Способ изготовления активной массы железного электрода щелочного аккумулятора

 

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано в электротехнике при изготовлении никель-железных аккумуляторов. Техническим результатом является сокращение времени набора номинальной емкости при приведении никель-железного аккумулятора в действие. Согласно изобретению способ изготовления активной массы железного электрода путем смешения активного вещества с активирующими добавками состоит в том, что в качестве активного вещества используют активную массу отработанных никель-железных аккумуляторов, которую отмывают от карбонатов и щелочи с последующей сушкой, затем в нее вводят активирующие добавки в количестве по отношению к содержанию железа: никель сернокислый 0,05÷0,15 мас.%, сера техническая 0,05÷0,2 мас. % и чистые оксиды железа в количестве 15÷30 мас.%, после чего в полученную смесь по отношению к ее количеству вводят 1÷3 мас.% графита.

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано в электротехнической промышленности при изготовлении никель-железных аккумуляторов.

Известен способ изготовления железного электрода (патент 58-33665, Япония. Заявл. 03.08.77, 52-93582, опубл. 21.07.83. МКИ Н 01 М 4/26. Заявитель "Мацусита дэнки санге к.к."), который предусматривает приготовление активной массы путем смешивания железного порошка с раствором связующего. После чего полученную смесь наносят на токоотвод и производят спекание в восстановительной атмосфере при 500-650^oС. Затем на поверхность пластины наносят порошок термопластичной смолы, устойчивой к воздействию щелочей, и производят нагревание пластины до температуры, превышающей температуру плавления смолы. Смола, расплавляясь, растекается по поверхности пластины и, таким образом, предотвращается отслаивание активной массы.

Недостатком вышеприведенного аналога является то, что такой электрод трудно расформировать из-за отсутствия в активной массе активирующих добавок, из-за чего требуется значительное время для набора номинальной емкости.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является информация, приведенная в книге авторов: М.А. Дасоян, В.В. Новодережкин, Ф.Ф. Томашевский. Производство электрических аккумуляторов. - М.: Высшая школа,1977, с.278-306, выбранная заявителем в качестве прототипа.

Сущность технического решения, приведенная в упомянутом источнике, заключается в необходимости введения в состав активной массы активирующих добавок (серы, никеля и др. ). Изготовление активной массы для отрицательных электродов никель-железных аккумуляторов, по приведенной выше книге, является типовым технологическим процессом, который используется при серийном производстве никель-железных аккумуляторов. Приведение аккумуляторов в действие осуществляется путем проведения зарядно-разрядных циклов для перевода исходных активных масс в электрохимически активную форму, обеспечивающую заданные электрические параметры (емкость). В соответствии с ГОСТ 19484-80 и ГОСТ 26692-85 набор 80% номинальной емкости должен быть не позднее 6 цикла, а 100% номинальной емкости не позднее 21 цикла. Такая задержка в наборе указанных значений емкостей является недостатком известных никель-железных аккумуляторов, отрицательные электроды которых содержат известный состав активной массы из-за трудностей расформировки, несмотря даже на то, что в активную массу вводятся активирующие добавки, ускоряющие этот процесс.

Предлагаемым изобретением решается задача сокращения времени набора номинальной емкости при приведении никель-железного аккумулятора в действие.

Для достижения этого технического результата предлагается способ изготовления активной массы железного электрода путем смешения активного вещества с активирующими добавками, а отличие состоит в том, что в качестве активного вещества используют активную массу отработанных (отслуживших свой срок) никель-железных аккумуляторов, которую отмывают от карбонатов и щелочи с последующей сушкой, затем в нее вводят активирующие добавки в количестве по отношению к содержанию железа, мас.%: Никель сернокислый - 0,05-0,15 Сера техническая - 0,05-0,2 и чистые оксиды железа в количестве 15-30 мас.%, после чего в полученную смесь по отношению к ее количеству вводят 1-3 мас.% графита.

Проведенный анализ уровня техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного изобретения критерию "новизна". Предложенный состав активной массы не известен среди отрицательных электродных материалов, относящихся к нинкель-железным аккумуляторам, что позволяет сделать вывод, что он для специалистов явным образом не следует из уровня техники. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Пример практической реализации.

Был изготовлен опытный образец никель-железного аккумулятора с железным электродом, активная масса которого была приготовлена по предлагаемому способу. Для сравнения был взят серийный никель-железный аккумулятор типа ТНЖ-400-У2.

Контролировались параметры обеих аккумуляторов в соответствии с ГОСТ. 26692-35.

Сравнение показателей по емкости серийного и предложенного аккумулятора показало, что серийный аккумулятор набирал 80% номинальной емкости не позднее 6 формировочных циклов, а 100% номинальной емкости не позднее 21 формировочного цикла. Аккумулятор с железным электродом с предлагаемым составом активной массы набирал 80% номинальной емкости до 3 формировочных циклов, а 100% номинальной емкости до 9-12 формировочных циклов. Таким образом, предложенный способ изготовления активной массы для железного электрода позволяет значительно уменьшить время приведения в действие аккумуляторов, что дает экономию в электроэнергии.

Полученные результаты подтверждают возможность практической реализации предлагаемого способа изготовления активной массы, что позволяет сделать вывод с его промышленной применимости.

Формула изобретения

Способ изготовления активной массы железного электрода щелочного аккумулятора путем смешения активного вещества с активирующими добавками, отличающийся тем, что в качестве активного вещества используют активную массу отработанных никель-железных аккумуляторов, которую отмывают от карбонатов и щелочи с последующей сушкой, затем в нее вводят активирующие добавки в количестве по отношению к содержанию железа: никель сернокислый 0,05÷0,15 мас. %; сера техническая 0,05÷0,2 мас.% и чистые оксиды железа в количестве 15÷30 мас.%, после чего в полученную смесь по отношению к ее количеству вводят 1÷3 мас.% графита.