RU2718955C1 - Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources - Google Patents

Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources Download PDF

Info

Publication number
RU2718955C1
RU2718955C1 RU2019141925A RU2019141925A RU2718955C1 RU 2718955 C1 RU2718955 C1 RU 2718955C1 RU 2019141925 A RU2019141925 A RU 2019141925A RU 2019141925 A RU2019141925 A RU 2019141925A RU 2718955 C1 RU2718955 C1 RU 2718955C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
active mass
positive electrode
temperature
plates
hours
Prior art date
Application number
RU2019141925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Петросович Папикян
Леонид Александрович Новокрещёнов
Сергей Владимирович Гришин
Александр Петрович Шаронов
Игорь Юрьевич Земсков
Original Assignee
Акционерное общество "Литий-Элемент"
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 Акционерное общество "Литий-Элемент" filed Critical Акционерное общество "Литий-Элемент"
Priority to RU2019141925A priority Critical patent/RU2718955C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718955C1 publication Critical patent/RU2718955C1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • H01M4/08Processes of manufacture
    • H01M4/10Processes of manufacture of pressed electrodes with central core, i.e. dollies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical equipment, namely to the method of manufacturing workpieces of a positive electrode for prismatic chemical current sources. Disclosed method of producing a positive electrode of a lithium chemical current source, comprising a titanium current collector with a grid, two electrodes with active mass based on manganese dioxide, deposited on opposite sides of the grid, includes preparation of active mass plates, applying plate active mass on the grid, followed by a double compression at pressure 41–62 MPa (410–620 kgf/cm) for 10–30 seconds with intermediate drying at temperature of 100–120 °C for 2–4 hours and heat treatment at temperature 230–250 °C for 1–1.5 hours.EFFECT: high density of the active mass of the positive electrode and high electrical and mechanical characteristics thereof is the technical result of the invention.1 cl

Description

Изобретение относится к области химических источников тока и касается способа изготовления заготовок положительного электрода для призматических химических источников тока.The invention relates to the field of chemical current sources and relates to a method for manufacturing positive electrode blanks for prismatic chemical current sources.

Известен способ изготовления диоксидмарганцевого электрода для химического источника тока (патент на изобретение РФ № 2145456, опубл. 10.02.2000 г.) путем напрессовки активной массы, состоящей из диоксида марганца, сажи и фторопласта, пропитанной органическим растворителем, на перфорированный металлический коллектор и последующей термообработки готового электрода, отличающийся тем, что из активной массы формуют электродные пластины, высушивают их от органического растворителя на воздухе, а напрессовку на перфорированный металлический коллектор производят удельным давлением 500 - 1000 кгс/см2 в течение 10 - 50 с.A known method of manufacturing a manganese dioxide electrode for a chemical current source (patent for the invention of the Russian Federation No. 2145456, publ. 02.10.2000) by pressing an active mass consisting of manganese dioxide, carbon black and fluoropolymer impregnated with an organic solvent onto a perforated metal collector and subsequent heat treatment finished electrode, characterized in that the electrode mass is formed from the active mass, dried from an organic solvent in air, and pressed onto a perforated metal coll Torr produce specific pressure 500 - 1000 kgf / cm 2 for 10 - 50 seconds.

При реализации указанного способа невозможно достичь высокой плотности активной массы положительного электрода, что в свою очередь приводит к снижению электрических характеристик диоксидно-марганцевых источников тока. Помимо этого, согласно способу имеется возможность изготавливать только единичные электроды, что снижает производительность при серийном изготовлении.When implementing this method, it is impossible to achieve a high density of the active mass of the positive electrode, which in turn leads to a decrease in the electrical characteristics of manganese dioxide current sources. In addition, according to the method, it is possible to produce only single electrodes, which reduces productivity in serial production.

Задачей настоящего изобретения является создание положительного электрода с улучшенными электрическими и механическими характеристиками.An object of the present invention is to provide a positive electrode with improved electrical and mechanical characteristics.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в осуществлении постоянного контроля за параметрами заготовок электрода, что позволяет изготовить заготовки с точно определенными электрическими и механическими характеристиками.The technical result of the claimed invention consists in the continuous monitoring of the parameters of the electrode blanks, which makes it possible to produce blanks with precisely defined electrical and mechanical characteristics.

Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что способ изготовления положительного электрода литиевого химического источника тока, содержащего титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, включает в себя подготовку пластин активной массы, нанесение пластин активной массы на решетку, и согласно изобретения нанесение пластин активной массы на решетку происходит двойным прессованием при давлении 41-62 МПа (410-620 кгс/см2) в течение 10-30 секунд с промежуточной сушкой при температуре 100-120°С в течение 2-4 часов и термообработкой при температуре 230-250°С в течение 1-1,5 часов.The claimed technical result is achieved due to the fact that the method of manufacturing a positive electrode of a lithium chemical current source containing a titanium collector with a lattice, two electrodes with an active mass based on manganese dioxide, deposited on opposite sides of the lattice, includes preparing active mass plates, applying active plates mass on the grate, and in accordance with the invention, application of active mass on the grate plates occurs by double pressing at a pressure of 41-62 MPa (410-620 kgf / cm 2) for e 10-30 seconds with intermediate drying at a temperature of 100-120 ° C for 2-4 hours and heat treatment at a temperature of 230-250 ° C for 1-1.5 hours.

Для реализации заявляемого способа используется установка для получения карточек, состоящая из следующих узлов:To implement the proposed method, the installation for receiving cards is used, consisting of the following nodes:

- узел получения ленты активной массы;- node receiving tape active mass;

- узел подкатки;- rolling unit;

- узел сушки;- drying unit;

- узел калибровки;- calibration unit;

- узел резки.- cutting unit.

Подготавливают установку к работе. Вращением маховичка устанавливают зазор между валками для получения ленты толщиной 2,2-3,2 мм. Заливают бензин-растворитель в емкость питателя. Выгружают из тары в бункер дозатора гранулы предварительно подготовленной активной массы, предварительно подготовленной на основе диоксида марганца.Prepare the installation for work. By rotating the handwheel, a gap between the rollers is established to obtain a tape with a thickness of 2.2-3.2 mm. Pour gasoline-solvent into the feeder tank. Granules of a previously prepared active mass pre-prepared on the basis of manganese dioxide are unloaded from the container into the hopper of the dispenser.

Включают установку получения ленты активной массы и изготавливают ленту толщиной 2,2-3,2 мм. В процессе изготовления ленты контролируют качество пропитки бензином-растворителем гранул. Лента должна быть эластичной, с ровными краями, без разрывов и отверстий.They include an installation for producing an active-mass tape and make a tape with a thickness of 2.2-3.2 mm. In the process of manufacturing the tape control the quality of impregnation with gasoline-solvent granules. The tape should be elastic, with smooth edges, without tears and holes.

Подготавливают устройство для подкатки. Вращением рукоятки выставляют зазор между валками для получения ленты толщиной 1,8-2,35 мм.Prepare a rolling device. The rotation of the handle sets the gap between the rollers to obtain a tape with a thickness of 1.8-2.35 mm.

Включают устройство и прокатывают ленту активной массы. Толщина ленты должна быть 1,8-2,35 мм. После прокатки ленту попускают через направляющие катушки на операции сушки и калибровки.Turn on the device and roll the tape of the active mass. The thickness of the tape should be 1.8-2.35 mm. After rolling, the tape is passed through the guide coils for drying and calibration operations.

Подготавливают установку сушки к работе. Включают установку. Температура на поверхности сушильных устройств должна быть 75-125°С.Prepare the installation of drying for work. Turn on the installation. The temperature on the surface of the drying devices should be 75-125 ° C.

Заправляют ленту активной массы в сушильные устройства. Укладывают ленту на направляющую катушку, а затем на движущиеся сушильные устройства. Направляют ленту на установку для калибровки.Fill the tape of the active mass in the drying device. Lay the tape on the guide reel, and then on the moving drying devices. Send the tape to the calibration setup.

Подготавливают вальцы калибровочные, имеющие выборку в середине для калибровки и обрезки ленты активной массы. Вращением маховичка выставляют щупом зазор между валками 0,4-0,7 мм.Calibration rollers are prepared having a sample in the middle for calibration and trimming of the active mass tape. By rotating the handwheel, the gap between the rolls is 0.4-0.7 mm.

Включают установку и калибруют ленту активной массы. Толщина ленты должна быть 1,4 ± 0,1 мм.Turn on the installation and calibrate the tape of the active mass. The tape thickness should be 1.4 ± 0.1 mm.

Обрезают край ленты ножом и заправляют ее между подающим и прижимными валками автомата резки.Cut the edge of the tape with a knife and tuck it between the feed and pressure rolls of the cutting machine.

Включают автомат резки. Резка ленты на пластины и укладка их в стопу происходит в автоматическом режиме. Количество пластин в стопе - не более 10 штук.Turn on the cutting machine. Cutting the tape into plates and stacking them in the foot occurs automatically. The number of plates in the foot is not more than 10 pieces.

Периодически, через каждые 100-120 пластин, контролируют габаритные размеры 2-3 пластин. Periodically, every 100-120 plates, the overall dimensions of 2-3 plates are monitored.

Помещают в каждую ячейку кассеты по две пластины.Two plates are placed in each cell of the cartridge.

Помещают кассеты с пластинами в холодную или предварительно нагретую до температуры 80°С электропечь. Place the cassette with the plates in a cold or preheated to a temperature of 80 ° C electric furnace.

Сушат пластины при температуре от 60 до 90°С не менее 3 часов. Заслонка в вытяжном патрубке должна быть открыта.Dry the plates at a temperature of 60 to 90 ° C for at least 3 hours. The damper in the exhaust pipe must be open.

По окончании времени сушки извлекают кассеты с пластинами из печи и охлаждают до температуры помещения.At the end of the drying time, the cassettes with plates are removed from the oven and cooled to room temperature.

Проводят распределение пластин на группы по массе от 54,0 до 62,0 г через каждый грамм.Spread the distribution of the plates into groups by weight from 54.0 to 62.0 g through each gram.

Устанавливают решетку с титановым токоотводом в сварочное приспособление и проводят контактную сварку согласно технической документации.Install a lattice with a titanium down conductor in the welding fixture and conduct resistance welding in accordance with the technical documentation.

Комплектуют попарно группы пластин так, чтобы суммарная масса двух пластин на электрод составляла 114 - 120 г.Groups of plates are completed in pairs so that the total mass of two plates per electrode is 114-120 g.

Помещают решетку на винипластовую пластину, покрытую салфеткой из ткани, и наносят на решетку с двух сторон клей, приготовленный на основе карбоксилметилцеллулозы, равномерным слоем с помощью кисти.Place the grate on a vinyl-plastic plate covered with a tissue napkin, and apply glue, prepared on the basis of carboxylmethyl cellulose, on the grating on both sides with an even layer with a brush.

Укладывают в матрицу пресс-формы последовательно пластину активной массы, решетку, вторую пластину и закрыть пуансоном. Укладывают пластины активной массы в пресс-форму следующим образом: пластины, верхняя и нижняя, должны плотно лечь (без зазора) ко всем четырем сторонам матрицы пресс-формы. Верхняя пластина должна полностью закрыть решетку.Stack the active mass plate, lattice, second plate in series in the mold matrix and close it with a punch. The active mass plates are laid in the mold as follows: the plates, upper and lower, must lie tightly (without a gap) to all four sides of the mold matrix. The top plate should completely cover the grill.

Отпрессовывают электрод, суммарная масса пластин которого составляет 114 - 120 г, при удельном давлении 41 - 62 МПа (410 - 620 кгс/см2) в течение 10 - 30 с. Извлекают из пресс-формы электрод.An electrode is pressed, the total mass of the plates of which is 114 - 120 g, at a specific pressure of 41 - 62 MPa (410 - 620 kgf / cm 2 ) for 10 - 30 s. An electrode is removed from the mold.

Помещают в кассету электроды в количестве 15 шт. и устанавливают в холодную или предварительно прогретую до температуры не выше 100°С электропечь.Place electrodes in the cassette in the amount of 15 pcs. and set in a cold or preheated to a temperature of not higher than 100 ° C electric furnace.

Сушат электроды при температуре 100 - 120°С не менее двух часов. При этом сушку ведут с продувкой камеры печи: заслонка в вытяжном патрубке должна быть открыта.Dry the electrodes at a temperature of 100 - 120 ° C for at least two hours. In this case, drying is carried out with a purge of the furnace chamber: the flap in the exhaust pipe must be open.

Термообрабатывают электроды при температуре 230 - 250°С в течение (60±5) мин. Заслонка в вытяжном патрубке должна быть закрыта.Electrodes are heat treated at a temperature of 230 - 250 ° C for (60 ± 5) minutes. The damper in the exhaust pipe must be closed.

Охлаждают печь до температуры не выше 100°С по прибору. Заслонка в вытяжном патрубке должна быть открыта. Продувают не менее 10 минут.Cool the oven to a temperature not exceeding 100 ° C in the instrument. The damper in the exhaust pipe must be open. Purge for at least 10 minutes.

Извлекают кассеты с электродами из печи и охлаждают до температуры помещения.Remove the cassettes with electrodes from the oven and cool to room temperature.

Укладывают в матрицу пресс-формы электрод и закрывают пуансоном.An electrode is placed in the mold matrix and closed with a punch.

Отпрессовывают электроды при удельном давлении 41-62 МПа (410-620 кгс/см2) в течение 10-30 с. Извлекают из пресс-формы электрод.The electrodes are pressed at a specific pressure of 41-62 MPa (410-620 kgf / cm 2 ) for 10-30 s. An electrode is removed from the mold.

Claims (1)

Способ изготовления заготовок положительного электрода призматического химического источника тока, содержащего титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, включающий подготовку пластин активной массы, нанесение пластин активной массы на решетку, отличающийся тем, что нанесение пластин активной массы на решетку происходит двойным прессованием при давлении 41-62 МПа (410-620 кгс/см2) в течение 10-30 секунд с промежуточной сушкой при температуре 100-120°С в течение 2-4 часов и термообработкой при температуре 230-250°С в течение 1-1,5 часов.A method for manufacturing positive electrode blanks of a prismatic chemical current source containing a titanium down conductor with a grating, two electrodes with an active mass based on manganese dioxide, deposited on opposite sides of the grating, including preparing active mass plates, applying active mass plates to the grating, characterized in that the active mass plates on the grate are double pressed at a pressure of 41-62 MPa (410-620 kgf / cm 2 ) for 10-30 seconds with intermediate drying at a temperature of 100-12 0 ° C for 2-4 hours and heat treatment at a temperature of 230-250 ° C for 1-1.5 hours.
RU2019141925A 2019-12-17 2019-12-17 Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources RU2718955C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141925A RU2718955C1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141925A RU2718955C1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718955C1 true RU2718955C1 (en) 2020-04-15

Family

ID=70277859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141925A RU2718955C1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718955C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2103766C1 (en) * 1996-07-31 1998-01-27 Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it
RU2145456C1 (en) * 1986-12-31 2000-02-10 Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт химических источников тока Manganese dioxide plate manufacturing process for chemical power supplies
US20040048152A1 (en) * 1998-05-20 2004-03-11 Shizukuni Yata Non-aqueous secondary battery and its control method
US9444078B2 (en) * 2012-11-27 2016-09-13 Blue Spark Technologies, Inc. Battery cell construction
JP2017525093A (en) * 2014-06-20 2017-08-31 デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド Primary alkaline battery with integrated in-cell resistance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145456C1 (en) * 1986-12-31 2000-02-10 Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт химических источников тока Manganese dioxide plate manufacturing process for chemical power supplies
RU2103766C1 (en) * 1996-07-31 1998-01-27 Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it
US20040048152A1 (en) * 1998-05-20 2004-03-11 Shizukuni Yata Non-aqueous secondary battery and its control method
US9444078B2 (en) * 2012-11-27 2016-09-13 Blue Spark Technologies, Inc. Battery cell construction
JP2017525093A (en) * 2014-06-20 2017-08-31 デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド Primary alkaline battery with integrated in-cell resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101175031B1 (en) Method of fabricating electrode plate and electrode plate fabricated by the same method
Araki et al. Electrochemical properties of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode material modified by coating with Al2O3 nanoparticles
DE19749867B4 (en) Process for the production of high-airtight porous separators and use of separators
DE102019102037A1 (en) PLASMA PRE-TREATMENT TO STUFFERS FOR THIN FILM LITHIUM METALLIZATION
KR101810146B1 (en) Dryer used in manufacturing electrode of secondary battery
DE69324238T2 (en) electrode
EP1978579A2 (en) Electrode for battery and fabricating method thereof
CN107210414A (en) Diaphragm for non-water system secondary battery and non-aqueous secondary battery
JPS6217801B2 (en)
JP7113747B2 (en) Electrode, method for manufacturing the electrode, and roller for manufacturing the electrode
RU2718955C1 (en) Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources
CN112740444A (en) Network of metal fibers, method of producing a network of metal fibers, electrode and battery
JP2009064770A5 (en)
KR101719031B1 (en) Polymer Battery Electrode Manufacturing Method And Apparatus
DE112011104632T5 (en) A method of producing a non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery
WO2015154899A1 (en) Method and apparatus for applying a self-adhesive film to an electrical energy storage cell
US20120308862A1 (en) Battery, manufacturing method of the same, and manufacturing apparatus of the same
DE112018002066T5 (en) SOLID STATE LITHIUM SECONDARY BATTERY ION
DE2635636A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTROCHEMICAL CELL OR BATTERY, e.g. A FUEL CELL OR FUEL CELL BATTERY, AND A CELL OR BATTERY MANUFACTURED BY THIS PROCEDURE
KR100501737B1 (en) A method and apparatus for producing pasted electrode plates with a heated cutting device
JP2023541161A (en) Electrode and its manufacturing method
JP7482429B2 (en) Electrode manufacturing method
US10581067B2 (en) Method and installation for producing an electrode plate, an electrode plate and a rechargeable electrochemical battery
CN108493483A (en) A kind of solid electrolyte membrane battery core layer structural interface processing method, lithium cell structure
JP2021077591A (en) All-solid battery manufacturing method and all-solid battery