196271. lajstromszámú szabadalom • Elektród másodfajú elektromos energiatároló eszközökhöz és másodfajú elektromos energiatároló eszköz
16 96271 17 3. példa Kőolajfeldolgozós eredményeként kapott kátrányból készített szálalapanyagból húzott monofílek lényegében folyamatos halmazából szőtt szövetet több síklapra vágtunk széf. A szálakat a Union Carbide Co. Thornel nevű terméknév alatt értékesíti. A mintegy 800:1 alaktényezővel jellemzett szálalapanyagból szövetet készítettünk, amelyet ezt követően 2000 °C fölötti hőmérsékletre hevítve hókezeltünk. A síklemezek egyenként mintegy 930 cm2 felületüek voltak. A szálas anyag Young-modulusára 315 GPa adódott, míg a fajlagos felületet hozzávetőlegesen 1 m2/g értékűnek mértük. A lapokat 4 szélük mentén vörösrézzel vontuk be, ezek révén biztosítottuk, hogy az összes szél között megbízható elektromos kapcsolat alakult ki és így elektrongyűjtő rendszer jött létre. Szigetelt rézhuzalt csatlakoztattunk a rézfelülethez az egyik sarokhoz közel és a forrasztott kötést valamint a rézfelületet is vinil-észter alapú műgyantával (a Dow Chemical Co. DERAKANE nevű termékével) vontuk be. A lapokat páronként egymással párhuzamosan helyeztük el, a szembenlevö széleket úgy rendeztük el, hogy a forrasztott kivezetések páronként ellenkező véghelyzetbe kerültek, majd a lapok közé 0,1 mm vastagságú perforált, nem szövött szálas polipropilén lapot építettünk be elválasztóelemként. A lapokból mintegy 930 cm2 oldalfelúletű polietilén zsákban helyeztünk el kettőt-kettőt. Az így kapott három cellát száraz dobozban szereltük össze elektromos energiatároló eszközzé, ahol minden cella a szén alapú anyagból készült lapok szeparátorral elválasztott egy párját tartalmazta. Ezt követően mindegy 500 g elektrolitot töltöttünk be minden cellába. Ez az elektrolit propilén-karbonátban oldott 15 t%-nyi litium-perklorátot (LiClCü) tartalmazott. Az egyes cellákban az elektrolit szintjét úgy határoztuk meg, hogy minden elektródra az aktiv szálak 21 g-ja jusson (az elektrolit az elektródnak a megfelelő nagyságú részét fedte). A szén alapú szálak maradékja vagy kiállt az oldatból vagy a rézből készült fedőréteg és a rajta levő DERAKANE műgyanta fedte be őket. A száraz dobozba helyezett cellák együttesét akkor kezdtük üzemeltetni, amikor az elektrolit víztartalma 200 ppm alá csökkent. A száraz dobozban minden cellatartályt gondosan lezártunk és a folyadék-, illetve gáz tömör zárást az elektromos kivezetés biztosítása mellett hoztuk létre. A három cella ezt követően átlátszó műanyag dobozba került és kivezetéseiket a jól ismert módon sorbakapcsoltuk. A cellák felső részében megfelelő mennyiségű aktivált zeolitot, 5 A jelű molekulaszüröt helyeztünk el az esetleg bekerülő nedvesség felfogására és ezt követően vettük csak ki a cellákat a száraz dobozból. A három sorbakötött cella két szélső lemezét a müanyagdoboz fedőlapján, illetve tetején átnyúlóan kötöttük felső áramkörbe, miután az együttest a cellák behelyezése után a lehető leggyorsabban lezártuk. Az így kapott energiatároló eszköz töltését 15... 16 V feszültséggel, 1,8...2 A erősségű árammal végeztük 45 percen keresztül. Ezt követően kisütéshez 12 V-os autófényszórót csatlakoztattunk az áramforrásra, amely átlagosan 2,0...2,5 A áramfelvételt igényel. A készülék mintegy 30 perc alatt kapacitásának 10%-ára lemerült (90%-os kisütés). Ezeket a feltöltési és kisütési ciklusokat legalább 850-szer ismételtük meg. Ezt kővetően a cellákat szétszereltük, a szálakat 1000-szeres nagyítású mikroszkóp alatt átvizsgáltuk és észlelhettük, hogy a pelyhes leválás jelensége nem lépett fel, az átmérő lényegi változást sem pozitív, sem negatív irányban nem mutatott. Ez azért rendkívül lényeges, mert igen intenzív igénybevételt alkalmaztunk minden ciklusban a kisütés a felhalmozott töltés 90%-át vitte el. 4. példa Az R.K. Textile Lindted angol cég poliakril-nitril bázisú szövetét használtuk kiindulási anyagként. Ez a szövet poliakril-nitrilböl húzott elemi szálak felhasználásával készült és PANOX név alatt szerezhető be. A szövet 250:l-nél nagyobb alaktényezőjü elektromosan nem vezetöszénszálakból készült szövéssel és a gyártómű nyilatkozata szerint 400 °C fölötti hőmérsékletet nem alkalmaztak előállítása során. A szövetet felhasználás előtt 1000 °C körüli hőmérsékletre hevítettük, és annyi ideig tartottuk a megemelt hőmérsékleten, amíg a megfelelő elektromos vezetőképességet elértük. A hőkezelést követően a szövet Young-modulusa 160 GPa volt, míg a fajlagos felülete 1 m2/g körüli. A hőkezelt szövetből két mintát vágtunk ki, amelyek mindegyike 5 cm széles és 26 cm2 felületű volt. A szöveteknek mind a négy szélét fémes rézzel vontuk be, hogy ily módon jó elektromos vezetöképességű áramgyűjtőréteg jöjjön létre. Az áramvezetó egyik sarkára mindegyik elektródnál egy-egy vezetéket forrasztottunk. A forrasztott vezetéket, a forrasztási helyet és a bevonatot vinil-észter alapú gyantával (a Dow Chemical Co. DERAKANE nevű gyantájával) vontuk be. A két elektród közé szövés nélkül készült polipropilén lemezt illesztettünk, a Celgard 5511 elnevezésű termékből, majd ezt kővetően az elektródokat az elválasztólemezzel együtt műanyag zacskóba helyeztük. A zacskót ezután száraz dobozba raktuk, ahol biztosítottuk az elektrolitoldat legfeljebb 20 ppm víztartalmát. Ez az elektrolitoldat lítium-perklorát (LiClCú) 10%-os oldata volt propilén-karbonátban, amellyel megtöltöttük a zacskókat, és igy az elektródokat az elektrolitoldatba merítettük. Minden elektród kivezetését kettős pólushoz csatlakoztattuk, kettős kapcsolón keresztül, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
