Способ получения полупроницаемой мембраны для серебряно- цинкового аккумулятора

 

Использование: электрохимическая промышленность, в частности, производство химических источников тока, сепараторов в серебряно-цинковых аккумуляторах. Сущность изобретения: пленку из привитого сополимера акриловой кислоты и полиэтилена с мол. массой (70-110)·10³ модифицируют газообразным хлором при одновременном облучении ультрафиолетовыми лучами 2-3 ч и промывают. 1 табл.

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности, к производству химических источников тока, и может быть использовано в качестве сепаратора в серебряно-цинковых аккумуляторах (СЦА).

Известно использование в качестве сепаратора для серебряно-цинковых аккумуляторов полупроницаемой мембраны, состоящей из нескольких слоев гидротацеллюлозной пленки толщиной 75±5 мкм. Такие сепараторы под влиянием кислорода и окислов серебра быстро разрушаются в щелочном растворе электролита, что приводит к прорастанию через них дендритов цинка с последующим замыканием и саморазрядом источника тока. Тем самым снижаются эксплуатационные характеристики аккумулятора.

Известен способ получения мембран из полиолефинов, привитых полистиролом, смесью актиломитрил-стирола, стиролавинилацетата, используемых в качестве сепараторов в СЦА.

Недостатком сепараторов подобного рода является возможность прорастания через них дендритов.

Наиболее близким изобретению является способ получения полупроницаемой мембраны для серебряно-цинкового аккумулятора модификацией полиакриловой пленки, согласно которому пленку вводят в контакт с водным раствором высокомолекулярного основания Льюиса, содержащего полиэтиленгликоль.

Способ не позволяет получить полностью непроницаемые для дендритов мембраны.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение проницаемости мембраны для химического источника тока по отношению к гидроксокомплексам цинка и серебра.

Задача решается за счет действия хлора на привитой сополимер акриловой кислоты и полиэтилена с мол.массой (70-110)·10³ при одновременном облучении ультрафиолетовыми лучами в течение 2-3 ч.

При этом в сополимере содержится 3,7-4,0 мас. хлора. Облученную пленку промывают.

Введение хлора в состав полимера изменяет характер взаимодействия поверхности капиллярных каналов мембран с гидроксокомплексами цинка и серебра. Обработка мембран в ультрафиолетовых лучах менее 2 ч не изменяет проницаемость по отношению к этим гидроксокомплексам. При обработке более 3 ч наблюдается быстрое разрушение пленки в условиях работы СЦА.

Скорость диффузии гидроксокомплексов цинка и серебра определяют по методу, описанному в литературе [4] коэффициент диффузии рассчитывают по уравнению: где D коэффициент диффузии; S площадь поверхности мембраны; l толщина мембраны; C_b концентрация диффузионных частиц с фронтальной стороны мембраны; C_н концентрация диффундирующих частиц с тыльной стороны мембраны; V_b, V_н соответствующие объемы растворов; τ время контакта мембраны с раствором.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В цилиндрический кварцевый сосуд помещают пленку полиолефина, привитого акриловой кислотой с молекулярной массой (70-110)·10³, сосуд заполняют хлором, герметично закрывают, облучают лампой ДРШ-500 в течение 3 ч. Пленку промывают водой, высушивают и измеряют скорость диффузии гидроксокомплексов цинка и серебра в условиях, близких к условиям работы СЦА.

Для сравнения измерены коэффициенты диффузии немодифицированных мембран из полиэтилена, привитого акриловой кислотой. Данные приведены в таблице.

Согласно данным таблицы коэффициент диффузии гидроксокомплексов цинка уменьшился в 4 раза, а гидроксокомплексов серебра в 10 раз.

Формула изобретения

Способ получения полупроницаемой мембраны для серебряно-цинкового аккумулятора модификацией полимерной пленки, содержащей звенья акриловой кислоты, отличающийся тем, что в качестве пленки используют пленку из привитого сополимера акриловой кислоты и полиэтилена с молекулярной массой (70 110)·10³, а модификацию осуществляют газообразным хлором при одновременном облучении ультрафиолетовыми лучами в течение 2-3 ч с последующей промывкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1