Способ изготовления электрода аккумулятора

 

л » :т: .итн.--- ..

Сова Советских

Социалистических

Республик (11) 624322

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Занвлено 07. 12. 76 (21) 2427290/24 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 15.09.78.Бюллетень ph 34

2 (5» М. Кл, 11 01 М 4/60.

Государственнмй ксмнтст совета й1нннстров СССР ае девам нзебретеннй н еткрытнй (53) УДК 821.355.15т г621.3„035.3 (088.8) (4б) Дата опубликовании описания 01.08,78

О. С. Ксенжек, В. 3. Барсуков, С. А. Дуновскнй, В. 3. Московский н Ф. Э. Дннкевнч (72) Авторы изобретения

Днепропетровский химико технологический ннстнтут нм. Ф. Э. Дзержинското (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА

АККУМУЛЯТОРА

Йзобретенне относится к аккумулятор рам с обратными электродами на основе новых . электрохнмнчвскн активных совднненнй, а именно к составу н способу изготовления обратимого электрода на

I основе труднорастворнмых хинондных соединений.

Известен способ изготовления электродов аккумуляторов на оспа обратимо работающего органического вещества— цистенна, относящегося к классу тноновых соединений, согласно которому 1 г цнстенна, 4 г электропроводной добавки (графнта н актнвнрованного угля в соотношении 1:1) н 4 мл 3.%-ного раствора полистирола в бензоле помешают в латунную трубку, прессуют под давлением

250 кг/см в течение 30 мнн, цнлнндй ричвскнй агломерат сушат н обрабатывают парафином (1).

Однако такие электроды сравнительно высоко растворнмы, что приводит к недостаточной элзктрохкмнчвской устойчивости н обратимости катодного н анодного процессов на электродах.

Известен также способ нзготовлення электрода аккумулятора путем нзмельчення хинондного соединения н графита н их смешения $2).

Хинондные совдннвння, например и-хлор аннл, антрахннон, имеют растворимость

10 -10 + моль/л, что обеспечивает высокую обратимость н устойчивость электрохимическнх характврнстнк в кнс,© лык средах.

Однако н:юестный способ непоэволяет получить оптимальные удельные электрачвские характернстнкн обратимых электродов на ocaose т.хю. (труднорастворнмые хннондные совдннвння)»

Цель изобретения — повышвнне удельных электрических харзктеристнк электрода.

2О Это достнгается твм,. что по првдлагав) мому способу графит измельчают в ннерг ной атмосфере до удельной поверхностн . 300-500 м /г прн соотношении размеров частнц.хннондного совдннення н граzS фита 1:10-1;100, а после смешения преспревращений уже ие изменяется. Это позволяет дополнительно на 10-13% по1 высить электрические характеристики электрода. /

Пример . 123 r хлоранила (0,5 моль) помещают в колбу и добавляют 150 мл спирта и 1 л дистиллиро ванной воды. Смесь перемешивают для смачивания хлоранила жидкостью. Затем 15 г гидразина разбавляют 50 мл воды и приливают порциями к смеси хлоранила с водой и спиртом цри энергичном перемешивании. В ходе реакции желтый хлоранил окрашивается s ярко-.зеленый, а затем белый цвет, отвечающий восстановленной форме данного соединения.

Полученный осадок отсасывают HG B0» ронке Бюхнера, промывают водой и пере-кристаллизовывают в 1 л уксусной кислоты или петролейном эфире, после чего сушат на воздухе в течение 10 ч. В .реау тате получают кристаллы хлоранила в химически восстановленной форме игольчатой струк хур л.

Порошок графита помещают в вибропомольный измельчнтель. Иэмелъчение графига производят в инертной (аргонной) атмосфере с периодическим контролем достигнутой удельной внутренней поверхности при помощи пробоотборника. При достижении удельной поверхности 380м /г в иэмельчитель при помощи пробоотборни ка вводят дозированное количество химически восстановленного и перекристаллизованного хлоранила. Необходимую однородность смеси и соотношение средних, размеров частиц компонентов достигают через 1 ч после совместного перемешива ния компонентов, Из полученной смеси в цилиндрической пресс-форме диаметром 18 мм прессуют электрсды при 120 кг/см с выдержкой

2 под давлением в течение 4 мин.

Электрические испытания электродов проводились в Зн. серной кислоте в гальваностатическ ом режиме циклир овация.

По удельным электрическим характеристикам электроды, изготовленные пред лагаемым способом, на 20-30 % apesocxo- дят известные.

1. Способ изготовления электрода аккумулятора путем измельчения хиноидкого соединения и графита и их смешения, отличающийся. тем, что, с целью повышения удельных характеристик

1 электрода, графит измельчают в инертной з 62432 суют под давлением 11О-130 кг/см с

2 выдержкой 3«5 мин, Желательно хиноидное .соединение предварительно восстановить и перекристаллизжа*ь, Для увеличения удельной внутренней поверхности графита,его измельчают. Увеличение удельной внутренней поверхности графита с 4 до 300-500 м /г приводит

Л к повышению электрических характеристик приблизительно в 5 раз.

Дальнейшее развитие поверхности электро роводной добавки нецелесообразно, так как при эхом возрастает поляризация и ухудшается прессуемость элвис» родов на основе т.х.с. При атом соотноt5 шение средних размеров частиц хиноидйо. го соединения и графита 1:10-1 100 поз:воляет обеспечить минимально необходимое содержание .электропроводной добавки.

2О

При столь развитой поверхности графит легко адсорбирует кислород из воздуха, в результате чего сопротивление, в мес тах контакта кристаллов хинона с графитом может повышаться. Поэтому иэ7Я мельчение графита и его последующее смешение с т.х.с. в требуемых оптималь- ных соотношениях следует проводить в инертной атмосфере.

Из р полученной смеси прессуют электроды иод давлением 110 130 кг/см . е зо

Выбор таких сравнительно малых давлений, которые находятся за пределами обычного диапазона давлений прессования электродов на основе неорганических (P 800-1000 кг/см ) и органичесй 35 ких (/ 250 кг/см ) активных веществ,.

2 обусловлен хорошей прессуемостью т.х.с. без применения связующих добавок. Увеличение давления прессования свыше

130 кг/см приводит к уменьшению пористости и снижению удельных емкостных характеристик электродов. При дав- лениях ниже 100-110 кг/см ухудшается

Я электрический контакт и возрастает поля» ,ризацня электродов, а прн Р< 50 кг/см теряется механическая прочность.. .Для формирования устойчивой пористой структуры электрода на основе т.х.с. оказывается достаточной выдержка его под указанным давлением в течение 35 минут. При атом получаются прочные электроды со стабильными электрически. ми характеристиками.

Использование же т.х.с. в исходной химически восстановленной форме позволяет для любых последующих степеней окисленности сформировать .устойчивую игольчатую структуру кристаллов, аогооая в ходе дальнейших электрохимических

Формула изобретения

5 624322 6 атмосфере до удельной поверхности 300= Источники информации, принятые во

500 м /г при соотношении размеров час- внимание при зкспертизе: тип; хиноидного соединения и графята

1 10-1:100Ä 1.Патент Японии % 25209, H 01 я пад давлением 110-130 кг/см с is 1972. держкой 3-5 мин.

Ъ

2, Сйособ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с а 2 И ИФ, И. Binder 5 Kf ernpeг Ф теМ, что хиноидное соединение предваритель- А КОМИ Ир Я.бчводЫада Вйес1гОСЬВ т . но восстанавливают и перекристаллиэовывают. М1О, 47, М 6, 873, 1972.

Составитель К. Вейсбейн

Редакторй. Батанова - Техред О. Андрейко Корректор Ц. Тулина

Заказ 5198/44 Тираж 960 . Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д 4/5

Филиал ППП. Патент, r. Ужгород; ул. Проектная, 4