Способ изготовления основы электрода химического источника тока
Использование: производство химических источников тока. Сущность изобретения: основу из нетканого волокнистого полимерного материала с обменной емкостью по катионам 0,5 - 6 мг-экв/г активируют насыщением ионами никеля с последующей обработкой водным раствором борогидрида щелочного металла при концентрации 0,1 - 1,2 г/л при температуре 15 - 70oС в течение 0,5 - 30 мин, после чего проводят химическую и гальваническую металлизацию. Способ позволяет исключить из процесса дефицитные материалы и предотвратить разложение раствора для металлизации. 1 табл.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления электродов химических источников тока, например никель-кадмиевых и свинцовых аккумуляторов.
Известна конструкция электродов, которые изготавливают металлизацией полимерной подложки с последующим осаждением активного материала [1] Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению способ изготовления основ электродов такой конструкции [2] состоит в активации нетканого полотна из полимерных, например полиолефиновых, волокон в растворе, содержащем олово и палладий, химическом никелировании полотна и гальваническом никелировании. Недостатками прототипа являются использование больших количеств олова и применение дорогостоящего палладия. Расход палладия в случае металлизации волокнистых материалов оказывается особенно большим из-за развитой металлизируемой поверхности. При металлизации подготовленного таким образом полимерного волокнистого материала высока вероятность разложения раствора металлизации на случайно попавших в раствор с поверхности полимера частицах палладия. Целью изобретения является замена палладия и олова не менее дефицитные материалы. Цель достигается тем, что в качестве полимерного волокнистого материала берут материал обменной емкостью по катионам 0,5-6 мг-экв/г, а перед металлизацией проводят насыщение полимерного материала ионами никеля с последующей обработкой раствором, содержащим борогидрид щелочного металла при концентрации 0,1-1,2 г/л при температуре 15-70оС в течение 0,5-30 мин. Указанные параметры волокнистого материала и процесса активации являются оптимальными. При обменной емкости менее 0,5 мг-экв/г количество сорбированного никеля недостаточно для проведения активации, гарантирующей металлизацию всей поверхности волокон. При обменной емкости более 6 мг-экв/г никель расходуется нерационально, волокно в растворе металлизации и в электролите аккумулятора, что снижает прочность волокон и приводит к отслоению металлического покрытия. При содержании борогидрида менее 0,1 г/л сорбированный никель не восстанавливается, а при содержании более 1,2 г/л большая часть его разлагается, не взаимодействуя с никелем. При температуре ниже 15оС раствор борогидрида не восстанавливает сорбированный волокном никель, а при температуре выше 70оС разложение борогидрида происходит чрезмерно быстро и основная часть его расходуется непроизводительно. При продолжительности обработки в растворе борогидрида менее 0,5 мин сорбированный никель не успевает восстановиться, а при обработке в течение более 30 мин борогидрид успевает полностью израсходоваться. Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами. П р и м е р 1. В качестве полимерного волокнистого катионообменного материала использован нетканый иглопробивной войлок на основе радиационно привитого полипропилена с обменной емкостью по никелю 5 мг-экв/г, с диаметром волокон 36 мкм, пористостью 87% с толщиной полотна 5 мм. Насыщение никелем проведено путем часовой выдержки войлока в водном растворе гидрокарбоната натрия с концентрацией 2% промывки деионизованной водой, получасовой обработки в растворе сернокислого никеля с концентрацией 3% и промывки. Насыщенные никелем заготовки обработаны в течение 15 мин при 50оС в растворе борогидрида натрия с концентрацией 0,5 г/л, содержащем добавку 2 г/л карбоната натрия. При обработке заготовки приобретают темно-серый цвет. Активированные таким образом заготовки химически заникелированы при комнатной температуре в растворе состава, г/л: Сернокислый никель 50 Хлористый аммоний 35 Фосфорноватистокислый натрий 40 Аммиак До рН 9 Затем заготовки никелированы гальванически в стандартной ванне Уотса до содержания никеля 0,5 г/см3. В таблице характеристики изготовленной таким образом электродной основы сопоставлены с изученными характеристиками электродной основы положительного электрода никель-кадмиевого аккумулятора типа Н фирмы "Hoppecke", конструкция которого аналогична описанной в аналоге и прототипе. Из таблицы следует, что по основным важным для характеристик электрода параметрам основа, изготовленная в соответствии с предлагаемым изобретением, и основа электрода фирмы "Hoppecke" близки.Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА путем активации поверхности волокнистого полимерного материала, его химической и гальванической металлизации, отличающийся тем, что в качестве полимерного волокнистого материала берут материал с обменной емкостью по катионам 0,5 - 6 мг-экв/г, а перед металлизацией производят насыщение полимерного материала ионами никеля с последующей обработкой водным раствором борогидрида щелочного металла при концентрации 0,1 - 1,2 г/л при 15 - 70oС в течение 0,5 - 30 мин.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.11.2004
Извещение опубликовано: 20.11.2005 БИ: 32/2005
PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:Закрытое акционерное общество "ЭЛТОН"
(73) Патентообладатель:Томащук Кирилл Юрьевич
Договор № РД0067391 зарегистрирован 20.07.2010
Извещение опубликовано: 27.08.2010 БИ: 24/2010
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.11.2010
Дата публикации: 27.12.2011
