CS217838B1

CS217838B1 - The active mass of the silver electrode of the electrochemical current source

Info

Publication number: CS217838B1
Application number: CS903180A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Dvorak; Vojtech Koudelka; Miroslav Krejcik; Jiri Provaznik
Original assignee: Zdenek Dvorak; Vojtech Koudelka; Miroslav Krejcik; Jiri Provaznik
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Předmětem vynálezu je stříbrná elektroda elektrochemického zdroje proudu s výhodou stříbrozinkového akumulátoru, při jejíž výrobě se použije aktivní hmota, které před uvedením do činnosti mimo stříbro nebo jeho sloučeniny obsahuje jako zporézňovadlo táž sloučeniny zinku, např. kysličník zinečnatý nebo kovový zinek, které se působením elektrolytu převedou na zinečnatan, který je běžnou složkou alkalických elektrolytů se zinkovou elektrodou.The subject of the invention is a silver electrode of an electrochemical current source, preferably a silver-zinc battery, in the production of which an active material is used, which before being put into operation, in addition to silver or its compounds, also contains zinc compounds as a pore-forming agent, e.g. zinc oxide or metallic zinc, which are converted by the action of the electrolyte into zincate, which is a common component of alkaline electrolytes with a zinc electrode.

Description

Vynález se týká aktivní hmoty stříbrné elektrody elektrochemického zdroje proudu, s výhodou stříbrné elektrody stříbrozinkového akumulátoru, k jejíž výrobě se použije stříbro, zporézňovadlo a případně pojivo.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an active mass of a silver electrode of an electrochemical current source, preferably a silver electrode of a silver-zinc accumulator, the production of which uses silver, a porosity agent and optionally a binder.

Kapacita, ale i ostatní parametry elektrod elektrochemických zdrojů, závisí ve značné míře na porúzitě tělesa elektrody. Je známa řada způsobů, jak pordzitu elektrody regulovat, například volbou velikosti a tvaru částic výchozího materiálu nebo použitím látek, které při výrobě zaujímají prostor budoucích pórů elektrody, to je tzv. zporézňovadel, a které se před uvedením do činnosti nebo nejpozději v jeho průběhu odstraní.The capacity, as well as other electrode parameters of electrochemical sources, depends largely on the failure of the electrode body. There are a number of ways to regulate the electrode pordicity, for example by selecting the particle size and shape of the starting material or by using substances that occupy the space of the electrode's future pores, i.e., porosity agents, during manufacture. .

Stříbrná elektroda se vyrábí bud z kysličníků stříbra nebo z kovového práškového stříbra. Vychézí-li výrobní proces z kysličníku, vytvoří se buá pasta, která se nanese na kolektor a lisuje, často zá přítomnosti pojivá, pak se elektroda suěí, nebo se vychází ze suchých práškových kysličníků, z kterých se, opět často za přítomnosti pojivá, vylisuje těleso elektrody.The silver electrode is made either from silver oxides or from metal powder silver. If the production process comes out of the oxide, either a paste is formed which is applied to the collector and pressed, often with binder present, then the electrode is dried, or starting from dry powdered oxides from which, again often in the presence of binder, is pressed electrode body.

Pevný skelet elektrody se vytvoří až elektrochemickou redukcí a následnou oxidací, tzv. formováním. Při výrobě z práškového stříbra se vylisuje z kovového prášku těleso elektrody, případně též za přítomnosti pojivá, skelet elektrody se vytvoří následným slinováním. Jsou známé zpore'zňujicí přísady do výchozí aktivní hmoty, které se odstraní při slinování, například hydrogenuhličitan amonný nebo různé organické, teplem se rozkládající látky.The solid electrode skeleton is formed by electrochemical reduction and subsequent oxidation, so-called forming. In the manufacture of silver powder, the electrode body is pressed from the metal powder, optionally also in the presence of a binder, the electrode skeleton is formed by subsequent sintering. There are known precursors to the starting active material which are removed by sintering, for example ammonium bicarbonate or various organic heat-decomposing substances.

Nedostatkem zporézňovadel, které se užívají při výrobě stříbrné elektrody je to, že to jsou látky, které jsou z hlediska elektrochemického děje nefunkční, často i škodlivé a musí se tedy před uvedením do činnosti odstranit. Např. při použiti uhličitanu je nebezpečí zavlečení uhličitanových iontů do elektrolytu, při použití organických látek nedokonalé spálení a podobně.A disadvantage of the porous surfactants used in the production of the silver electrode is that they are substances which are inoperable from the viewpoint of the electrochemical process, often harmful and must therefore be removed before being activated. E.g. when carbonate is used, there is a risk of carbonate ions being introduced into the electrolyte, when organic substances are used, incomplete combustion and the like.

Elektrolytem známých elektrochemických zdrojů proudu se stříbrnou elektrodou, zvláště střlbrozinkových akumulátorů, je vhodný roztok hydroxidu draselného. Alkalický roztok je nasycen zinečnatanem, jehož rozpustnost v roztocích alkalických hydroxidů je značné. V elektrolytu pro stribrozinkové akumulátory o měrné hmotnosti 1,40 g.cm“^ se dosahuje až 1 molérních roztoků zinečnatanu. Nasycený roztok se vytvoří rozpuštěním částí materiálu zinkové elektrody, čehož nevýhodou je její úbytek.An electrolyte of known electrochemical power sources with a silver electrode, in particular silver-raisin accumulators, is a suitable potassium hydroxide solution. The alkaline solution is saturated with zinc, whose solubility in alkali hydroxide solutions is considerable. Up to 1 molar zincate solutions are achieved in the electrolyte for silver-zinc accumulators having a specific weight of 1.40 g.cm < -1 >. The saturated solution is formed by dissolving portions of the zinc electrode material, the disadvantage of which is its loss.

Cílem vynálezu je vytvoření takové zporézňující přísady do aktivní hmoty stříbrné elektrody, které nemá nevýhody známých přísad a rozpustí se v elektrolytu jako jeho běžné součást, přičemž se zmenšuje úbytek zinkové elektrody.It is an object of the present invention to provide a porous additive to the active mass of the silver electrode which does not have the disadvantages of known additives and dissolves in the electrolyte as a conventional component thereof, reducing the loss of zinc electrode.

Podstatou vynálezu je aktivní hmota stříbrné elektrody elektrochemického zdroje proudu, která před uvedením do činnosti obsahuje 50 až 99,9 % hmotnosti stříbra nebo jeho sloučenin, 0,1 až 50 % hmotnosti zinku nebo jeho sloučenin, působením alkalického elektrolytu převod!telných na zinečnetan.The present invention relates to an active mass of a silver electrode of an electrochemical current source which, prior to activation, contains 50 to 99.9% by weight of silver or its compounds, 0.1 to 50% by weight of zinc or its compounds by alkali electrolyte convertible to zinc.

Účelem vynálezu je použití takových zporézňujících látek, které se působením elektrolytu v něm rozpustí nebo elektrochemickým procesem převedou na látku, která je v něm běžně rozpuštěna, to je na zinečnatan. S výhodou je možno použít kysličník zinečnatý, je všek možno použít i jiných sloučenin zinku nebo práškový kovový zinek, který se při nabíjení převede na zinečnatan. Zporézňovadlo, například zmíněný kysličník zinečnatý, se smísí s výchozí surovinou, vyrobí se těleso elektrody, například lisováním, vytvoří se skelet elektrody slinováním nebo elektrochemickým formováním. Zporézňovadlo přejde do roztoku jako jeho běžná součást.The purpose of the invention is to use such porous substances which are dissolved by the action of an electrolyte or converted by an electrochemical process into a substance which is normally dissolved therein, that is to say zincate. Preferably, zinc oxide may be used, but other zinc compounds or powdered zinc metal may also be used which is converted to zincate upon charging. The cross-linking agent, for example said zinc oxide, is mixed with the feedstock, the electrode body is produced, for example by compression, forming an electrode skeleton by sintering or electrochemical forming. The poring agent passes into the solution as a conventional component.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že se použije látka, která působením elektrolytu přejde na jeho běžnou součást, na zinečnatan. Zároveň se rozpustí menší množství materiálu záporné elektrody než u známých provedení. Elektroda má větší poro'zitu a tím i kapacitu bez použití látek, které jsou základnímu složeni a dějům cizí, což je vyšším účinkem vynálezu.An advantage of the solution according to the invention is that a substance is used which, by the action of the electrolyte, converts to its common component, zincate. At the same time, less of the negative electrode material dissolves than in the known embodiments. The electrode has greater porosity and hence capacity without the use of substances which are foreign to the basic composition and processes, which is a higher effect of the invention.

PříkladExample

Elektroda stříbrozinkového akumulátoru se vyrobí ze směsi práěkového stříbra čistoty 99,9 % a sypné hmotnosti 1,20 g.cm”^ s přídavkem 7 % hmotnosti kysličníku zinečnatého 99,5 % a sypné hmotnosti 0,75 g.em , nežihaného. Ze směsi se vylisuje tlakem 18 MPa těleso elektrody a podrobí slinování při teplotě 625 °C po dobu 30 minut. Článek sestavený z elektrod podle tohoto příkladu vykazuje kapacitu 25 A.h při náplni 78 g Ag, zatímco článek vyrobený stejným způsobem Ujez přídavku kysličníku zinečnatého ZnO vykazuje kapacitu 25 A.h při náplni 84 g Ag, měřeno na 3.' cyklu vybíjením 0,2 do 1,1 V na článek.The silver-zinc accumulator electrode is made from a mixture of powdered silver of 99.9% purity and a bulk density of 1.20 g.cm < -1 > with the addition of 7% by weight of zinc oxide 99.5% and a bulk density of 0.75 g.em. The electrode body is pressed from the mixture at 18 MPa and sintered at 625 ° C for 30 minutes. The cell of the electrodes of this example has a capacity of 25 A.h at a charge of 78 g Ag, while a cell made in the same way Ujez of ZnO addition has a capacity of 25 A.h at a charge of 84 g Ag, measured at 3. cycle by discharging 0.2 to 1.1 V per cell.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

The silver electrode active substance of the silver-based electrochemical current source, the porosity agent and optionally up to 20% by weight of the binder, characterized in that it contains 50 to 99.9% by weight of silver or its compounds and 0.1 to 50% by weight of zinc prior to operation; of its compounds convertible by the action of an alkaline electrolyte on the zincate.