SU1739403A1

SU1739403A1 - Separator for alkaline cell with zinc anode

Info

Publication number: SU1739403A1
Application number: SU904863764A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Николаевна Торопцева; Виктор Иванович Баулов; Михаил Сергеевич Зубов; Ирина Владимировна Спорыхина; Татьяна Владимировна Щербакова; Юрий Владимирович Тихомиров; Любовь Алексеевна Хазова
Original assignee: Научно-производственное объединение "Квант"
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Использование: в щелочном аккумул торе дл разделени разнополюсных электродов и предотвращени короткого замыкани растущими дендритами цинка. Сущность изобретени : сепаратор содержит , мае.ч,: гидратцеллюлозу 0,92; глицерин 0,04-0,08. 1 табл.Use: in an alkaline battery for separating multi-pole electrodes and preventing short-circuiting by growing zinc dendrites. The essence of the invention: the separator contains, mach.: Cellulose hydrate 0.92; glycerin 0.04-0.08. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к щелочным аккумул торам с цинковым анодом, в частности к сепараторным материалам дл них.The invention relates to electrical engineering, in particular to alkaline batteries with a zinc anode, in particular to separator materials for them.

Назначение сепараторного материала - разделить разнополюсные электроды в аккумул торе , исключить электронную проводимость между электродами и при этом сепараторы должны иметь высокую ионную проводимость дл ионов К+ и ОН и обладать сепарирующими свойствами дл ионов активной массы электродов, чтобы затруднить миграцию активного материала электродов.The purpose of the separator material is to separate the opposite-pole electrodes in the battery, exclude electronic conductivity between the electrodes and the separators should have high ionic conductivity for K + and OH ions and have separation properties for the ions of the active mass of the electrodes to impede the migration of the active material of the electrodes.

Известен сепаратор щелочного аккумул тора с цинковым анодом, содержащим гидратцеллюлозную вискозную пленку.A separator of an alkaline battery with a zinc anode containing a viscose hydrate cellulose film is known.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому вл етс сепаратор дл щелочного аккумул тора с цинковым анодом, содержащий глицерин и гидратцеллюлозу.The closest in technical essence and achievable results to the proposed is a separator for an alkaline battery with a zinc anode, containing glycerin and cellulose hydrate.

Недостатком этого сепаратора вл етс низка стойкость к прорастанию дендритов цинка.The disadvantage of this separator is the low germination resistance of zinc dendrites.

Цель изобретени -увеличение стойкости сепаратора к прорастанию дендритов цинка.The purpose of the invention is to increase the resistance of the separator to the germination of zinc dendrites.

Цель достигаетс тем, что в сепараторе дл щелочного аккумул тора с цинковым анодом, содержащим гидратцеллюлозу и глицерин, компоненты вз ты в следующих соотношени х, мае.ч.: гидратцеллюлоза 0,92-0,96; глицерин 0,04-0,08.The goal is achieved by the fact that in a separator for an alkaline battery with a zinc anode containing cellulose hydrate and glycerin, the components are taken in the following ratios, in weight: cellulose hydrate 0.92-0.96; glycerin 0.04-0.08.

Добавка глицерина в гидратцеллюлозную сепарацию замедл ет в ней рост дендритов цинка. При зар де аккумул тора образовавшиес дендриты цинка прорастают через гидратцеллюлозный сепаратор вследствие электроосаждени цинка в самом сепараторе. Глицерин, адсорбиру сь на цинке, замедл ет рост дендритов цинка в сепараторе.The addition of glycerol to the hydrated cellulose separation slows down the growth of zinc dendrites. When the battery is charged, the formed zinc dendrites germinate through the cellulose hydrate separator due to the electrodeposition of zinc in the separator itself. Glycerol adsorbed on zinc inhibits the growth of zinc dendrites in the separator.

Введение глицерина менее 0,04 мае.ч в гидратцеллюлозный сепаратор не повышает его устойчивость к прорастанию дендритов цинка, введение более 0,08 мае.ч глицерина в сепаратор снижает его кристалVJThe introduction of glycerol less than 0.04 mash to the cellulose hydrate separator does not increase its resistance to the germination of zinc dendrites, the introduction of more than 0.08 mash of glycerin into the separator reduces its crystalline VJ

со Ј fcco Ј fc

Сл)Sl)

лодержащие свойства за счет снижени химической устойчивости.holding properties by reducing chemical resistance.

Пример. Путем обработки гидратцел- люлозных пленок водным раствором глицерина (различное врем и температура обработки) изготавливают опытные сепараторы с различным соотношением глицерина и гидратцеллюлозы (ГЦ). Определ ют по стандартной методике кристаллодержащие свойства - стойкость к прорастанию дендритов цинка базового сепаратора (без содержани глицерина)- гидратцеллюлозной пленки 100, целлофана и опытных сепараторов. Результаты испытаний приведены в таблице.Example. By treating the hydrated cellulose films with an aqueous solution of glycerin (different processing times and temperatures), experienced separators are made with different ratios of glycerol and cellulose hydrate (GC). According to a standard procedure, crystal-containing properties — resistance to germination of zinc dendrites of the base separator (without glycerin content) —hydrate cellulose film 100, cellophane, and test separators — are determined. The test results are shown in the table.

Как видно из таблицы, максимальной стойкостью к прорастанию дендритов цин- ка обладают сепараторы с содержанием глицерина 0,04-0,08 мае.ч. (варианты 1-3). При соотношении компонентов гидратцеллюлозы и глицерина выше и ниже запредельных значений (варианты 4 и 5) устойчивость сепаратора к прорастанию дендритов цинка снижаетс , Устойчивость сепараторов вариантов 1-3 (предлагаемых) в 1,5-2 раза выше, чем известных.As can be seen from the table, separators with a glycerin content of 0.04-0.08 wt.h. have maximum resistance to germination of zinc dendrites. (options 1-3). When the ratio of hydrated cellulose and glycerol components is higher and lower than the exorbitant values (options 4 and 5), the separator's resistance to zinc dendrite germination decreases, the stability of the separators of options 1-3 (proposed) is 1.5-2 times higher than the known ones.

Собирают никель-цинковые аккумул - торы с номинальной емкостью 30 Ач с известным гидратцеллюлозным сепаратором иCollect nickel-zinc batteries with a nominal capacity of 30 Ah with a known cellulose separator and

с предлагаемым сепаратором, содержащим компоненты в следующем соотношении мае.ч.: гидратцеллюлоза 0,92; глицерин 0,08. Аккумул торы заливают стандартным электролитом. Зар д аккумул торов провод т 10-часовым режимом зар да. Разр д 5-, 1- и 0,5-часовыми режимами, Как показали испытани , наработка аккумул торов с базовым сепаратором составл ет 35 циклов, тогда как с предлагаемым сепаратором 62 цикла, т.е. применение предлагаемого сепаратора позвол ет увеличить срок службы щелочного аккумул тора с цинковым электродом . По емкостным характеристикам оба варианта аккумул торов близки между собой . Введение глицерина в сепаратор осуществл етс путем пропитки сепаратора в водном растворе глицерина с последующей сушкой.with the proposed separator containing the components in the following ratio mac.h .: cellulose hydrate 0.92; glycerin 0.08. Batteries are filled with standard electrolyte. The battery charge is performed by the 10-hour charge mode. The discharge of the 5-, 1- and 0.5-hour modes, as shown by tests, the accumulation of batteries with a base separator is 35 cycles, whereas with the proposed separator 62 cycles, i.e. The use of the proposed separator allows increasing the service life of an alkaline battery with a zinc electrode. In terms of capacitive characteristics, both battery variants are close to each other. The introduction of glycerol into the separator is carried out by impregnating the separator in an aqueous solution of glycerin, followed by drying.

Claims

Claims of the invention A separator for an alkaline battery with a zinc anode containing hydrated cellulose and glycerin, characterized in that, in order to increase the resistance of the separator to the germination of zinc dendrites, the components are taken in the following ratios: hydrated cellulose 0.92 -0.96; glycerin 0.04-0.08.