Електрод свинцевого акумулятора

Электрод свинцового аккумулятора, состоящий из панциря из коррозионностойкого пористого материала, токоотвода, помещенного в карман образованный панцирем, и активной массы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что активная масса является продуктом электрохимического преобразования поверхностного слоя токоотвода, а карман находится в упруго-растянутом состоянии с относительным увеличением периметра не менее 5% С > Изобретение относится к электротехнической промышленности и касается производства свинцовых аккумуляторов Известна конструкция электрода свинцового аккумулятора, содержащая токоотвод и активную массу, полученную путем преобразования поверхностного слоя токоотвода в активную массу, посредством электрохимической обработки. Такие электроды широко известны под названием "Электроды Планте" [1]. Недостатком известной конструкции являются низкие удельные энергетические характеристики этого электрода, что объясняется тем, что как в процессе получения активной массы, так и в процессе эксплуатации электрода возникают внутренние напряжения, приводящие к появлению трещин, расслоений, нарушению электрического контакта между активной массой и токоотвода и т.д., приводящих к увеличению сопротивления активной массы и уменьшению коэффициента ее использования Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электрод свинцового аккумулятора, состоящий из панциря из коррозионностойкого материала, токоотвода, помещенного в карман, образованный панцирем, и активной массы [2] Недостатками известного электрода являются: невысокие удельные энергетические характеристики, ухудшенная экологическая обстановка на производстве за счет использования свинцового порошка и, как следствие' высокие производственные затраты на изготовление электрода Это объясняется следующим В известном электроде при получении активной массы используется свинцовый порошок. Затраты на изготовление свинцового порошка занимают значительную часть от общих затрат на изготовление аккумулятора. Производство же свинцового порошка является основной причиной ухудшения экологической обстановки в производстве аккумуляторов. Кроме того в известном O 00 СО О О 6836 электроде токоотводы изготавливают в виде стержней достаточно большого диаметра 3 мм, из соображений сохранения их жесткости при заполнении карманов из панциря свинцовым порошком или свинцовой пастой 5 и последующим уплотнением последних, что приводит к ухудшению удельных энергетических характеристик. При этом активная масса, полученная описанным способом, имеет невысокий коэффициент использова- 10 ния, что также уменьшает удельные энергетические характеристики. Задачей изобретения является повышение удельных энергетических характеристик электрода и их стабилизация путем повыше- 15 ния качества активной массы. Указанная задача решается тем, что в известном электроде, содержащем панцирь из коррозионностойкого пористого материала, токоотвод, помещенный в карман, обра- 20 зованный панцирем, и активную массу, активная масса является продуктом электрохимического преобразования поверхностного слоя токоотвода, а карман находится в упруго-растянутом состоянии с относи- 25 тельным увеличением периметра не менее 5%. Сущность изобретения заключается в следующем. При электрохимическом преобразовании поверхностного слоя токоотвода 30 в активную массу, последняя увеличивается в объеме, взаимодействует со стенками кармана, пытаясь раздвинуть их, т.е. увеличить периметр кармана. Стенки, в свою очередь, сопротивляясь этому, оказывают давление 35 на поверхность сформировавшейся активной массы, в которой возникают внутренние напряжения, из-за которых могут образоваться трещины, расслоения, вздутия и отслоения активной массы от токоотвода. Эти 40 дефекты приводят к увеличению внутреннего сопротивления активной массы и электрода в целом, снижению коэффициента ее использования, а следовательно, к снижению удельных энергетических характери- 45 стик. Кроме того, вышеперечисленные дефекты дестабилизируют указанные характеристики, ухудшая их воспроизводимость. Стенки кармана, имеющего возможность, согласно изобретению, изменять 50 свой периметр, создают давление на поверхность активной массы в процессе ее образования, что позволяет скомпенсировать внутренние напряжения и исключить образование или уменьшить влияние вышепере- 55 численных дефектов активной массы, а следовательно, повысить ее качество и характеристики электрода. Кроме того, изменяющийся в размерах карман позволяет исключить переуплотнение активной массы, а следовательно, не допустить из-за этого снижение удельных энергетических характеристик и их дестабилизацию, Вышеописанные дефекты могут возникнуть и в процессе эксплуатации электрода из-за колебания и постоянного роста объема активной массы при циклировании. Карман, находящийся в упруго-растянутом состоянии и после окончания образования активной массы, т.е. в процессе эксплуатации, позволяет исключить образование вышеперечисленных дефектов. Кроме того, использование заявляемого способа снижает производственные затраты на изготовление электродов, в связи с отсутствием операции изготовления свинцового порошка, что дополнительно улучшает экологическую обстановку на производстве. Упругое растяжение кармана может достигаться различными известными конструктивными приемами, например: - путем использования нитей, обладаю щих эластичными свойствами, таких как латексные нити, эластик, нити из спандексаполиуретана и др. При этом тип переплете ния их в обол очке мож ет не обл ад ать эластичностью, например, полотняное, сар жевое, сатиновое плетения; - путем получения определенного типа переплетения нитей, обладающего эластич ными свойствами, таких как трикотажное пе реплетение, эластик и его производные, кулирная гладь и др. (Шалов И.И. и др. Тех нология трикотажного производства. М., Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.89-98.103-105,132-143), но при этом нити не обладают эластичными свойствами, та кие нити, как из лавсана, капрона, полипро пилена и др.; - путем получения различных комбина ций при сочетании в одной оболочке нитей, обладающих и не обладающих эластичными свойствами, а также путем чередования в одной оболочке разных типов переплетения нити, как обладающих, так и не обладающих эластичными свойствами; - путем создания упругих "резервных зон" вне кармана, за счет которых происхо дит увеличение периметра неупругих стенок кармана (распределение по бокам от карма на упругих "резервных" нерабочих зон, из которых упруго вытягивают нити, увеличи вая периметр карманов и уменьшая пери метр "резервных" зон); - путем частичного или полного сочета ния вышеописанных приемов и т.д. На чертеже показан общий вид электрода. Электрод имеет токоотвод 1, активную массу 2, полученную путем преобразования 6836 поверхностного слоя токоотвода, посред ством электрохимической обработки в растворе, карман 3, находящийся в упругорастянутом состоянии и поджимающий ак тивную массу 2. 5 Для экспериментальной проверки заявляемого электрода было изготовлено и испытано 2 партии электродов. Для партии I были изготовлены электроды известной конструкции (см. заявку ФРГ 10 № 2824161 по кл. Н 01 М 4/76, от 1979 г.). Для партии II были изготовлены электроды заявленной конструкции, т.е. электроды, у которых карман находится в упруго-растянутом состоянии, а относитель- 15 ное увеличение периметра кармана составляло от 3 до 100%. При изготовлении электродов использовались стержневые токоотводы, помещенные в карманы из панцирной ткани. После 20 этого проводили формирование (образование активной массы из поверхностного слоя токоотвода) в растворе серной кислоты р = =1,1 г/см с добавкой перхлората калия в количестве 10-12 г/л, при плотности тока 25 1,0 А/дм2. Карманы изготавливались из лавсановых нитей, путем создания плетения типа "ластик". Использование карманов с различным начальным периметром позволяло пол- 30 Количество испытанных электродов шт. учить электроды одинакового размера, карманы которых имели разные относительные увеличения периметра, рассчитывавшиеся по методике, известной в курсе "Сопротивление материалов", по формуле: Е- Р '~ Ро -100%, где Е - относительное увеличение периметра кармана; Pi - конечный периметр кармана (мм); Ро - начальный периметр кармана (мм). Все электроды были испытаны циклированием в 5-тичасовом режиме разряда. Ряд характерных результатов испытаний приведен в таблице. Из таблицы следует, что величина удельных энергетических характеристик зависит от относительного увеличения периметра кармана. Наиболее высокие удельные энергетические характеристики электродов достигаются при относительном увеличении периметра кармана не менее 5%. а относительное увеличение меньше 5% не оказывает влияния на повышение и стабилизацию энергетических характеристик. Дальнейшее увеличение периметра кармана практически не оказывает влияния на величину энергетических характеристик. Относительноеу величение периметра кармана Удельная емкость электрода на 1 г активной массы % А-ч/г Электроды "прототип" 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Предлагаемые электроды 3 4 5 6 7 10 50 100 150 0,070 0,078 0,080 0.088 0,089 0,088 0,088 0,089 0,089 0,088 6836 Упорядник О.Демин Замовлення 4501 Техред М.Моргентал Коректор М.Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл . 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м Ужгород, вул Гагаріна, 101