PL37653B1 - - Google Patents

Description

W celu podniesienia wydajnosci akumulatora nalezy przede wszystkim podniesc aktywnosc masy elektrodowej. W alkalicznych akumulatorach nik* lowo-kadmowych, lub zelazo-niklowych pojemnosc elektrod dodatnich, przeliczona na jednostke ciev zarowa lub objetosciowa, jest mniejsza, niz elek¬ trod ujemnych, tak iz o pojemnosci akumulatora decyduje pojemnosc anody. Aktywowanie elektrod ujemnych wplywa jednak równiez na podniesie¬ nie wydajnosci akumulatora i umozliwia uzycie mniejszej ilosci materialu, przez co osiaga sie oszczednosc i potanienie koncowego produktu.Jak wiadomo, wodorotlenek niklu, stosowany zazwyczaj do wytwarzania dodatniej masy aktyw¬ nej, jest zlym przewodnikiem pradu tak, iz juz od poczatku rozwoju tego rodzaju akumulatorów alkalicznych do masy tej dodawano domieszki, które mialy na celu te niedogodnosc usunac, przy czym przede wszystkim dodawane byly klaczki grafitowe, niklowe lub kobaltowe, które mialy umozliwic lepsze wykorzystanie masy przy lado¬ waniu i wyladowywaniu akumulatora.W celu dalszego zwiekszenia skutecznosci tego zabiegu, proponowano równiez wodorotlenek niklu szlamowac w koloidalnym roztworze substancji dobrze przewodzacej, np. grafitu, niklu lub kobaltu i w ten sposób wywolac sklaczkowanie koloidu.Dzialanie polega tu jednak, podobnie jak i przy mieszaniu mechanicznym, glównie na polepszaniu przewodnosci masy aktywnej, czyli na obnizaniu oporu wewnetrznego anody.Stosowano równiez zwiazki tlenowe niklu i ko¬ baltu, jako aktywny material wyjsciowy na anody akumulatorów alkalicznych, nalezalo jednak przy tym dodawac oprócz tego katalitycznie dzialajace zwiazki jednego lub wiecej metali takich jak cyr¬ kon, tor, cer itp., aby osiagnac zadane podwyzsze¬ nie wydajnosci akumulatora. Sposób ten wiazal sie ze znacznymi trudnosciomi i byl drozszy, przy czym zamierzonego dzialania nie osiagnieto w pel¬ ni, jak tego dowodzi brak praktycznych wyników.Znane sa ponadto porowate plyty spiekane jako nosniki aktywnego materialu elektrodowego, na¬ sycone roztworami soli metali, tworzacych wlasci-wa mase aktywna, przy czym nastepnie w porach , tych wytwarzaja sie odpowiednie tlenki lub wodo¬ rotlenki przez wytracanie substancjami zasadowy¬ mi. Jesli przy tym chodzi, traktujac jsprawe z punktu widzenia masy aktywnej, ' równiez o zwiazki niklu i kobaltu, wystepujace ostatecz¬ nie dzieki wspólnemu straceniu jako*masa wodo¬ rotlenkowa, to mase te otrzymuje sie w stanie czystym lub w postaci mieszaniny w zaleznosci od uzytego stopu; sposób ten jest zalezny od ro¬ dzaju plyt spiekanych, przy: czym ulatwia on przede wszystkim wprowadzanie masy aktywnej do ciala porowatego i zapewnia scisle polaczenie nosnika z masa. , We wszystkich tych przypadkach mozna stwier¬ dzic stosowanie srodków, majacych na celu zwiekszenie pojemnosci akumulatorów alkalicz¬ nych, zwlaszcza pojemnosci elektrod dodatnich, przy czym obok wlasciwego materialu anodowego, a mianowicie wodorotlenku niklu, pewna role od¬ grywaja zwiazki kobaltu; powyzsze nie dotyczy jednak istotnego dzialania kobaltu w polaczeniu z wlasciwym aktywnym materialem anodowym, a wprowadzanie stale jednego lub innego mate¬ rialu, z wyjatkiem dodatku wspomnianych klacz¬ ków, jako wypróbowanego materialu przewodza¬ cego, nie wykazuje odpowiedniego dzialania ta¬ kiego dodatku metalowego. W zwiazku z tym na¬ lezy jednak podkreslic, iz kobalt stale towarzyszy niklowi i jest z nim zmieszany w malych ilosciach, posiadajacych postac zanieczyszczen, co czyni zrozumialym laczenie obu tych metali i ich wza¬ jemne zastepowanie.Znane jest równiez dodawanie do elektrod ujem¬ nych srodków aktywujacych, które maja zapobie¬ gac spiekaniu sie masy elektrodowej, a tym sa¬ mym zmniejszaniu wydajnosci akumulatora. W tym celu dodawano dotychczas do masy kadmowej glównie zelazo sproszkowane, tlenek zelaza, grafit lub inne podobne srodki, co jednak nie moglo doprowadzic do wyniku calkowicie zadowalajace¬ go, gdyz czasteczki tych substancji sa w porów¬ naniu z czasteczkami kadmu, podlegajacymi akty¬ wowaniu, stosunkowo duze, na skutek czego nie sa w stanie otoczyc ze wszystkich stron tych ostatnich i przyczynic sie tym samym do zwiek¬ szenia spoistosci masy aktywnej.Proponowano równiez dodawanie do masy ak¬ tywnej zelaza, niklu, miedzi lub rteci w postaci nierozpuszczalnych lub trudno rozpuszczalnych soli, przy czym jako material aktywny stosowano trudno rozpuszczalna sól kadmowa, otrzymywana z roztworu zwiazku kompleksowego kadmu i amo¬ niaku, która dopiero podczas formowania akumu¬ latora przechodzi w kadm gabczasty. Wymienione dodatki zostaja przy tym stracone razem z trudno rozpuszczalnymi solami kadmu. Pomijajac juz, ze tego rodzaju sposób otrzymywania kadmu gab¬ czastego jest znacznie trudniejszy, niz sposób we¬ dlug wynalazku, dodatek soli metali ma tu wlasnie na celu przeciwdzialanie spiekaniu sie uzytego jako material wyjsciowy weglanu kadmu, wyka¬ zujacego znaczna sklonnosc do spiekania. W ten sposób mozna wprawdzie otrzymac jako produkt koncowy material stosunkowo aktywny, jednak efekt ten nie wystepuje tak wyraznie jak w spo¬ sobie wedlug wynalazku, gdzie zapobiega sie cal- ¦ ko wicie spiekaniu masy elektrodowej podczas uzytkowania akumulatora tj. po wielu ladowaniach i wyladowaniach.Podobnie przedstawia sie sprawa przy innym znanym sposobie tego rodzaju, w mysl którego material elektrodowy otrzymuje sie z kadmu na drodze elektrolitycznej. Niedogodnosci, zwiazane z tym sposobem, mialy byc usuniete w ten spo¬ sób, ze kadm wytracono z jego kompleksowego roztworu soli amoniakalnej, a do elektrolitów do¬ dawano kompleksowe sole amoniakalne niklowe, miedziowe itp. Pomijajac okolicznosc, ze sposób ten jest klopotliwy, nie osiagnieto zamierzonego efektu, a mianowicie utrzymania na stalym poziomie poczatkowej pojemnosci akumulatora po dluzszym okresie jego uzytkowania, co przeciw¬ nie uzyskuje sie w mysl wynalazku.Przedmiot wynalazku opiera sie na stwierdze¬ niu, ze odpowiedni dodatek zwiazku kobaltowego (w niewielkiej ilosci procentowej), zamiast czy¬ stego kobaltu metalicznego, do masy wodoro¬ tlenku niklu i (lub) dodatek soli metalu, zwlasz¬ cza soli metalu ciezkiego do mialko rozdrob¬ nionej masy kadmowej, otrzymanej przez chemicz¬ ne stracenie, zwieksza znacznie wydajnosc masy elektrodowej lub gotowej elektrody i przedluza jej trwalosc.Najbardziej odpowiednim zwiazkiem kobaltu, dodawanym do dodatniej masy elektrodowej, jest wodorotlenek kobaltu, a jeszcze korzystniej sól kobaltowa, np. siarczan kobaltu lub chlorek ko¬ baltu, a jako sól metalowa, dodawana do elektrody ujemnej — siarczan niklu.Dodawanie metalu dodatkowego mozna przy tym przeprowadzac w najrozmaitszy sposób i w roz¬ maitych stadiach procesu wytwarzania masy ak¬ tywnej lub gotowych elektrod. I tak dodawanie to moze nastepowac bezposrednio po straceniu wodorotlenku niklu lub kadmu gabczastego, :noz- na jednak powyzsze skladniki dodawac równiez — 2 —do wysuszonej i ponownie zwilzonej masy lub do zawiesiny wodorotlenku niklu lub kadmu.Najskuteczniejsze i najbardziej celowe pod wzgledem gospodarczym jest jednak dodawanie w mysl wynalazku zwiazku kobaltowego lub soli metalu do gotowej masy aktywnej, czyli w ostat¬ niej fazie procesu mieszania, a jeszcze korzystniej do gotowej elektrody, która zostaje wówczas przed uformowaniem zanurzona w roztworze lub w za¬ wiesinie zwiazku kobaltu badz siarczanu niklu lub spryskana badz nawilzona taka ciecza.Opisany powyzej sposób dodawania substancji aktywujacej do gotowych elektrod nadaje sie rów¬ niez do regenerowania zuzytych elektrod na sku¬ tek czego moze byc ponownie przywracana wydaj¬ nosc znamionowa starych baterii akumulatoro¬ wych.Masy elektrodowe, obrobione sposobem wedlug wynalazku, wykazuja obok wspomnianego juz po¬ wyzej zwiekszenia pojemnosci te korzysc, iz za¬ chowuja one nawet przy wyladowaniach pradem o duzym natezeniu pojemnosc wyjsciowa i sa niemal zupelnie niewrazliwe na ladowanie w kie¬ runku odwrotnym i zbyt daleko posuniete wyla¬ dowywanie. Ponadto wydajnosc akumulatora nie cierpi z powodu karbonizacji lugu potasowego, która na skutek pochlaniania dwutlenku wegla z powietrza postepuje samo przez sie bardzo szyb¬ ko, co ulatwia wydatnie konserwacje akumula¬ tora.Sposób, wedlug wynalazku mozna stosowac do elektrod dodatnich, utworzonych z dowolnych do¬ datnich mas aktywnych, a wiec i mas, zawieraja¬ cych grafit. Równiez elektrody ujemne moga byc utworzone z masy, skladajacej sie z czystego kadmu lub z kadmu z dodatkiem zelaza sproszko¬ wanego, grafitu, klaczków niklowych itp. Ilosc dodawanego materialu jest nieznaczna i powinna stanowic w przypadku zwiazku kobaltowego co najwyzej 1,5% calosci. Rodzaj elektrod nie od¬ grywa zadnej roli przy stosowaniu sposobu we¬ dlug wynalazku. Nadaje sie on do elektrod w po¬ staci tasm zlozonych, rurek, pochewek itp. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób aktywowania elektrod akumulatora al¬ kalicznego znamienny tym, ze do dodatniej ma¬ sy elektrodowej dodaje sie zwiazku kobaltu takiego jak wodorotlenek kobaltu lub sól ko¬ baltowa a/lub do ujemnej, masy elektrodowej soli metalu takiej jak siarczan niklu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodawanie przeprowadza sie podczas procesu wytwarzania masy aktywnej, a mianowicie bezposrednio po jej straceniu lub po wysusze¬ niu, badz tez po ponownym nawilzeniu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatki dodaje sie do gotowej masy aktywnej lub do gotowej elektrody.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze do¬ datki dodaje sie do gotowej elektrody przed jej uformowaniem przez zanurzenie jej w roz¬ tworze lub zawiesinie, zawierajacej kobalt, lub tez w roztworze odpowiedniej soli metalu, badz przez spryskanie lub nawilzenie jej tego ro¬ dzaju ciecza.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 4 w zastosowaniu do regeneracji zuzytych elektrod, znamienny tym, ze jako dodatek stosuje sie zwiazek kobaltu lub odpowiednia sól metalu.
6. 6. Sposób aktywowania ujemnych elektrod aku¬ mulatora alkalicznego wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze mase elektrodowa tworzy sie z'mialko rozdrobnionego proszku kadmowego, otrzymanego przez stracenie chemiczne z do¬ datkiem lub bez dodatku sproszkowanego ze¬ laza lub innej podobnej substancji. VEB Grubenlampenwerke WB-IKA Z w i c k a u Zastepca: Kolegium Rzeczników Patentowych PL