Анод химического источника тока со щелочным электролитом

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных источников тока с проточным щелочным электролитом. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение разрядных характеристик анода с составе ХИТ со щелочным электролитом, снижение скорости коррозии и количества выделяемого водорода. Анод на основе алюминия содержит, по меньшей мере, две добавки в мас.%: олово - 0,1-0,3, индий - 0,25-0,6, остальное - алюминий. Электролит содержит до 0,1 моль/л станнатов натрия или калия. Дополнительно сплав (алюминий) может содержит кремний (0,05-0,1%) или цинк (0,1-0,5%). 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных элементов с проточным щелочным электролитом, образуемым разбавлением сухой щелочи (калиевой или натриевой) морской водой.

Известен состав сплава для анодов, (см. патент США №4792430, кл. С 22 С, 21/00, 1998), при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремний 0,002÷0,006; олово 0,03÷0,2; галлий 0,03÷0,07; алюминий - остальное. Сплав обладает низкой коррозионной стойкостью анода и высокой скоростью выделения водорода вследствие незначительного содержания легирующих элементов в сплаве.

Известен также состав сплава анода (см. патент ФРГ №3820550, кл. С 22 С, 21/00, 1989), при следующем соотношении компонентов, мас.%: индий 0,005÷0,05; цинк 0,05÷8,0; магний 0,02÷2,0; марганец 0,01÷0,3; галлий 0,003÷0,05; железо 0,03÷0,3; кремний 0,03÷0,4; медь до 0,2; алюминий - остальное. Анод хотя и обладает высоким отрицательным значением стационарного потенциала, однако при поляризации (разряде) потенциал резко сдвигается в положительную сторону. Относительно высокое содержание железа и меди приводят к высокой скорости коррозии анода с высокой скоростью выделения водорода как при активации анода, так и в процессе разряда химического источника тока.

Наконец сложный химический состав анода затрудняет приготовление сплава из-за низкой растворимости ряда легирующих элементов в сплаве. Совокупность приведенных недостатков не позволяют использовать указанный сплав в составе анода в химических источниках тока со щелочным электролитом.

Наиболее близким по технической сущности (см. патент России №2035094, кл. Н 01 М, 4/46, 1995) является сплав, содержащий, мас.%: олово 0,05÷0,25; галлий 0,005÷0,1; свинец 0,005÷0,1; натрий 0,0001÷0,1; стронций 0,0001÷0,01; алюминий - остальное.

В известном сплаве содержится значительное количество галлия, что приводит к увеличению стоимости анода. Наличие свинца в сплаве ухудшает экологию выплавки сплава, затрудняет процесс введения свинца в алюминий из-за крайней низкой растворимости свинца в алюминии. Наличие в составе сплава щелочноземельных элементов (натрия и стронция) приводит к высокой скорости растворения анода в щелочном электролите и высокой скорости выделения водорода.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение значений разрядных характеристик анода в составе химического источника тока со щелочным электролитом, снижение скорости коррозии и количества выделяемого водорода.

Поставленная задача решается заявленным анодом на основе сплава алюминия, который содержит легирующие элементы в количествах, мас.%: олово 0,1÷0,3; индий 0,25÷0,6; остальное алюминий и содержанием в электролите до 0,1 моль/л станнатов калия или натрия. Анод дополнительно может включать кремний в количестве 0,05÷0,1% или цинк в количестве 0,1÷0,5%.

Сравнительные разрядные характеристики анодов на основе сплавов алюминия приведены на чертеже, а состав сплавов в таблице.

Сплав	Al	Легирующие компоненты, %	Сплав	Al	Легирующие компоненты, %
Sn	Pb	In	Sn	Pb	In
К1	А95	-	-	0,3	К16	А95	0,2	-	0,25
К2	А95	-	-	0,3	К17	А95	0,1	0,1	-
К3	А95	-	-	0,6	К18	А95	0,19	-	0,06
К4	А95	-	-	0,6	К19	А95	0,1	-	0,33
К9	А95	-	-	0,6	К20	А95	-	-	0,6
К13	А95	-	-	0,3

Основным отличием предлагаемого сплава для анода от прототипа является то, что анод при заполнении химического источника тока щелочным электролитом имеет минимальную скорость коррозии, незначительное выделение водорода и наибольшие электрические параметры.

1. Анод химического источника тока со щелочным электролитом на основе алюминия, включающий, по меньшей мере, два легирующих элемента - олово и индий, отличающийся тем, что сплав алюминия содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:

Олово	0,1÷0,3%,
Индий	0,25÷0,6%,
Остальное	Алюминий,

а электролит содержит до 0,1 моль/л станнатов калия или натрия.

2. Анод химического источника тока по п,1, отличающийся тем, что сплав алюминия дополнительно содержит кремний в количестве 0,05÷0,1 мас.%.

3. Анод химического источника тока по п.1, отличающийся тем, что сплав алюминия дополнительно содержит цинк в количестве 0,1÷0,5 мас.%.