SU1735953A1

SU1735953A1 - Способ изготовлени пористого электрода накопител электрической энергии

Info

Publication number: SU1735953A1
Application number: SU833063125A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Иванов; Исаак Яковлевич Богницкий; Андрей Владимирович Фомин; Аркадий Федорович Герасимов; Сергей Владимирович Чижевский
Original assignee: Научно-производственное объединение "Квант"
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1992-05-23

Abstract

Изобретение относитс к электро- технике, в частности к конденсаторостроению , и может быть использЪвано дл изготовлени конденсаторов большой емкости, использующих . энергию двойного электрического сло . Целью изобретени вл етс уменьшение тока утечки накопител электрической энергии. Последовательность операций, выполн емых по предложенному способу изготовлени пористых электродов накопител электрической энергии, приводитс в описании изобретени . Применение накопителей электрической энергии, изготовленных из электродов, полученных по данному способу, целе- , сообразно дл питани импульсных источников тока, в которых требуетс мала величина тока утечки, при более длительном времени хранени накоплен-, ного зар да 2 з.п.ф-лы, 1 табл. , Ј

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к конденсаторо- строениюу и может быть использовано дл изготовлени конденсаторов с высокой емкостью, использующих энергию двойного электрического сло

Целью изобретени вл етс уменьшение тока утечки накопител электрической энергии.

Предлагаемый способ получени пористого электрода включает следующие операции: укладывание на опорной сетке , размещенной на вакуумном сосуде, сепаратора из асбеста толщиной 100 мкм, диаметром 100 мм и прижимание по пе риметру опорным кольцом; диспергирование в 100 мл дистиллированной воды 0,02-0,2 г (в зависимости от толщины подсло ) мелкоизмельченного диэлектрического материала, например асбеста; диспергирование в 100 мл дистиллированной воды 1 г активированного древесного угл с 10 мл 0,2%-ной суспензии св зующего, например, политетрафторэтилена (ПТФЭ); выпивание суспен- ,зии мелкоизмельченного асбеста на се- |паратор; включение вакуумного насоса .и получение вакуума мм рт.ст.; фильтраци суспензии мелкоизмельченного асбеста через сепаратор до полу-

V|

GJ СП О ОТ СА)

чени подсло толщиной 5-50 мкм; выливание суспензии активированного угл со св зующим на сепаратор с нанесенным слоем асбеста толщиной 5- 50 мкм; фильтрование суспензии активированного угл со св зующим через сепаратор с нанесенным подслоем измельченного асбестас

Накопительный зар д пористого электрода накопител электрической энергии измер ли по времени &t зар жени накопител посто нным током I от напр жени Ue 0 до напр жени U 1,0 В равен I4At0 Ток утечки измер лс после зар жени накопител до 1,2 В и выдержки при данном напр жении в течение 1 ч„

Прим е-р 1 с Асбестовый сепаратор , служащий основой, толщиной 100 мкм, диаметром 100 мм укладываем на опорную cejncy, размещенную на вакуумном сосуде, и прижимаем по периметру опорным кольцом, В объеме 100 мл дистиллированной воды диспергировали 1 г активированного древесного угл , добавл ли 10 мл 0,2%-ной суспензии политетрафторэтилена (ПТФЭ) и сразу же вылили полученную суспензию на сепаратор. Подключили вакуум 10 2 мм рт.ст0 и произвели фильтрацию ,, После сЬильтрации электрод высушили при температуре 100°С в течение 1 чс Аналогично приготовили следующие электроды, из которых собрали наг копитель энергии толщиной 0,5 мм (объем - 4,5 см3) с щелочным электролитом (27% КОН) при усилии сжати 1 т, который имеет накопительный зар д A3 Кл (9,5 Кл/см3) и ток утечки 16 мА (3,7.10 4A rfB- ),

Пример 20 Аналогичен примеру 1, В объеме 100 мл дистиллированно воды диспергировали 0,02 г мелкоизмельченного асбеста и полученную сус- пензию проАильтровали через асбестовый сепаратор толщиной 100 мкм, затем в 100 мл дистиллированной воды диспергировали 1 г древесного угл , добавили 10 мл 0,2%-ной суспензии ПТФЭ и сразу профильтровали через основу с нанесенным слоем измельченного асбеста толщиной 5 мкм« После фильтрации полученный электрод высушили при 100°С в течение 1 ч0 При этом накап- ливаемый зар д равен 4,1 Кл (9,1 Кл/смэ), ток утечки - 6 мА 01,45 10- АФ-V).

5

.

.Пример Зс Аналогичен примеру 20 В объеме 100 мл дистиллированной воды диспергировали 0,1 г мелкоизмельченного асбеста и полученную суспензию профильтровали через асбестовый сепаратор толщиной 100 мкм„ Затем в 100 мл дистиллированной воды диспергировали 1 г древесного угл , добавили 10 мл 0,2%-ной суспензии ПТФЭ и сразу профильтровали через основу с нанесенным слоем измельченного асбеста толщиной 25 мкм„ После фильтрации полученный электрод высушили при 100е С в течение 1 ч„ При этом накапливаемый зар д равен 41 Кл (.9,1 Кл/см3); ток утечки 6 мА (1,45

f 1(Т

,-4

АФ-V).

Пример 40 Аналогично примеру 3j, в объеме 100 мл дистиллированной воды диспергировали 0,2 г мелкоизмельченного асбеста и полученную, суспен- зию профильтровывали через асбестовый сепаратор толщиной 100 мкм, Затем в 100 мл дистиллированной воды диспергировали 1 г древесного угл , добавили 10 мл 0,2%-ной суспензии ПТФЭ и сразу профильтровали через основу с нанесенным слоем измельченного асбеста толщиной 50 мкмо После фильтрации полученный электрод высушили при 100 С в течение 1 ч, При этом накапливаемый зар д равен 41 Кл (9,1 Кл/см3); ток утечки - 6 мА (1,45-10 ) ,,

Пример 5„ Аналогично приме- ру 4 в объеме 100 мл дистиллированной воды диспергировали 0,24 г мелкоизмельченного асбеста и полученную суспензию профильтровали через асбестовый сепаратор толщиной 100 мкм Затем в 100 мл дистиллированной воды диспергировали 1 г древесного угл , добавили 10 мл 0,2%-ной суспензии ПТФЭ и сразу профильтровали через основу с нанесенным слоем толщиной 60 мкм измельченного асбеста„ После фильтрации полученный электрод высушили при 100°С в течение 1 чс

При этом накапливаемый зар д 40 Кл (8,8 Кл/см3), ток утечки 5мА (1,1 --Ю- ).

Сопротивление увеличиваетс нас 10%.

При м-ер 6 о Аналогично в объеме 100 мл дистиллированной воды диспергировали 0,015 г мелкоизмельченного асбеста и полученную суспей зию пройильтровали через асбестовьг

сепаратор толщиной 100 мкм„ Затем в 100 мл дистиллированной воды диспергировали 1 г древесного угл , до- бавили 10 мл 0,2%-ной суспензии ПТФЭ и сразу проАильтровали через основу с нанесенным слоем толщиной 3,5 мкм измельченного асбеста. После фильтрации полученный электрод высушили при 100с в течение 1 ч„ При этом накапливающий зар д 35 Кл (7,7 Кл/см3); ток утечки 10 мА (3,3-10 )4

Результаты испытаний представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет изготавливать пористые электроды дл накопителей электрической энергии, ток утечки которых за счет ликвидации крупных пор в сепараторе в 3 раза ниже, чем у накопителей , электроды которых изготовлены п способу прототипа (ток утечки - 19 м ( 6,310 АФ В )„ Кроме того, упрощаетс технологи изготовлени электродов , повышаетс качество электродов и выход годных электродов.

В насто щее врем дл накоплени электрической энергии широко используютс электролитические конденсаторы с объемно-пористыми анодами (тантало

вые или алюминиевые, например, типов ,ЭТО, К50, КЭ и дро), которые имеют величину удельного накапливаемого зар да (0,001-0,01 Кл/см3),что почти в 100 раз меньше удельного зар да, запасаемого в накопител х энергии, в которых используютс электроды, полученные по разработанному способу Приведенный ток утечки электролитических конденсаторов равен 5 «lO-3 - АФ В, что примерно в 10 раз

0

выше

чем ток утечки предлагаемого накопител энергии (В„В„ Трейер, Электрохимические приборы М., Советское радио, 1978, с„ 48),

Применение накопителей электрической энергии, изготовленных из электродов , полученных по предлагаемому способу, целесообразно дл питани импульсных источников тока, в которых требуетс мала величина тока утечки при более длительном времени хранени накопленного зар да.

Claims

Формула изобретени 1 о Способ изготовлени пористого электрода накопител электрической энергии, включающий фильтрацию суспензии порошка электродного материала со св зующим через пористую подложку , отличающийс тем, что, с целью уменьшени тока утечки накопител электрической энергии, в качестве пористой подложки используют пористый сепаратор накопител энергии, через который фильтруют суспензию порошка диэлектрического материала до образовани на его поверхности пористого диэлектрического подсло с последующей фильтрацией через основу суспензии порошкообразного электродного материала, например активированного угл ,

20 Способ по п„ 1, отличаю- щ и и с тем, что диэлектрический подслой нанос т толщиной 5-50% от толщины сепараторао

3, Способ по пп„ 1 и 2, о т л и - чающийс тем, что в качестве . диэлектрического материала используют материал сепаратора.

Результаты испытаний

Фильтраци суспензии активного материала без подсло диэлектрического материала

Фильтраци суспензии активного материала через сепаратор толщиной 100 мкм с подслоем диэлектрического материала 5 мкм (5% от толщины сепаратора)

.9,5

16

3,7-10

л4

41

9,-1

1,45-10

Фильтраци суспензии активного материала через сепаратор с подслоем диэлектричо материала 25 мкм (25% от толщины сепаратора) 41

Фильтраци суспензии актирного материала через сепаратор с подслоем 50 мкм (50% от толщины сепаратора )41

Фильтраци суспензии активного материала через сепаратор с подслоем 60 мкм (60% от толщины сепаратора)40

Фильтраци суспензии активного материала через сепаратор с подслоем 4 мкм (4% от толщины сепаратора )35

Промышленные электроды из тантала или алюмини

Фильтраци по способу-прототипу 32

Сопротивление увеличиваетс на 10%

1735953

8 . Продолжение таблицы

9,1

,-4

1,45 -10

9,1

1,45-Ю 4

8,8

1,М(Г

7,7

10

.3,3-10-

0,01 - 0,1 5 «Ю- - Ю-2 7,1 19 6,3 -КГ4