SU1067553A1

SU1067553A1 - Silver oxide-zinc storage cell

Info

Publication number: SU1067553A1
Application number: SU823495625A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Николаевна Торопцева; Ия Георгиевна Басова; Татьяна Сергеевна Маренникова; Геннадий Зиновьевич Казакевич; Альберт Петрович Черноглазов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Источников Тока
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-01-15

Abstract

СЕРЕБРЯНО-ЦИНКОВЫЙ АККУМУЛЯТОР , содержащий корпус, положительный электрод из серебра, отрицательный электрод из окиси цинка и металлического цинка, щелочной электролит и многослойный сепаратор, включающий в себ слой на основе асбеста, расположенный у поверхности одного из электродов,отличающийс тем, что, с целью улучшени электри-ческих характеристик, отношение тол .щины- сло сепаратора на основе асбеста к толщине электрода равно 0,1-0,2.A SILVER-ZINC BATTERY, comprising a housing, a positive silver electrode, a negative zinc oxide and zinc metal electrode, an alkaline electrolyte, and a multilayer separator that includes an asbestos-based layer located at the surface of one of the electrodes, characterized in that improvement of electrical characteristics, the ratio of the thickness of the layer of asbestos-based separator to the thickness of the electrode is 0.1-0.2.

Description

Изобретение относитс к-электротехнике и может быть использовано пр.и производстве серебр но-цинковых аккумул торов . Серебр но-цинковые аккумул торы по сравнению с другими аккумул торами обладают самыми высокими удельными Электрическими характеристиками но уступают им ло сроку службы. Дл увеличени срока .службы окало электродов , размещают многослойные сепараторы .The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of silver-zinc batteries. Compared to other batteries, silver-zinc batteries have the highest specific electrical characteristics but are inferior to them in service life. To increase the service life of electrodes, multi-layer separators are placed.

Известен серебр но-цинковый аккумул тор , содержащий корпус, положи.-т .ельный электрбд из серебра, отрицательный электрод из окиси цинка и металлического цинка, щелочной электролит и многослойный сепаратор, включающий в се.б слой сепаратора из материала типа фильтровальной бумаги 1 . - .A silver silver-zinc battery is known, comprising a housing, a silver electrbd of silver, a negative electrode made of zinc oxide and metallic zinc, an alkaline electrolyte, and a multilayer separator comprising a separator layer of filter paper type 1. -.

Недостатком этого аккумул тора- вл етс низкий срок службы из-за низкой стойкости сепаратора в щелочной . среде в присутствии такого, сильного окислител , как окислы серебра.The disadvantage of this battery is the low service life due to the low resistance of the separator in alkaline. medium in the presence of a strong oxidizing agent such as silver oxides.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс серебр ноцинковый аккумул тор,содержащий корпус , положительный электрод из серебра , отрицательный электрод из окиси цинка и металлического цинка, щелочной электролит и многослойный сепа-ратор , включающий в себ слой на основе асбеста, расположенный у поверхности одного из электродов. Такой аккумул тор имеет высокий срок службы , особенно при температурах около 100°С и выше C2J.The closest to the invention in its technical essence and the achieved result is a silver-zinc battery comprising a housing, a positive silver electrode, a negative zinc oxide and metallic zinc electrode, an alkaline electrolyte and a multi-layer separator, including asbestos-based layer located at the surface of one of the electrodes. Such a battery has a high service life, especially at temperatures of about 100 ° C and above C2J.

Недостатком- этого свинцового аккумул тора вл ютс низкие электрические .характеристики, из-за высокой величины электрического сопротивлени сепаратора. Высокое сопротивление сепаратора св зано с его значи .тельной толщиной (1,3 мм | и наличием дополнительНОГ9 сло полифенилоксида с добавками окислов магни или железа .The disadvantage of this lead battery is its low electrical characteristics, due to the high value of the electrical resistance of the separator. The high resistance of the separator is due to its significant thickness (1.3 mm |) and the presence of an additional NG9 layer of polyphenyloxide with the addition of oxides of magnesium or iron.

Цель изобретени - улучшение электрических характеристик.The purpose of the invention is to improve the electrical characteristics.

Указанна цель достигаетс тем, что в серебр но-цинковом аккумул торе , содержащем корпус, положительный элекурод из серебра, отрии;ательный электрод из окиси цинка и металлического цинка 1 щелочной электролит и многослойный сепаратор, включающий в-себ сл1ой на основе асбеста, расположенный у поверхности одного из электродов, отношение толщины сло сепаратора на основе асбеста к толщине электрода равно 0,1-0,2.This goal is achieved by the fact that in a silver-zinc battery containing a case, a positive silver electrode, a discharge electrode; a zinc oxide and zinc metal electrode 1, an alkaline electrolyte and a multilayer separator containing asbestos layer the surface of one of the electrodes, the ratio of the thickness of the asbestos-based separator layer to the electrode thickness is 0.1-0.2.

На чертеже представлена конструктивна схема предлагаемого серебр но цинкового аккумул тора. Аккумул тор представл ет собой корпус 1, в котором размещаютс положительный электрод 2 и отрицательные электроды 3. К положительному электроду с обеих сторон примыкают слои сепаратора на основе асбеста 4. Положительный электрод вместе со сло ми сепарато ра заварен в мешок из капроновой ткани 5. Отрицательныеэлектроды завернуты в четыре сло гидратцеллюлозной пленки 6.The drawing shows the structural scheme of the proposed silver-zinc battery. The battery is a case 1 in which a positive electrode 2 and negative electrodes 3 are placed. The positive electrode is adjoined on both sides by layers of an asbestos-based separator 4. The positive electrode, together with layers of a separator, is welded into a bag of nylon fabric 5. Negative electrodes wrapped in four layers of hydrated cellulose film 6.

Отношение толщины сло сепаратора на основе асбеста к толщине электрод равно 0,1-0,2. Слой сепаратора на основе асбеста может находитьс у .поверхности электрода в свободном, но прижатом состо нии. Далее следуют остальные слои сепаратора.The ratio of the thickness of the asbestos-based separator layer to the thickness of the electrode is 0.1-0.2. The asbestos-based separator layer may be near the electrode surface in a free, but pressed, state. This is followed by the remaining layers of the separator.

Слой сепаратора на основе асбеста размещаетс у поверхности того электрода (положительного или отрицательHoroj , характеристики которого вл ютс определ ющими при эксплуатации серебр но-цинкового аккумул тораThe asbestos-based separator layer is placed at the surface of that electrode (positive or Horoj negative, the characteristics of which are decisive in the operation of a silver-zinc battery).

При использовании изобретени необходимо учитывать конструктивные параметры аккумул тора и услови его эксплуатации, а также технологически свойства исходного материала сепаратора .When using the invention, it is necessary to take into account the design parameters of the battery and its operating conditions, as well as the technological properties of the source material of the separator.

Экспериментальное обоснование выбранного соотношени представлено fl таблице. Пример 1.Серебр но-цинковый аккумул тор имеет 25 положительных и 26 отрицательных электродов. Каждый положительный электрод имеет толщину 2 мм. Около обеих сторон положительных электродов размещают слои (сепаратора на основе асбеста толщиной по 0,06 мм.Отношение толщины сло сепа ратора на основе асбеста к толщине поло жительного электрода составл ет 0.1. Положительные электроды вместе со сло мл сепаратора на основе асбеста завари вают в мешок из капроновой ткани. Отрицательные электроды заворачивают в 4 сло гидратцеллюлозной пленки. Испытани аккумул торов ведут при 20-25 С методом циклировани на потенциальной ступени при плотности токов зар да и разр да 3 мА/см /. Срок службы аккумул торов составл ет 121 цикл с начальными удельными элек трическими характеристиками около 60 Вт ч/кг. Разр дное напр жение на аккумул торах составл ет не меньше 1,487 В (в среднем). Пример 2. Серебр но-цинковый (СЦ| аккумул тор имеет 25 положительных и 26 отрицательНЫ1С электро дов. Каждый положительный электрод имеет толщину 0,92 мм. Около обеих сторон положительных электрюдов размещают сло,и сепаратора на основе асбеста толщиной по 0,09 мм. Отнснпение толщины сло сепаратора на основе асбеста к толщине положительного электрода составл ет 0,196. Испытани аккумул торов ведут при 20-25с методом циклировани на потенциальной ступени (при плотности токов зар да и разр да 3 мА/см). Срок службы аккумул торов составл ет 147 циклов с начальными удельными электрическими характеристиками около 45 ВТ ч/кг. Разр дное напр жение на аккумул торах составл ет не меньш 1,484 В (в среднем). Пример 3. СЦ-аккумул тор имеет 23 положительных и 24 отрицательных электродов. Каждый положительный электрод имеет- толщину 0,92 мм. С обеих сторон положительных электродов размещают слои сепаратора на основе асбеста толщиной по 0,15 мм. Отношение толщины сло сепаратора на основе асбеста к толщи .не положительного электрода составл ет 0,33. Испытани ведут при 20+5с с методом циклировани на потенциальной ступени Ag izi-Ag O (при плотности токов зар да и разр да 3 мА/см ). Срок службы аккумул торов составл ет 160.циклов с начальными удельными характеристиками 35 Вт ч/кг.. Пример 4. СЦ-аккумул тор имеет 25 положительных и 26 отрицательных электродов. Каждый положительный электрод имеет толщину 1,4мм. С обеих сторон положительных электродов размещают слои сепаратора на основе асбеста толщиной по 0,05 мм. Отношение толщины сло сепаратора . на основе асбеста к толщине положительного электрода составл ет 0,07. Испытани ведут при ме-. тодс и циклировани на потенциальной ступени ;Ag (при плотности токов зар да и разр да 3 мА/см ). Срок службы аккумул торов составл ет 102 цикла с начальными удельными характеристиками 62. Вт ч/кг. По сравнению с аккумул торами базовыми (промьзшленные аккумул торы СЦБ70/2064, 1976, «МЮ.358.009 ТУ) предлагаеюле серебр но-цинковые аккумул торы имеют преимущество по сроку службы: 121 цикл при соотнощении толщин 0,1 и 147 циклов при соотношении толщин О, 2вместо 102 циклов ia базовых аккумул торах. Таким образом, изобретение позвол ет улучшить электрические jfapaKTeристики серебр но-цинковых аккумул торов с многослойным сепаратором, включающим слой сепаратора на основе асбеста, и сохранить высокий срок службы.The experimental substantiation of the selected ratio is presented in the fl table. Example 1. A no-zinc silver battery has 25 positive and 26 negative electrodes. Each positive electrode has a thickness of 2 mm. Layers (asbestos-based separator 0.06 mm thick each are placed on both sides of the positive electrodes. The ratio of the thickness of the asbestos-based separator to the thickness of the positive electrode is 0.1. The positive electrodes together with the asbestos-based separator layer are sealed in a bag Capron fabric. Negative electrodes are wrapped in 4 layers of hydrated cellulose film. Battery tests are carried out at 20-25 ° C by cycling at a potential stage with charge current density and discharge of 3 mA / cm /. Cumulators are 121 cycles with initial specific electrical characteristics of about 60 Wh / kg. The discharge voltage on the batteries is not less than 1.487 V (average). Example 2. Silver-zinc (SC | battery has 25 positive and 26 negative 1С electrodes. Each positive electrode has a thickness of 0.92 mm, a layer is placed on both sides of the positive electrons, and a separator based on asbestos with a thickness of 0.09 mm. The ratio of the thickness of the asbestos-based separator to the thickness of the positive electrode is 0.196. Testing of batteries is carried out at 20-25 with the method of cycling at a potential stage (at a density of charge and discharge currents of 3 mA / cm). Battery life is 147 cycles with initial specific electrical characteristics of about 45 W h / kg. The battery discharge voltage is no less than 1.484 V (on average). Example 3. A SC-battery has 23 positive and 24 negative electrodes. Each positive electrode has a thickness of 0.92 mm. On both sides of the positive electrodes are placed layers of the separator on the basis of asbestos with a thickness of 0.15 mm. The ratio of the thickness of the asbestos-based separator to the thickness of the non-positive electrode is 0.33. Tests are carried out at 20 + 5s with the method of cycling at the potential stage Ag izi-Ag O (at a density of charge and discharge currents of 3 mA / cm). Battery life is 160 cycles with initial specific characteristics of 35 Wh / kg. Example 4. A SC-battery has 25 positive and 26 negative electrodes. Each positive electrode has a thickness of 1.4 mm. On both sides of the positive electrodes are placed layers of the separator on the basis of asbestos with a thickness of 0.05 mm. The ratio of the thickness of the layer of the separator. on the basis of asbestos, the thickness of the positive electrode is 0.07. Tests conducted with me. dods and cycling at a potential stage; Ag (at a density of charge and discharge currents of 3 mA / cm). Battery life is 102 cycles with initial specific characteristics of 62.Wh / kg. Compared to basic batteries (industrial SCB70 / 2064, 1976, “MJ.358.009 TU) batteries, the proposed silver-zinc batteries have an advantage in service life: 121 cycles at thicknesses of 0.1 and 147 cycles with thicknesses of O , 2 instead of 102 cycles ia of the basic batteries. Thus, the invention makes it possible to improve electrical jfapaKTeistics of silver-zinc batteries with a multilayer separator, including an asbestos-based separator layer, and to maintain a long service life.

Claims

A SILVER-ZINC BATTERY, containing a body, a positive • silver electrode, a negative electrode of zinc oxide and metal zinc, an alkaline electrolyte and a multilayer separator including an asbestos-based layer located on the surface of one of the electrodes, which differs in that, for the purpose of improve electrical characteristics, the ratio of the thickness of the thickness · layer of the separator based on asbestos to the thickness of the electrode is 0.1-0.2.