RU2617687C1 - Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону - Google Patents
Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617687C1 RU2617687C1 RU2016140954A RU2016140954A RU2617687C1 RU 2617687 C1 RU2617687 C1 RU 2617687C1 RU 2016140954 A RU2016140954 A RU 2016140954A RU 2016140954 A RU2016140954 A RU 2016140954A RU 2617687 C1 RU2617687 C1 RU 2617687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- nickel
- cermet
- batteries
- separators
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Изобретение относится электротехнике и касается вопроса безопасной работы никель-кадмиевых аккумуляторов в составе различных электротехнических и электронных систем. Изготовление никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами включает следующие стадии: изготовление металлокерамической основы электродов, пропитка отрицательных и положительных электродов соответствующими активными веществами, помещение электродов в сепараторы и сборка аккумуляторов, помещение металлокерамических оксидно-никелевых электродов в пакеты из тонкой никелевой перфорированной фольги толщиной 2-5 мкм (перед стадией помещения электродов в сепараторы), причем вверху пакеты из фольги привариваются к токоотводам электродов. Изобретение позволяет создать никель-кадмиевый аккумулятор с металлокерамическими электродами, не подверженный тепловому разгону.
Description
Изобретение относится электротехнике и касается вопроса безопасной работы никель-кадмиевых аккумуляторов в составе различных электротехнических и электронных систем.
Известен способ [патент РФ №2043678, МПК H01M 10/48, H01M 10/26, 1995] контроля теплового разгона в аккумуляторе во время его эксплуатации в буферном режиме. В рамках данного способа температура аккумулятора во время эксплуатации постоянно контролируется с помощью прикрепленных термодатчиков. В случае повышения температуры выше 70-80°С аккумулятор отключается.
Однако данный способ только предотвращает наступление теплового разгона, но не устраняет саму возможность появления этого явления в процессе эксплуатации аккумуляторов.
В качестве прототипа выбран способ изготовления никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами [Коровин Н.В., Скундин A.M. Химические источники тока. М.: МЭИ, 2003, С. 197-198], который включает следующие стадии: изготовление металлокерамической основы электродов, пропитка отрицательных и положительных электродов соответствующими активными веществами, помещение электродов в сепаратор и сборка аккумулятора. Недостаток данного способа заключается в том, что полученные никель-кадмиевые аккумуляторы подвержены тепловому разгону [Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Causes analysis of thermal runaway in nickel-cadmium accumulators // J. Electrochem. Soc, 2014, Vol. 161, Is. 9, P. A1360-А1363].
Задачей изобретения является разработка способа создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону.
Поставленная задача решалась благодаря тому, что в известном способе изготовления никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, который включает следующие стадии: изготовление металлокерамической основы электродов, пропитка отрицательных и положительных электродов соответствующими активными веществами, помещение электродов в сепараторы и сборка аккумуляторов, была добавлена новая стадия - помещение металлокерамических оксидно-никелевых электродов в пакеты из тонкой никелевой перфорированной фольги толщиной 2-5 мкм (перед стадией помещения электродов в сепараторы), причем вверху пакеты из фольги привариваются к токоотводам электродов.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
В работе [Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Probability investigation of thermal runaway in nickel-cadmium batteries with pocket electrodes // Int. J. Electrochem. Sci., 2016, Vol. 11, P. 5850-5854] экспериментально и теоретически доказано, что в аккумуляторах с ламельными электродами тепловой разгон невозможен потому, что для начала теплового разгона нужно, чтобы дендрит на кадмиевом электроде пророс через сепаратор, тогда в месте расположения дендрита плотность тока будет значительно выше, чем в соседних местах электрода, и электрод будет разогреваться сильней. Это приведет к началу процесса теплового разгона [Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. The mechanism of thermal runaway in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc, 2015, Vol. 162, Is. 4, P. А749-А753]. В аккумуляторах с ламельными электродами, проросший дендрит в силу высокой проводимости ламели не может сильно локально разогреть электрод и при большой плотности тока дендрит просто сгорит. Поэтому в аккумуляторах с ламельными электродами тепловой разгон невозможен. Помещение оксидно-никелевых электродов в пакет из тонкой никелевой перфорированной фольги также не позволит электродам в месте прорастания дендритов сильно разогреваться, что исключит возможность наступления процесса теплового разгона [Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Study of thermal runaway electrochemical reactions in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc, 2015, Vol. 162, Is. 10, P. А2044-А2050].
Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа.
Пример 1. Предлагаемый способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону, проверялся на десяти аккумуляторах НКБН-25-У3. Данные аккумуляторы после семи лет эксплуатации были сняты вследствие большого тока саморазряда. Аккумуляторы были вскрыты и с оксидно-никелевых электродов были сняты сепараторы. Затем на оксидно-никелевые электроды первой группы из пяти аккумуляторов были надеты пакеты из тонкой никелевой перфорированной фольги толщиной 4 мкм и пакеты приварены к токоотводам этих электродов, а сверху надеты прежние сепараторы. На оксидно-никелевые электроды второй контрольной группы из пяти аккумуляторов были надеты прежние сепараторы. После этого аккумуляторы собрали снова, запаяли и залили электролит.
Согласно исследованиям в работе [Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Causes analysis of thermal runaway in nickel-cadmium accumulators // J. Electrochem. Soc, 2014, Vol. 161, Is. 9, P. A1360-A1363] вероятность теплового разгона увеличивается с увеличением температуры эксплуатации аккумуляторов и напряжения их заряда. В связи с этим мы заряжали аккумуляторы в термокамере при температуре 45°С и при напряжении заряда 2,2 В в течение 10 часов. Разряд выполнялся согласно руководству по технической эксплуатации аккумуляторов НКБН-25-У3 током 10 А до напряжения на клеммах аккумулятора 1 В. Было выполнено всего 800 циклов заряда-разряда для аккумуляторов каждой группы. В результате циклирования тепловой разгон наблюдался три раза в контрольной группе аккумуляторов и ни одного раза в аккумуляторах, в которых оксидно-никелевые электроды находились в пакетах из тонкой никелевой перфорированной фольги.
Пример 2. Предлагаемый способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону, проверялся на десяти аккумуляторах НКГК-33СА. Данные аккумуляторы после шести лет эксплуатации были сняты с эксплуатации. Аккумуляторы были вскрыты и с оксидно-никелевых электродов были сняты сепараторы. Затем на оксидно-никелевые электроды первой группы из пяти аккумуляторов были надеты пакеты из тонкой никелевой перфорированной фольги толщиной 4 мкм и пакеты приварены к токоотводам этих электродов, а сверху надеты прежние сепараторы. На оксидно-никелевые электроды второй контрольной группы из пяти аккумуляторов были надеты прежние сепараторы. После этого аккумуляторы собрали снова, запаяли и залили электролит.
Аккумуляторы заряжали в термокамере при температуре 45°С и при напряжении заряда 2,2 В в течение 10 часов. Разряд выполнялся согласно руководству по технической эксплуатации аккумулятора НКГК-33СА током 6 А до напряжения на клеммах аккумулятора 1 В. Было выполнено всего 800 циклов заряда-разряда для аккумуляторов каждой группы. В результате циклирования тепловой разгон наблюдался четыре раза в контрольной группе аккумуляторов и ни одного раза в аккумуляторах, в которых оксидно-никелевые электроды находились в пакетах из тонкой никелевой перфорированной фольги.
Предлагаемый способ является первым способом, позволяющим создавать никель-кадмиевые аккумуляторы с металлокерамическими электродами, не подверженные тепловому разгону.
ИСТОЧНИКИ
1. Патент РФ №2043678, МПК Н01М 10/48, Н01М 10/26, 1995.
2. Коровин Н.В., Скундин A.M. Химические источники тока. М.: МЭИ, 2003, С. 197-198.
3. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Causes analysis of thermal runaway in nickel-cadmium accumulators // J. Electrochem. Soc, 2014, Vol. 161, Is. 9, P. A1360-A1363.
4. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Probability investigation of thermal runaway in nickel-cadmium batteries with pocket electrodes // Int. J. Electrochem. Sci., 2016, Vol. 11, P. 5850-5854.
5. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. The mechanism of thermal runaway in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc, 2015, Vol. 162, Is. 4, P. A749-A753.
6. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Study of thermal runaway electrochemical reactions in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc, 2015, Vol. 162, Is. 10, P. A2044-A2050.
Claims (1)
- Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону, заключающийся в том, что в известном способе изготовления никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, который включает следующие стадии: изготовление металлокерамической основы электродов, пропитка отрицательных и положительных электродов соответствующими активными веществами, помещение электродов в сепараторы и сборка аккумуляторов, была добавлена новая стадия - помещение металлокерамических оксидно-никелевых электродов в пакеты из тонкой никелевой перфорированной фольги толщиной 2-5 мкм (перед стадией помещения электродов в сепараторы), причем вверху пакеты из фольги привариваются к токоотводам электродов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140954A RU2617687C1 (ru) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140954A RU2617687C1 (ru) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2617687C1 true RU2617687C1 (ru) | 2017-04-26 |
Family
ID=58643322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016140954A RU2617687C1 (ru) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2617687C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2659797C1 (ru) * | 2017-11-09 | 2018-07-04 | Дмитрий Николаевич Галушкин | Способ блокирования теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402514A1 (de) * | 1989-06-16 | 1990-12-19 | HILLE & MÜLLER | Sinterfolien-Elektrode für Nickel-Cadmium-Akkumulatoren und Verfahren zur Herstellung der Elektrode |
| RU2058627C1 (ru) * | 1994-08-09 | 1996-04-20 | Акционерное общество закрытого типа "АвтоУАЗ" | Щелочной аккумулятор |
| RU2094913C1 (ru) * | 1994-09-22 | 1997-10-27 | Александр Иванович Смирнов | Способ изготовления свинцовой аккумуляторной батареи и ее устройство |
| RU2235378C2 (ru) * | 2002-07-30 | 2004-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный Центр РФ - Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Закрытый источник альфа-излучения |
-
2016
- 2016-10-18 RU RU2016140954A patent/RU2617687C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402514A1 (de) * | 1989-06-16 | 1990-12-19 | HILLE & MÜLLER | Sinterfolien-Elektrode für Nickel-Cadmium-Akkumulatoren und Verfahren zur Herstellung der Elektrode |
| RU2058627C1 (ru) * | 1994-08-09 | 1996-04-20 | Акционерное общество закрытого типа "АвтоУАЗ" | Щелочной аккумулятор |
| RU2094913C1 (ru) * | 1994-09-22 | 1997-10-27 | Александр Иванович Смирнов | Способ изготовления свинцовой аккумуляторной батареи и ее устройство |
| RU2235378C2 (ru) * | 2002-07-30 | 2004-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный Центр РФ - Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Закрытый источник альфа-излучения |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| В.В.Теньковцев, Б.И.Центер. Основы теории и эксплуатации герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов. Ленинград, Энергоатомиздат, 1985,c.26-27. * |
| Галушкин Д.Н. Нестационарные процессы деградации в щелочных аккумуляторах, закономерности и технологические рекомендации.,Авто, Новочеркассск,2010. * |
| Галушкин Д.Н. Нестационарные процессы деградации в щелочных аккумуляторах, закономерности и технологические рекомендации.,Автореферат, Новочеркассск,2010. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2659797C1 (ru) * | 2017-11-09 | 2018-07-04 | Дмитрий Николаевич Галушкин | Способ блокирования теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103413904B (zh) | 一种聚合物锂离子电池用隔膜的制造方法 | |
| CN108427077A (zh) | 一种利用参比电极监测负极析锂的实验方法 | |
| CN106910897A (zh) | 一种集流体及其极片和电池 | |
| CN112433159B (zh) | 一种锂离子电池石墨负极析锂的检测方法 | |
| CN102694158A (zh) | 一种含硅锂负极、其制备方法及包含该负极的锂硫电池 | |
| EP4258385A1 (en) | Lithium ion battery and power vehicle | |
| CN111366863B (zh) | 一种基于低温循环的锂离子电池寿命加速预判方法 | |
| CN109285983B (zh) | 以锂离子固体电解质片为隔膜的钮扣锂电池及其制备方法 | |
| CN101847748A (zh) | 锂离子动力电池 | |
| CN102593539A (zh) | 一种监控锂离子电池正负极电位的方法 | |
| CN112557931B (zh) | 金属锂电池健康程度的检测装置及方法 | |
| CN112540297A (zh) | 一种研究锂离子电池过充安全冗余边界的方法 | |
| TWI398030B (zh) | 鋰離子儲能電池 | |
| RU2617687C1 (ru) | Способ создания никель-кадмиевых аккумуляторов с металлокерамическими электродами, не подверженных тепловому разгону | |
| CN101510597B (zh) | 锂离子电池及其隔离膜 | |
| KR101580698B1 (ko) | 리튬이차전지용 전극 및 이를 포함하는 전지셀 | |
| KR101959195B1 (ko) | 리튬 황 전지 및 제조 방법 | |
| CN212182476U (zh) | 一种高能量密度高功率密度铝离子电池 | |
| CN205900715U (zh) | 一种快充、快放、长寿锂离子动力电池 | |
| CN210074028U (zh) | 基于减少传质和扩散控制的多层电极及储能设备 | |
| US20110310529A1 (en) | Electrochemical capacitor and method for manufacturing the same | |
| RU2659797C1 (ru) | Способ блокирования теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах | |
| CN209786071U (zh) | 一种锂离子电池正极极片 | |
| RU205771U1 (ru) | Призматический литий-ионный аккумулятор | |
| Libich et al. | Performance of Graphite Negative Electrode in Lithium-Ion Battery Depending upon the Electrode Thickness |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181019 |