CS229729B1 - Kladná elektroda olověného akumulátoru - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zvýšení korozní odolnosti kladné elektrody olověného akumulátoru, její mechanickou odolnost, včetně zlepšení odlévatelnosti jejího kolektoru. Kolektor kladné elektrody je vyroben z antimonofosforového olova, s hmotnostním obsahem antimonu 0,5 až 9»0 %, fosforu 0,0001 až 0,05 %> arzenu 0,01 až 0,5 %, mědi 0,01 až 0,1 % a s maximálním obsahem nečistot 0,5 %. Dalšími legujícími prvky mohou být jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci telur s hmotnostním obsahem 0,01 až 0,1 %, selen s hmotnostním obsahem 0,01 až 0,1 % nebo síra s hmotnostním obsahem 0,001 až 0,05 %· Předmět vynálezu může být využít převážně při výrobě olověných, akumulátorů a v dalších oborech, používajících olověné .glitiny.

Description

Vynález se týká kladné elektrody, kterou tvoří kolektor a aktivní hmota, které svými vlastnostmi převážně určují funkční parametry akumulátorů.

Je obecně známé, že životnost olověného akumulátoru je limitována životností kladné elektrody, kde je jedním z rozhodujících faktorů korozníoc/dolnost jejího kolektoru, která je dána v podstatě vlastnostmi použité slitiny olova a způsobu jejího zpracování.

Podle dosavadního stavu techniky obecné požadavky na slitiny kolektoru, používané při automatizovaném spádovém lití, vyžadují minimální tvorbu strusky na roztaveném kovu, jak v klidu tak i při míchání na vzduchu, minimální ztrátu složek slitiny a dlouhodobý efekt dodávaných legujících příměsí, dobrou tekutost a zabíhavost pro zaplnění formy, minimální objemovou změnu při tuhnutí, minimální poresitu odlitků, minimální tendenci k tvorbě prasklin, dostatečnou pevnost a vodivost okamžitě po odlití, umožňující mechanické vyhození z formy a oddělení nálitků pro možnost transportu a následného nanášení aktivní hmoty a přijatelnou cenu i dostupnost legujících prvků.

Pro konečné vlastnosti odlitků kolektoru, závislých na výše zmíněných vlastnostech slitiny a parametrech jejího zpra- covánl, se vyžaduje pro funkci elektrody v akumulátoru vysoká pevnost a vodivost krátkodobě i dlouhodobě pro zajištěníoddolnosti proti tlakům působených změnami objemu aktivních hmot včetně nárazů a vibrací, vysoká tfcidolnost proti korozi, dobrá přilnavost a kontakt s aktivní hmotou a teplotní stabilita

229 729 v požadovaném rozmezí· V současné době jsou používány v pod·» statě dvě skupiny slitin a to s obsahem antimonu a slitiny bezantimonové. Vynález se týká prvé skupiny, tj. slitin olovoantimonových,, kde při výrobě kolektoru ze slitin s vysokou korozní Odolností na bázi olovo - antimon - arsen - měň, kombinovaných případně s dalšími antikorozními přísadami jako telur, selen a síra, je charakteristické zhoršeni vlastností důležitých pro proces spádového lití,t.j. tekutost a zabíhavost, což představuje snížení licího taktu a počáteční špatnou mechanickou pevnost a tendenci k praskání odlitků, znemožňující následné zpracování v dalších operacích a zhoršující spolehlivost funkce elektrody·

Výše uvedené nedostatky odstraňuje kladná elektroda podle vynálezu, tvořená kolektorem a aktivní hmotou. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kolektor je tvořen antimonofosfořovým olovem s hmotnostním obsahem antimonu 0,5 až 9 fy fosforu 0,0001 až 0,05 arsenu 0,01 až 0,5 %,mědi 0,01 až 0,1 s maximálním obsahem nečistot 0,5 %· Dalšími legujícími prvky jsou telur nebo selen s hmotnostním obsahem 0,01 až 0,1 % nebo síra s hmotnostním obsahem 0,001 až 0,05 >,|a to jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci·

Antimonofosfořové olovo je typické tím, že vnesením fosforu do roztavené slitiny dochází k vysoké účinné desoxidaci, t.j· ke sníženi zbytkových množství oxidů olova z taveniny, což ovlivňuje příznivě licí proces při spádovém lití kolektoru· Je známo, že nedostatečná slévatelnost a svařovatelnost je charakteristická např· pro dispérsně zpevněná olova s obsahem oxidu olova do 1 %, vyráběná atomizací tekutého olova· Přesto, že mechanická pevnost, elektrická vodivost a korozní otJdolnost jsou ve srovnání s konvenčními slitinami velmi dobré, výše uvedené nedostatky dodnes nepřipustily možnost jeho aplikace·

Odlitky kolektoru z antimonofosforovóho olova mají vyso* kou mechanickou pevnost a je odstraněna tendence k praskání odlitků, což umožňuje jejich bezpečné a plynulé zpracování v dalších výrobních operacích. Kladné elektrody s kolektory z antimonofosforového olova, které odstraňuje obecné nevýhody antikorozních slitin uvedené v předchozích statích, si zachovávají vysokou korozní íofdolnost. Aplikace fosforu přímo ve slitině kolektoru kladné elektrody přitom zachovává jeho příznivý vliv na vnitřní odpor akumulátoru, připisovaný zlepšení

229 729 kontaktu mezi kolektorem a aktivní hmotou. Tím je eliminován nepříznivý vliv fosforu na zápornou elektrodu v oblasti stár’ tovacích vybíjení za nízkých teplot, který byl zjištěn při aplikaci fosforu ve formě přídavku kyseliny fosforečné do elektrolytu formaěního nebo provozního, kde působí na elektrody obou polarit.

Příklady :

1. Kladná elektroda :

šířka 143 mm, výška 133 mm, tlouštka 2 mm hmotnost 227 g_fz toho kolektor 102 g (aktivní hmota neformovaná) kolektor ze slitiny olova o složení antimon 5,5 % arzen 0,2 % měS 0,05 % telur 0,05 % suma nečistot (stříbro, vizmut, cín, železo, zinek, nikl) méně než 0,5 % licí takt 7 až 8 odlitků za minutu mechanická pevnost, praskliny : u 30 % odlitků praskliny až přerušení rámu dosažená životnost v přebíjení : 900 až 1400 hodin v cyklování i 5 až 8 period

Vzhledem ke snížení licího taktu a vzniku prasklin je vyloučeno použití v sériové technologii pro neúnosné snížení produkce, nemožnost průběžného vyřazování defektních odlitků včetně defektů odlitků, vnikajících během dalšího zpracování.

2. Kladná elektroda :

Šířka 143 mm, výška 133 mm, tlouštka 2 mm , hmotnost 227 g^ z toho kolektor 102 g (aktivní hmota neformovaná) kolektor podle vynálezu ze slitiny olova o složení antimon 5,5 % arzen 0,2 % měň 0,05 % » telur 0,05 % fosfor 0,0005% suma nečistot (stříbro, vizmut, cín, železo, zinek, nikl) méně než 0,5 %

229 729 licí takt 10 až 11 odlitků za minutu mechanická pevnost, praskliny : bez defektů dosažená životnost v přebíjení : 900 až 1400 hodin v cyklování : 5 až 8 period

3· Kladná elektroda :

šířka 143 mm, výška 133 mm, tlouštka 2 mm hmotnost 227 g^ z toho kolektor 102 g (aktivní hmota nefor movaná) kolektor z konvenčních, slitin olova o složení antimon $,5 % arzen 0,005 % měď 0,025 % suma nečistot (stříbro, vizmut, cín, železo, zinek, nikl) méně než 0,5 # licí takt 10 až 11 odlitků za minutu mechanická pevnost, praskliny : bez defektů dosažená životnost v přebíjení í 4 00 až 600 hodin v cyklování : 3 až 4 periody

Claims (2)

1. Předmět^vynálezu

   229 729 * 1« Kladná elektroda olověného akumulátoru, zhotovená z aktivní hmoty a kolektoru, vyznačující se tím, že kolektor je tvořen antimonofosfořovým olovem s hmotnostním obsahem antimonu 0,5 až 9,0 fosforu 0,0001 až 0,05 arzenu 0,01 až 0,5 mědi 0,01 až 0,1 % a s maximálním obsahem nečistot 0,5
2. 2« Kladná elektroda olověného akumulátoru podle bodu 1, vyznačující se tím, že dalšími legujícími prvky jsou telur s hmotnostním obsahem 0,01 až 0,1 ý>, selen s hmotnostním ob sáhem 0,01 až 0,1 %, nebo sira s hmotnostním obsahem 0,001 až 0,05 a to jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci·