CS214048B1

CS214048B1 - A method for increasing the electrical conductivity of composite materials

Info

Publication number: CS214048B1
Application number: CS803479A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Braunstein; Ladislav Leseticky; Jiri Mrha; Ivan Krejci
Original assignee: Bohumil Braunstein; Ladislav Leseticky; Jiri Mrha; Ivan Krejci
Priority date: 1980-05-19
Filing date: 1980-05-19
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Podstata řeěení spočívá v tom, že kompozitní materiály se ozařují gamu paprsky o dávkách od 10** Gy do 10? GyThe essence of the solution is that composite materials are irradiated with gamma rays at doses from 10** Gy to 10? Gy.

Description

Vynález se týká způsobu zvýšeni elektrické vodivosti kompozitních materiálů obsahujících polyterafluorethylen, které jsou určeny pro elektrody spojovaná plasty.The present invention relates to a method for increasing the electrical conductivity of polyterafluoroethylene-containing composite materials for plastics bonded electrodes.

V současné době nachází polyterafluorethylen stále širší uplatnění v různých odvětvích průmyslu. Setkáváme se s ním v řadě aplikací v elektrotechnice, kdo jsou využívány jeho velmi dobré izolační vlastnosti. Polytetrafluorethylen umožňuje při svém zpracování použiti řady různých technologií jako jo např. lisování, vytlačování, válcování atd. Polytetrafluorethylen lze použít jak v sintovaném, tak v nesintrovaném stavu. V něktorýoh případech však třeba upravit dielektrioké vlastnosti polytetrafluorethylonu. V řadě případů jde o docílení vyěěi vodivosti tohoto materiálu. Zvýěení vodivosti lze m.j. dosáhnout přísadou vodivé složky, např. jemně rozemletého grafitu. Tento způsob zvyšováni vodivosti vodo věak k materiálu, jehož některé vlastnosti zejména chemická odolnost, zpracovatelské podmínky atd., se vlivem přísad mění, což někdy může způsobit potíže.At present, polyterafluoroethylene is increasingly used in various industries. We encounter it in a number of applications in electrical engineering, who are using its very good insulating properties. Polytetrafluoroethylene allows for the application of a number of different technologies such as compression, extrusion, rolling, etc. Polytetrafluoroethylene can be used in both the sintered and non-sintered states. In some cases, however, the dielectric properties of polytetrafluoroethylone need to be adjusted. In many cases, this leads to a higher conductivity of the material. Increasing the conductivity can be achieved, inter alia. This can be achieved by adding a conductive component, eg finely ground graphite. This method of increasing the conductivity of water to a material, some of whose properties, in particular chemical resistance, processing conditions, etc., varies due to additives, which can sometimes cause difficulties.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zvýěení elektrické vodivosti podle vynálezu, urče ný pro kompozitní materiály obsahující polytetrafluorethylen. Materiály jsou určeny zejména pro elektrodové směsi akumulátorů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kompozitní materiály 2 7 se ozařují gama paprsky o dávkách od 10 Gy do 10 Gy.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of increasing the electrical conductivity according to the invention for polytetrafluoroethylene-containing composite materials. The materials are intended especially for electrode mixtures of accumulators. The essence of the invention is that the composite materials 27 are irradiated with gamma rays in doses ranging from 10 Gy to 10 Gy.

Způsob podle vynálezu, t.j. ozařování předmětů vyrobených ze směsi polytetrafluorethylenu gama zářením s výhodou kobaltového zdroje, řeěí problém relativní permitivity. Relativní permibilita jo závislá na indukovaném a permanentním dipólu molekuly polytetrafluorethylenu, polarizovatelnosti a rozměrech molekul. Částečné odbouráni makromolekuly pomocí stanovené dávky ozáření má za následek změnu výše uvedených veličin a ve svém důsledku vede ke zvýěení vodivosti kompozitního materiálu obsahujícího polytetrafluorethylen a zároveň k snížení jeho hydrofibity, což je zvláště v případě elektrodových směsí nezanedbatelné.The method of the invention, i.e. irradiating articles made from a mixture of polytetrafluoroethylene by gamma radiation of a preferably cobalt source, solves the problem of relative permittivity. The relative permeability depends on the induced and permanent dipole of the polytetrafluoroethylene molecule, the polarizability and the dimensions of the molecules. Partial degradation of the macromolecule by a given dose of radiation results in a change in the above-mentioned quantities and, as a result, leads to an increase in the conductivity of the polytetrafluoroethylene-containing composite material and at the same time to reduce its hydrophilicity, which is not negligible.

Dávky ozáření přicházející v úvahu pro kompozitní materiály obsahující polytetrafluorethy2 len jsou větší než 10 Gy.The radiation doses in question for composite materials containing polytetrafluoroethylene flax are greater than 10 Gy.

Tato metoda zvýšeni vodivosti kompozitního materiálu obsahující polytetrafluorethylen byla s úspěchem použita při zvyšování vodivosti tzv. plastem pojených elektrod nikl-kadmiových akumulátorů, kdo funkci pojivá elektrodových směsi plnilo 5 a 10 % hmotnostních polytetrafluorethylonu. Výhodou tohoto způsobu zvýšení elektrické vodivosti je možnost přípravy kompletní elektrody, kterou před vložením do nádobky, ve které so provádí sestava akumulátoru, exponujeme předem stanovenou dávkou záření.This method of increasing the conductivity of a composite material comprising polytetrafluoroethylene has been successfully used to increase the conductivity of the so-called plastic-bonded electrodes of nickel-cadmium accumulators, who acted as binder of the electrode mix by 5 and 10% by weight of polytetrafluoroethylone. The advantage of this method of increasing electrical conductivity is that it is possible to prepare a complete electrode which is exposed to a predetermined dose of radiation before being placed in a container in which the battery assembly is carried out.

Přiklad 1.Example 1.

Nikl-oxidové elektrody, u kterých bylo provedeno zvýšení vodivosti ozářením, byly podrobeA ny zkouškám elektrochemických parametrů, které prokázaly, že použitá dávka ozáření (10 Gy) nemá výrazný vliv na kapacitu nikl-oxidovýoh elektrod získanou při nízkém vybíjecím proudu 0,2 A. Při vybíjení vyššími proudy (např. 6 A) so však již zřetelně projevuje příznivý vliv ozářeni na proudovou zatížitelnost, a tvar vybíjecí křivky. Elektroda vykazuje i nízký elektrický odpor. Hodnota měrného diferenciálního polarizačního odporu so pohybuje oNickel-oxide electrodes, which have been subjected to irradiation conductivity enhancement, have been subjected to electrochemical performance tests which have shown that the irradiated dose (10 Gy) does not significantly affect the capacity of the nickel-oxide electrodes obtained at a low discharge current of 0.2 A. However, when discharging at higher currents (e.g. 6 A), the positive effect of irradiation on the current carrying capacity, and the shape of the discharge curve, are already manifest. The electrode also exhibits low electrical resistance. The value of the specific differential polarization resistance s is about

v rozmezí 1,63 až 1,95 Λ om .ranging from 1.63 to 1.95 µm.

Přiklad 2.Example 2.

Nikl-oxidové elektrody, u kterých bylo provedeno ozáření 10 Gy a obsahujíoí 10 X hmotnost214 048 nich polytetrafluorethylenu ve emisi, byly podrobeny zkouškám elektrochemických parametrů, které prokázaly opět při vybíjení proudy (2 A) příznivý vliv ozáření na proudovou zatížitelnost a tvar vybíjecí křivky, která je posunuta ve srovnání s elektrodou neozářenou směrem k vyšším potenciálů·, takže napití celého elektrochemického zdroje, např. nikl-kadmiové ho akumulátoru, je v průběhu vybíjecí periody vyšší. Zároveň se projevil i příznivý vliv snížení hydrofobity polytetrafluorethylenu, umožňující rychlejší smáčeni elektrody elektrolytem. Zároveň byl zjištěn i nižší elektrický odpor celé elektrody. Hodnota měrného difeo renciálnlho polarizačního odporu se pohybuje v rozmezí 1,27 až 1,87 Λ cm .Nickel-oxide electrodes with 10 Gy irradiation and containing 10 X mass of 14 048 polytetrafluoroethylene in emission were subjected to electrochemical parameters testing, which again showed a positive effect of irradiation on current carrying capacity and shape of discharge curve when discharging currents (2 A), which is shifted compared to the electrode not illuminated towards higher potentials, so that the charge of the entire electrochemical source, e.g., a nickel-cadmium accumulator, is higher during the discharge period. At the same time, there was a beneficial effect of reducing the hydrophobicity of polytetrafluoroethylene, allowing faster electrode wetting of the electrode. At the same time a lower electrical resistance of the whole electrode was found. The specific differential polarization resistance is between 1.27 and 1.87 Λ cm.

Příklad 3.Example 3.

Nikl-oxidové elektrody pojené 5 % polytetrafluorethylenu (hmotnostních) byly ozářeny dávkou 10⁷ Gy za účelem zvýšení vodivosti, a vykazovaly opět při elektrochemických měřeních ve vybíjecím cyklu vyšší proudovou zatížitelnost, nižší elektrický odpor a nižší hydrofobitu, než elektrody noozářené. Hodnota mírného diferenciálního polarizačního odporu se pohybujeNickel-oxide electrodes bonded with 5% polytetrafluoroethylene (w / w) were irradiated with 10 ⁷ Gy to increase conductivity, and again exhibited higher current-carrying capacity, lower electrical resistance and lower hydrophobicity than no-electrode during electrochemical measurements in the discharge cycle. The value of the slight differential polarization resistance varies

Claims

Method for increasing the electrical conductivity of composite materials containing polytetrafluoroethylene intended especially for battery electrode mixtures, characterized in that the composite materials and irradiate gamma rays in doses ranging from 10 Gy to 10 Gy.