RU2188479C1 - Lead-acid cell - Google Patents

Lead-acid cell Download PDF

Info

Publication number
RU2188479C1
RU2188479C1 RU2001104503/09A RU2001104503A RU2188479C1 RU 2188479 C1 RU2188479 C1 RU 2188479C1 RU 2001104503/09 A RU2001104503/09 A RU 2001104503/09A RU 2001104503 A RU2001104503 A RU 2001104503A RU 2188479 C1 RU2188479 C1 RU 2188479C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
envelope
fabric
cloth
polypropylene
weft
Prior art date
Application number
RU2001104503/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.А. Коликова
О.Р. Яковлева
И.Ф. Хализов
М.М. Барсукова
С.Р. Юдилевич
Л.А. Щиплецова
Н.М. Левакова
Original Assignee
ОАО "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт" filed Critical ОАО "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт"
Priority to RU2001104503/09A priority Critical patent/RU2188479C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2188479C1 publication Critical patent/RU2188479C1/en

Links

Images

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

  • Cell Separators (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering, manufacture of cells with long service time. SUBSTANCE: in agreement with invention lead-acid cell includes electrolyte, unit of negative and unit of positive electrodes isolated by separators and packed in envelope from acid-resistant synthetic cloth. Polypropylene cloth fabricated by weaving of polypropylene complex threads with density of 15-20 tex and polypropylene yarn with density of 22-30 tex is utilized as cloth for envelope. Number of warp threads is 40-50 and of weft is 26-36. One side of cloth with long weft trestles has nap. Nap side of cloth is used as internal side of envelope. EFFECT: strong adhesion of cloth of envelope to positive active mass which prevents completely its melting and leads to reduced corrosion of positive current tap and release of gas and to prolonged service life of lead-acid cell and its raised capacitance. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к производству свинцовых аккумуляторов с большим сроком службы. The invention relates to the electrical industry, namely the production of lead-acid batteries with a long service life.

Одной из причин выхода аккумулятора из строя является оплывание активной массы положительного электрода, механизм которого связан с процессами, протекающими при заряде и разряде свинцового аккумулятора, и носит принципиальный характер. Одним из способов борьбы с оплыванием является укрепление активной массы с помощью конверта из кислотостойкой синтетической ткани, в который помещают положительный электрод. При этом ткань конверта должна обладать определенными свойствами: она должна быть химически стойкой к воздействию серной кислоты плотностью 1,05-1,35 г/см3 в диапазоне температур от -40 до +70oС, устойчивой к электрохимическому окислению в области потенциалов диоксидносвинцового электрода, должна иметь достаточную механическую прочность, не выделять при работе положительного электрода вредных соединений, отрицательно влияющих на электрические характеристики и срок службы аккумулятора. Кроме того, ткань должна иметь низкое относительное электросопротивление, достаточную пористость и обладать свойствами, обеспечивающими прочное сцепление конверта с активной массой электрода.One of the reasons for the failure of the battery is the swelling of the active mass of the positive electrode, the mechanism of which is associated with the processes that occur when the lead battery is charged and discharged, and is of a fundamental nature. One of the ways to combat swimming is to strengthen the active mass using an envelope made of acid-resistant synthetic fabric, into which a positive electrode is placed. At the same time, the envelope fabric must have certain properties: it must be chemically resistant to sulfuric acid with a density of 1.05-1.35 g / cm 3 in the temperature range from -40 to +70 o C, resistant to electrochemical oxidation in the range of potential lead dioxide electrode, must have sufficient mechanical strength, not to emit harmful compounds during operation of the positive electrode that adversely affect the electrical characteristics and battery life. In addition, the fabric should have a low relative electrical resistance, sufficient porosity and have properties that ensure strong adhesion of the envelope with the active mass of the electrode.

Известен свинцовый аккумулятор по патенту Японии 59-37656, Н 01 М 4/20, опубл. 1984 г. , содержащий блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, обернутых в кислотоустойчивую ткань на основе полихлорвинила, пропитанную термореактивной смолой, состоящей из смеси полиэфиров, разделенных сепараторами, и электролит. Known lead battery according to Japanese patent 59-37656, H 01 M 4/20, publ. 1984, containing a block of negative electrodes and a block of positive electrodes wrapped in an acid-resistant polyvinyl chloride fabric, impregnated with a thermosetting resin, consisting of a mixture of polyesters separated by separators, and an electrolyte.

Недостатками известного аккумулятора являются высокое электросопротивление аккумулятора при эксплуатации, загрязнение электролита продуктами разложения органических составляющих ткани конверта положительного электрода и снижение срока службы. The disadvantages of the known battery are the high electrical resistance of the battery during operation, contamination of the electrolyte with decomposition products of the organic components of the tissue of the positive electrode envelope and a decrease in the service life.

Известен свинцовый аккумулятор по патенту Англии 860211, Н 01 М 4/20, опубл. 1961 г., содержащий блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, в активную массу которых впрессована с обеих сторон кислотоустойчивая ткань на основе полиэтилентерефталата, полихлорвинила или полиэтилена, изготовленная из синтетических нитей диаметром около 0,01 мм, имеющая 100 отверстий на 1 см2, разделенных сепараторами, и электролит.Known lead-acid battery according to the patent of England 860211, H 01 M 4/20, publ. 1961, containing a block of negative electrodes and a block of positive electrodes, in the active mass of which is pressed on both sides an acid-resistant fabric based on polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride or polyethylene made of synthetic fibers with a diameter of about 0.01 mm, having 100 holes per 1 cm 2 , separated by separators, and electrolyte.

Недостатком известного аккумулятора является достаточно высокая степень открытия ткани, что ведет к оплыванию активной массы, уменьшению емкости аккумулятора и его срока службы. A disadvantage of the known battery is a sufficiently high degree of tissue opening, which leads to the active mass swelling, reducing the battery capacity and its service life.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является свинцовый аккумулятор по патенту РФ 1690027, H 01 M 2/16, опубл. 1991 г. , содержащий электролит, блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, завернутых в конверт из кислотоустойчивой синтетической ткани, разделенных сепараторами, в которых в качестве ткани конверта взяты нити модифицированного полиакрилонитрила с карбоксильными группами в количестве 0,9-3,0 мг-экв/г и аминными группами в количестве 0,3-2,0 мг-экв/г; ткань дополнительно содержит нити полиэтилентерефталата при соотношении компонентов ( мас.%): полиэтилентерефталат 50-67; полиакрилонитрил 33-50. The closest in technical essence and the achieved result is a lead battery according to the patent of the Russian Federation 1690027, H 01 M 2/16, publ. 1991, containing an electrolyte, a block of negative electrodes and a block of positive electrodes wrapped in an envelope made of acid-resistant synthetic fabric, separated by separators, in which the modified polyacrylonitrile filaments with carboxyl groups in the amount of 0.9-3.0 mg equiv / g and amine groups in an amount of 0.3-2.0 mEq / g; the fabric further comprises polyethylene terephthalate yarns with a ratio of components (wt.%): polyethylene terephthalate 50-67; polyacrylonitrile 33-50.

Недостатками известного свинцового аккумулятора являются высокое относительное электросопротивление ткани, изготовленной из модифицированного полиакрилонитрила и полиэтилентерефталата, низкая электрохимическая стойкость полиакриловых нитей в условиях работы свинцового аккумулятора, их низкая термопластичность, препятствующая надежной сварке ткани в конверт, и недостаточное сцепление ткани конверта с активной массой, что ведет к снижению емкости и срока службы аккумулятора. The disadvantages of the known lead-acid battery are the high relative electrical resistance of the fabric made of modified polyacrylonitrile and polyethylene terephthalate, the low electrochemical resistance of polyacrylic filaments under the conditions of the lead battery, their low thermoplasticity, which prevents reliable welding of the fabric into the envelope, and insufficient adhesion of the envelope fabric to the active mass, which leads to to reduce battery capacity and battery life.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение емкостных характеристик и срока службы свинцового аккумулятора. The technical result of the invention is to increase the capacitive characteristics and service life of a lead battery.

Указанный технический результат достигается тем, что в свинцовом аккумуляторе, содержащем блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, завернутых в конверт из кислотоустойчивой синтетической ткани, разделенных сепараторами, и электролит, в качестве ткани конверта использована ткань, выполненная главным переплетением или его производным, или мелкоузорчатым переплетением, основа которой выполнена из полипропиленовых комплексных нитей линейной плотности 15-20 текс, а уток - из полипропиленовой пряжи линейной плотности 22-30 текс с длинными уточными настилами. Количество нитей на 1 см ткани составляет по основе 40-50, по утку - 26-36, а одна из поверхностей ткани с длинными уточными настилами выполнена ворсованной. Ворсованная сторона ткани расположена с внутренней стороны конверта. The specified technical result is achieved by the fact that in a lead battery containing a block of negative electrodes and a block of positive electrodes wrapped in an envelope of acid-resistant synthetic fabric, separated by separators, and an electrolyte, fabric made of the main weave or its derivative, or small-mesh, is used as the envelope fabric weaving, the basis of which is made of polypropylene multifilament yarns of linear density 15-20 tex, and weft - of polypropylene yarn of linear density 22-30 tex with long weft flooring. The number of threads per 1 cm of fabric is 40-50 on the basis, 26-36 on the weft, and one of the surfaces of the fabric with long weft flooring is made nap. The bristled side of the fabric is located on the inside of the envelope.

Увеличению электрических характеристик аккумулятора способствует снижение его электросопротивления, которое в значительной степени зависит от относительного электросопротивления материала конверта положительного электрода. В связи с этим предлагается конверт для положительного электрода из ворсованной полипропиленовой ткани, обладающей более низким относительным электросопротивлением, более высокой электрохимической стойкостью в условиях работы свинцового аккумулятора и высокой термопластичностью, позволяющей производить сварку конверта. An increase in the electrical characteristics of the battery is facilitated by a decrease in its electrical resistance, which largely depends on the relative electrical resistance of the material of the positive electrode envelope. In this regard, an envelope is proposed for a positive electrode made of brushed polypropylene fabric, which has a lower relative electrical resistance, higher electrochemical resistance under the conditions of a lead battery and high thermoplasticity, which allows welding of the envelope.

Наличие ворса на внутренней стороне конверта обеспечивает хорошее сцепление с активной массой, что ведет не только к снижению электросопротивления электрода и повышению его емкости, но обеспечивает технологичность его изготовления и увеличивает срок службы аккумулятора за счет исключения оплывания активной массы. The presence of pile on the inner side of the envelope provides good adhesion to the active mass, which leads not only to a decrease in the electrical resistance of the electrode and to an increase in its capacity, but also ensures the manufacturability of its manufacture and increases the battery life by eliminating the active mass swelling.

Полипропиленовая ткань, прочно связанная с активной массой за счет ворса, препятствует оплыванию положительной активной массы, состоящей, в основном, из диоксида свинца. Диоксид свинца, являясь хорошим сорбентом ионов сурьмы, при отсутствии оплывания в значительной степени препятствует переносу сурьмы на отрицательный электрод, за счет чего снижается газовыделение и увеличивается срок службы аккумулятора. Polypropylene fabric, firmly bound to the active mass due to the nap, prevents the positive active mass, which consists mainly of lead dioxide, from floating away. Lead dioxide, being a good sorbent of antimony ions, in the absence of dusting, significantly prevents the transfer of antimony to the negative electrode, thereby reducing gas emission and increasing battery life.

Исключение оплывания активной массы положительного электрода свинцового аккумулятора за счет конверта из полипропиленовой ткани с ворсом способствует уменьшению поверхности контакта серной кислоты с токоотводом, т.е. уменьшению его коррозии, что также ведет к снижению электросопротивления и увеличению срока службы свинцового аккумулятора. The elimination of the floating of the active mass of the positive electrode of the lead battery due to the envelope of polypropylene fabric with a pile helps to reduce the contact surface of sulfuric acid with the collector, i.e. reducing its corrosion, which also leads to a decrease in electrical resistance and increase the service life of a lead battery.

Сущность изобретения поясняется примерами его осуществления. The invention is illustrated by examples of its implementation.

Схема устройства свинцового аккумулятора представлена на чертеже. The circuit diagram of the lead battery is shown in the drawing.

Пример 1. Example 1

Свинцовый аккумулятор содержит корпус 1 с расположенными в нем блоком 2 отрицательных электродов и блоком 3 положительных электродов. Каждый положительный электрод помещен в конверт 4, изготовленный из ткани, выполненной главным переплетением из полипропиленовых нитей плотности 20 текс по основе и полипропиленовой пряжи плотности 22 текс по утку. Количество нитей на 1 см ткани по основе - 40, по утку - 36. Ворсованная сторона ткани расположена внутри конверта и за счет ворса 5 прочно сцеплена с активной массой, полученной из пасты электрическим формированием. Боковые и верхняя кромки конверта электрода сварены, а нижняя образована за счет сгиба ткани конверта пополам. Положительные и отрицательные электроды в блоках 2 и 3 разделены сепараторами 6. В аккумулятор залит электролит 7. The lead battery contains a housing 1 with a negative electrode unit 2 and a positive electrode unit 3 located therein. Each positive electrode is placed in an envelope 4 made of fabric made by the main weave of polypropylene yarns with a density of 20 tex in the base and polypropylene yarn with a density of 22 tex in a weft. The number of threads per 1 cm of fabric on the base is 40, for the weft - 36. The bristled side of the fabric is located inside the envelope and due to the pile 5 is firmly adhered to the active mass obtained from the paste by electric formation. The lateral and upper edges of the electrode envelope are welded, and the lower one is formed by folding the envelope fabric in half. The positive and negative electrodes in blocks 2 and 3 are separated by separators 6. Electrolyte 7 is poured into the battery.

Пример 2. Example 2

Аккумулятор выполнен как в примере I. Однако ткань выполнена мелкоузорчатым переплетением из полипропиленовых нитей 17 текс по основе и полипропиленовой пряжи 26 текс по утку. Количество нитей на 1 см ткани по основе - 45, по утку - 31. The battery is made as in example I. However, the fabric is made of fine-knit weaving of polypropylene yarns 17 tex on the basis of polypropylene yarn 26 tex on the weft. The number of threads per 1 cm of fabric on the basis is 45, for a weft - 31.

Пример 3. Example 3

Аккумулятор выполнен как в примере 1. Однако ткань выполнена главным переплетением из полипропиленовых нитей 15 текс по основе и полипропиленовой пряжи 30 текс по утку. Количество нитей на 1 см ткани по основе - 50, по утку - 26. The battery is made as in example 1. However, the fabric is made of the main weave of polypropylene yarns 15 tex on the basis and polypropylene yarn 30 tex on the weft. The number of threads per 1 cm of fabric on the basis of - 50, for weft - 26.

Пример 4. Example 4

Аккумулятор выполнен как в примере 1. Однако ткань выполнена мелкоузорчатым переплетением из полипропиленовых нитей 17 текс по основе и полипропиленовой пряжи 26 текс по утку. Количество нитей на 1 см ткани по основе - 45, по утку - 31. Внутренняя поверхность ткани не ворсована. The battery is made as in example 1. However, the fabric is made of fine-knit weaving of polypropylene yarns 17 tex on the basis of polypropylene yarn 26 tex on the weft. The number of threads per 1 cm of fabric on the base is 45, for the weft - 31. The inner surface of the fabric is not brushed.

Характеристики ткани конверта и свинцовых аккумуляторов МТ-8 сведены в таблицу. The characteristics of the fabric envelope and lead batteries MT-8 are summarized in the table.

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что использование в качестве конверта для положительного электрода свинцового аккумулятора полипропиленовой ткани, выполненной главным переплетением или его производным, или мелкоузорчатым переплетением, из полипропиленовых комплексных нитей плотности 15-20 текс по основе и полипропиленовой пряжи плотности 22-30 текс по утку, с количеством нитей на 1 см ткани на основе 40-50, по утку 26-36 и ворсованной с внутренней стороны конверта, обеспечивает увеличение емкости свинцового аккумулятора на 14-16% по сравнению с прототипом, а срока службы на 13-17% по сравнению с прототипом. Отсутствие ворса на внутренней стороне ткани конверта не обеспечивает надежного контакта ткани с активной массой, что ведет к росту электросопротивления, снижению емкости и срока службы свинцового аккумулятора. The experimental data given in the table indicate that the use of a lead electrode of a polypropylene fabric, made by the main weave or its derivative, or by finely knitted weaving, from polypropylene multifilament yarns of a density of 15-20 tex based on a polypropylene yarn of density as an envelope for a positive electrode 22-30 tex weft, with the number of threads per 1 cm of fabric based on 40-50, weft 26-36 and teased from the inside of the envelope, provides an increase in lead capacity the battery is 14-16% compared with the prototype, and the service life is 13-17% compared with the prototype. The absence of pile on the inner side of the envelope fabric does not provide reliable contact of the fabric with the active mass, which leads to an increase in electrical resistance, a decrease in the capacity and service life of the lead battery.

Claims (1)

Свинцовый аккумулятор, содержащий электролит, блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, завернутых в конверт из кислотоустойчивой синтетической ткани, разделенных сепараторами, отличающийся тем, что в качестве ткани конверта использована полипропиленовая ткань, выполненная главным переплетением или мелкоузорчатым переплетением, при этом основа ткани выполнена из полипропиленовых комплексных нитей линейной плотности 15-20 текс, уток из полипропиленовой пряжи линейной плотности 22-30 текс с длинными уточными настилами, количество нитей по основе 40-50, по утку 26-36 на 1 см, а одна из поверхностей ткани с длинными уточными настилами выполнена ворсованной, ворсованная сторона ткани расположена с внутренней стороны конверта. A lead battery containing an electrolyte, a block of negative electrodes and a block of positive electrodes wrapped in an envelope made of acid-resistant synthetic fabric, separated by separators, characterized in that the fabric of the envelope is polypropylene fabric made of the main weave or finely knit weave, while the base of the fabric is made of polypropylene multifilament yarn of linear density 15-20 tex, weft of polypropylene yarn linear density 22-30 tex with long weft flooring E, the number of filaments in the warp 40-50, 26-36 weft 1 cm, and one surface of the fabric with the long shute floorings made napped, napped fabric side is the inner side of the envelope.
RU2001104503/09A 2001-02-20 2001-02-20 Lead-acid cell RU2188479C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104503/09A RU2188479C1 (en) 2001-02-20 2001-02-20 Lead-acid cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104503/09A RU2188479C1 (en) 2001-02-20 2001-02-20 Lead-acid cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2188479C1 true RU2188479C1 (en) 2002-08-27

Family

ID=20246146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001104503/09A RU2188479C1 (en) 2001-02-20 2001-02-20 Lead-acid cell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2188479C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1267932A (en) Secondary battery
KR101986626B1 (en) Anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
ES2921526T3 (en) Mat made of glass fibers or polyolefin fibers used as a separator in a lead-acid battery
US4518665A (en) Sheet-shaped polymer secondary battery of layer built type
KR101874159B1 (en) Preparing methode of electrode for lithium secondary battery and electrode for lithium secondary battery thereby
WO1994020995A2 (en) Battery separators
KR20230152786A (en) Laminated oxidation protected separator
US11223070B2 (en) Fiber-containing mats with additives for improved performance of lead acid batteries
US4485155A (en) Storage element for electrical energy
KR20220060566A (en) Lead acid battery with fibrous mat
US4373015A (en) Electric storage batteries
JP2021515969A (en) Lead-acid battery separator and related methods
CN109713201A (en) The secondary cell for preventing dendritic crystal from growing
RU2188479C1 (en) Lead-acid cell
JP7344090B2 (en) electrode precursor
KR20050107500A (en) High current capacity battery
WO2020150416A1 (en) Improved z wrap separators, cells, systems, batteries, and related equipment and methods
CH663688A5 (en) ELECTRODE FOR USE IN AN ELECTRICITY STORAGE DEVICE.
CN1211877C (en) Nickel-hydrogen storage battery and method for mfg. thereof
RU2220480C1 (en) Lead accumulator
KR102613347B1 (en) Electrode with multiple current collecting arrays
RU2689408C1 (en) Absorbent separator for lead-acid battery
JP7152831B2 (en) lead acid battery
RU2687266C1 (en) Lead accumulator
KR20180102609A (en) Li-ion battery and manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060221