Анод для химического источника тока и способ его изготовления

Изобретение относится к области электротехники, а именно к анодам на основе магниевого сплава для металловоздушных или водоактивируемых химических источников тока. Согласно изобретению анод для химического источника тока, содержащий магний и ртуть, дополнительно содержит галлий при следующем соотношении компонентов (мас.%): ртуть от 1,2 до 1,8, галлий от 0,3 до 0,8, суммарное количество примесей металлов не более 0,61, магний остальное. Указанное суммарное количество примесей металлов может включать (не более, %): Fe - 0,05; Ni - 0,01; Si - 0,1; Al - 0,1; Mn - 0,1; Zn - 0,1; Cu - 0,05; Се - 0,1. Способ изготовления анода включает изготовление слитка анодного сплава путем смешивания и расплавления исходных компонентов сплава, выстаивания, перемешивания и кристаллизации сплава, прокатку слитка в листы и вырубку анодов заданного размера, при этом перемешивание расплавленного сплава осуществляют на конечной стадии изготовления под воздействием электромагнитного поля, затем обеспечивают заданную скорость кристаллизации сплава по длине слитка. Техническим результатом изобретения является однородность состава, хорошая деформируемость и высокая активность анода. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к анодам на основе магниевого сплава для металловоздушных или водоактивируемых химических источников тока.

Известен анод для химического источника тока, содержащий магний, алюминий и цинк (GB 707124, Н 01 М 4/36, 1954).

Недостатком указанного анода является высокая скорость его растворения из-за коррозии.

Из известных анодных магниевых сплавов наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является анод, содержащий магний и ртуть до 5% (GB 1034766, Н 01 М 4/46, 1966).

Недостатком указанного анодного сплава является большое содержание ртути, являющейся токсическим материалом, и недостаточно высокая электрохимическая активность анода из указанного сплава.

Из известных способов изготовления анода из магниевого сплава наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ изготовления анода, включающий изготовление слитка анодного сплава путем смешивания и расплавления исходных компонентов сплава, выстаивания, перемешивания и кристаллизации сплава, прокатку слитка в листы и вырубку анодов заданного размера (а.с. СССР №693984 А1, С 22 С 26/22, 2002).

Недостатком указанного способа изготовления анода является недостаточная однородность сплава в объеме слитка и плохая деформируемость.

Задачей изобретения является создание анода из магниевого сплава и способа его изготовления, обеспечивающего изготовление анода из сплава, обладающего однородностью состава, хорошей деформируемостью и высокой электрохимической активностью.

Указанный технический результат достигается тем, что анод для химического источника тока содержит магний, ртуть и галлий при следующем соотношении компонентов (мас.%): ртуть от 1,2 до 1,8, галлий от 0,3 до 0,8, суммарное количество примесей металлов не более 0,61, магний остальное. При этом суммарное количество примесей металлов включает (не более, %): Fe - 0,05; Ni - 0,01; Si - 0,1; Al - 0,1; Mn - 0,1; Zn - 0,1; Cu - 0,05; Ce - 0,1.

Что касается способа изготовления анода из магниевого сплава, то указанный технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления анода из магниевого сплава, включающем изготовление слитка анодного сплава путем смешивания и расплавления исходных компонентов сплава, выстаивания, перемешивания и кристаллизации сплава, прокатку слитка в листы и вырубку анодов заданного размера, перемешивание расплавленного сплава осуществляют на конечной стадии изготовления под воздействием электромагнитного поля, затем обеспечивают заданную скорость кристаллизации сплава по длине слитка.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, не известна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

В соответствии с заявленным способом изготовления и составом анодного сплава были получены слитки анодного сплава, из которых прокаткой изготовлены листы толщиной 3 мм. Из листов вырубались аноды размером 50×80 мм. Аноды испытывались в составе лабораторного металловоздушного элемента с газодиффузионными катодами и солевым электролитом. Испытания проводились при комнатной температуре и плотности тока 25 мА/см². В результате испытаний установлено, что анодный магниевый сплав обладает хорошей деформируемостью, а аноды, изготовленные из него, обладают высокой электрохимической активностью и малой скоростью коррозии при отключенной нагрузке.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленные анод и способ его изготовления могут быть реализованы на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. они соответствуют критерию \промышленная применимость\.

1. Анод для химического источника тока, содержащий магний и ртуть, отличающийся тем, что он дополнительно содержит галлий при следующем соотношении компонентов (мас.%): ртуть - от 1,2 до 1,8, галлий - от 0,3 до 0,8, суммарное количество примесей металлов - не более 0,61, магний - остальное.

2. Анод по п.1, отличающийся тем, что суммарное количество примесей металлов включает (не более %): Fe - 0,05; Ni - 0,01; Si - 0,1; Al -0,1; Mn - 0,1; Zn - 0,1; Cu - 0,05; Се - 0,1.

3. Способ изготовления анода по п.1, включающий изготовление слитка анодного сплава путем смешивания и расплавления исходных компонентов сплава, выстаивания, перемешивания и кристаллизации сплава, прокатку слитка в листы и вырубку анодов заданного размера, отличающийся тем, что перемешивание расплавленного сплава осуществляют на конечной стадии изготовления под воздействием электромагнитного поля, затем обеспечивают заданную скорость кристаллизации сплава по длине слитка.