CS229790B1 - Plastem pojená záporná elektroda zapouzdřeného nikl-kadmiového akumulátoru knoflíkového tvaru a způsob její výroby - Google Patents

Description

(54) Plastem pojená záporná elektroda zapouzdřeného nikl-kadmiového akumulátoru knoflíkového tvaru a způsob její výroby

229 790

229 790

Vynález se týká plastem pojené záporné elektrody zapouzdřeného nikl-kadmiového akumulátoru knoflíkového tvaru a způsobu její výroby.

Dosavadní záporné elektrody pro zapouzdřené nikl-kadmiové akumulátory knoflíkového tvaru určené pro nízké a střední proudové zátěže se připravují buď jako lisované nebo jako spékáné, U lisovaných elektrod se nejprve zhotoví lisováním práškovité elektrochemicky aktivní hmoty předvýlisek diskového tvaru, který se ručně zabalí do jemné kovové tkaniny a poté se přelisuje, čímž se dosáhne spolehlivého elektrického kontaktu aktivní hmoty a sítového kolektoru, který současně elektrodu mechanicky zpevní, U spékaných elektrod je zapotřebí, v prvé fázi zhotovit metodami práškové metalurgie niklový porésní nosič, který se několikrát chemicky nebo elektrochemicky impregnuje aktivní složkou, tj. hydroxidem kadernnatým.

Oba uvedené postupy mají četné nedostatky, mezi nimiž lze u lisovaných elektrod uvést nízkou pevnost předvýlisku, značnou ' ' _{v v} , ^*^idu _v prašnost prostředí (t oxi cit a>fUdU a (Od), malou možnost auromatizace výroby elektrod a nutnost použit jemné kovové sítě, které jsou jak z hlediska cenového, tak z hlediska zpracovatelnosti nevýhodné. Během formace elektrod v přebytku elektrolytu dochází k částečnému vyplavování aktivní hmoty ze síťového obalu. Kromě toho mají elektrody po formaci čočkovitý tvar, který je nevýhodný». protože způsobuje nerovnoměrné rozdělení proudu po povrchu elektrody po jejím zabudování do zapouzdřeného systému a nerovnoměrné stlačení separátoru a nosiče elektrolytu, čímž se porušuje i rovnoměrnost rozložení elektrolytu v nosiči elektro2

229 790 lytu a tím’i přístup kyslíku k elektrodě při realizaci kyslíkového cyklu během přebíjení akumulátoru.

Hlavními nevýhodami přípravy špékaných elektrod jsou vysoké výrobní náklady spojené se zhotovením porésních niklových nosičů (vysoká cena práškového niklu, spékání ve vodíkové atmosféře) a časová náročnost impregnace porésních nosičů elektrochemicky aktivní substancí.

Některé z uvedených nedostatků řeší do určité míry plastem pojené elektrody připravené válcováním směsi aktivní hmoty, plastu, plastifikačního činidla a dalších aditiv za normální teploty na sítový kovový kolektor (čs. A.O. č. 210 109, 222 761

O/ 196 572). Tento způsob přípravy elektrod se osvědčuje u výroby nikl-kadmiových akumulátorů otevřeného typu pracujících s přebytkem elektrolytu nebo zapouzdřených nikl-kadmiových akumulátorů válcového nebo prismatickéhó tvaru

Zapouzdřené nikl-kadmiové akumulátory knoflíkového tvaru určené pro nízké a střední proudové zátěže mají zpravidla elektro dy diskového tvaru o tlouštce několika milimetrů. Plastem pojené záporné elektrody připravené válcovací technikou by nebyly vhodné pro jejich nedostatečnou mechanickou pevnost a pro nevhodné umístění proudového sběrače v tělese.elektrody, který je mimo jiné její nejaktivnější Částí pro rekorabinaci kyslíku.

Uvedené nedostatky odstraňuje plastem pojená záporná elektroda pro zapouzdřené nikl-kadmiové akumulátory knoflíkového tvaru,tvořená elektrodovou vrstvou, obsahující směs elektrochemicky aktivní hmoty a plastického pojidla, vyplňující proudový sběrač tvaru misky, jejíž podstata spočívá v tom, že dno proudového sběrače je opatřeno otvory -s převýšenými okraji, vystupujícími do elektrodové vrstvy a vytvořenými z materiálu dna, přičemž poměr plochy otvorů k ploše dna je v rozmezí od 12 do 2^.

Tuto elektrodu podle vynálezu lze-vyrobit tak, že do dna proudového sběrače se vytvoří s výhodou vyseknutím nebo proražením otvory s okraji převýšenými směrem do prostoru vymezeného dnem a pláštěm sběrače,- nacez se do proudového sběrače zalisuje praškovitá směs aktivní hmoty a plastického pojidla, přičemž horní okraj pláště sběrače se přihne do takto vzniklé elektrodové vrstvy.

229 790

S výhodou lze dále při výrobě elektrody podle vynálezu postupovat tak, že směs aktivní hmoty a plastického pojidla se ovlhčx plastifikačním činidlem, načež se z ní připraví vrstva, z niž se vykrajuji kotoučky, jež se po vysušení zalisují do proudového sběrače, popřípadě se směs aktivní hmoty a plastického pojidla ovlhčí plastifikačním činidlem, načež se z ní vytlačí tyč, z níž se odkrajují kotoučky, jež se po vysušení zalisují do proudového sběrače.

Výhody elektrody podle vynálezu jsou v tom, že během montáže zapouzdřeného systému a formace lze s elektrodami snadno manipulovat a že v důsledku perforace dna sběrače je zvětšena plocha styku elektrodové vrstvy s proudovým sběračem a je dosaženo snadné dostupnosti elektrody pro kyslík. Další výhodou je, že během formace nedochází k vyplavování aktivní hmoty do elektrolytu ani k tvorbě čočkovitého tvaru elektrody.

Elektrody podle vynálezu jsou výhodné i z hlediska ekonomického, nebot namísto sítěk používají jako sběračů proudu kovové výlisky, které lze snadno vyrobit a tuto výrobu automatizovat.

Předností způsobu výroby elektrody podle vynálezu je značné snížení prašnosti elektrochemiqky aktivní hmoty tvořené převážně vysoce toxickýmycύϋζ c ím z se zvyšuje úroveň hygieny pracovního prostředí,a dále tento způsob dává předpoklady k odstranění pracnosti výroby elektrod podle vynálezu a k její vysoké automatizaci, což se projeví v klesajících výrobních nákladech.

Elektroda podle vynálezu je znázorněna v nárysu na obh.l, zatímco obr.2 znázorňuje půdorys proudového sběrače.

Elektroda podle vynálezu znázorněná v nárysu na obr.l sestává z miskovitého proudového sběrače l·, jehož dno 2 je jemně perforováno otvory^ převýšenými okraji, jS£ jež svým převýšením zasahují do elektrodové vrstvy 4. Dno 2 sběrače přechází v plášty^roudového sběrače/g£ který je svým horním koncem přihnut do elektrodové vrstvy 4. Převýšené okraje otvorů 3 přitom nedosahují výšky pláště 5 a výška elektrodové vrstvy 4 je rovna výšce sběrače 1,

229 790

Na obr.2 je znázorněn půdorys proudového sběrače 1. ve tvaru misky, tvořeného dnem 2 a pláštěm 5* proudového sběrače 4 přičemž dno 2 je jemně perforováno otvory^ převýšenými okrajejichž převýšeni směřuje do prostoru mezi dnem 2a pláštěm £ proudového sběračejť.

Způsob výroby záporných elektrod podle vynálezu nejlépe vyplyne z praktických příkladů vynálezu, které však nikterak tento vynález neomezují.

Příklad 1

Byla zhotovena plastem pojená záporná elektroda zapouzdřeného nikl-kadmiového akumulátoru knoflíkového tvaru tak, že do dna proudového sběrače tvaru misky bylo proraženo 69 otvorů, přičemž materiál dna v místech otvorů byl vyhnut do prostoru mezi dnem a pláštěm sběrače, načež se do sběrače zalisovala směs 19,0 hmotnost,dílů práškovité aktivní hmoty a 1 hmotnost, dílu polytetrafluorethylenu a volný okraj pláště byl přihnut do elektrodové vrstvy, čímž vznikla elektroda znázorněná na obr.l. Příklad 2

Elektrodová směs složená z 19,4 hmot,dílů práškovité aktivní hmoty a 0,6 hmot.dílu polytetrafluorethylenu ovlhčená 20 hmot. díly ethanolu jakožto plastifikačním činidlem se vyválcuje do vrstvy o tlouštce zajištující vhodné dávkování aktivní hmoty v elektrodě. Z této vrstvy se dále vykrojí kotoučky o průměru odpovídajícím vnitřnímu průměru proudového sběrače a po vysušení se jeden z nich zalisuje do proudového sběrače předem připraveného stejným postupem jako v příkladu 1.

Příklad 3

Z elektrodové směsi stejného složeni jako v příkladě 1 navíc ovlhčené 15 hmot,díly etanolu se vytlačí tyč p průměru odpovídajícím vnitřnímu průměru proudového sběrače. Tyč se poté dělí na kotoučky o tlouštce zajištující vhodné dávkování aktivní hmoty v elektrodě. Po vysušení kotoučků se jeden z nich zalisuje do proudového sběrače předem připraveného stejným způsobem jako v příkladu 1,

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   229 790

   1. Plastem pojená záporná elektroda zapouzdřeného nikl-kadmiového akumulátoru knoflíkového tvaru tvořená elektrodovou vrstvou, obsahující směs elektrochemicky aktivní hmoty a plastického pojidla, vyplňující proudový sběrač tvaru misky, vyznačená tím, že dno (2) proudového sběrače (1) • je opatřeno otvory (3) s převýšenými okraji, vystupujícími do elektrodové vrstvy (4) a vytvořenými z materiálu dna (2), přičemž poměr plochy otvorů (3) i< ploše dna (2) je v rozmezí od 12 do
2. 2. Způsob výroby elektrody podle bodu 1, vyznačený tím, že do dna proudového sběrače se vytvoří s výhodou vyseknutím nebo proražením otvory s okraji převýšenými směrem do prosto ru vymezeného dnem a pláštěm sběrače, načež se do proudového sběrače zalisuje práškovitá směs aktivní hmoty a plastického pojidla, přičemž horní okraj pláště sběrače se přihne do takto vzniklé elektrodové vrstvy.
3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že směs aktivní hmoty a plastického pojidla se ovlhčí plastifikačním činidlem, načež se z ní připraví vrstva, z níž se vykrajují kotoučky, jež se po vysušeni zalisují do proudového sběrače.
4. 4. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že směs aktivní hmoty a plastického pojidla se ovlhčí plastifikačním činidlem, načež se z ní vytlačí tyč, z níž se odkrajují kotoučky, jež se po vysušení zalisují do proudového sběrače.