Патент на изобретение №2366039
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ВОЗДУШНЫЙ ЭЛЕКТРОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к воздушным электродам для щелочных источников тока. Техническим результатом изобретения является улучшение энергетических характеристик. Согласно изобретению воздушный электрод химического источника тока содержит в активном слое гидрофобизированную ацетиленовую сажу, мелкодисперсный каталитический уголь СИТ, запорный слой содержит гидрофобизированную ацетиленовую сажу. Способ изготовления электрода включает отжиг угля (300°С), смешение, гидрофобизирование фторпластовой эмульсией ацетиленовой сажи и угля марки СИТ при их соотношении 25:75 об.%, прессование двухслойного пористого электрода при давлении 4000 кг/см2 без подпрессовки. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области химических источников тока и касается источника тока со щелочным электролитом. Известен химический источник тока, содержащий воздушный электрод, щелочной электролит и цинковый порошок. В корпусе предусмотрены воздушные отверстия. Воздушный электрод состоит из активного слоя, пористого металлического токоотвода из никелевой губчатой структуры и защитного гидрофобного слоя [1]. Известен воздушный электрод, наиболее близкий к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату, содержащий гидрофобизированный порошкообразный углеродный материал и металлический сеткообразный токоотвод, расположенный в корпусе с отверстием, сепаратор, уплотнительный элемент и щелочной электролит [2]. Цель изобретения – улучшение энергетических характеристик воздушного электрода на основе изменения технологии изготовления. Конструктивно воздушный электрод отличается тем, что представляет собой пористую двухслойную пластину. Со стороны воздуховодного отверстия в роли газораспределительной мембраны и запорного слоя по отношению к воде и СО2 применяется гидрофобизированная ацетиленовая сажа (ГФС), а слой активной стороны состоит из ГФС и электроактивного мелкодисперсного (50 мкм) угля марки СИТ, отожженного при 300°С, в соотношении 25:75 об.%. Оптимальные гидрофобно-гидрофильные свойства активного слоя обеспечиваются давлением 4000 кг/см2. Прессование двухслойного пористого электрода проводится в одну операцию с предварительным просеиванием на ситах и отбором фракции угля с размером 50 микрон. Гидрофобизированную сажу получали методом кипячения в водном растворе фторопластовой эмульсии до выпадения в осадок, который потом декантировали и высушивали на воздухе. Объемное соотношение ГФС: активный уголь 25:75 об.% в активном слое газодиффузионного электрода, толщина слоя из ГФС со стороны воздуховодного отверстия 0,5÷0,6 мм. Для миниатюрных воздушно-цинковых источников тока в габаритах ВЦ-43 (
Достигнута независимость начального напряжения разомкнутой цепи от выдержки элементов на воздухе в течение 168 часов и от установившегося сразу, что говорит об оптимальной конструкции воздушного электрода. Испытания ХИТ с углем марки СИТ показали, что как с предварительной выдержкой на воздухе 120 часов, так и без нее значения емкости элементов совпали при нагрузке 0,51; 1,0; 15 кОм и оказались равны 200 мА·ч, что говорит об оптимальных условиях протекания электрохимических процессов на границе раздела трех фаз. Автоматизированная сборка ХИТ с сепараторной пленкой ППЛ на роторной линии позволяет выпускать элементы, близкие по своим параметрам к теоретическим (220 мА·ч) в указанных габаритах с высоким сроком хранения. Источники информации 1. А.С. 2. A.C.
Формула изобретения
1. Воздушный электрод химического источника тока представляет собой двухслойную пористую пластину, отличающийся тем, что активный слой состоит из гидрофобизированной ацетиленовой сажи в смеси с электроактивным углем марки СИТ дисперсностью 50 мкм в соотношении 25:75 мас.% и запорный слой – из гидрофобизированной ацетиленовой сажи. 2. Способ изготовления воздушного электрода включает отжиг угля при 300°С, просеивание и отбор фракции угля СИТ размером 50 мкм, приготовление гидрофобизированной ацетиленовой сажи, их смешение в пропорции 25:75 мас.%, прессование двухслойного пористого электрода в одну операцию при давлении 4000 кг/см2 без подпрессовки, что предотвращает расслаивание электрода в процессе работы и улучшает его характеристики.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11,8 мм, Н=4,2 мм) оптимизировано соотношение ГФС и активной массы, высота таблетки 1,3 мм, дисперсность угля 50 микрон. Получены газодиффузионные электроды с плотностью тока 100÷150 мА/см2 при поляризации 200÷250 мВ без использования катализаторов из благородных металлов. Характеристики ВЦ-43, содержащие в себе различные сепараторные пленки и их расположения: ПИЛ – сепараторная трехслойная (наружные слои из полиэтиленовой пленки ППС, а средний из гидратцеллюлозы, т.е. П100); П100 – гидроцеллюлоза; СПН – сепараторная полипропиленовая с наполнителем, приведены в таблице.
1499671 (СССР), H01M 4/98, 1988.