RU2098892C1 - Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора - Google Patents
Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2098892C1 RU2098892C1 RU9595104804A RU95104804A RU2098892C1 RU 2098892 C1 RU2098892 C1 RU 2098892C1 RU 9595104804 A RU9595104804 A RU 9595104804A RU 95104804 A RU95104804 A RU 95104804A RU 2098892 C1 RU2098892 C1 RU 2098892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- central part
- surface layer
- combined
- thickness
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
Использование: производство щелочных аккумуляторов с высокими удельными электрическими характеристиками. Сущность изобретения: комбинированный электрод для щелочного аккумулятора содержит в качестве центральной части ламельный, прессованный, прокатанный или каркасный металлокерамический электрод, а в качестве поверхностных слоев - бескаркасный металлокерамический электрод. Толщина поверхностного слоя составляет 0,02-0,30 толщины центральной части, номинальная емкость поверхностного слоя составляет 0,01-0,25 номинальной емкости центральной части. Поверхностный слой может быть выполнен из активированной пористой никелевой фольги толщиной 20-300 мкм, пористостью 30-60% и размером пор 1-20 мкм. Использование комбинированных многослойных электродов позволяет улучшить импульсные характеристики щелочных аккумуляторов. 4 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве щелочных аккумуляторов.
Известен электрод для щелочного аккумулятора, содержащий токопроводящую основу в виде сетки и активную массу, напрессованную на сетку в виде пасты со связующим [1]
Недостатком вышеуказанного электрода является малая активная поверхность из-за наличия в активной массе связующего, которое обволакивает частицы активного материала, снижая его эффективную поверхность и коэффициент использования. Уменьшение количества связующего не решает задачи, т.к. при этом снижается прочность электрода, приводящая к его разбуханию при циклировании и осыпанию активной массы.
Недостатком вышеуказанного электрода является малая активная поверхность из-за наличия в активной массе связующего, которое обволакивает частицы активного материала, снижая его эффективную поверхность и коэффициент использования. Уменьшение количества связующего не решает задачи, т.к. при этом снижается прочность электрода, приводящая к его разбуханию при циклировании и осыпанию активной массы.
Из известных электродов для щелочного аккумулятора наиболее близким по совокупности существенных признаков является комбинированный электрод с многослойной структурой. Центральная часть электрода представляет собой металлическую основу из нескольких слоев металлических проволочек, спеченных по местам контакта. Наружные поверхностные слои представляют собой пористые слои из спеченного карбонильного никеля, припеченные к центральной части. Электрод активировался методом пропитки [2] При пропитке активное вещество заполняет не только поверхностные слои, но и центральную часть, что повышает емкость электрода.
Однако этот известный электрод не может разряжаться импульсными токами большой величины, что связано с малой эффективной поверхностью наружных слоев.
Задачей изобретения является создание комбинированного электрода для щелочного аккумулятора, способного разряжаться импульсными токами большой величины.
Указанный технический результат достигается тем, что в комбинированном электроде в качестве центральной части взят ламельный, прессованный, прокатанный или каркасный металлокерамический электрод, а в качестве хотя бы одного из поверхностных слоев бескаркасный металлокерамический электрод, обладающий большой эффективной поверхностью. Поверхностные слои расположены на внешней поверхности электрода, выполняющего функцию центральной части комбинированного электрода. Поверхностные слои бескаркасные металлокерамические электроды, могут располагаться как на одной, так и на двух сторонах центрального электрода в зависимости от конструкции и назначения аккумулятора.
Целесообразно, чтобы толщина поверхностного слоя составляла 0,02-0,30 толщины центральной части. Указанное соотношение толщин является оптимальным. Уменьшение соотношения менее 0,02 приводит к малой толщине металлокерамического поверхностного слоя, что снижает его механическую прочность, усложняет технологию изготовления и сборки. Увеличение соотношения толщин более 0,30 нецелесообразно, поскольку это не дает увеличения импульсного разрядного тока, а повышает стоимость аккумулятора и снижает его удельные характеристики за счет увеличения массы электрода.
Целесообразно, чтобы соотношение емкостей поверхностного слоя и центральной части электрода составляло 0,01-0,25. Указанное соотношение позволяет за короткое время осуществить несколько импульсных режимов разряда без подзарядки аккумулятора от внешнего источника энергии. Эти импульсные токи будут обеспечиваться поверхностными слоями, которые между импульсными циклами разряда будут заряжаться от центральной части комбинированного электрода.
Целесообразно, чтобы поверхностный слой был выполнен из никелевой пористой фольги толщиной 20-300 мкм, пористостью 30-60% и размером пор 1-20 мкм.
Уменьшение толщины фольги менее 20 мкм нецелесообразно, поскольку она будет иметь недостаточную механическую прочность. Увеличение толщины более 300 мкм снижает удельные электрические характеристики за счет избыточной массы фольги.
Значение пористости фольги определяет эффективную активную поверхность электрода, а следовательно, и величину допустимого импульсного тока разряда. При пористости ниже 30% снижаются импульсные характеристики из-за недостаточной величины активной поверхности, при пористости выше 60% фольга обладает недостаточной механической прочностью.
При размере пор менее 1,0 мкм электрод будет обладать повышенной поляризацией из-за диффузионных ограничений.
При размере пор более 20 мкм фольга имеет повышенное омическое сопротивление и пониженную механическую прочность.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного решения.
Установлено, что заявленное изобретение не следует для специалиста в данной области явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Пример практической реализации. Комбинированные электроды в соответствии с заявленной формулой изготавливались в двух вариантах: с ламельным и каркасным металлокерамическим электродом в качестве центральной части. В качестве поверхностных слоев при этом использовались бескаркасные металлокерамические электроды, выполненные из никелевой фольги толщиной 85 мкм, пористостью 45% и размером пор 4 мкм путем вакуумной пропитки в соответствующих растворах в течение 10-15 мин при комнатной температуре.
Для отрицательного электрода пропитка проводилась раствором нитрата кадмия, для положительного раствором нитрата никеля плотностью 1,45 г/см3. Осаждение активного вещества проводилось путем обработки в растворе гидроксида калия плотностью 1,4 г/см3. Обработанные электроды промывались дистиллированной водой и сушились при температуре 60-70oC.
Из поверхностных электродных слоев, полученных описанным методом, были изготовлены:
а) комбинированный кадмиевый электрод с центральным ламельным и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом;
б) комбинированный никелевый электрод с центральным ламельным и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом;
в) комбинированный кадмиевый электрод с центральным каркасным металлокерамическим электродом и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом;
г) комбинированный никелевый электрод с центральным каркасным металлокерамическим электродом и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом.
а) комбинированный кадмиевый электрод с центральным ламельным и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом;
б) комбинированный никелевый электрод с центральным ламельным и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом;
в) комбинированный кадмиевый электрод с центральным каркасным металлокерамическим электродом и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом;
г) комбинированный никелевый электрод с центральным каркасным металлокерамическим электродом и поверхностным бескаркасным металлокерамическим электродом.
Сравнительные электрические испытания комбинированных и обычных электродов без поверхностных слоев проводились в 2-х электродном электрохимическом макете аккумулятора. В качестве электролита использовался раствор гидроксида калия плотностью 1,26 г/см3 с добавкой гидроксида лития 20 г/дм3. После заряда и формировки снимались импульсные разрядные характеристики до конечного напряжения 1,0 В.
Установлено, что использование комбинированного электрода только на положительном электроде повышает разрядную мощность, в импульсе в 1,3-1,5 раза, а использование комбинированных электродов и на аноде и на катоде увеличивает разрядную мощность в 2 2,5 раза в зависимости от типа электрода, используемого в качестве центральной части. На ламельных электродах эффект увеличения импульсной мощности выше, что связано с их более высоким внутренним сопротивлением и неспособностью разряжаться импульсными токами. Многократное циклирование заявляемого электрода в составе экспериментального макета аккумулятора не оказывает влияния на его электрические характеристики.
Результаты испытаний показывают, что комбинированные электроды способны разряжаться импульсными токами.
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует, что заявленный электрод соответствует критерию "промышленная применимость".
Claims (5)
1. Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора, содержащий центральную часть и поверхностные слои, отличающийся тем, что в качестве центральной части взят ламельный, прессованный, прокатанный или каркасный металлокерамический электрод, а в качестве хотя бы одного поверхностного слоя бескаркасный металлокерамический электрод.
2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что толщина поверхностного слоя составляет 0,02 0,30 толщины центрального слоя.
3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что номинальная емкость поверхностного слоя составляет 0,01 0,25 номинальной емкости центральной части.
4. Электрод по п.1, отличающийся тем, что поверхностный слой выполнен из активированной пористой никелевой фольги.
5. Электрод по п.1, отличающийся тем, что никелевая фольга имеет толщину 20 300 мкм, пористость 30 60% и размер пор 1 20 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595104804A RU2098892C1 (ru) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595104804A RU2098892C1 (ru) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95104804A RU95104804A (ru) | 1996-07-20 |
RU2098892C1 true RU2098892C1 (ru) | 1997-12-10 |
Family
ID=20166281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9595104804A RU2098892C1 (ru) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2098892C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001057946A1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-09 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'elton' | Secondary chemical electric power supply source with low gaz release |
-
1995
- 1995-04-07 RU RU9595104804A patent/RU2098892C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявка Японии N 46-13424, кл.H 01M 35/08, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР N 324679, кл.H 01M 4/24, 1972. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001057946A1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-09 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'elton' | Secondary chemical electric power supply source with low gaz release |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95104804A (ru) | 1996-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100250860B1 (ko) | 리튬 이온 전지용 전류 집전체 및 그 제조 방법 | |
US5208121A (en) | Battery utilizing ceramic membranes | |
US3486940A (en) | Storage battery having a positive electrode comprising a supporting base of titanium nitride having a surface film of non-polarizing material | |
RU2309488C2 (ru) | Аккумуляторная батарея, содержащая токоприемники из пеноуглерода | |
JPH09134726A (ja) | 電気化学素子の集電体、電気化学素子および電気化学素子の集電体の製造方法 | |
US2883443A (en) | Lead-acid storage battery | |
JPH09283133A (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル電極及びその製造法 | |
RU2098892C1 (ru) | Комбинированный электрод для щелочного аккумулятора | |
CN113474920B (zh) | 用于可再充电储能设备的电极 | |
JP3533032B2 (ja) | アルカリ蓄電池とその製造方法 | |
JPS62291871A (ja) | 密閉形ニツケルカドミウム蓄電池 | |
JPH0787102B2 (ja) | 密閉形ニッケル・亜鉛蓄電池 | |
JPH04206468A (ja) | 密閉型アルカリ亜鉛蓄電池 | |
US5955216A (en) | Sealed alkaline storage battery | |
CA1108692A (en) | Tapered edged electrode configuration for alkaline batteries | |
Postula et al. | On the use of third electrodes in a secondary zinc-air battery | |
JP3021517B2 (ja) | 有機電解液二次電池 | |
JPH10199502A (ja) | セパレータとこれを用いた電池 | |
RU2098891C1 (ru) | Электрод для щелочного аккумулятора и способ его изготовления | |
KR101511342B1 (ko) | 역 구조 전지 | |
RU2099820C1 (ru) | Никель-кадмиевый аккумулятор | |
RU2106043C1 (ru) | Электрод для щелочного аккумулятора | |
JP3043775B2 (ja) | アルカリ蓄電池用カドミウム負極 | |
JP3287215B2 (ja) | アルカリ蓄電池用ニッケル正極板の製造法 | |
JPH01272049A (ja) | リチウム二次電池 |