Способ изготовления инертного пористого электрода для химического источника тока

 

(73 ) Заявитель (5") СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И"ЕРТНОГО ПОРИСТОГО

ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ .ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

- Изобретение относится к изготовлению электродов химических источников .тока и может быть. использовано при разработке высокоэнергоемких химических источников тока с анодом из щелочного металла, растворенным в электро5 лите активным катодным веществом, элеКтролитом на основе апротонного растворителя и инертным электродом на ос-. .нове углеродистого материала.

В настоящее время инертные пористые. электроды на основе углеродистых материалов готовятся одним из следующих способов: прессование, намазка, 15напыление, насасывание из пульпы. Согласно этим способам исходный. углеродистый материал предварительно изыельчается до нужного размера, смешивается со связующим .и, в случае необхо- 2в димости, с порообразователем и или) гидро4обизатором. Ряд технологий тре бует последующей термической обработКиь

Известен способ изготовления инертного электрода первичного элемента, включааций нанесение на металличес .. кую подложку суспензии из смеси сажи и графита с раствором полимера в органическом растворителе с последующей сушкой нанесенного слоя 1).

Сднако этот способ технологически сложен и энергоемкость полученных

1 электродов невелика.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления инертного пористого электрода на основе углеродных материалов для химического источника тока с неводным электролитом на основе апротон-ных растворителей и активным катодт ным веществом, растворенным в электролйте, включающий приготовление массы электрода из исходного матери- ала, "последующую формовку электрода 2).

1005218 4 предварительно анодно поляризованном электроде).

Сднако энергоемкость полученных электродов невелика.

Цель изобретения - повышение энергоемкости электрода.

Поставленная цель достигается тем, что электрод после формовки подвергают электрохимической анодной поляризации до потенциалов, соответствующих потенциалу электрохимического разложения фонового электролита. 1р

Указанная обработка инертного электрода приводит за .счет улучшения ка:талитических свойств к повышению сте" пени использования активного вещества, растворенного в электролите, и, 15 как следствие, к повышению энергоемкости.

Способ заключается в следующем.

Изготовленный пористый электрод из углеродистого материала помещают З, в ванну, заполненную рабочим электролитом, не содержащим активного вещества, и анодно поляризуют до потенциала разложения электролита относительно вспомогательного в двухэлектродной системе электрода или любого электрода сравнения в трехэлектродно1" системе. Гок анодной поляризации внГирают не больше разрядного тока. Полученный таким образом

3О электрод переносят из ванны в источ- ник тока.

В табл. 1 показано возрастание емкости в результате анодной поляризации инертного электрода. Плотность тока анодной поляризации равна разрядной плотности тока.

Пример 2. Электрод, изготовленный по примеру 1, анодно поляризуется при плотности тока меньшей, чем плотность тока эксплуатации химического источника тока. С уменьшением плотности тока анодной активации степень активации возрастает.

В табл.2 показано влияние плотности тока анодной поляризации инертного электрода на возрастание емкости электрода. Плотность тока разряда постоянная и равна 2,6 мР/см

Пример 3. Электрод, изготовленный по примеру 1, анодно поляризуется при постоянном потенциале. С возрастанием времени анодной поляризации степень активации выходит на предельное значение.

В табл.3 показано влияние времени предварительной анодной поляризации электрода при постоянном потенциале на возрастание емкости электрода. Плотность разрядного тока

3,5 мд/см .

55

Пример 1. Источник тока системы Li-SÐ электролит - раствор перхлората лития в пропиленкарбонате.

При разряде на пористом инертном катоде происходит восстановление SC>, растворенного в электролите. Потен" циал начала разложения фонового электролита, т.е. электролита, не содержащего двуокись серы, в анодной области 4,5 8 относительно литиевого электрода. Пористый инертный катод, полученный прессованием порошка графита при давлении 200 кг/ch, анодно поляризуется активируется 1 при постоянной плотности тока до потенциала

4,5 8. В табл. 1 сопоставляется разрядная емкость катода до анодной активации и после анодной активации.

Показаны результаты активации электрода для случая, когда плотность тока анодной активации равна плотности тока эксплуатации химического источника тока.

Степень активации П /Q (где Я„-ко" личество электричества при разряде на необработанном электроде; 0 < - на

Г р и м е р 4. Электрод, изготовленный по примеру 1, анодно поляризуется при плотности тока меньше, чем плотность тока эксплуатации химического источника тока. Разряжается электрод в перхлоратном электро" лите на основе смеси растворителей пропиленкарбоната и ацетонитрила в соотношении 1:3. Активное веществодвуокись серы, растворенная в электролите. При плотности тока активации 1,6 мА/см, разрядной плотности тока 2,6 мА/см степень активации электрода 17.

При активации электрода происходят изменения непосредственно с поверхностью электрода. После активации электрод сохраняет активированное состояние в течение всего периода измерений - 3 мес.

Энергоемкость источника тока включающего описанный электрод повышается за счет того, что, уменьшая закладку более эффективного инерт- ного электрода, можно соответственно

Таблица 1

Степень активации, ni/Ол

3,4

3,5

7,8

2,2

«3

12 «9

Табли ц а 2

Степень активации

0 /01

Плотность тока анодной поля- ризации инертного электрода мА/см

2,4

3 5

2,2

6,6.1,3

20 «5

Таблица

Степень активации 0 /0 4

Время« мин

6,3

16,1

4,5

17,3

4,5 е у«

3 10052, увеличить закладку активного вещества и таким образом повысить весовые и объемные характеристики источника. . Использование предложенного способа позволяет также увеличить мощность 5 источника тока при сохранении перво"начального веса и габаритов, так как на электрохимически обработанном электроде процесс можно вести при значительно больших плотностях тока.

Таким образом, без нарушения принятой технологии введение операции анодной поляризации инертного электрода позволяет повысить энергоемкость и

Плотность тока анодной поляризации инертного электрода, мА/см

Потенциал анодной предварительной поляризации инертного электрода, В

18 6 мощность электрода и химического источника тока в целом.

Пример 5. В качестве электрода используется ткань, плетенная из углеграфитовых волокон, характеризующаяся мягкостью,.эластичностью которая легко свертывается в рулон необходимой плотности, что обеспе" чивает увеличение поверхности инерт ного катода. Электрод подвергают анодной поляризации при плотнс ".ти тока меньшей, чем плотность тока эксплуатации химического источника тока.

7 1005218 8 Формула изобретения шения энергоемкости электрода, электрод после формовки подвергают эленСпособ изготовления инертного трохимической анодной поляризации пористого электрода для химического до потенциалов, соответствующих поисточника тока с неводным электроли- ф тенциалу электрохимического разлотом на основе апротонных раствори- жения фонового электролита. телей и активным катодным веществом, Источники информации, растворенным в электролите, включаю- принятые .во внимание при экспертизе щий приготовление массы электрода 1. Авторское свидетельство СССР из исходного материала, последующую <в It 459820, кл. Н 01. И 4/08 . 1973. формовку электрода, о т л и ч а ю- 2. Патент США It 3891458, шийся тем, что, с целью повы- кл. 136-6, 1975.

СостаайЮЛЬ Н.Коробова

Редактор M.Ïåòðoâà Техред A.áàáèíåö Корректор А.ференц

» «»

Заказ 1916/72 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

» 4в»а»» » »»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4