RU177923U1 - Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор - Google Patents
Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU177923U1 RU177923U1 RU2017137992U RU2017137992U RU177923U1 RU 177923 U1 RU177923 U1 RU 177923U1 RU 2017137992 U RU2017137992 U RU 2017137992U RU 2017137992 U RU2017137992 U RU 2017137992U RU 177923 U1 RU177923 U1 RU 177923U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- battery
- tantalum
- cadmium
- positive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/30—Nickel accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к щелочным аккумуляторам, и может быть использована в производстве и эксплуатации аккумуляторов. Достижение технического результата осуществляется за счет того, что в никель-тантало-кадмиевом щелочном аккумуляторе (Ni, Та, Cd), содержащем корпус (2), раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды (1), изготовленные из пеноникеля и разделенные сепаратором, причем в положительные электроды добавлен никелевый порошок, и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, а в отрицательные электроды тантало-кадмиевый порошок. Сепаратор изготовлен из полипропилена волокнистого мембранного марки 4Б. В качестве электролита взят калиево-литиевый электролит. Корпус (2) и крышка (4) изготовлены из полипропилена литьевого. Техническим результатом, который необходимо достигнуть, является улучшение удельных характеристик аккумулятора. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к щелочным аккумуляторам, и может быть использована в производстве и эксплуатации аккумуляторов.
Известен никель-цинковый аккумулятор, в котором для повышения ресурса используют кислород, выделяющийся при заряде на положительном электроде, для окисления дендритов цинка, зарождающихся на отрицательном электроде. Аккумулятор содержит корпус, электролит, положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором. Для облегчения диффузии кислорода к отрицательному электроду сепаратор имеет гладкую поверхность со стороны отрицательного электрода и ребристую со стороны положительного электрода (патент № DE 1496294, МПК 10/34 1971).
Недостатком этого аккумулятора является избыточность емкости цинкового электрода, что снижает удельные характеристики, а также требует периодического разряда аккумулятора до нуля, чтобы предотвратить перезаряд цинкового электрода и усиленное дендритообразование. Это усложняет технологию эксплуатации аккумулятора.
Известен никель-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, разделенные многослойным сепаратором, и пористые металлические вставки, расположенные в многослойном сепараторе между положительными и отрицательными электродами, указанные металлические вставки электрически соединены между собой (патент № RU 2343599, МПК М 10/30 (2006.01), 10.01.2009 г.).
Увеличение удельных характеристик данного аккумулятора достигается за счет использования металлических вставок, соединенных между собой.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является никель-кадмиевый щелочной аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, изготовленные из пеноникеля и разделенные сепаратором, в положительные электроды добавлен никелевый порошок и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, а в отрицательные электроды - кадмиевый порошок (патент № RU 124843, МПК Н01М 10/30, опубл. 15.06.2012 г.).
Указанное техническое решение имеет недостаточно высокие удельные характеристики.
Задачей, на решение которой направленное заявляемое техническое решение, является улучшение удельных характеристик.
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в никель-тантало-кадмиевом щелочном аккумуляторе, содержащем корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, изготовленные из пеноникеля и разделенные сепаратором, в положительные электроды добавлен никелевый порошок, и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, отличающийся тем, что в отрицательные электроды добавлен тантало-кадмиевый порошок.
Сепаратор изготовлен из полипропилена волокнистого мембранного марки 4Б. В качестве электролита взят калиево-литиевый электролит. Корпус и крышка изготовлены из полипропилена литьевого.
Добавление в отрицательные электроды тантало-кадмиевого порошка позволяет значительно увеличить ресурс аккумулятора - до 10000 циклов.
Тантал относится к разряду малоактивных металлов, Тантал обладает превосходной стойкостью металла в очень агрессивных средах, на поверхности образуется защитная пленка, которая препятствует дальнейшему проникновению окисляющих элементов по глубине металла, а также способностью поглощать газы.
Тантал является важнейшим металлом при изготовлении так называемой «горячей арматуры» - анодов, сеток, катодов, косвенного накала в важнейших электровакуумных приборах, тантал способствует созданию высокого вакуума и не распылается, так как обладает высокой температурой плавления, тантал находит применение для сверхтвердых сплавов благодаря способности образовывать весьма твердые карбиды. Способность тантала поглощать газы благоприятно сказывается на работе аккумулятора. Таким образом, использование тантало-кадмиевого порошка значительно улучшает удельные характеристики аккумулятора.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется чертежом общего вида щелочного никель-тантало-кадмиевого аккумулятора и таблицей сравнительных характеристик Ni-Ta-Cd с щелочным аккумулятором Ni-Cd/
Щелочной никель-тантало-кадмиевый аккумулятор по признаку конструкции электродов является металлокерамическим.
Аккумулятор состоит из тридцати пяти электродов 1 (семнадцать положительных и восемнадцать отрицательных), разделенных между собой сепараторами и помещенными в корпус 2. Пакет положительных и пакет отрицательных электродов 1 через борны 3 выведены на крышку 4 корпуса 2 аккумулятора. В процессе работы аккумулятора выделяется газ, для вывода которого в крышке 4 установлен клапан 5. Применяется калиево-литиевый щелочной электролит.
Электроды положительные, изготовленные из пеноникеля с добавлением никелевого порошка, активируются в растворе азотно-кислого никеля.
Электроды отрицательные изготовлены из пеноникеля с внесением в него тантало-кадмиевого порошка.
Сепараторы изготовлены из трехслойного полипропилена волокнистого мембранного марки 4Б.
Борны 3 выполнены из нержавеющей стали.
Корпус 2 аккумулятора и крышка 4 к нему изготовлены из полипропилена литьевого.
Основные параметры щелочного никель-тантало-кадмиевого аккумулятора:
- номинальное напряжение - 1,2 В;
- номинальная емкость - 120 А.ч.
- габаритные размеры - 78×90×220;
- ресурс аккумулятора - не менее 10000 циклов.
- минимальный срок службы - 25 лет.
На современном этапе развития по созданию малых источников тока (МИТ) в мировой практике выдвигаются ряд технологий, среди которых занимают передовое место Никель-металогидридные (NiMH), Литий-ионные, Никель-кадмиевые (NiCd)? (Ni-H2) и другие.
Из таблицы видим, что никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор значительно превосходит никель-металогидридные (NiMH), литий-ионные, никель-кадмиевые (NiCd), (Ni-H2) и другие аккумуляторы.
Сущность полезной модели поясняется примером практической реализации.
Разряд и заряд. При разряде щелочного аккумулятора гидрат окиси никеля NiO(OH) на положительном электроде, взаимодействуя с ионами электролита, переходит в гидрат закиси никеля Ni(OH)2, тантало-кадмий отрицательного электрода превращается в гидрат окиси тантала-кадмия TaCdOH2. Между электродами 1 возникает разность потенциалов, обеспечивающая протекание тока по внешней цепи и внутри аккумуляторов.
Суммарные основные уравнения процессов разряда и заряда в аккумуляторах имеют вид: активная масса положительных электродов состоит из гидроксида никеля, активная масса отрицательных электродов - из тантало-кадмия. Электролитом служит раствор гидроксида калия (KOH) с добавкой моногидрата гидроксида лития.
При заряде аккумулятора под действием электрической энергии, подводимой от внешнего источника тока, происходит окисление активной массы положительных пластин, сопровождаемое переходом гидрата закиси никеля Ni(OH)2 в гидрат окиси никеля NiOOH. В то же время активная масса отрицательных пластин восстанавливается.
Положительным качеством данного аккумулятора является то, что все компоненты, образующиеся в процессе заряда и разряда, практически нерастворимы в электролите и не вступают в какие-либо химические реакции. Электролит в процессе электрохимических реакций не расходуется, поэтому плотность его не изменяется. Это позволяет обходиться сравнительно небольшими количествами электролита, что делает эти аккумуляторы более компактными и безопасными, чем кислотные.
Таким образом, вышеизложенные данные свидетельствуют о том, что заявленный аккумулятор прост в изготовлении, обладает повышенным ресурсом и возможностью оптимальной его эксплуатации. Технический результат достигнут.
Приведенные данные подтверждают возможность практической реализации заявленного аккумулятора с получением заявленного технического результата. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию "промышленная применимость".
Claims (1)
- Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, изготовленные из пеноникеля и разделенные сепаратором, в положительные электроды добавлен никелевый порошок, и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, отличающийся тем, что в отрицательные электроды добавлен тантало-кадмиевый порошок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137992U RU177923U1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137992U RU177923U1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU177923U1 true RU177923U1 (ru) | 2018-03-16 |
Family
ID=61628860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137992U RU177923U1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU177923U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6835497B2 (en) * | 2001-04-17 | 2004-12-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrode for alkaline storage battery and alkaline storage battery |
JP2009176708A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
RU124843U1 (ru) * | 2012-06-15 | 2013-02-10 | Шамиль Вагизович Кашапов | Никель-кадмиевый щелочной аккумулятор |
EP3168922A1 (en) * | 2014-07-09 | 2017-05-17 | NGK Insulators, Ltd. | Nickel-zinc battery |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017137992U patent/RU177923U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6835497B2 (en) * | 2001-04-17 | 2004-12-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nickel electrode for alkaline storage battery and alkaline storage battery |
JP2009176708A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
RU124843U1 (ru) * | 2012-06-15 | 2013-02-10 | Шамиль Вагизович Кашапов | Никель-кадмиевый щелочной аккумулятор |
EP3168922A1 (en) * | 2014-07-09 | 2017-05-17 | NGK Insulators, Ltd. | Nickel-zinc battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2201627A2 (en) | Lithium ion prismatic cells | |
Krivik et al. | Electrochemical energy storage | |
KR101574004B1 (ko) | 아연공기 2차 전지 및 이의 제조방법 | |
US3288642A (en) | Rechargeable dry cell having gelled electrolyte | |
RU177923U1 (ru) | Никель-тантало-кадмиевый щелочной аккумулятор | |
RU124843U1 (ru) | Никель-кадмиевый щелочной аккумулятор | |
JP2014139880A (ja) | アルカリ電解液二次電池用セパレータ、アルカリ電解液二次電池及びアルカリ電解液二次電池の製造方法 | |
EP3089244B1 (en) | Aluminium-manganese oxide electrochemical cell | |
US3236690A (en) | Rechargeable alkaline cell and liquid phase-containing amalgam anode therefor | |
KR101575769B1 (ko) | 가역성 향상 구조를 가진 아연 공기 전지 | |
CA1149863A (en) | Long-life galvanic primary cell | |
JP2002343366A (ja) | アルカリ蓄電池用極板およびそれを用いたアルカリ蓄電池 | |
JP2792938B2 (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 | |
JP2020061224A (ja) | ニッケル水素蓄電池の製造方法 | |
RU128783U1 (ru) | Кислородно-цинковый источник тока | |
US20130042466A1 (en) | Method for improving the properties of NiMH batteries | |
RU170026U1 (ru) | Кислородно - цинковый аккумуляторный элемент | |
US3384513A (en) | Sealed nickel-cadmium cell | |
KR100790563B1 (ko) | 대용량 니켈/수소저장합금 이차전지의 극판군 구조 | |
US10950848B2 (en) | Positive electrode and alkaline secondary battery including the same | |
Dell | Aqueous electrolyte batteries | |
JPH0642374B2 (ja) | 金属−水素アルカリ蓄電池 | |
JP2000030736A (ja) | ニッケル・水素二次電池 | |
JP4441191B2 (ja) | アルカリ蓄電池およびその製造方法 | |
JPH0555987B2 (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191101 |