170751. lajstromszámú szabadalom • Nagy siklusszámú Nikkel-Cink akkumulátor és eljárás az akkumulátorban használható szeparátor előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÄLMÄNY Bejelentés napja: 1975. IV. 14. Közzététel napja: 1977. II. 28. Megjelent: 1978. IV. 30. (TE—820) 170751 Nemzetközi osztályozás: H 01 M 10/30 íA Feltalálók: HADUSFALVI István fizikus KRENN Lászlóné vegyészmérnök Budapesten 50% 50% Tulajdonos: TEXELEKTRO Ipari Szövetkezet Budaörs INTERAG Rt., Budapest Nagy-ciklusszámú, nikkel-cink akkumulátor, és eljárás az akkumulátorban használható szeparátor előállítására i A találmány tárgya nagy-ciklusszámú és terhelhetőségi! nikkel-cink akkumulátor és az abban alkalmazható szeparátor előállítási eljárása. Ismeretes, hogy az áramforrásoknak két típusa van, nevezetesen primer és szekunder telepek. A primer 5 telepeket az jellemzi, hogy irreverzibilis a kémiai működésük, így ha reverzibilis feszültséget kapcsolnak rájuk, nem tölthetők fel. Következetesen a primer telepek csak egyszer használhatók. A szekunder áramforrásokat az jellemzi, hogy rever- 10 zibilis a kémiai reakciójuk, tehát a kisütés után újra tölthetők és így többször felhasználhatók. A jelentős szekunder áramforrások egyik osztályába azok tartoznak, amelyekben nikkel, cink, ezüst és kadmium elektródok vannak, azok különböző kombinációi- 15 ban az egyes cella-típusoknak megfelelően. Eredetileg csak három vagy négy lehetséges — két elemes — kombinációban használták a nikkel, cink, kadmium és ezüst elektródokat a gyakorlatban, nevezetesen: ezüst-cink 20 nikkel-kadmium ezüst-kadmium. Az eddigiek során a nikkel-cink áramforrás nem bizonyult megvalósíthatónak. A nikkel-cink áramforrás megvalósítása két sajátos 25 nehézséget mutat. Egyrészt a nikkel elektród a cinkkel szennyeződik, másrészt erős cink-dendritek, illetve rövidzárak keletkeznek a cink-elektród töltése közben. A pozitív nikkel elektródnak a cink által való szennyeződése okozza, hogy az áramforrás csak néhány ciklusig 30 működik, mivel változó ellenáramú töltési karakterisztika alakul ki. A találmány egyik célja olyan szeparátor készítése, amellyel a cink-elektródot bevonva — megakadályozza a cinkát ionok átvándorlását a Ni-elektródra, ugyanakkor az ionvezetéshez szükséges hidroxil ionok vándorlását megengedi. A fenti hatás azáltal érhető el, hogy a találmány szerinti szeparátor készítéséhez egy 5% feletti porozitású nyílt pórusú, jó mechanikai szilárdságú mátrix anyagot használunk, amelynek pórusaiba polivinilalkoholt juttatunk. Ezáltal azonban — az eddigi szeparátoroktól eltérően — jó dendritálló és megfelelő mechanikai szilárdsággal rendelkező szeparátort nyerünk, így lehetővé válik, hogy az eddig használt cink-elektród tartalmú áramforrások ciklusszámát 50—100%-kal megnövelhessük. Megfelelő szeparátor rétegszám esetén elérhető, hogy a cinkát ionok csekély mértékben menjenek csak át a cink elektród csomagolásán, így sem a pozitív, sem a negatív elektródák csomagolásán nem lesz töltéskor cinkát ionbevonat. Továbbá nem tud az elektrolit kisütéskor túltelítetté válni, ezáltal lényegesen csökkenthető a dendrit, illetve rövidzár kialakulása a pozitív és negatív elektródák között. Ezt a hatást még tovább csökkenti a mátrix anyag jó dendrit-állósága és mechanikai szilárdsága. A találmány alapja az a felismerés, hogy az önmagában nem megfelelő mechanikai tulajdonságú APV 170751 1
