RU2371815C2 - Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes - Google Patents

Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes Download PDF

Info

Publication number
RU2371815C2
RU2371815C2 RU2007120796/09A RU2007120796A RU2371815C2 RU 2371815 C2 RU2371815 C2 RU 2371815C2 RU 2007120796/09 A RU2007120796/09 A RU 2007120796/09A RU 2007120796 A RU2007120796 A RU 2007120796A RU 2371815 C2 RU2371815 C2 RU 2371815C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
zinc
graphite
electrodes
interlayer
Prior art date
Application number
RU2007120796/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007120796A (en
Inventor
Николай Васильевич Поюров (RU)
Николай Васильевич Поюров
Олег Николаевич Таленский (RU)
Олег Николаевич Таленский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Дженерал Микэникс"
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 Открытое акционерное общество "Дженерал Микэникс" filed Critical Открытое акционерное общество "Дженерал Микэникс"
Priority to RU2007120796/09A priority Critical patent/RU2371815C2/en
Priority to PCT/RU2008/000098 priority patent/WO2008150195A1/en
Publication of RU2007120796A publication Critical patent/RU2007120796A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371815C2 publication Critical patent/RU2371815C2/en

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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/26—Processes of manufacture
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244—Zinc electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. ^ SUBSTANCE: nickel-zinc storage battery comprises housing accommodating interconnected electrodes place in electrolyte. Interconnected positive electrodes are fitted between negative electrodes and separated therefrom by separators. Every electrode consists of current conducting foil-like element with edge flanged along its perimetre. Active mass is built-up on foil side surfaces. Negative or positive electrode being produced, homogeneous mix of active mass consists of either binder and interlayer compound of zinc or nickel with graphite. Active mass outer surfaces support separators. Method of making active mass comprises separate production of interlayer compounds of zinc and nickel with graphite. For this mixes of zinc and nickel chlorides are preliminary heated to 85C to 150C. Then aforesaid surfaces are treated by 85%- to 95%-concentrated nitric acid for 1.5 to 5.0 and 2.0 to 6.0 h, respectively. Produced interlayer compounds are separately flushed to produce neutral reactions and dewatered. Dewatered compounds are, now, ground to finely produce negative or positive electrode. ^ EFFECT: higher reliability, specific capacity, lower weight and costs. ^ 3 cl, 4 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовление никель-цинковых аккумуляторов.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of nickel-zinc batteries.

Известны из опубликованной заявки Российской Федерации №93003473/07, кл.6 H01M 4/24 от 20.01.1993 г. никель-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, сепараторы, щелочной электролит, отрицательный электрод, состоящий из токоподводящей металлической решетки с напрессованным слоем активной массы из порошка цинка со связующим, и положительный электрод в виде токоподводящей никелевой решетки с напрессованной на нее активной массой из порошка никеля со связующим, и способ получения активной массы для его электродов, включающий перемешивание органического связующего - полиметилметакрилата, в зависимости от назначения электрода, с цинкосодержащим и никельсодержащим компонентами в виде порошков.Known from published application of the Russian Federation No. 93003473/07, cl. 6 H01M 4/24 of 01/20/1993, a nickel-zinc battery containing a housing, separators, an alkaline electrolyte, a negative electrode consisting of a current-conducting metal grating with a pressed-in layer of active mass of zinc powder with a binder, and a positive electrode in the form of a current-supplying nickel a lattice with an active mass pressed from it of nickel powder with a binder, and a method for producing an active mass for its electrodes, comprising mixing an organic binder - polymethyl methacrylate, depending on the purpose of the ele ctrode, with zinc-containing and nickel-containing components in the form of powders.

Недостатками этого никель-цинкового аккумулятора являются возможность отслаивания активных масс от металлических токоподводящих решеток, возможность замыкания электродов накоротко вследствие роста дендритов при зарядке и неравномерное медленное растворение порошка цинка при разрядке.The disadvantages of this nickel-zinc battery are the ability to peel active masses from metal current-carrying gratings, the possibility of shorting the electrodes shortly due to the growth of dendrites during charging and uneven slow dissolution of zinc powder during discharge.

Наиболее близкими по своей технической сущности к предложенному никель-цинковому аккумулятору и способу изготовления его электродов являются известные из патента Российской Федерации №2232449, кл.7 H01M 10/30, 2002 г. никель-цинковый аккумулятор, содержащий заполненный щелочным электролитом корпус с расположенными в последнем параллельно соединенными отрицательными электродами в виде токопроводящих элементов с напрессованными на их поверхности активными массами, образованными гомогенной смесью кремнеорганического связующего с цинкосодержащим и углеродосодержащим компонентами, между которыми размещены отделенные от них полимерными сепараторами параллельно соединенные положительные электроды в виде токопроводящих элементов с напрессованными на их поверхности активными массами, образованными гомогенной смесью кремнеорганического связующего с никельсодержащим и углеродосодержащим компонентами, и способ получения активной массы для электродов, преимущественно для никель-цинкового аккумулятора, включающий образование гомогенной смеси термически отверждаемого кремнеорганического связующего с предварительно измельченными углеродосодержащим и, в зависимости от назначения электрода, цинкосодержащим или никельсодержащим компонентами.Closest in their technical essence to the proposed nickel-zinc battery and a method of manufacturing its electrodes are known from the patent of the Russian Federation No. 2232449, class. 7 H01M 10/30, 2002 a nickel-zinc battery containing a case filled with an alkaline electrolyte with negative electrodes located in the latter in parallel in the form of conductive elements with active masses pressed onto their surfaces, formed by a homogeneous mixture of organosilicon binder with zinc-containing and carbon-containing components, between which are placed positive polymer electrodes separated from them by polymer separators in the form of conductive elements with pressed on their surface active masses formed by a homogeneous mixture of an organosilicon binder with nickel-containing and carbon-containing components, and a method for producing an active mass for electrodes, mainly for a nickel-zinc battery, comprising forming a homogeneous mixture of a thermally curable organosilicon binder with pre-ground carbon-containing and, depending on purpose of the electrode, zinc-containing or nickel-containing components.

Недостатками вышеуказанного аккумулятора и способа изготовления для него электродов является малый срок службы упомянутого никель-цинкового аккумулятора, составляющий 100-200 циклов заряд - разряд, кристаллизация на отрицательных электродах цинка в виде крупных ветвистых кристаллов - дендритов, способных своими острыми «ветвями» проткнуть сепараторы и замкнуть положительные электроды накоротко, и так называемое "переползание", обусловленное периодическим изменением объема активных масс и их перемещением в нижние части электродов под влиянием силы тяжести и неравномерного распределения по поверхности электрода электрического потенциала.The disadvantages of the aforementioned battery and the method of manufacturing electrodes for it are the short life of the aforementioned nickel-zinc battery, comprising 100-200 charge-discharge cycles, crystallization on negative zinc electrodes in the form of large branched crystals - dendrites, capable of piercing the separators with their sharp “branches” and short circuit the positive electrodes, and the so-called "creep" due to periodic changes in the volume of active masses and their movement to the lower parts of the electrodes under the occurrence of gravity and uneven distribution of the electric potential over the electrode surface.

Целью изобретения является повышение надежности, удельной емкости и увеличение количества циклов заряд - разряд.The aim of the invention is to increase reliability, specific capacity and increase the number of charge-discharge cycles.

Вышеуказанные цели достигаются тем, что в никель-цинковом аккумуляторе, содержащем заполненный щелочным электролитом корпус с расположенными в последнем параллельно соединенными отрицательными электродами в виде токопроводящих элементов с напрессованными на поверхности активными массами, образованными гомогенной смесью кремнеорганического связующего с цинкосодержащим и углеродосодержащим компонентами, между которыми размещены отделенные от них полимерными сепараторами параллельно соединенные положительные электроды в виде токопроводящих элементов с напрессованными на их поверхности активными массами, образованными гомогенной смесью кремнеорганического связующего с никельсодержащим и углеродосодержащим компонентами, токопроводящий элемент каждого электрода выполнен в виде тонкостенной пластины из фольги с отогнутой по периметру кромкой, цинкосодержащий и углеродосодержащий компоненты активной массы отрицательного электрода - в виде межслоевого соединения цинка с графитом, никельсодержащий и углеродосодержащий компоненты активной массы положительного электрода - в виде межслоевого соединения никеля с графитом, причем содержание цинка и никеля в межслоевых соединениях активных масс отрицательных и положительных электродов превышает содержание графита в них соответственно в 2,75-4,75 и 2,8-4,2 раз, при этом полимерные сепараторы зафиксированы на внешних поверхностях активных масс, напрессованных на тонкостенные пластины из фольги, загибами отгибов кромок последних, а в способе получения активной массы для электродов, преимущественно для никель-цинкового аккумулятора, включающем образование гомогенной смеси кремнеорганического связующего с предварительно измельченными углеродосодержащим и, в зависимости от назначения электрода, цинкосодержащим или никельсодержащим компонентами, в качестве углеродосодержащего, цинкосодержащего и никельсодержащего компонентов активных масс используют соответственно графит, хлористый цинк и хлористый никель, которые перед смешением с кремнеорганическим связующим для образования межслоевых соединений цинка или никеля с графитом, смеси хлористого цинка с графитом и хлористого никеля, подвергают при температуре 85-150°С в течение 1,5-5,0 и 2,0-6,0 часов соответственно раздельному воздействию концентрированной 85-95% азотной кислоты на упомянутые смеси, после чего полученные межслоевые соединения цинка и никеля с графитом раздельно промывают до получения нейтральных реакций промывочной жидкости и обезвоживают, при этом количество цинка и никеля превышают содержание графита в межслоевых соединениях соответственно в 2,75-4,75 и 2,8-4,2 раз.The above objectives are achieved in that in a nickel-zinc battery containing a case filled with alkaline electrolyte with negative electrodes located in the latter in parallel in the form of conductive elements with active masses pressed onto the surface, formed by a homogeneous mixture of organosilicon binder with zinc-containing and carbon-containing components, between which are placed separated from them by polymer separators in parallel connected positive electrodes in the form of of conductive elements with active masses pressed onto their surface, formed by a homogeneous mixture of an organosilicon binder with nickel-containing and carbon-containing components, the conductive element of each electrode is made in the form of a thin-walled foil plate with an edge bent around the perimeter, zinc-containing and carbon-containing components of the active mass of the negative electrode are in the form of interlayer compounds of zinc with graphite, the nickel-containing and carbon-containing components of the active mass are positive of the second electrode — in the form of an interlayer connection of nickel with graphite, and the content of zinc and nickel in the interlayer compounds of the active masses of the negative and positive electrodes exceeds the graphite content in them by 2.75–4.75 and 2.8–4.2 times, respectively This polymer separators are fixed on the outer surfaces of the active masses, pressed onto thin-walled foil plates, bends of the bends of the edges of the latter, and in the method of producing the active mass for the electrodes, mainly for a nickel-zinc battery, including The use of a homogeneous mixture of an organosilicon binder with pre-ground carbon-containing and, depending on the purpose of the electrode, zinc-containing or nickel-containing components, graphite, zinc chloride and nickel chloride, respectively, are used as the carbon-containing, zinc-containing and nickel-containing components of the active masses, which, before mixing with the formation of the organosilicon binder, interlayer compounds of zinc or nickel with graphite, a mixture of zinc chloride with graphite and nickel chloride spruce, is subjected at a temperature of 85-150 ° C for 1.5-5.0 and 2.0-6.0 hours, respectively, to the separate effects of concentrated 85-95% nitric acid on said mixtures, after which the resulting interlayer compounds of zinc and nickel separately washed with graphite to obtain neutral wash liquid reactions and dehydrated, while the amount of zinc and nickel exceeds the graphite content in the interlayer compounds, respectively, 2.75-4.75 and 2.8-4.2 times.

Кроме того, никель-цинковый аккумулятор может быть снабжен вспомогательными сепараторами, размещенными между основными полимерными сепараторами.In addition, the nickel-zinc battery can be equipped with auxiliary separators located between the main polymer separators.

Предлагаемый способ получения активной массы для электродов преимущественно для никель-цинкового аккумулятора включает раздельное получение межслоевых соединений цинка и никеля с графитом. Для получения межслоевого соединения цинка или никеля с графитом смеси хлористого цинка и хлористого никеля с графитом предварительно раздельно нагревают до температуры 85-150°С. Затем на нагретые вышеупомянутые смеси компонентов воздействуют раздельно соответственно в течение 1,5-5,0 и 2,0-6,0 часов концентрированной 85-95% азотной кислотой. Количество цинка и никеля в межслоевых соединениях их с графитом превышает содержание последнего в них соответственно в 2,75-4,75 и 2,8-4,2 раз. Полученные межслоевые соединения цинка и никеля с графитом раздельно промывают до получения нейтральных реакций промытых веществ и обезвоживают. Обезвоженные межслоевые соединения цинка и никеля с графитом затем используют соответственно для получения активных масс, предназначенных для отрицательного или положительного электрода. Получение активных масс электродов осуществляют непосредственно перед напрессовкой (нанесением) их на боковые поверхности токопроводящих элементов каждого электрода, выполненного в виде тонкостенной пластины из фольги с отогнутой по периметру кромкой, путем перемешивания ранее упомянутых межслоевых соединений с кремнеорганическим связующим до лучения их гомогенной смеси.The proposed method for producing an active mass for electrodes mainly for a nickel-zinc accumulator includes the separate production of interlayer compounds of zinc and nickel with graphite. To obtain an interlayer compound of zinc or nickel with graphite, mixtures of zinc chloride and nickel chloride with graphite are previously separately heated to a temperature of 85-150 ° C. Then, the aforementioned heated mixture of components is treated separately, respectively, for 1.5-5.0 and 2.0-6.0 hours with concentrated 85-95% nitric acid. The amount of zinc and nickel in their interlayer compounds with graphite exceeds the content of the latter in them by 2.75–4.75 and 2.8–4.2 times, respectively. The obtained interlayer compounds of zinc and nickel with graphite are washed separately until neutral reactions of the washed substances are obtained and dehydrated. The dehydrated interlayer compounds of zinc and nickel with graphite are then used respectively to obtain active masses intended for the negative or positive electrode. Obtaining the active masses of the electrodes is carried out immediately before pressing (applying) them to the side surfaces of the conductive elements of each electrode, made in the form of a thin-walled foil plate with an edge bent around the perimeter, by mixing the previously mentioned interlayer compounds with an organosilicon binder to obtain their homogeneous mixture.

Сущность конструкции никель-цинкового аккумулятора поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид никель-цинкового аккумулятора в разрезе; на фиг.2 - фрагмент сепаратора в аксометрии; на фиг.3 - поперечный разрез фиг.2 и на фиг.4 - заготовка токопроводящего элемента в виде пластины из медной фольги.The essence of the design of the Nickel-zinc battery is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a General view of a Nickel-zinc battery in section; figure 2 is a fragment of a separator in axiometry; figure 3 is a cross section of figure 2 and figure 4 is a workpiece of a conductive element in the form of a plate of copper foil.

Никель-цинковый аккумулятор состоит из корпуса 1, заполненного щелочным электролитом, в котором размещены параллельно соединенные друг с другом выводом 2 отрицательные 3 электроды. Между отрицательными 3 электродами расположены отделенные полимерными сепараторами 4 положительные 5 электроды, соединенные друг с другом выводом 6. Каждый электрод состоит из токопроводящего элемента в виде тонкостенной пластины 7 из фольги с отогнутой по периметру кромкой 8. На боковые поверхности тонкостенной пластины 7 напрессована активная масса 9. В зависимости от того изготавливаются отрицательный 3 или положительный 5 электроды, активная масса 9 последних состоит из гомогенной смеси, образованной кремнеорганическим связующим соответственно с межслоевым соединением цинка или никеля с графитом. Содержание цинка и никеля в межслоевых соединениях активной массы отрицательного 3 и положительного 5 электродов превышает содержание в них графита соответственно в 2,75-4,75 и 2,8-4,2 раз. На наружных поверхностях активных масс 9 установлены полимерные сепараторы 4, которые закреплены загибами отгибов 10 отогнутой по периметру кромкой 8 токопроводящего элемента в виде тонкостенной пластины 7 из фольги. В качестве кремнеорганического связующего в гомогенной смеси активной массы 9 может быть использован полиорганилсилоксан или полиорганилдисилоксан, которые при термическом или каталическом отверждении образуют нерастворимые полиорганилсилоксаны, которые обладают высокой адгезией к металлу токопроводящих элементов.Nickel-zinc battery consists of a housing 1 filled with an alkaline electrolyte, in which negative 3 electrodes are connected in parallel with each other by terminal 2. Between negative 3 electrodes, positive 5 electrodes separated by polymer separators 4 are located, connected to each other by terminal 6. Each electrode consists of a conductive element in the form of a thin-walled plate 7 made of foil with an edge bent around the perimeter 8. An active mass 9 is pressed onto the lateral surfaces of the thin-walled plate 7 Depending on whether negative 3 or positive 5 electrodes are made, the active mass of the last 9 consists of a homogeneous mixture formed by an organosilicon binder corresponding respectively, with an interlayer compound of zinc or nickel with graphite. The content of zinc and nickel in the interlayer compounds of the active mass of negative 3 and positive 5 electrodes exceeds the content of graphite in them 2.75–4.75 and 2.8–4.2 times, respectively. On the outer surfaces of the active masses 9, polymer separators 4 are installed, which are fixed by the bends of the bends 10 with an edge 8 bent around the perimeter of the conductive element in the form of a thin-walled foil plate 7. As an organosilicon binder in a homogeneous mixture of active mass 9, polyorganylsiloxane or polyorganyldisiloxane can be used, which upon thermal or catalytic curing form insoluble polyorganylsiloxanes that have high adhesion to the metal of the conductive elements.

Конкретные примеры осуществления способа получения активной массы, преимущественно для электродов никель-цинкового аккумулятора:Specific examples of the method for producing the active mass, mainly for electrodes of a nickel-zinc battery:

Пример 1. Предварительно для получения используемого в активной массе отрицательного электрода межслоевого соединения цинка с графитом. 1000 г графита марки ГЭ-1 перемешивают с 2800 г хлористого цинка до получения однородной смеси. В полученную смесь добавляют концентрированную 85-95% азотную кислоту и выдерживают до полного расстворения обрабатываемой однородной смеси. Полученный раствор нагревают до 140°С и выдерживают в течение 3-х часов, а затем осуществляют в течение следующих 3-х часов при температуре 130°С кристаллизацию полученного межслоевого соединения цинка с графитом, в котором содержание цинка превышает содержание графита в 3,5 раза. После кристаллизации межслоевое соединение цинка с графитом промывают до нейтральной реакции и в течение 2-3 часов удаляют промывочную воду. Обезвоженное межслоевого соединения цинка с графитом затем измельчают. Перемешивание измельченного межслоевого соединения цинка с графитом с кремнеорганическим связующим, например полиорганилдисилоксаном для получения гомогенной смеси, являющейся неотвержденной активной массой отрицательного электрода, осуществляют непосредственно перед ее напрессовкой (нанесением) на боковые поверхности токопроводящего элемента отрицательного электрода. Нанесенную на боковые поверхности токопроводящего элемента, отрицательного электрода неотвержденную активную массу затем выдерживают для удаления растворителя.Example 1. Previously to obtain used in the active mass of the negative electrode of the interlayer connection of zinc with graphite. 1000 g of graphite grade GE-1 is mixed with 2800 g of zinc chloride to obtain a homogeneous mixture. Concentrated 85-95% nitric acid is added to the resulting mixture and the mixture is maintained until complete dissolution of the treated homogeneous mixture. The resulting solution is heated to 140 ° C and incubated for 3 hours, and then crystallization of the obtained interlayer zinc-graphite compound in which the zinc content exceeds the graphite content by 3.5 is carried out for the next 3 hours at a temperature of 130 ° C. times. After crystallization, the interlayer compound of zinc with graphite is washed until neutral and wash water is removed within 2-3 hours. The dehydrated interlayer zinc compounds with graphite are then ground. Mixing the crushed interlayer zinc compound with graphite with an organosilicon binder, for example polyorganyl disiloxane to obtain a homogeneous mixture, which is the uncured active mass of the negative electrode, is carried out immediately before it is pressed (applied) to the side surfaces of the negative electrode conductive element. The uncured active mass deposited on the side surfaces of the conductive element, the negative electrode is then maintained to remove the solvent.

Пример 2. Предварительно для получения используемого в активной массе положительного электрода межслоевого соединения никеля с графитом 600 г графита марки ГЭ-1 перемешивают с 1800 г хлористого никеля до получения однородной смеси. В полученную смесь добавляют концентрированную 85-95% азотную кислоту и 1500 мл дистиллированной воды и выдерживают в течение 4-х часов при температуре 100°С. Количество никеля в полученном его межслоевом соединении с графитом превышает количество последнего в 3,8 раза. Выпавшее в осадок межслоевое соединение никеля с графитом затем промывают до нейтральной реакции промывочных вод и удаляют промывочную воду. Обезвоженное межслоевое соединение никеля с графитом затем измельчают. Перемешивание измельченного межслоевого соединения никеля с графитом с кремнеорганическим связующим, например полиорганилсилоксаном для получения гомогенной смеси, осуществляют непосредственно перед ее напрессовкой (нанесением) на боковые поверхности токопроводящего элемента, положительного электрода. Нанесенную на боковые поверхности токопроводящего элемента положительного электрода активную массу затем выдерживают для удаления растворителя.Example 2. Previously, to obtain used in the active mass of the positive electrode of the interlayer connection of Nickel with graphite 600 g of graphite grade GE-1 is mixed with 1800 g of Nickel chloride to obtain a homogeneous mixture. Concentrated 85-95% nitric acid and 1500 ml of distilled water are added to the resulting mixture and incubated for 4 hours at a temperature of 100 ° C. The amount of nickel in its obtained interlayer connection with graphite exceeds the amount of the latter by 3.8 times. The precipitated interlayer compound of nickel with graphite is then washed until the washings are neutral and the washings are removed. The dehydrated interlayer compound of nickel with graphite is then ground. Mixing the crushed interlayer connection of nickel with graphite with an organosilicon binder, for example polyorganylsiloxane to obtain a homogeneous mixture, is carried out immediately before it is pressed (applied) to the side surfaces of the conductive element, the positive electrode. The active mass deposited on the side surfaces of the conductive element of the positive electrode is then maintained to remove the solvent.

Предложенные никель-цинковые аккумуляторы и способ получения активных масс, преимущественно для его электродов, позволяют снизить их себестоимость за счет ликвидации расхода таких токсичных материалов, как свинец, ртуть или кадмий. Использование никель-цинковых аккумуляторов взамен свинцовых позволяет также снизить массу и себестоимость при одновременном повышении электрических и эксплуатационных характеристик аккумуляторов.The proposed Nickel-zinc batteries and a method for producing active masses, mainly for its electrodes, can reduce their cost by eliminating the consumption of toxic materials such as lead, mercury or cadmium. The use of nickel-zinc batteries instead of lead ones can also reduce the weight and cost while improving the electrical and operational characteristics of the batteries.

Claims (3)

1. Никель-цинковый аккумулятор, содержащий заполненный щелочным электролитом корпус с расположенными в последнем параллельно соединенными отрицательными электродами в виде токопроводящих элементов с напрессованными на их поверхности активными массами, образованными гомогенной смесью кремнеорганического связующего с цинкосодержащим и углеродосодержащим компонентами, между которыми размещены отделенные от них полимерными сепараторами параллельно соединенные положительные электроды в виде токопроводящих элементов с напрессованными на их поверхности активными массами, образованными гомогенной смесью кремнеорганического связующего с никельсодержащим и углеродосодержащего компонентов, отличающийся тем, что токопроводящий элемент каждого электрода выполнен в виде тонкостенной пластины из фольги с отогнутой по периметру кромкой, цинкосодержащий и углеродосодержащий компоненты активной массы отрицательного электрода - в виде межслоевого соединения цинка с графитом, никельсодержащий и углеродосодержащий компоненты активной массы положительного электрода - в виде межслоевого соединения никеля с графитом, при этом содержание цинка и никеля в межслоевых соединениях активных масс отрицательных и положительных электродов превышают содержание графита в них соответственно в 2,75-4,75 и 2,8-4,2 раз, а полимерные сепараторы зафиксированы на внешних поверхностях активных масс, напрессованных на тонкостенные пластины из фольги, загибами отгибов кромок последних.1. Nickel-zinc battery containing a case filled with alkaline electrolyte with negative electrodes located in the latter parallel connected in the form of conductive elements with active masses pressed onto their surfaces, formed by a homogeneous mixture of organosilicon binder with zinc-containing and carbon-containing components, between which are separated polymer Separators connected in parallel positive electrodes in the form of conductive elements with napressovann active masses formed on their surface, formed by a homogeneous mixture of an organosilicon binder with a nickel-containing and carbon-containing components, characterized in that the conductive element of each electrode is made in the form of a thin-walled foil plate with an edge bent around the perimeter, zinc-containing and carbon-containing components of the active mass of the negative electrode are in the form interlayer connection of zinc with graphite, nickel-containing and carbon-containing components of the active mass of the positive electrode - in in the form of an interlayer connection of nickel with graphite, while the content of zinc and nickel in the interlayer compounds of the active masses of the negative and positive electrodes exceeds the graphite content in them 2.75-4.75 and 2.8-4.2 times, respectively, and the polymer separators are fixed on the outer surfaces of the active masses, pressed onto thin-walled foil plates, by the bends of the bends of the edges of the latter. 2. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен вспомогательными сепараторами, размещенными между основными полимерными сепараторами, закрепленными на отрицательных и положительных электродах по их периметру.2. The battery according to claim 1, characterized in that it is equipped with auxiliary separators located between the main polymer separators, mounted on the negative and positive electrodes along their perimeter. 3. Способ получения активной массы для электродов, преимущественно для никель-цинкового аккумулятора, включающий образование гомогенной смеси кремнеорганического связующего с предварительно измельченными углеродосодержащим и, в зависимости от назначения электрода, цинкосодержащим или никельсодержащим компонентами, отличающийся тем, что в качестве углеродосодержащего, цинкосодержащего и никельсодержащего компонентов активных масс используют соответственно графит, хлористый цинк и хлористый никель, которые перед смешением с кремнеорганическим связующим для образования межслоевых соединений цинка или никеля с графитом, смеси хлористого цинка с графитом и хлористого никеля, подвергают при температуре 85-150°С в течение 1,5-5,0 и 2,0-6,0 ч соответственно раздельному воздействию концентрированной 85-95% азотной кислоты на упомянутые смеси, после чего полученные межслоевые соединения цинка и никеля с графитом раздельно промывают до получения нейтральных реакций промывочной жидкости и обезвоживают, при этом количество цинка и никеля превышает содержание графита в межслоевых соединениях соответственно в 2,75-4,75 и 2,8-4,2 раз. 3. A method of obtaining an active mass for electrodes, mainly for a nickel-zinc battery, comprising forming a homogeneous mixture of an organosilicon binder with pre-ground carbon-containing and, depending on the purpose of the electrode, zinc-containing or nickel-containing components, characterized in that as carbon-containing, zinc-containing and nickel-containing components of the active masses, respectively, use graphite, zinc chloride and nickel chloride, which before mixing with silicon organic binder for the formation of interlayer compounds of zinc or nickel with graphite, a mixture of zinc chloride with graphite and nickel chloride, is subjected at a temperature of 85-150 ° C for 1.5-5.0 and 2.0-6.0 hours, respectively, separate exposure concentrated 85-95% nitric acid to the above mixtures, after which the obtained interlayer compounds of zinc and nickel with graphite are washed separately to obtain neutral wash liquid reactions and dehydrated, while the amount of zinc and nickel exceeds the graphite content in the interlayer Connections respectively 2,75-4,75 and 2.8-4.2 times.
RU2007120796/09A 2007-06-05 2007-06-05 Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes RU2371815C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007120796/09A RU2371815C2 (en) 2007-06-05 2007-06-05 Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes
PCT/RU2008/000098 WO2008150195A1 (en) 2007-06-05 2008-02-21 Nickel-zinc battery and a method for producing active pastes mainly for electrodes thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007120796/09A RU2371815C2 (en) 2007-06-05 2007-06-05 Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007120796A RU2007120796A (en) 2008-12-10
RU2371815C2 true RU2371815C2 (en) 2009-10-27

Family

ID=40093901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007120796/09A RU2371815C2 (en) 2007-06-05 2007-06-05 Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2371815C2 (en)
WO (1) WO2008150195A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015199520A3 (en) * 2015-04-02 2016-03-31 Тоо "Институт Аккумуляторов" Non-flowing zn/niooh storage battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1474720A (en) * 1974-12-24 1977-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Storage batteries
JPH09231972A (en) * 1996-02-23 1997-09-05 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Manufacture of nickel positive electrode active material for alkaline battery
US7510801B2 (en) * 2002-07-12 2009-03-31 Hitachi Maxell, Ltd. Alkaline battery and method for producing the same
RU2232449C2 (en) * 2002-07-29 2004-07-10 Государственное образовательное учреждение Кубанский государственный университет Nickel-zinc accumulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015199520A3 (en) * 2015-04-02 2016-03-31 Тоо "Институт Аккумуляторов" Non-flowing zn/niooh storage battery

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007120796A (en) 2008-12-10
WO2008150195A1 (en) 2008-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Polysulfide regulation by the zwitterionic barrier toward durable lithium–sulfur batteries
Lu et al. Anode for zinc-based batteries: challenges, strategies, and prospects
Banerjee et al. Single-wall carbon nanotube doping in lead-acid batteries: a new horizon
Cheng et al. Enhanced ion/electron migration and sodium storage driven by different MoS2‐ZnIn2S4 heterointerfaces
JP3165003B2 (en) Electrochemical generator
EP2546908B1 (en) Organic polymer-silicon composite particle, preparation method for same, and cathode and lithium secondary battery including same
EP3203549B1 (en) Anode, lithium secondary battery comprising same, battery module comprising the lithium secondary battery, and method for manufacturing anode
US11043674B2 (en) Battery electrode with carbon additives in meta-solid-state battery
US8361651B2 (en) Active material for rechargeable battery
KR20080007557A (en) Zinc electrode comprising an organic gelling agent and an organic binder
CN104835965A (en) Lead-carbon battery for motorcycle and preparation method thereof
JP2019519897A (en) Use of a thianthrene-containing polymer as charge storage
Gong et al. Lithiophilic Cu‐Li2O matrix on a Cu collector to stabilize lithium deposition for lithium metal batteries
CN105118959A (en) Active material for rechargeable battery
Cao et al. A low-cost separator enables a highly stable zinc anode by accelerating the de-solvation effect
Chen et al. Polymer–inorganic composite protective layer for stable Na metal anodes
CN105932224A (en) Modified silicon-based negative electrode material, preparation method and application thereof
Cheng et al. Dendrite-Free Fluorinated Graphene/Lithium Anodes Enabling in Situ LiF Formation for High-Performance Lithium–Oxygen Cells
Zhao et al. Advanced structures in electrodeposited tin base anodes for lithium ion batteries
Gabryelczyk et al. Electrochemical properties of positive electrode in lead-acid battery modified by ammonium-based ionic liquids
US10497973B2 (en) Polymer compositions that conduct lithium ions for electrochemical lithium generator
EP3279223A1 (en) Use of polymers containing thianthrene as charge storage
RU2371815C2 (en) Ni-zn storage battery and method to produce active masses, mainly, for its electrodes
Cang et al. Environmentally Friendly and Flexible Aqueous Zinc Ion Batteries Using an Organic Anode and Activated Carbon as the Cathode
CN101707250B (en) Positive plate of lead-acid accumulator

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20100625

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090606

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20101120

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130606