PL42484B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 28 listopada 1959 r.HOAmlIK ''•¦•'TSKAI 17 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 42484 KL 21 b, 17 Poznanskie Zaklady Elektrotechniczne*) Przedsiebiorstwo Panstiroiue Poznan, Polska Sposób wytwarzania plyl ujamnych do akumulatorów olowianych Patent trwa od dnia 26 stycznia 1959 r.Wynalazek dotyczy nowego rodzaju masy czynnej, uzywanej do wyrobu plyt ujemnych w akumulatorach olowianych.Szczególnym celem wynalazku jest zastoso¬ wanie do akumulatorów cienszych plyt ujem¬ nych od dotychczas stosowanych w wyniku po¬ waznego podniesienia pojemnosci elektrycznej masy czynnej ujemnej, a wiec poprawienia jej wydajnosci energetycznej.Najbardziej wazna praktycznie wielkoscia charakterystyczna akumulatora jest jego po¬ jemnosc, która okresla ilosc elektrycznosci, wy¬ razona w amperogodzinach, jaka mozna otrzy¬ mac z akumulatora przy jego wyladowaniu do jakiegos okreslonego napiecia koncowego. Na¬ piecie koncowe, do którego prowadzi sie wyla¬ dowanie akumulatora olowianego jest zalezne *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa inz. Tadeusz Kempin¬ ski, mgr Bogdan Jaworski i Stanislaw Kola¬ czynski. od trybu wyladowania i znajduje sie w grani¬ cach od 1,8 do 1,4 wolta na ogniwo.W procesie wyladowania akumulatora olów metaliczny na plycie ujemnej zostaje utlenio¬ ny na siarczan olowiu wedlug nastepujacych równan: Pb -^ Pb++ — 2(—) Pb++ — S04— - PbS04 Przeksztalcenie w siarczan olowiu jednego gra- moatomu olowiu metalicznego (ciezar atomo¬ wy — 207,22) odpowiada przeplywowi 96500 ku- lombów elektrycznosci, co równa sie 26;8 ampe- rogodzinom. Zatem dla otrzymania jednej ampe- rogodziny potrzeba teoretycznie 3,865 g olowiu metalicznego. Jednakze nigdy nie udaje sie otrzymac pojemnosci równej pojemnosci teore¬ tycznej. Tlumaczy sie to rozmaitymi przyczyna¬ mi. Sposród nich, jedna z glównych jest zja¬ wisko powstawania wewnatrz plyty siarczanu olowiu podczas procesu wyladowywania aku¬ mulatora. Siarczan olowiu jest bardzo zlym przewodnikiem pradu elektrycznego. Tworzenie1 R r sie zatem siarczanu olowiu powoduje zmniej¬ szenie przewodnosci elektrycznej masy czynnej w czasie wyladowania, prowadzace z kolei do wzrostu oporu wewnetrznego ogniwa.Siarczan olowiu tworzacy sie w miejscu, w którym stykaja sie ze soba szkielet przewo¬ dzacy (np. kratka olowiana plyty) i masa czyn¬ na w plytkach pastowatych, powoduje bardzo znaczne zwiekszenie opornosci danego kontaktu.Napiecie ogniwa, które okresla wzór: E = E0 — i (R + r) gdzie: E — napiecie na zaciskach ogniwa E0 — SEM ogniwa — natezenie pradu wyladowania — opór wewnetrzny ogniwa — opór zewnetrzny obniza sie w czasie wyladowania akumulatora na skutek wzrostu oporu wewnetrznego ogniwa w wyniku tworzenia sie w masie czynnej siar¬ czanu olowiu.Oczywiscie, ze wzrost oporu wewnetrznego akumulatora w trakcie wyladowania nie moze byc tlumaczony wylacznie tylko zmniejszeniem przewodnosci masy czynnej. Nie mniej jednak czynnik ten posiada duze znaczenie.Glównym celem wynalazku jest sposób po¬ lepszenia dzialania czynnej masy ujemnej przez wprowadzenie do niej dodatkowego skladnika, nie bioracego udzialu w reakcjach elektroche¬ micznych, zachodzacych w plytach, oraz odpor¬ nego na dzialanie elektrolitu, a podwyzszajace¬ go przewodnictwo masy ujemnej w momencie, gdy zaczyna ono zmniejszac sie na skutek powstawania w niej siarczanu olowiu.Jak stwierdzono masy czynne, zawierajace skladnik wedlug wynalazku, odznaczaja sie wieksza wydajnoscia energetyczna. Dzieki temu mozna zastosowac w akumulatorach ciensze plyty ujemne, w których ilosc masy czynnej jest mniejsza o 20—30°/o niz w dotychczas uzy¬ wanych plytach ujemnych, zachowujac te same wielkosci charakterystyczne akumulatora, jak pojemnosc w wyladowaniach dziesieciogodzin- nych oraz raptownych przy normalnych i nis¬ kich temperaturach.Stwierdzono wedlug wynalazku, ze skladni¬ kiem najlepiej odpowiadajacym tym wymaga¬ niom sluzacym do poprawienia wlasciwosci plyt ujemnych jest grafit o odpowiednim rozdrobnie¬ niu. Drobne krysztalki grafitu, bedacego stosun¬ kowo dobrym przewodnikiem elektrycznosci, równomiernie rozlozone w calej masie plyt, po¬ lepszaja jak sie okazuje jej przewodnosc elek¬ tryczna w czasie procesu wyladowania akumu¬ latora nie ulegajac przy tym zadnym przemia¬ nom chemicznym.Z mas czynnych przygotowanych sposobem wedlug wynalazku wyprodukowano plyty ujem¬ ne o 17°/o oraz o 25 wanych. Ilosc masy czynnej byla w nich odpo¬ wiednio mniejsza. Wykonane z tych plyt aku¬ mulatory poddano badaniom elektrycznym, któ¬ rych wyniki podaje tablica 1. Wynika z niej, ze w efekcie zastosowania w akumulatorze cienszych plyt ujemnych wypelnionych masa czynna wedlug wynalazku zdecydowanie po¬ lepszyly sie ich wlasciwosci elektryczne. Jedna z przyczyn tej poprawy jest stworzenie korzyst¬ niejszych warunków pracy, albowiem dzieki uzyciu cienszych plyt ujemnych zwiekszyly sie odleglosci miedzyplytowe, zabudowa ogniwa nie jest tak ciasna jak dotychczas, a wolne prze¬ strzenie wypelnia wieksza ilosc elektrolitu.Tablica 1 ^^-^^^ Rodzaj akumulatora Rodzaj próby ^^—^^ Pojemnosc dziesieciogodz. na wy¬ ladowaniu nr 6 Czas wyladowania raptownego na wyladowaniu nr 5 przy temp. 25°C Czas wyladowania raptownego na wyladowaniu nr 5 przy temp. —18°C Trwalosc akumul. w ilosci wyko¬ nanych wyladowan Trwalosc w */o trwalosci wymaga¬ nej warunkami technicznymi Uzyskany ladunek elektryczny (Qio — pojemnosc dziesieciogodz.) Akumulator z plytami ujemnymi wypelnionymi masa czynna przygotowana wedlug wynalazku a) cienszymi b) cienszymi o 17V# o 25°/o . 97,2 Ah 6 min 15 sek 3 min 35 sek 385 140e/o 1 181 * Qio 93,5 Ah 6 min 30 sek 3 min 20 sek 414 150°/o 185 • Qio A lcumul ator iiJi LL1XX \JLL CltUl z plytami ujem¬ nymi dotychczas stosowanymi 91,2Ah 6 min 2 min 45 sek 280 102°/o 132 • Qio - ? _Ponizej przytoczone przyklady objasniaja spo¬ sób przygotowania mas czynnych ujemnych wedlug wynalazku.Przyklad 1. 0,5 — 1 czesci wagowych gra¬ fitu o wielkosci czastek ponizej 100 mikronów, dodaje sie do 100 czesci wagowych proszku olo¬ wianego o utlenieniu powyzej 68% PbO, miesza sie na sucho w mieszarce przez 10 minut, na¬ stepnie dodaje sie 0,1 — 0,3 czesci wagowych sadzy oraz 0,3 — 1 czesci wagowych siarczanu baru. Calosc miesza sie na sucho przez dalsze 15 — 40 minut, po czym do tak przygotowanej mieszanki dodaje sie kwasu siarkowego o cie¬ zarze wlasciwym 1,075 w ilosci 13 —18 czesci wagowych i miesza sie 15 minut. Otrzymana w ten sposób pasta wypelnia sie kratki plyt ujemnych. Wypastowane plyty suszy sie, a na¬ stepnie poddaje procesowi formowania w celu otrzymania gotowych akumulatorowych plyt ujemnych.Przyklad 2. 100 czesci wagowych proszku olowianego o zawartosci ponad 68 wa sie 13 —18 czesciami wagowymi roztworu kwasu siarkowego o ciezarze wlasciwym 1,075 i miesza przez 15 minut. Nastepnie przy stalym mieszaniu dodaje sie stopniowo 0,5 — 1 czesci wagowych grafitu o wielkosci czastek ponizej 100 mikronów i miesza sie przez dalsze 10 mi¬ nut. Potem dodaje sie 0,1 — 0,3 czesci wagowych sadzy, 0,3 — 1 czesci wagowych siarczanu baru oraz 0,1 — 1 czesci wagowej ekspanderów orga¬ nicznych w postaci maczki drzewnej lub kwasu ligninosulfonowego, wzglednie kwasów humino- wych czy tez ich soli sodowej. Koncowe mie¬ szanie trwa jeszcze okolo 15 — 20 minut. Tak przygotowana masa wypelnia sie kratki plyt ujemnych. Nastepnie plyty suszy sie i poddaje procesowi formowania. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania plyt ujemnych do aku¬ mulatorów olowianych z masa czynna w posta¬ ci pasty olowianej, znamienny tym, ze do masy czynnej ujemnej wprowadza sie grafit o roz¬ drobnieniu najlepiej ponizej 100 mikronów w ilosciach okolo P/o w stosunku do masy proszku olowianego. Poznanskie Zaklady Elektrotechniczne Przedsiebiorstwo Panstwowe Zastepca: dr Andrzej Au rzecznik patentowy PL