Способ изготовления токоотвода свинцового аккумулятора Советский патент 1979 года по МПК H01M4/82 H01M10/12 

1

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов.

В настоящее время в качестве материала для токоотводов свинцовых аккумуляторов применяются свинцово-сурьмяные сплавы, содержащие 5-6% сурьмы. Добавка сурьмы необходима для обеспечения высоких механических и литейных свойств материала. Однако сурьма в процессе циклирования аккумуляторов может переноситься с поверхности положительного токоотвода на отрицательный, следствием чего является повышение газовыделения из аккумулятора и увеличение саморазряда. Снижение отрицательного действия сурьмы за счет уменьшения содержания ее в сплаве приводит к значительному ухудшению механических и литейных свойств материала. Эффективным способом снижения отрицательного действия сурьмы на работу аккумулятора является уменьшение ее поверхностной концентрации.

Известен способ изготовления токоотводов, включающий отливку токоотводов и гальваническое нанесение на поверхность слоя свинца. Однако нанесение на поверхность слоя свинца приводит к образованию в процессе циклирования переходного слоя

на границе раздела токоотвод - активная масса, имеющего высокое сопротивление, что значительно ухудшает электрические характеристики аккумуляторов. Одновременно наличие переходного слоя ухудщает контакт между активной массой и материалом токоотвода, что усиливает процесс оплывания активной массы и сокращает срок службы аккумуляторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ изготовления токоотвода свинцового аккумулятора путем отливки и обработки их в серной кислоте,

плотностью 1,2-1,6 г/см. В серную кислоту добавляют нерекись водорода 0,6- 1,6 г/л. Время обработки 20 ч.

Основными недостатками этого способа являются значительное время проведения

процесса, а также необходимость приготовления специальных растворов, не предусмотренных в технологическом цикле производства свинцовых аккумуляторов. Целью изобретения является ускорение

процесса и упрощение технологии.

Это достигается тем, что обработку в серной кислоте проводят при анодной поляризации при потенциале (-180) - (-300) мВ, относительно ртутного сульфат-закисного электрода сравнения, в течеыне 1-5 мин, после чего понижают потенцпал до (-400) -(-350) мВ отпосительно ртутного сульфат-закисного электрода сравнения и продолжают поляризацию еще в течение 1-5 мин. Предложенный способ заключается в следующем. Токоотводы отливают из свинцово-сурьмяного сплава, содержащего 5-6% сурьмы, после чего помещают в ванну с раствором серной кнслоты плотностью 1,05- 1,25 г/см и поляризуют при потенциале (-180)-(-300) мВ относительно ртутного сульфат-закисиого электрода сравнения в течение 1-5 мин. После чего иотенцнал устанавливается равным (-400) - (-350) мВ и продолжают поляризацию в течение 1 - 5 мин. Указанный цикл повторяют 1 - 5 раз. После электрохимической обработки электрод отмывают в воде от серной кислоты и сушат на воздухе. Максимальная скорость процесса растворения сурьмы при анодной поляризации имеет место при значении потенциала (-200) -(-250) мВ относительно ртутного сульфат-закисного электрода сравнения, а максимальная скорость восстановления перещедщей в раствор сурьмы имеет место ири потенциале (-450) -(-500) мВ относительно того же электрода сравнения. Таким образом, имеется возможность при соответствующем сдвиге потенциала вести процесс с преимущественным растворением сурьмы. Однако ири потенциалах окисле ния выще приблизительно -300 мВ параллельно с растворением сурьмы идет также процесс образования на поверхности раст ворения пассивационного окисного слоя, препятствующего миграции сурьмы в раствор и замедляющего скорость ее растворения. С целью увеличения эффективности процесса растворения сурьмы рекомендуется вести процесс двухступенчатым режимом. На первой ступени электрод поляризуется анодно в области активного растворения сурьмы, затем потенциал устанавливается таким, чтобы процесс восстановле694920ння сурьмы был незначительным, а на электроде протекал процесс растворения образовавщейся окисной пленки. Затем цикл повторяют снова. Рентгенофазовый анализ показал, что проведения 1-5 циклов достаточно для значительного уменьщения содержания сурьмы в поверхностном слое токоотвода. Пример. Отлитый токоотвод из свинцово-сурьмяного сплава помещают в ванну с раствором серной кислоты плотностью 1,1 г/см, после чего токоотвод анодно поляризуют при потенциале -200 мВ относительно ртутного сульфат-закисного электрода сравнения в течение 3 мин. Затем токоотвод поляризуют при потенциале -350 мВ относительно того же электрода сравнения в течение 1 мин. Проводят 5 циклов. Общая продолжительность процесса составляет 20 мин. Время процесса, по методу, указанному в прототипе, 20 ч. В предложенном методе не применялись специальные растворы, а использовались серийные растворы сериой кислоты. Использование предложенного способа позволяет упростить и ускорить технологический процесс получения токоотвода, имеющего низкое содержание сурьмы в поверхностном слое, что в значительной степени способствует уменьщению газовыделения и саморазряда свинцового аккумулятора. Формула изобретения Способ изготовления токоотвода свинцового аккумулятора путем отливки и обработки в растворе серной кислоты плотностью 1,05-1,25 г/см, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и упрощения технологии, обработку в серной кислоте проводят при анодной поляризации при потеицнале (-180) - (-300) мВ относительно ртутного сульфат-закисного электрода сравнения в течение 1-5 мин, после чего понижают потенциал до (-400)- (-350) мВ относительно ртутного сульфатзакисного электрода сравнения и продолжают поляризацию 1-5 мин.