RU2482569C1 - Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора - Google Patents
Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482569C1 RU2482569C1 RU2011139058/07A RU2011139058A RU2482569C1 RU 2482569 C1 RU2482569 C1 RU 2482569C1 RU 2011139058/07 A RU2011139058/07 A RU 2011139058/07A RU 2011139058 A RU2011139058 A RU 2011139058A RU 2482569 C1 RU2482569 C1 RU 2482569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- electrode
- oxide
- manufacturing
- fibre
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов с волоконными оксидно-никелевыми электродами. Изобретение направлено на повышение циклических, ресурсных и удельных емкостных характеристик волоконных оксидно-никелевых электродов никель-кадмиевых аккумуляторов за счет использования сферического гидроксида никеля. Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора включает гальваническое никелирование графитированного вискозного материала, пастирование электрода гидроксидом никеля с использованием сферического гидроксида никеля со средним размером частиц 6,0-9,0 мкм, формирование, промывку и сушку электрода.
Description
Изобретение «Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора» относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов.
В настоящее время известно множество различных типов никель-кадмиевых аккумуляторов, отличающихся друг от друга способом изготовления электродных основ. В этом плане перспективными являются источники тока с волоконными электродами. Использование волокновых основ позволяет значительно сократить потребление металлического никеля на изготовление оксидно-никелевых электродов. Кроме того, существенно снижается потребление воды и электроэнергии. Применение пастированной технологии заполнения волоконных электродов активной массой также дает возможность уменьшить концентрацию соединений никеля в промышленных стоках и время, отведенное на выполнение технологического цикла изготовления оксидно-никелевых волоконных электродов.
Известен способ изготовления электрода на основе никелевого волокна или никелевой пены для химического источника тока [1], по которому электрод на основе никелевой пены спрессовывают с участком основы также из никелевой пены и с металлическим токосъемом, затем производят электрическую сварку и далее пастируют основу гидроксидом никеля.
Недостатками этого способа являются низкие циклические ресурсные и емкостные характеристики, что обусловлено отсутствием надежного контакта между частицами гидроксида и элементами структуры пористого никелевого каркаса.
Известен способ изготовления электрода [2], включающий нанесение активной массы на губчатый токоотвод, с последующей ее подпрессовкой.
Основными проблемами применения прессованных электродов являются осыпание активной массы и изменение формы электрода в процессе циклирования.
Известен способ изготовления спеченного комбинированного никелевого электрода [3] путем химического никелирования графитового матричного волоконного материала с последующим спеканием под сжатием в атмосфере сухого водорода при температуре 800°С в течение 0.25-2 ч, пропиткой спеченной электродной пластины электрохимическим способом (температура ванны 75°С, плотность тока 0.054 А/см3), формирование электрода активным материалом, включающее анодную и катодную обработку в электролите 20% КОН (7-этапный метод из 20-минутных циклов с плотностью тока 0.07, 0.0311, 0.11 А/см3), промывкой каждого из электродов в течение нескольких часов в проточной деионизованной воде и сушкой в течение 8 часов.
Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты, связанные с необходимостью спекания электрода в среде водорода при температуре 800°С.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому и потому принятым за прототип является способ изготовления оксидно-никелевого электрода на основе высокопористого материала волоконного типа [4].
Существенными признаками прототипа являются следующие операции и режимы:
1. Активация графитированного вискозного материала в растворе сернокислого никеля насыщением ионами никеля при концентрации 50-320 г/л в течение 5-75 минут.
2. Гальваническое никелирование графитированного вискозного материала.
3. Дополнительное осаждение никеля в зоне приварки токосъема гальваническим способом.
4. Подпрессовку зоны приварки токосъема электрода давлением 500-2100 МПа.
5. Приварка токосъема в зоне дополнительного осаждения никеля.
6. Электрохимическое осаждение гидроксида никеля.
7. Формирование электродов в избытке электролита.
8. Промывка электродов от гидроксида калия в конденсате.
9. Сушка электродов.
10. Дополнительное формирование электродов в избытке электролита в сжатом состоянии.
Сложная технология изготовления оксидно-никелевого электрода по указанному способу, высокая трудоемкость и энергозатраты приводят к возрастанию стоимости оксидно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора.
Технической задачей изобретения является разработка экономически эффективного способа изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора с повышенными циклическими, ресурсными и удельными емкостными характеристиками.
Указанный технический результат достигается способом изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора путем гальванического никелирования графитированного вискозного материала, пастированием электрода гидроксидом никеля, формированием, промывкой и сушкой электродов, в котором согласно изобретению при пастировании используют сферический гидроксид никеля со средним размером частиц 6,0-9,0 мкм.
Таким образом, существенными признаками заявляемого способа являются следующие технологические операции и режимы:
1. Активация графитированного вискозного материала в растворе сернокислого никеля.
2. Гальваническое никелирование графитированного вискозного материала.
3. Дополнительное осаждение никеля в зоне приварки токосъема гальваническим способом.
4. Подпрессовку зоны приварки токосъема электрода.
5. Приварка токосъема в зоне дополнительного осаждения никеля.
6. Пастирование высокопористой никелевой основы гидроксидом никеля с использованием сферического гидроксида никеля со средним размером частиц 6,0-9,0 мкм.
7. Формирование электродов в избытке электролита.
8. Промывка электродов от гидроксида калия в конденсате.
9. Сушка электродов.
10. Дополнительное формирование электродов в избытке электролита в сжатом состоянии.
Признаки 1,2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 - общие с прототипом. Признак 6 - новый, отличительный, что и обеспечивает соответствие предлагаемого способа критерию "новизна".
В заявляемом способе использование пастирования высокопористой никелевой основы с использованием сферического гидроксида никеля со средним размером частиц 6,0-9,0 мкм по признаку 6 позволяет улучшить эффективность заполнения порового пространства волоконной никелевой основы активной массой и в дальнейшем повысить удельные емкостные характеристики электрода. Указанный средний размер частиц 6,0-9,0 мкм является оптимальным для обеспечения полноты намазки высокопористой никелевой основы гидроксидом никеля, так как при среднем размере частиц меньше 6,0 мкм не обеспечивается полнота намазки электрода из-за недостаточности сцепления частиц гидроксида никеля с волокновой структурой каркаса, а при среднем размере частиц больше 9,0 мкм будет проходить интенсивное вымывание такого гидроксида никеля из пористого электродного каркаса, так как операция намазки будет проходить только на его поверхности и частицы гидроксида никеля не будут проходить внутрь каркаса.
Предлагаемый экономически эффективный способ позволяет изготавливать волоконный оксидно-никелевый электрод для щелочного аккумулятора с повышенными циклическими, ресурсными и удельными емкостными характеристиками. Использование данного изобретения в промышленности позволяет изготавливать волоконные оксидно-никелевые электроды для никель-кадмиевых аккумуляторов с высокими эксплуатационными характеристиками.
Источники информации
1. Патент России №2054758, заявл. 02.11.1992 г.
2. Патент России №2044370, заявл. 08.04.1993 г.
3. Ferrahdo W., Lee W.W., Sutulla R.A., A.Lighweighted, Nickel Composition Electrode, Concept and Feasibility. Journal of Power Jources, Феррандо У. и др. Облегченный комбинированный никелевый электрод. Общее представление о возможности изготовления.
4. Патент России №2407112, заявл. 28.12.2009 г.
Claims (1)
- Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора, включающий гальваническое никелирование графитированного вискозного материала, пастирование электрода гидроксидом никеля, формирование, промывку и сушку электрода, отличающийся тем, что при пастировании используют сферический гидроксид никеля со средним размером частиц 6,0-9,0 мкм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011139058/07A RU2482569C1 (ru) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011139058/07A RU2482569C1 (ru) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011139058A RU2011139058A (ru) | 2013-03-27 |
| RU2482569C1 true RU2482569C1 (ru) | 2013-05-20 |
Family
ID=48789995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011139058/07A RU2482569C1 (ru) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2482569C1 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4029132A (en) * | 1976-05-24 | 1977-06-14 | Westinghouse Electric Corporation | Method of preparing high capacity nickel electrode powder |
| US4551400A (en) * | 1984-04-18 | 1985-11-05 | Energy Conversion Devices, Inc. | Hydrogen storage materials and methods of sizing and preparing the same for electrochemical applications |
| FR2705834A1 (fr) * | 1993-05-26 | 1994-12-02 | Accumulateurs Fixes | Procédé de liaison d'une connexion métallique sur une électrode dont l'âme a une structure fibreuse ou de type mousse pour générateur électrochimique, et électrode obtenue. |
| RU2044370C1 (ru) * | 1993-04-08 | 1995-09-20 | Акционерное общество "Электрозаряд" | Воздушный электрод химического источника тока и способ его изготовления |
| RU2054758C1 (ru) * | 1992-11-02 | 1996-02-20 | Алексей Борисович Степанов | Способ изготовления основы электрода химического источника тока |
| RU2148284C1 (ru) * | 1998-07-23 | 2000-04-27 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода щелочного аккумулятора |
| RU2406185C1 (ru) * | 2009-06-09 | 2010-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода |
| RU2407112C1 (ru) * | 2009-12-28 | 2010-12-20 | Открытое акционерное общество "Завод автономных источников тока" | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора |
-
2011
- 2011-09-23 RU RU2011139058/07A patent/RU2482569C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4029132A (en) * | 1976-05-24 | 1977-06-14 | Westinghouse Electric Corporation | Method of preparing high capacity nickel electrode powder |
| US4551400A (en) * | 1984-04-18 | 1985-11-05 | Energy Conversion Devices, Inc. | Hydrogen storage materials and methods of sizing and preparing the same for electrochemical applications |
| RU2054758C1 (ru) * | 1992-11-02 | 1996-02-20 | Алексей Борисович Степанов | Способ изготовления основы электрода химического источника тока |
| RU2044370C1 (ru) * | 1993-04-08 | 1995-09-20 | Акционерное общество "Электрозаряд" | Воздушный электрод химического источника тока и способ его изготовления |
| FR2705834A1 (fr) * | 1993-05-26 | 1994-12-02 | Accumulateurs Fixes | Procédé de liaison d'une connexion métallique sur une électrode dont l'âme a une structure fibreuse ou de type mousse pour générateur électrochimique, et électrode obtenue. |
| RU2148284C1 (ru) * | 1998-07-23 | 2000-04-27 | Открытое акционерное общество "Сатурн" | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода щелочного аккумулятора |
| RU2406185C1 (ru) * | 2009-06-09 | 2010-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода |
| RU2407112C1 (ru) * | 2009-12-28 | 2010-12-20 | Открытое акционерное общество "Завод автономных источников тока" | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011139058A (ru) | 2013-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6367390B2 (ja) | 大容量プリズムリチウムイオン合金アノードの製造 | |
| Wu et al. | PbO2-modified graphite felt as the positive electrode for an all-vanadium redox flow battery | |
| CN106206059B (zh) | NiCo2S4/石墨毡复合电极材料的制备方法和应用 | |
| CN102013330B (zh) | 石墨烯/多孔氧化镍复合超级电容器薄膜及其制备方法 | |
| JP2010073533A (ja) | 充放電可能な電池 | |
| US20160190667A1 (en) | Lithium-air battery air electrode and its preparation method | |
| WO2017063582A1 (zh) | 自充电布及采用该自充电布发电的方法 | |
| KR20130007320A (ko) | 리튬판, 전극의 리튬화 방법 및 에너지 저장장치 | |
| CN102938331A (zh) | 一种泡沫镍基MnO2/C复合电极材料及其制备方法 | |
| CN105470450A (zh) | 一种锂离子动力电池硅负极极片及其制备方法 | |
| CN103794754A (zh) | 复合负电极及其制备方法、电化学电源及其应用 | |
| Lyu et al. | Improving the cycling performance of silver-zinc battery by introducing PEG-200 as electrolyte additive | |
| CN109390590A (zh) | 一种基于无纺布制备电池集流体的工艺及电池集流体 | |
| CN108666571A (zh) | 一种钾离子电池用负极材料及其制备方法和负极极片 | |
| JP2016110846A (ja) | 金属−空気二次電池用負極材料、及びこれを備える金属−空気二次電池 | |
| KR101163996B1 (ko) | 메탈 폼 전극을 가지는 레독스 플로우 이차 전지 | |
| CN111193032A (zh) | 一种锂电池的集流体 | |
| CN108346806B (zh) | 液流电池电极及其制备方法和液流电池 | |
| KR20220040505A (ko) | 금속 음극 및 상기 금속 음극의 제작 방법 그리고 상기 금속 음극을 구비하는 이차 전지 | |
| CN108140748A (zh) | 基于锂离子的纽扣电池 | |
| CN105552320B (zh) | 一种泡沫镍基Sn/SnO/SnO2层状三维多孔负极材料及其制备方法 | |
| RU2482569C1 (ru) | Способ изготовления волоконного оксидно-никелевого электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора | |
| RU2407112C1 (ru) | Способ изготовления оксидно-никелевого электрода для щелочного аккумулятора | |
| CN110676461A (zh) | 一种具有柔性自支撑功能的高柔性锂离子电池织物及其制备方法 | |
| CN108806999B (zh) | 电极材料、超级电容器、电子设备和制备电极材料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150924 |