные ленки (целлофан). Однако сформировать сплошное гищ)зт еллюлозное покрытие на поверхности поистых электродрв в осадительной ваяне е удается, так как интенсивно образуюиеся при STOM газы серовород сероуглеод разрушают электрод и покрытие. Формирование гвдратцеллюлозной плени на воздухе происходит в более мягких словиях: во-первых, в результате обменной еакции углекислоты воздуха с ксаитоге. атом целлюлозы, в результате чего выде яется свободная целлюлозоксантогеновая ислота, которая разлагается на евро- углерод и целлюлозу по реакции: во-вторых, вследствие гидролиза ксантогената целлюлозы: Гидролиз усиливается при повышении температуры среды. В- ретьих, вследствие омыления ксантогената целлюлозы свободной щелочью, входящей в состав вискозы: .о -2nNaOH пМавН SHio05 Влияние обработки серебряных и цинковых электродов раствором вискозы изучалось на электродах, извлеченных из аккумуляторов серебряно-цинковых, дли5тельного режима (СЦД), освобожденных от сепарации. 1 оминальная емкость серебряного электрода. 2,4 а. ч, цинково го « 5 а. ч. Для пропитки используют вискозу со следующими характеристиками. Вязкость, с60 Зрелость, мл21 Содержание - целлю-г лозы, %.8,6 Содержание едкого натра, %6,5 Электроды 3-4 раза попеременно пропитьгеают в вискозе и кратковременно выдерживают на Воздухе, оставл$пот на воздухе для формирования гидратцеллюлозного покрытия, промывают дистил лированной водой и высушивают при комнатной температуре до полного удаления влаги. Серебряный электрод при такой обраб ке чернеет, из-за образования на его поверхности сульфида серебра, цинковый электрод внешне мало изменяется. После высушивания на электродах образуется блестящая сплошная гидратцеллюлозная пленка, толщина которой колеблется от 10 до 60 мк.. Пленка имеет прочное сцепление с телом электрода, так как истинная поверхность адгезионного контакта значительно превышает видимую за счет пористости электродов. Хорошо сформированная пленка (без пузьфьков, равномерной толщины) не претерпевает заметных изменений в течение шести месяцев. Лучшие реэупь6таты получают при пропитке электродов в растворе вакуумированной вискозы. Вакуукторование способствует формированию покрытий е меньшим содержанием в них микропузырьков воздуха. Описьтаемый способ позволяет значительно уменьшить просвребривание сепарации и рост дендритов цинка, что приводит к 5-кратному повышению срока службы по сравнению с прототипом. Формула изобретения Способ повьппения срока службы щелочногчэ аккумулятора, по крайней мере один из электродов которого выполнен серебряным или цинковым, путем фопитки электродов в растворе полупроницаемого целлюлозного вещества, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения скорости просеребривания сепарации и роста через нее дендритов цинка, в качестве целлюлозного вещества берут вискозу с содержанием сзС- целлюлозы 8,5 - 8,75% от ойцего количества целлюлозы, едкого натра 6,35 - 6,6%, с вязкостью 5О- 100 с и зрелостью по хлористому аммо- нию 20-25 мл. Источники информайии, принятые во внимание при экспертизе 1.Дасоян М. А., НоЕодережкин В.В,, Томашевский Ф. Ф. Производство ®лектрИ ческих аккумуляторов. М., Высшая щко ла;,1970, с. 396-399. 2.Патент Франции № 1446929, кл. Н 01 W , 1965.