CS233764B1

CS233764B1 - Aktivní akumulátorová hmota a způsob její výroby

Info

Publication number: CS233764B1
Application number: CS333282A
Authority: CS
Inventors: Pavel F Balzanka; Miroslav Cenek; Bronislav Wilczek
Original assignee: Pavel F Balzanka; Miroslav Cenek; Bronislav Wilczek
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1982-05-07
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Vynález řeší problém možnosti úspory v aktivní hmotě olověné akumulátorové baterie při současném zlepšení jejích funkčních vlastností. Podstatou vynálezu je, že olověná aktivní akumulátorová hmota obsahuje 0,1 až 50 % hmotnosti aniontů slabé organické kyseliny, například kyseliny jantarové a/nebo Stavelové a/nebo vinná. Reakce mezi touto komponentou a přítomnými kysličníky olova se iniv ciuje přívodem vody a/nebo tepla. Vynálezu je možno s výhodou využít při výrobě olověných akumulátorových baterií, zejména baterií startovacího typu.

Description

Vynález se týká aktivní akumulátorové hmoty na bázi olova a jeho kysličníků, vhodné zejména k výrobě záporných elektrod startovacích olověných akumulátorových baterií, a způsobu její výroby.

Olověné ektivní akumulátorové hmoty' se v současné době vyrábějí většinou ze směsi olověného prachu a kysličníků olova o různém stupni oxidace. K některým hmotám se zejména k zajištění mechanického zpevnění elektrod přidává armovací inert tvořený střiží nebo fibrilkami nepříklad polypropylenu.

K dosažení dobrých vybíjecích schopností hlavně za nízkých teplot se do záporných hmot přimíchávají některé druhy expanderů, které sice s aktivní hmotou nereagují, ale vytvářejí kolem olověných částic obal propouštějící kyselinu sírovou, přiSemž vzájemný srůst částic zamezují, stabilizují pórovitost aktivní hmoty. Může se projevovat, i dispergační účinek těchto expanderů, což v konečném důsledku zlepšuje difúzi elektrolytu do pórů aktivní hmoty při práci elektrody.

Nevýhodou dosud používané zejména záporné olověné aktivní akumulátorové hmoty je její poměrně malé pracovní schopnost při nízkých teplotách, což nutí konstruktéra olověných akumulátorových baterií zabudovávat jé' v značném přebytku vůči teoreticky vypočítanému množství. '

K odstranění shora zmíněných nedostatků přispívá aktivní akumulátorová hmota na bázi olova a jeho kysličníků podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tato hmota obsahuje 0,1 až 50 % hmotnosti aniontů slabé organické kyseliny, například kyseliny jantarové a/nebo štavelové a/nebo vinné.

Kromě uvedených organických kyselin může aktivní akumulátorová hmota podle vynálezu obsahovat také expander například saze, síran barnatý, disodnou sůl kyseliny dinaftylmethandisulfonové a armovací inert například fibrylovaný propylen, popřípadě jiné přísady. Koncentrace expanderů se pohybují v rozmezí 0,01 - 3 % u aktivního uhlíku, 0,01 - 5 % síranu baňatého, 0,01 - , % u organického expanderů. Koncentrace armovacího inertu je 0,01 - 15

Předmětem vynálezu je rovněž způsob výroby aktivní akumulátorové hmoty reakcí kysličníků olova s komponentou obsahující ionty slabé organické kyseliny při udržování reakčních složek v pohybu, spočívající v tom, že reakce se iniciuje přívodem vody a/nebo tepla.

Vzájemný pohyb reakčních složek je možno zajistit například mícháním nebo setrváním složek ve fluidní vrstvě.

K iniciaci a průběhu reakce je možno s výhodou využít též vody, krystalicky vázané na některou z přítomných reakčních složek v kombinaci s. počátečním krátkodobým ohřevem.

Aktivní akumulátorové hmota a způsob její výroby podle vynálezu se projevuje zvýšenou pracovní schopností elektrod při nízkých teplotách, čehož je dosoženo zejména rozvinutím povrchu aktivní hmoty. Vzhledem k tomu, že interakcí suchých komponent aktivní hmoty s komponentou, obsahující enionty slabé organické kyseliny, dochází hned nebo po přidání vody k exothermní reakci modifikující aktivní hmotu při současném zvýšení její konečné pevnosti, vzniká možnost odstranění části přebytku aktivní hmoty vůči teoreticky vypočtenému množství při zachování funkčních vlastností baterie, zejména její životnosti. Hotová elektrodu při tom získá vlastnosti, blížící se vlastnostem sintrovanýeh elektrod.

Delší předností aktivní hmoty a způsobu její výroby podle vynálezu je lepší řiditelnost tepelného režimu v celém procesu výroby olověných akumulátorových elektrod v důsledku příznivějšího rozdělení uvolněného reakčního tepla.

Z hlediska využití akumulátorové baterie se jako další výhoda plynoucí z vynálezu projevuje podstatné zlepšení nabíjecí schopností této baterie při nízkých teplotách. Při laboratorních zkouškách se baterii s využitím hmoty podle vynálezu podařilo při teplotě -20 °C dodat náboj potřebný k nastartování vozidla za ,5 minut.

Příklady provedení

Přikladl

Olověné aktivní akumulátorová hmota o hmotnostním složení

100,00 kg olověného prachu mletého 0,40 kg síranu hornatého 0,20 kg aktivních sazí 0,10 kg Kortamolu MNO

30,00 kg kyseliny ř-tavelové

Příklad 2

Olověná aktivní akumulátorová hmota o hmotnostním složení

100,00 kg olověného prachu mletého 0,30 kg síranu barnatého 0,30 kg aktivních sazí 0,20 kg Kortamolu MNO 1,00 kg kyseliny vinné

0,50 kg fibrilované polypropylenové střiže

Příklad 3

Olověná aktivní akumulátorová hmota o hmotnostním složení

100,00 kg olověného prachu mletého

50, 00 kg amonné soli kyseliny jantarové 50,00 kg oxidu olovnatého

P ř í k 1 a d 4

Do homogenizátoru se vnese 100 kg olověného prachu mletého, 95 kg krystalické kyseliny Stavelové, složky se homogenizují po dobu 20 minut a poté se reakce zahájí přídavkem 2 litrů vody. Průběh exhotermní reskce je ukončen v okamžiku, kdy skončí vývoj páry v reakční soustavě. Požadované konsistence hmoty se docílí dalším mícháním do vzniku sypké, préčkovité formy.

Příklad 5

Do homogenizátoru se vnese 80 kg olověného prachu mletého, 20' kg oxidu olovnatého, kg kyseliny vinné, složky se homogenizují žs současného ohřívání až na teplotu směsi 50 °C, poté se reakce zahájí přídavkem 5 litrů vody. Dále se postupuje stejně jako v příkladu č. 4.

Příklad 6

Postupuje se stejně jako v příkladu č. 4. Po docílení sypké práškovité formy při konečném míchání se do systému vnese 0,20 kg síranu barnatého, 0,10 kg aktivních sazí a 0,10 kg disodné soli kyseliny dinaftylmethandisulfonové. Po přidání uvedených komponent se v míchání pokračuje dalších 15 minut.

Pod pojmem olověný prach mletý, použitým v případech provedení, ee rozumí šupinkovíté částice, tvořená kovovým olověným jádrem a obalem z kysličníků olova*

Při důkladném laboratorním a poloprovozním ověření vynálezu bylo při nejvhodnějělm použití složení olověná aktivní akumulátorové hmoty ve vzorkových akumulátorových článcích dosaženo statistického průměru trvání rýchlovybíjecí zkoušky podle podmínek ČSN 36 43,0 při -18 °C 6,935 minut a při +20 °C ,5,43 minut. Zkoušená vzorky bylo možno po ukončení rychlovybíjecí zkoušky dobít na požadovanou kapacitu při -25 °C ve vymrazovecía boxu za ,5 minut při proudové huetotě 200 až 400 A/m² kladné elektrody.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Aktivní akumulátorová hmotě ne bázi olova a jeho kysličníků, vyznačující se tím, že obsahuje 0,1 až 50 % hmotnosti aniontů slabé organické kyseliny, například kyseliny jantarové a/nebo ětavelové a/nebo vinné.
2. Aktivní akumulátorová hmota podle bodu ,, vyznačující ae tím, že obsahuje expander, například saze v množství 0,0, až 1 96, síran barnatý v množství 0,0, až 5 % ,nebo diaodnou sůl kyseliny dinaftylmethadisulfonové v množství 0,01 až , 96.
3. Aktivní akumulátorová hmota podle bodů 1 nebo 2, vyznačující ae tím, že obsahuje armovací inert v množství 0,0, až ,5 96, nepříklad fibrilovaný polypropylen.
4. Způsob výroby aktivní akumulátorová hmoty podle bodů , až 3 reakcí kysličníků olove 8 komponentou, obsahující lonty slabá organická kyseliny při udržování reakčnícb složek v pohybu vyznačující se tím, že reakce se iniciuje přívodem vody e/nebo tepla. ¹