193779. lajstromszámú szabadalom • Eljárás lugos akkumulátorok pozítiv aktívanyagának előállítására
3 193779 4 ge kicsi és elektrokémiai aktivitása kedvezőtlen. Ezen túlmenően a reagáltatáskor, nem alkalmaz vezetőanyagot, így kedvezőtlen belső ellenállású anyag keletkezik. Célul tűztük ki egy olyan eljárás kidolgozását lúgos akkumulátor pozitív aktívanyagának előállítására, amelynek végterméke megfelelő kristályszerkezetű és amelynél a reakció termék kétszeri szűrése valamint szárítása szükségtelenné válik, ezáltal a pozitív aktívanyag előállítása egyszerűbb és ezért olcsóbb. A kitűzött célt a bevezetőben említett eljárással a találmány szerint úgy értük el, hogy 1 mól kristályvíz tartalmú nikkelsóhoz 2,06-2,70 mól kálium-vagy nátriumhidroxidot alkalmazunk 40-60 t%-os oldat formájában, valamint a vezetőanyagként alkalmazott grafitot és/vagy nikkel szirmot a nikkelsóhoz és/vagy a kálium- vagy nátriumhidroxidhoz keverjük a reagáltatást megelőzően. A találmány szerinti eljárás előnye abban van, hogy a megfelelő lúgfelesleg és a vezetőanyag jelenléte a Ni(OH)2 keletkezésekor 5-6 g/Aó-s) 170-200 mAó(g) igen kedvező minőségi szintet biztosít, szemben az ezen tényezők nélkül elérhető 10-15 g(Ag-s (70- 100 mAó/g értékkel. Ezen túlmenően a lecsapás végén olyan anyaghoz jutunk, amelynek víztartalma megegyezik a hagyományos eljárás szerinti 3. művelet végén kapható szürőlepény vagy bepárlási termék víztartalmával, tehát szűrésre ill. bepárlásra (3. művelet) nincs szükség. Ez belátható, mert pl.: egy hagyományos lecsapás során az általában szokásos 400 g NiS04 ,7H20/1 és 200 g NaOH/1 töménységű oldatokból kiindulva keletkező zagy 80-90% vizet tartalmaz és ennek szűrésével 50-60% víz tartalmú szűrőlepényt lehet előállítani, de a nikkelhidroxidot kristályos nikkelszulfát (NiS04 . 7H20) és pl.: 40 t%-os nátriumhidroxid oldat összekeverése útján állítjuk elő, akkor a keletkezett pasztaszerű anyag csak 51% vizet fog tartalmazni, tehát annyit, mint a hagyományos módon szűréssel előállított szűrőlepény. Ha az így végrehajtott lecsapás termékében hagyjuk kikristályosodni Pl.: az Na2S04 . 10H2O-t ez olyan mértékű vízelvonást eredményez, hogy a 4. szárítási művelet is feleslegessé válik. Ez érthető, hiszen az elegyben lévő víz kevés a reakció során keletkező Na2S04 oldatban tartásához. A. találmány szerinti eljárás technológiai művelet sora az alábbi: I. Lecsapás II. Szárítás III. Mosás IV. Szűrés V. Szárítás VI. Őrlés VII. Homogenizálás VIII. Csomagolás A hagyományos és a találmány szerinti eljárás műveleti sorát összevetve jól látható, hogy a találmány szerinti eljárás jelentékenyen egyszerűbb, kevesebb eszközzel és az egyik bepárlási művelet elmaradása miatt kevesebb energiával valósítható meg. A hagyományos eljárással előállítható anyag tárolóképessége 165-195 mAó/g a találmány szerint készítetté 170-200 mAó/g. A találmány szerinti eljárást ifi. annak változatait az alábbi példák kapcsán ismertetjük részletesebben. 1. példa Dörzsmozsárban összekeverünk 280 g NiS04 . 7H20-t és vezetőanyagként 19 g grafitot, amelynek szemcsemérete kisebb mint 0,1 mm. A már homogén keverékhez, keverés közben hozzáadunk 220 g 40 t%-os NaOH oldatot. A keveréket 110°C-on kiszárítjuk, majd ismételt vizesmosás és dekantálás útján szulfát és lúgmentesre mossuk. Ezt kö\etően leszűrjük, 110°C-on kiszárítjuk, és 0,1 mm-nél kisebb szemcseméretre őröljük. A fenti módon készült pozitív aktívanyagból NiCd akkumulátort készítettünk, amelynek lét formáló ciklus után megmértük 5 órai tárolóképességét. A mérést 25°C-on végeztük, 1,2 g/ml sűrűségű KOH elektrolitot alkalmazva, 1,5 C5 árammennyiség betöltése után. A C5 árammennyiség a cella 5 órai tárolóképessége, ha olyan árammal sütjük ki, amellyel a cella 5 órán keresztül működőlépes. A mérés alapján az alkalmazott pozitív aktívanyag tárolóképessége: 5,8 g/Aó/ (172 mAó/g). 2. példa Az 1. példa szerint készítünk aktívanyagot azzal az eltéréssel, hogy a 206 g 40 t%-os NaOH oldatot alkalmazunk. Az elkészült aktívanyag tárolóképességét az 1. példában leírt módon megmérve a kapott érték 12,3 g/Aó (81 mAó/g). 3. példa Az 1. példa szerinti eljárással, de 290 g 40 t%-os NaOH alkalmazásával készült aktívanyag tárolóképessége: 11,6 g/Aó (36 mAó/g). 3. példa Az 1. példa szerinti eljárás során 240 g 40 t%-os NaOH oldatot alkalmazva 5,9 g/Aó (169 mAó/g) tárolóképességű anyagot kapunk. Az 1-4. példák eredményeit az 1. táblázatban foglaltuk össze. 1. táblázat Teljes lúg- mól lúg Tárolóképesmennyiség mól NiSCC ség mAó/g g 206 220 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2.0 2.20 81 1 72 3
