RU2744516C1 - Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора - Google Patents
Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744516C1 RU2744516C1 RU2020121857A RU2020121857A RU2744516C1 RU 2744516 C1 RU2744516 C1 RU 2744516C1 RU 2020121857 A RU2020121857 A RU 2020121857A RU 2020121857 A RU2020121857 A RU 2020121857A RU 2744516 C1 RU2744516 C1 RU 2744516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- electrochemical
- ions
- anode
- washing
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 35
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 11
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 3
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N iron (II) ion Substances [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid group Chemical class C(CC(O)(C(=O)O)CC(=O)O)(=O)O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрохимическим конденсаторам или конденсаторам с двойным электрическим слоем с щелочным электролитом, и может быть использовано для разработки и изготовления электрохимических конденсаторов для транспортных средств. Техническим результатом изобретения является сокращение времени корректировки ванны электрохимической анодной обработки, за счет чего происходит уменьшение затрат времени на корректировку рН раствора электрохимического травления в условиях длительной работы и неизбежных технологических простоях. Согласно изобретению, способ включает электрохимическую анодную обработку стальной ленты в ванне с водным раствором, содержащим соль железа и хлорид-ионы, промывку ленты от продуктов травления в ванне промывки, электрохимическое никелирование в ванне с водным раствором соли никеля, катодную электрохимическую обработку ленты в ванне с раствором, содержащим соль никеля и нитрат-ионы, сушку, обработку в ванне с водным раствором щелочи, промывку электродной ленты от щелочи в ванне промывки и сушку электродной ленты, электрохимическую анодную обработку стальной ленты проводят в ванне с водным раствором, содержащим соль железа, хлорид-ионы, цитрат-ионы, ацетат-ионы при следующем содержании компонентов (моль/л): соль железа - 0,3-0,4; хлорид-ионы - 0,02-1,5; цитрат-ионы - 1,7-1,8; ацетат-ионы - 5,3-5,4, при достижении уровня рН, равного 5,2 и более, линию останавливают и проводят проработку ванны электрохимической анодной обработки с нерастворимым анодом до достижения уровня рН 4,9-5,2 при объемной плотности тока 50-55 А/л и соотношении площадей катода и анода 10:1, при технологическом простое ванны выполняют проработку с растворимым железным анодом при соотношении площадей катода и анода 1:10 при объемной плотности тока 50-55 А/л до достижения уровня рН 4,9-5,2. 2 пр.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрохимическим конденсаторам или конденсаторам с двойным электрическим слоем с щелочным электролитом, и может быть использовано для разработки и изготовления электрохимических конденсаторов для транспортных средств.
Известно применение в электрохимическом конденсаторе оптимизированного оксидно-никелевого электрода спеченной конструкции (WO 97/07518, МПК H01G 9/00, 9/22). Данный промышленный способ изготовления металлокерамического оксидно-никелевого электрода достаточно трудоемок, так как основу электрода (высокопористую никелевую пластину) изготавливают методом спекания в водородной атмосфере при высокой температуре из смеси порошкообразного карбонильного никеля с порошкообразователем. По данной технологии получают электрод толщиной 300-400 мкм и емкостью 0,2-0,25 Ач/см3. Электрод данной конструкции полностью удовлетворяет требованиям по мощностным и ресурсным характеристикам в широком диапазоне температур.
Существенным недостатком этого способа является недостаточная производительность способа для условий технологической линии.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора (Патент RU №2611722 МПК Н01М 4/29, H01G 11/84, опубликовано 28.02.2017), включающий транспортировку стальной ленты по операционным отсекам со скоростью 0,1-1 м/мин. Операционные отсеки включают: электрохимическую анодную обработку стальной ленты при плотности тока 4-20 А/дм2 в водном растворе, содержащем соль железа и хлорид-ионы с концентрацией 0,02-1,5 моль/л при температуре 25-50°С, промывку ленты от продуктов травления, электрохимическое никелирование ленты при плотности тока 0,3-3 А/дм2 в водном растворе соли никеля при температурах 15-60°С, катодную электрохимическую обработку основы при плотности тока 3-10 А/дм2 в растворе, содержащем соль никеля и нитрат-ионы с концентрацией 0,01-0,3 моль/л при температуре 15-50°С, сушку электродной ленты при температуре 40-60°С, обработку электродной ленты в растворе щелочи при температуре 40-60°С, промывку электродной ленты от щелочи при температуре 40-60°С, сушку электродной ленты при температуре 40-60°С. По данному способу получают электрод толщиной 300-400 мкм, емкостью 0,2-0,25 А⋅ч/см3.
Недостатком прототипа является нестабильность рН растворов электрохимического травления при длительной работе и неизбежных простоях оборудования, что снижает производительность технологической линии. В процессе работы ванны электрохимической анодной обработки происходит ее защелачивание вследствие превышения катодного выхода по току над анодным, вследствие чего поверхность стальной ленты пассивируется и прекращается требуемое точечное травление. Для предотвращения этого явления рН ванны электрохимической анодной обработки корректируют серной кислотой, что увеличивает время на выполнение всех технологических операций. Учитывая продолжительность установления ионных равновесий в корректируемом растворе, а также изменение концентрации всех компонентов электролита в ходе корректировки, время, затрачиваемое на корректировку раствора ванны анодной электрохимической обработки, составляет 3-4 часа на каждые 7-8 часов непрерывной работы ванны. При технологических прослоях рН ванны анодной электрохимической обработки снижается за счет окисления ионов железа(II) до железа(III) и их последующего гидролиза. Для восстановления уровня рН 4,9-5,2 требуется корректировка раствора гидроксидом натрия, что занимает 5-6 часов.
Проблемой повышения производительности технологии изготовления гидроксидно-никелевых электродов на линии с непрерывной подачей стальной ленты является большие затраты времени на корректировку рН раствора электрохимического травления в условиях длительной работы и неизбежных технологических простоях.
Техническим результатом изобретения является сокращение времени корректировки ванны электрохимической анодной обработки.
Указанный технический результат обеспечивается заявляемым способом изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора. Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора на линии с непрерывной подачей стальной ленты включает электрохимическую анодную обработку стальной ленты в ванне с водным раствором, содержащем соль железа и хлорид-ионы, промывку ленты от продуктов травления в ванне промывки, электрохимическое никелирование в ванне с водным раствором соли никеля, катодную электрохимическую обработку ленты в ванне с раствором, содержащим соль никеля и нитрат-ионы, сушку, обработку в ванне с водным раствором щелочи, промывку электродной ленты от щелочи в ванне промывки и сушку электродной ленты, причем электрохимическую анодную обработку стальной ленты проводят в ванне с водным раствором, содержащим соль железа, хлорид-ионы, цитрат-ионы, ацетат-ионы при следующем содержании компонентов (моль/л): соль железа - 0,3-0,4; хлорид-ионы - 0,02-1,5; цитрат-ионы - 1,7-1,8; ацетат-ионы - 5,3-5,4, при достижении уровня рН, равного 5,2 и более линию останавливают и проводят проработку ванны электрохимической анодной обработки с нерастворимым анодом до достижения уровня рН 4,9-5,2 при объемной плотности тока 50-55 А/л и соотношении площадей катода и анода 10:1, при технологическом простое ванны выполняют проработку с растворимым железным анодом при соотношении площадей катода и анода 1:10 при объемной плотности тока 50-55 А/л до достижения уровня рН 4,9-5,2.
Заявляемый способ включает изготовление пористой стальной основы, (анодная обработка) синтез активного материала и заполнение пор стальной основы активным материалом, гидроксидами никеля и кобальта (электрохимическое никелирование, катодная обработка). Анодная обработка стальной ленты необходима для создания пористой матрицы, наполняемой на стадии катодной обработки активным материалом. Поверхность основы электрода перед катодной обработкой должна быть пористой, чтобы обеспечивать хорошее сцепление активного материала с подложкой, что приводит к увеличению массы активного материала, а, следовательно, увеличению удельной емкости электрода. Пористую основу получают путем анодной обработки в электролите, содержащем соли железа в присутствии хлорид ионов. Электрохимическое никелирование стальной электродной основы предназначено для получения тонкого никелевого слоя (примерно 1 мкм с каждой стороны), обеспечивающего электрический контакт активного материала с основой. Никелевое покрытие повышает перенапряжение выделения кислорода, что приводит к увеличению выхода по току при заряде гидроксидноникелевого электрода.
Сокращение времени корректировки достигается действием совокупности существенных признаков, введением в раствор анодной электрохимической обработки буферных добавок, ацетат-ионов в количестве 5,3-5,4 моль/л и цитрат-ионов в количестве 1,7-1,8 моль/л и проработкой ванны с нерастворимым анодом до достижения уровня рН 4,9-5,2 при объемной плотности тока 50-55 А/л и соотношении площадей катода и анода 10:1. Буферное действие указанных добавок связано с равновесиями диссоциации слабых кислот, уксусной и лимонной, а также гидролиза соответствующих анионов. Совместное присутствие этих добавок и их концентрации, ацетат-ионы в количестве 5,3-5,4 моль/л и цитрат-ионы в количестве 1,7-1,8 моль/л обеспечивает уровень рН 4,9-5,2 за счет ацетат-ионов и высокую буферную емкость за счет трехзарядного цитрат-аниона. Присутствие в растворе хлорид-ионов предотвращает пассивацию поверхности стальной ленты, в результате которой травление прекращается. В результате период непрерывной работы ванны достигает 10-12 часов. При проработке ванны с нерастворимым анодом при объемной плотности тока 50-55 А/л на аноде происходит подкисление раствора, а на катоде восстанавливаются ионы железа, таким образом, восстановление концентрации ионов водорода происходит без увеличения объема раствора, восстанавливается также уровень концентрации ионов железа и за время электролиза происходит установление ионных равновесий, обеспечивающих уровень рН 4,9-5,2. Поэтому время корректировки рН в ванне составляет 0,3-0,5 часа. Соотношение площадей катода и анода, 10:1. обеспечивает преобладающее протекание на катоде процессов восстановления ионов железа, а на аноде - выделения кислорода, сопровождающееся подкислением. При соотношении площадей 10:2 время проработки увеличивается до 0,6-0,7 часа, при соотношении 11:1 часть площади катода оказывается вне процесса. При объемной плотности тока более 55 А/л происходит сильный разогрев раствора, при объемной плотности тока менее 50 А/л корректировка рН превышает 2 часа.
При неизбежных технологических простоях ванны анодной электрохимической обработки, связанных со сменой рулона стальной ленты, плановыми и внеплановыми ремонтами оборудования, графиком его работы применяется проработка ванны. Проработка раствора с растворимым железным анодом при соотношении площадей катода и анода 1:10 при объемной плотности тока 50-55 А/л в отсутствии в растворе буферных добавок цитрат- и ацетат-ионов позволяет сократить это время до 3-4 часов, а в присутствии буферных добавок ацетат-ионов - 5,3-5,4 моль/л и цитрат-ионов 1,7-1,8 моль/л до 0,5-1 часа. При проработке раствора анодной электрохимической обработки с растворимым анодом на катоде происходит подщелачивание раствора за счет преобладающего выделения водорода, чему способствует соотношение площадей катода и анода 1:10, а на аноде преобладающим является растворение железа. В присутствии буферных добавок установление рН происходит быстрее, так как ионы водорода имеются в составе уксусной и лимонной кислот, что предотвращает образование избыточных количеств ионов железа и сокращает время корректировки.
Для сравнения проведем пример реализации способа, изложенного в прототипе и предлагаемого способа.
Пример 1 реализации способа (вариант прототипа)
Изготавливали партию из 10000 неполяризуемых электродов электрохимического конденсатора по способу прототипа. Для этого провели: электрохимическую анодную обработку стальной ленты при плотности тока 12 А/дм2 в растворе сульфата железа концент рацией 0,35 моль/л, в присутствии хлорид-ионов с концентрацией 0,76 моль/л при температуре 30°С, промывку ленты от продуктов травления, электрохимическое никелирование ленты при плотности тока 1,65 А/дм2 в растворе сульфата никеля концентрацией 0,5 моль/л при температуре 40°С, катодную электрохимическую обработку основы при плотности тока 6,5 А/дм2 в растворах, содержащих ионы никеля в концентрации 3,5 моль/л в присутствии нитрат-ионов с концентрацией 0,15 моль/л при температуре 32°С, сушку электродной ленты при температуре 50°С, обработку электродной ленты в растворе щелочи при температуре 50°С, промывку электродной ленты от щелочи при температуре 50°С, сушку электродной ленты при температуре 50°С. После 7,25 часов работы линии выполнили корректировку рН ванны электрохимической анодной обработки, которое составляло 5,7. Корректировку проводили 10% раствором серной кислоты в два этапа, непосредственно после работы и через 15 часов. Непосредственно после корректировки достигалось рН 5.2. Через 15 часов производственного простоя ванны рН составляло 4,2-4,5. Для достижения необходимого рН проводили корректировку ванны 30% раствором гидроксида натрия и через 2-2,5 часа проверяли рН, которое составляло 5,0-5,1. Общее время корректировки составило 5,5 часа. Время, затраченное на получение 10000 электродов с учетом выхода годных 86%, составило 50 часов. Производительность составила 172 электрода/час.
Пример 2 реализации способа (предлагаемый вариант)
Изготавливали партию из 10000 штук неполяризуемых электродов электрохимического конденсатора по предлагаемому способу. Для этого провели: электрохимическую анодную обработку стальной ленты при плотности тока 12 А/дм2 в растворе, содержащем (моль/л): ионов железа(II) - 0,35, хлорид ионов - 0,76, ацетат-ионов 5,35, цитрат-ионов 1,75. рН 5,0 при температуре 30°С, промывку ленты от продуктов травления, электрохимическое никелирование ленты при плотности тока 1,65 А/дм2 в растворе, содержащем (моль/л): ионов никеля 0,5, хлорид ионов 0,7, ацетат-ионов - 0,35 при температуре 40°С, катодную электрохимическую обработку основы при плотности тока 6,5 А/дм2 в растворе, содержащем (моль/л): ионов никеля - 3,5, нитрат-ионов 0,15, ионов кобальта - 0,25, рН 4,6 при температуре 32°С, сушку электродной ленты при температуре 50°С, обработку электродной ленты в растворе щелочи при температуре 50°С, промывку электродной ленты от щелочи при температуре 50°С, сушку электродной ленты при температуре 50°С. После 7 часов работы линии выполнили корректировку рН, которое составило 5,4. Для этого прорабатывали ванну с нерастворимым анодом до достижения уровня рН 5,0 при объемной плотности тока 52 А/л и соотношении площадей катода и анода 10:1. Время проработки составило 15 минут. Через 15 часов производственного простоя ванны рН составляло 4,6-4,8. Для корректировки рН выполнили проработку с растворимым железным анодом при соотношении площадей катода и анода 1:10 при объемной плотности тока 52 А/л до достижения рН 4,9. Время проработки составило 12 минут. Общее время корректировки рН за счет предлагаемой проработки электролита составило 0,45 часа. Время, затраченное на получение 10000 электродов с учетом выхода годных 94,5%, составило 30 часов. Производительность составила 315 электродов/час.
Таким образом, за счет сокращения суммарного времени анодной электрохимической обработки, включающего время корректировки и сокращения продолжительности никелирования вследствие введения в растворы буферных добавок в совокупности с корректировкой рН путем проработки раствора электрохимической анодной обработки, составляющих существенные признаки заявляемого способа, производительность способа увеличилась на 83%, что подтверждает технический результат изобретения.
Claims (1)
- Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора на линии с непрерывной подачей стальной ленты, включающий электрохимическую анодную обработку стальной ленты в ванне с водным раствором, содержащим соль железа и хлорид-ионы, промывку ленты от продуктов травления в ванне промывки, электрохимическое никелирование в ванне с водным раствором соли никеля, катодную электрохимическую обработку ленты в ванне с раствором, содержащим соль никеля и нитрат-ионы, сушку, обработку в ванне с водным раствором щелочи, промывку электродной ленты от щелочи в ванне промывки и сушку электродной ленты, отличающийся тем, что электрохимическую анодную обработку стальной ленты проводят в ванне с водным раствором, содержащим соль железа, хлорид-ионы, цитрат-ионы, ацетат-ионы при следующем содержании компонентов (моль/л): соль железа - 0,3-0,4; хлорид-ионы - 0,02-1,5; цитрат-ионы - 1,7-1,8; ацетат-ионы - 5,3 - 5,4, при достижении уровня рН, равного 5,2 и более, линию останавливают и проводят проработку ванны электрохимической анодной обработки с нерастворимым анодом до достижения уровня рН 4,9-5,2 при объемной плотности тока 50-55 А/л и соотношении площадей катода и анода 10:1, при технологическом простое ванны выполняют проработку с растворимым железным анодом при соотношении площадей катода и анода 1:10 при объемной плотности тока 50-55 А/л до достижения уровня рН 4,9-5,2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121857A RU2744516C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121857A RU2744516C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2744516C1 true RU2744516C1 (ru) | 2021-03-11 |
Family
ID=74874278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121857A RU2744516C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2744516C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997007518A1 (fr) * | 1995-08-14 | 1997-02-27 | Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa 'elton' | Condensateur a couche electrique double |
| US6063143A (en) * | 1995-08-14 | 2000-05-16 | Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa "Elton" | Process for producing electrodes for chemical sources of electric energy |
| RU2254641C2 (ru) * | 2003-04-10 | 2005-06-20 | Разумов Сергей Николаевич | Способ изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического конденсатора |
| RU2611722C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-02-28 | Игорь Николаевич Варакин | Способ изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического конденсатора |
-
2020
- 2020-06-26 RU RU2020121857A patent/RU2744516C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997007518A1 (fr) * | 1995-08-14 | 1997-02-27 | Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa 'elton' | Condensateur a couche electrique double |
| US6063143A (en) * | 1995-08-14 | 2000-05-16 | Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa "Elton" | Process for producing electrodes for chemical sources of electric energy |
| RU2254641C2 (ru) * | 2003-04-10 | 2005-06-20 | Разумов Сергей Николаевич | Способ изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического конденсатора |
| RU2611722C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-02-28 | Игорь Николаевич Варакин | Способ изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического конденсатора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cherevko et al. | Electrodeposition of three-dimensional porous silver foams | |
| US3214355A (en) | Process for the filling of pores of metallic or metallic coated frames with metallic hydroxides and products thereof | |
| Lim et al. | Electrochemically deposited Sn catalysts with dense tips on a gas diffusion electrode for electrochemical CO 2 reduction | |
| CN102766882B (zh) | 一种三维结构的析氯dsa电催化电极的制备方法 | |
| CN111041303B (zh) | 一种用非晶态合金制备Ti-Cu-Ni多孔材料的方法及其应用 | |
| US20110287279A1 (en) | Highly corrosion-resistant porous metal member | |
| El‐Raghy et al. | The electrochemistry of electroless deposition of copper | |
| Yang et al. | Effects of current density on preparation and performance of Al/conductive coating/a-PbO2-CeO2-TiO2/ß-PbO2-MnO2-WC-ZrO2 composite electrode materials | |
| RU2744516C1 (ru) | Способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора | |
| KR890001110B1 (ko) | 액체전력공급법에 의한 금속의 전기처리법 | |
| Cao et al. | The significant effect of supporting electrolytes on the galvanic deposition of metallic rhenium | |
| CN114164419B (zh) | 一种通过热分解法在阳极板上制备铂金活性层的方法 | |
| CN113265678B (zh) | 一种具有析氢/析氧双功能的电极材料及其制备方法和应用 | |
| Zhang et al. | Anodic behavior and microstructure of Al/Pb-Ag-Co anode during zinc electrowinning | |
| Kasian et al. | Oxidation of Cr3+-ions at the composite ТіОх/РtОу electrode | |
| CN110983386B (zh) | 一步电解法制备多孔铜箔的方法 | |
| CN111020675B (zh) | 二氧化钛纳米管掺杂的钴钨合金电沉积镀层的制备方法 | |
| CN109504987B (zh) | 一种用于电解锰的钛基复合阳极及其制备方法、应用 | |
| CN113802155A (zh) | 一种高晶面择优取向铜箔的室温电沉积制备方法 | |
| Yao et al. | Influence of manganese ions on the electrodeposition process of lead dioxide in lead nitrate solution | |
| JP6819899B2 (ja) | アルミニウム箔の製造方法およびアルミニウム箔 | |
| CN116103693B (zh) | 一种析氢电极及其制备方法和在电解水制氢中的应用 | |
| CN117646270B (zh) | 一种适用于有机添加剂应用体系的钛阳极及其制作方法 | |
| CN117832382A (zh) | 一种海水电池正极片及其制备方法 | |
| CN102443837B (zh) | 钛基钌钛锡三元氧化物涂层电极在三价铬电镀中的应用 |