RU2754811C1

RU2754811C1 - Способ изготовления положительного электрода для литий-тионилхлоридных источников тока

Info

Publication number: RU2754811C1
Application number: RU2021105302A
Authority: RU
Inventors: Роман Петросович Папикян; Леонид Александрович Новокрещёнов; Сергей Владимирович Гришин; Александр Петрович Шаронов; Игорь Юрьевич Земсков
Original assignee: Акционерное общество "Литий-Элемент"
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2021-09-07

Abstract

Изобретение относится к способам изготовления положительных электродов первичных химических источников тока. Способ включает в себя подготовку брикетов активной массы, выдержку брикетов активной массы в нефрасе, прокатку брикетов в ленту на формовочных валках, сушку на барабане при температуре от +90 до +110°С, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины не менее 24 часов под вытяжкой, комплектование бобин активной массы попарно, при этом суммарная толщина двух средних толщин лент активной массы должна быть (1,00±1,6) мм, прокатку лент активной массы между валками с установленной в середине коллекторной лентой для получения электродной ленты толщиной от 0,90 до 1,2 мм, далее разрезают электродную ленту на заготовки необходимого размера, устанавливают заготовки электрода на торец в поддон, проводят термообработку заготовок в сушильном шкафу при температуре от 240 до 260°С в течение 20÷40 минут. Техническим результатом является осуществление постоянного контроля за параметрами заготовок электрода, что позволяет изготовить заготовки с точно определенными геометрическими, электрическими и механическими характеристиками.

Description

Заявляемое изобретение относится к способам изготовления положительных электродов первичных химических источников тока.

Известен способ изготовления электрода химического источника тока, включающий операции приготовления активной массы, прокатки на ее основе электродной ленты, разрезки ленты на электроды заданных размеров (заявка на изобретение RU 95107120, опубл. 27.05.1996 г.). При этом перед прокаткой активной массой заполняют непрерывный чулок из эластичного пористого сепараторного материала, а разрезку ленты проводят с одновременным завариванием кромок сепараторного материала.

Известен способ изготовления диоксидмарганцевого электрода для химического источника тока 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 (патент РФ на изобретение №2145456, опубл. 10.02.2000 г.).

При реализации указанных способов невозможно достичь высокой плотности активной массы положительного электрода, что в свою очередь приводит к снижению электрических характеристик источников тока. Помимо этого, в первом случае изготовление электродов выполняется непрерывно, но нет контроля за массой и габаритами ленты. Во втором случае изготавливается единичные электроды, что снижает производительность при серийном изготовлении.

Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления заготовок положительного электрода литий-тионилхлоридных химических источников тока с необходимыми заданными электрическими и механическими характеристиками.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в осуществлении постоянного контроля за параметрами заготовок электрода, что позволяет изготовить заготовки с точно определенными геометрическими, электрическими и механическими характеристиками.

Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что способ изготовления заготовок положительного электрода химических литий-тионилхлоридных источников токов включает в себя подготовку брикетов активной массы, выдержку брикетов активной массы в нефрасе (бензине-растворителе), прокатку брикетов в ленту на формовочных валках, сушку на барабане при температуре от +90 до +110°С, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины не менее 24 часов под вытяжкой, комплектование бобин активной массы попарно, при этом суммарная толщина двух средних толщин лент активной массы должна быть (1,00 ± 1,6) мм, прокатку лент активной массы между валками с установленной в середине коллекторной лентой для получения электродной ленты толщиной от 0,90 до 1,2 мм, далее разрезают электродную ленту на заготовки необходимого размера, устанавливают заготовки электрода на торец в поддон, проводят термообработку заготовок в сушильном шкафе при температуре от 240 до 260°С в течение 20÷40 минут.

Для изготовления положительного электрода используют:

- установку изготовления ленты активной массы, состоящую из устройства пропитки гранул, лотка для подачи гранул, клети двухвалковой, устройства сушки ленты, механизма намотки и пульта управления;

- установку непрерывной накатки ленты на коллектор, содержащую в своем составе вальцы резинообрабатывающие, узел подачи ленты, узел намотки ленты, узел совмещения ленты и механизма ручного привода валков.

Подбирают зазор между валками и расстояние между направляющими для получения ленты активной массы с размерами:

- толщина (0,5÷0,8) мм;

- ширина (50÷60) мм.

Устанавливают рабочую температуру поверхности барабана контактной сушки от +90 до +110°С.

Включают вращение барабана и его нагрев. Включают тепловентиляторы для обдува ленты активной массы.

Переносят противень с брикетами активной массы к установке и устанавливают его в приемное окно.

Полностью заливают брикеты активной массы нефрасом. Время выдержки брикетов активной массы в нефрасе 3-7 минут.

Подают брикеты активной массы, пропитанные нефрасом в желоб. При этом сохраняют ориентацию брикетов: нижняя сторона брикетов, при сушке соприкасавшаяся с дном противня, должна быть наверху при загрузке в желоб. Брикеты по желобу подаются на валки, плотно прижатыми друг к другу при помощи скребка.

Полученную ленту активной массы после валков, заправляют через направляющие барабана контактной сушки.

Закрепляют конец ленты активной массы на приемной шпуле, установленной на шпуледержатель узла намотки, пропустив 2-4 см ленты в прорезь шпули и намотав ее на шпулю на 2-4 оборота (вручную).

Провисание ленты активной массы между валками и барабаном контактной сушки должно быть минимальным. Узел намотки должен работать с пробуксовкой, обеспечивая оптимальное натяжение ленты активной массы для плотной ее намотки на шпулю (без растягивания) ленты активной массы.

Измеряют толщину и ширину сухой ленты (между барабаном контактной сушки и узлом намотки). Толщина ленты должна быть (0,5÷0,8) мм, ширина - (50÷60) мм. При отклонении параметров ленты от заданных проводят регулировку валков согласно руководства по эксплуатации, обеспечивая требуемые значения параметров ленты.

Снимают бобину ленты активной массы со шпуледержателя, помещают на противень. Повреждения ленты активной массы с торцов бобины не допускаются. Противни с бобинами ленты активной массы выдерживают на стеллаже в условиях цеха в течение 24 часов под вытяжкой.

Производят комплектовку бобин активной массы попарно. При этом суммарная толщина двух средних толщин лент активной массы должна быть (1,00 ± 1,6) мм.

Устанавливают зазор между валками для получения электродной ленты толщиной от 0,90 до 1,2 мм.

Устанавливают бобины ленты активной массы на шпуледержатели установки непрерывной накатки.

Пропускают концы лент активной массы с бобин через первые и вторые направляющие установки до зазора валков.

Зажимают концы двух лент зажимом на 50–100 мм выше вторых направляющих.

Включают валки, пропускают ленту активной массы между валками до зажима, выключают валки, снимают зажим.

Устанавливают бобину ленты коллекторной в шпуледержатель установки так, чтобы токоотводы были расположены слева относительно устройства намотки электродной ленты.

Заправляют ленту коллекторную между двух лент активной массы, опустив ее до зазора валков.

Включают валки и пропускают электродную ленту через нижний направляющий ролик установки накатки.

Измеряют толщину в пяти точках по центру электродной ленты через 60–100 мм. Толщина электродной ленты должна быть от 0,90 до 1,2 мм.

Устанавливают катушку в шпуледержатель устройства намотки электродной ленты, закрепляют конец электродной ленты в катушке, включают валки и проводят непрерывную накатку электродной ленты.

Следят за внешним видом электродной ленты и качеством ее намотки в процессе работы постоянно. Не допускается сдвиг витков электродной ленты более чем на 5 мм.

Устанавливают бобину электродной ленты в устройство размоточное.

Укладывают электродную ленту на плиту ножниц и отрезают край электродной ленты так, чтобы расстояние между краем ленты и токоотводом составило (10±2) мм.

Разрезают электродную ленту на заготовки необходимого размера, базируя отрезанный край по планке ограничителя на плите ножниц.

Измеряют толщину заготовок по центру в четырех точках. Толщина заготовок должна быть от 0,90 до 1,2 мм.

Устанавливают заготовки электрода на торец в поддон, располагая их токоотводами вверх. Устанавливают не более 50 штук заготовок в поддон.

Проводят термообработку заготовок при температуре от 240 до 260°С в течение 20÷40 минут с момента достижения заданной температуры.

По окончании термообработки печь отключают. Поддоны с заготовками электродов оставляют в печи до ее остывания до температуры 100°С.

Определяют плотность активной массы по 5 шт. заготовок электродов.

Измеряют толщину электродов и рассчитывают среднее значение толщины (по пяти электродам).

Взвешивают электроды и рассчитывают среднее значение массы.

Снимают активную массу с обеих сторон коллектора с помощью ножа.

Взвешивают коллекторы и рассчитывают среднее значение массы.

Рассчитывают плотность активной массы в электроде d (г/см³), по формуле:

d = 0,077(М_э–М_к) / (Т - 0,025),

где М_э – среднее значение массы электродов, г;

М_к – среднее значение массы коллекторов, г;

Т – среднее значение толщины электродов, мм;

0,077- коэффициент для учета номинальной площади электрода;

0,025 – поправка на усредненный объем решетки.

Плотность активной массы должна составлять от 0,53 до 0,57 г/см³.

Claims

Способ изготовления заготовок положительного электрода химических литий-тионилхлоридных источников токов, включающий подготовку брикетов активной массы, выдержку брикетов активной массы в нефрасе, прокатку брикетов в ленту на формовочных валках, сушку на барабане при температуре от +90 до +110°С, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины не менее 24 часов, комплектование бобин активной массы попарно, при этом суммарная толщина двух средних толщин лент активной массы должна быть (1,00±1,6) мм, прокатку лент активной массы между валками для получения электродной ленты толщиной от 0,90 до 1,2 мм, далее резку электродной ленты на заготовки необходимых размеров, термообработку заготовок положительного электрода при температуре от 240 до 260°С в течение 20÷40 минут.