PL109980B1 - Method of manufacturing elastic cadmium electrodes for tightly closed storage battery - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia elastycznych elektrod kadmowych do akumu¬ latorów szczelnie zamknietych, zwlaszcza do aku¬ mulatorów rurkowych.Znane sa sposoby wytwarzania elastycznych elektrod ujemnych przez nasycanie solami kadmu porowatej, elastycznej tasmy ze spieku niklowego, wytracanie wodorotlenku kadmu w porach nos¬ nika za pomoca lugu, a nastepnie plukanie w wodzie destylowanej i suszenie. Proces nasycania, wytracania, plukania i suszenia powtarza sie kil¬ kakrotnie.Wedlug innych znanych sposobów mase czynna wraz z dodatkami, wprasowuje sie lub nawaloowu- je na siatke lub blache niklowa stanowiaca nos¬ nik elektrody. W znanym z polskiego opisu paten¬ towego nr 47 863 sposobie wytwarzania elektrod, mase czyirma wpraisowuje sie lub napastowuje w pory nosnika z tworzywa sztucznego otrzymanego z polimeryzacji, zwiazków winylowych.Znany jest równiez z opisu patentowego RFN nr 1187698 sposób wytwarzania elektrod pole¬ gajacy na zmieszaniu elektrochemicznie czynnego materialu elektrody z dwoma rodzajami zywic termoplastycznych, z których jedna jest rozpusz¬ czalna w rozpuszczalniku a druga nie. Po uformo¬ waniu tych elektrod umieszcza sie je w rozpusz¬ czalniku usuwajac w ten sposób z elektrod roz¬ puszczalna zywice, dzieki czemu otrzymuje sie porowata strukture elektrody. Zagadnienie wy- 10 15 20 25 30 twarzania elastycznych elektrod o duzej porowa¬ tosci, a w zwiazku z tym o pojemnosci elektro¬ chemicznej nie zostalo dotychczas rozwiazane w sposób zadowalajacy. Wprawdzie przez spiekanie i nasycanie porowatych plyt z proszku niklu otrzymuje sie elastyczne porowate elektrody, lecz proces ten jest bardzo pracochlonny i kosztowny ze wzgledu na szereg operacji jednostkowych ta¬ kich jak przygotowanie pasty do wykonania spie¬ kanego nosnika, spiekanie nosnika, kilkakrotne nasycanie nosnika solami kadmu i wytracanie wodorotlenku kadmu oraz kilkakrotne plukanie i suszenie elektrod.Natomiast w przypadku elektrod otrzymywanych metoda prasowania mas czynnych z poroforami i innymi dodatkami nie udalo sie dotychczas do¬ brac rodzaju i ilosci skladników, zeby otrzymac elastyczne cienkie elektrody o duzej porowatosci.Przy otrzymywaniiu elektrod o duzej porowatosci dzieki duzej srednicy porów uzyskuje sie mniej¬ sza wytrzymalosc mechaniczna. Powoduje to po¬ wstawanie duzej ilosci braków w toku produkcji, a równiez odpornosc mechaniczna ogniwa zmon¬ towanego z takich elektrod jest czesto niezadowa¬ lajaca w warunkach wstrzasów i udarów. Zwie¬ kszenie wytrzymalosci mechanicznej elektrody otrzymywanej metcda prasowania odbywa sie przewaznie ' kosztem zmniejszenia porowatosci i pojemnosci elektrochemicznej. Zastosowanie wy- mywalnego srodka porotwórczego w postaci roz- 109 9803 109 980 4 puszczalnych polimerów jest uciazliwe w pro¬ dukcji i nde zapewnia równomiernego rozkladu porów ani elastycznosci elektrody.Celeim wynalazku bylo opracowanie sposobu wy¬ twarzania elektrody ujemnej o duzej porowatosci i pojemnosci elektrochemicznej w oparciu o te¬ chnologie prasowania odpowiednio dobranych ma¬ terialów elektrochemicznie czynnych, srodków wiazacych i porotwórczych. Wlasnosci elektroche¬ miczne i mechaniczne elektrod prasowanych uzaleznione sa przede wszystkim od wielkosci i równomiernosci rozkladu porów w elektrodzie, przy czym wielkosc porów powinna oscylowac w granicach old 0,5—3 firn. Za pomoca ogólnie zna¬ nych poroforów i srodków wiazacych nie otrzy¬ muje sie równomiernego rozkladu porów i poza¬ danej porowatosci oraz elastycznosci elektrody.Podczas prowadzonych badan nieoczekiwanie stwierdzono, ze dobre wyniki daje zastosowanie mrówczanu amonu jako poroforu w polaczeniu z polietylenem w postaci proszku o wielkosci ziarna okolo 0,1 mm jako srodkiem wiazacym uzytym w obecnosci alkoholu poliwinylowego.Wedlug wynalazku do tlenku kadmu jako mate¬ rialu elektrochemicznie czynnego dodaje sie 13% wodnego roztworu alkoholu poliwinylowego o stezeniu 3%, 4% proszku polietylenu o uziarnie- niu 0,1 mm i 5—15% mrówczanu amonu. Po spra¬ sowaniu, elektrode ogrzewa sie przez 15 minut w temperaturze 140°C podnoszac temperature do tej wysokosci z predkoscia 7°C na minute; za¬ pewniajac w ten sposób równomierny rozklad porów. Nastepnie elektrode formuje sie przez 5 godzin pradem stalym o gestosci 10 mA/am1, plu¬ cze, walcuje na mokro i suszy. Zastosowany we¬ dlug wynalazku porofor jest hygroskopijny i zwil¬ za czasteczki tlenku kadmu, dzieki czemu po je¬ go rozlozeniu powstaje subtelna i równomierna struktura porów. Natomiast ziarna uzytego we¬ dlug wynalazku polietylenu sa hydrofobowe i dzie¬ ki temu nie sa izolowane i moze nastapic proces zlepienia i spieczenia czastek mieszaniny. Otrzy¬ mana wedlug wynalazku mieszanina materialu elektrochemicznie czynnego, srodka wiazacego i poroforu charakteryzuje sie dobra sypkoscia umozliwiajaca równomierne rozprowadzenie pro¬ szku w formie. 10 15 25 30 35 40 45 Sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sde ela¬ styczne, prasowane elektrody o duzej. i równo¬ miernej porowatosci zapewniajacej dobre charak¬ terystyki 'elektryczne przy wyladowaniu duzymi pradami. Nastepna zaleta tych elektrod jest nie¬ wielkie gazowanie w czasie ladowania, co umo¬ zliwia zastosowanie dch do szczelnie zairifcnietych akumulatorów niklowo-kadmowych. ;,-.' Przyklad. Do 4,5 g tlenku kadmu dodaje sie stale mieszajac w temperaturze pokojowej 0,8 cm8 3% wodnego roztworu alkoholu poliwinylowego oraz 0,25 g proszku j. polietylenu o uziarnieniu 0,1 mm. Po dokladnym wymieszaniu, skladników przez jedna godzine dodaje sie ; 0,420 g mrów¬ czanu amonu. Calosc miesza sie przez ójajsze 15 minut. Otrzymana mieszanine wsypuje sie do for¬ my i rozprowadza równomiernie, a nastepnie kla¬ dzie na wierzch siatke niklowa ó gestosci oczek 200/cm*. Mieszanine prasuje sie, w fonmie pod cisnieniem 3,6 at. do grubosci 0,6 mm. Otrzymana wypraske wygrzewa sie w suszarce w temperatu¬ rze 140°C przez 15 minut podnoszac temperature do tej wysokosci z predkoscia 7°C na minute.Nastepnie wygrzana elektrode formuje sie przez 5 godzin w wodnym roztworze lugu potasowego o gestosci 1,21 g/cm1 pradem stalym o gestosci 10 mA/on2.. Uformowana elektrode plucze sie w wodzie destylowanej i poddaje procesowi wal¬ cowania przy szczelinie miedzy walcami 0,5 mm, a nastepnie suszy w temperaturze 40°C.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania elastycznych elektrod ka¬ dmowych do akumulatorów szczelnie zamknietych zwlaszcza do akumulatorów rurkowych, polega¬ jacy na sprasowaniu z siatka niklowa masy czyn¬ nej zmieszanej ze sproszkowanym polietylenem, alkoholem poliwinylowym i poroforem, znamienny tym, ze jako porofor stosuje sie mrówczan amonu w ilosci 5—15% korzystnie 7% przy wielkosci ziaren polietylenu okolo 0,1 mm, po czym po sprasowaniu mieszaniny otrzymana elektrode wy¬ grzewa sie przez 15 minut w temperaturze 140°C podnoszac temperature do tej wysokosci z pred¬ koscia 7°C na minute.PZGraf. Koszalin D-3243 115 egz. A-4 Cena 45 ii PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania elastycznych elektrod ka¬ dmowych do akumulatorów szczelnie zamknietych zwlaszcza do akumulatorów rurkowych, polega¬ jacy na sprasowaniu z siatka niklowa masy czyn¬ nej zmieszanej ze sproszkowanym polietylenem, alkoholem poliwinylowym i poroforem, znamienny tym, ze jako porofor stosuje sie mrówczan amonu w ilosci 5—15% korzystnie 7% przy wielkosci ziaren polietylenu okolo 0,1 mm, po czym po sprasowaniu mieszaniny otrzymana elektrode wy¬ grzewa sie przez 15 minut w temperaturze 140°C podnoszac temperature do tej wysokosci z pred¬ koscia 7°C na minute. PZGraf. Koszalin D-3243 115 egz. A-4 Cena 45 ii PL