170751. lajstromszámú szabadalom • Nagy siklusszámú Nikkel-Cink akkumulátor és eljárás az akkumulátorban használható szeparátor előállítására
3 170751 4 1,74 V 1,5 V 35 W/kg 35—60 Wó/kg 200—300 ciklus 150 mA/cm2 filmet egy jó mechanikai tulajdonságú ún. váz-anyagban építjük fel. A mátrix anyag lehet bármilyen lúgnak ellenálló anyag, pl. pórusos kerámia, természetes, vagy műszálból készült szövet, papír, azbeszt-papír stb. 5 A PVA-nak a pórusokba való juttatása történhet oldott állapotban, illetve a PVA-nak a pórusokba való kialakításával, vagy bármilyen más önmagában ismert módszerrel. A találmány szerinti szeparátorral elkészült Ni-cink 10 akkumulátor paraméterei a következők: Elektromotoros erő: Átlagos kapocsfesz.: Max. terhelhetőség: .>;> w/Kg JJ Fajlagos energia: Élettartam: Fajlagos terhelhetőség Különböző rétegszámú szeparátorral elkészült Nicink akkumulátor elérhető ciklusszáma: 20 1 réteg esetén 20 ciklus 2 réteg esetén: 70 ciklus 3 réteg esetén: 110 ciklus 20%-os kapacitáscsökkenés határán belül. 25 A nagyobb ciklusszám elérését a Ni-elektród túltöltéséből adódó erősebb dendritesedés akadályozza, ami a cink-elektród felületén levő helyi hatásoknak tulajdonítható. A nikkel-cink akkumulátor működésénél tehát foko- 30 zott jelentősége van a helyi túláramok elleni védelemnek, amely által a rövidzárakat okozó dendritek keletkezését tudjuk megakadályozni. A cink-elektród túlárama elleni védelemnek egyik módja, hogy az áramforrás elektrolitjába különböző 35 adalék anyagokat tesznek, pl.: — 1 249 213 sz. angol szabadalmi leírás szerint KOH-t, — 3 553 077 sz. amerikai szabadalmi leírás szerint az ólom 0,5—1 g/l koncentrációjú sóját, 40 — 3 642 539 sz. amerikai szabadalmi leírás szerint indát iont kb. 0,5 g/l koncentrációban stb. A fenti adalékok azonban elsősorban az Ag-Zn áramforrásnál alkalmazhatók előnyösen. A találmány másik célja, olyan elektrolit adalék kom- 45 bináció létrehozása, amely lehetővé teszi a nikkel-cink rendszernél a 200—300 ciklusszám elérését. A találmány szerinti elektrolit adalék kombináció: — 0,1—10 g/l ónsó 50 — 0,1—100 g/l kromát ion — 0,1—100 g/l Tallium-sót tartalmaz. A fenti adalék-kombináció alkalmazásával elérhető, hogy a nikkel-cink akkumulátorok 200—300 ciklusig használhatók 20—30%-os amperóra kapacitás csökké- 55 nésen belül. A fajlagos energia pedig 30—60 Wó/kg a Ni-elektród minőségétől függően. A találmány szerinti szeparátor előállítását az alábbi példák mutatják: 1. 50 g alumíniumhidroxidot, 2,5 g kaolint, 4 g karbóvax 4000-t (polietilénglikolt) összekeverünk, majd annyi toluolt adunk hozzá, hogy pásztázható legyen. Ezt levegőn szárítjuk, megőröljük, majd 100 pi-os lyukméretű szitán átszitáljuk. 20 kg/cm2 nyomáson préseljük, majd 30 percig 500 C°-on utána 1 óráig 1400 C°-on szintereljük. A kapott szeparátor vastagsága 0,3 mm, a nyílt pórusa 10%. 200 ml ionmentes vízben 16 g PVA-t oldunk. 70 C°-ra melegítjük, 1 Hgmm vákuumban 5 percig tartjuk, majd a 70 C°-ra melegített vizes PVA oldattal 0,7 Hgmm vákuumban az elkészült kerámia testet 10 percig impregnáljuk. 2. 200 ml ionmentes vízben 16 g PVA-t oldunk. 70 C°ra melegítjük, majd 0,1 m2 nytrel-12 tip. — 100 y.m lyukméretű és 80 jj,m szálvastagságú — nylon szitaszövetet lapos tálba helyezünk. 0,1 Hgmm vákuumban 5 percig tartjuk, utána vizes PVA oldattal 0,2 Hgmm vákuumban 10 percig impregnáljuk. Az elkészült szeparátor vastagsága 70 jj.m, súlya 18 mg/cm2 . 3. 100 ml ionmentes vízben 8 g PVA-t oldunk. 70 C°ra melegítjük, majd 0,5 m2 ún. „Kalap-papír"-t lapos tálba helyezünk. 0,1 Hgmm vákuumban 10 percig tartjuk, utána vizes PVA oldattal 0,2 Hgmm vákuumban 15 percig impregnáljuk. Az elkészült szeparátor vastagsága 80 [Am, súlya 200 mg/cm2. Szabadalmi igénypontok 1. Nagy-ciklusszámú és terhelhetőségű „Nikkel-cink" áramforrás azzal jellemezve, hogy lúgnak ellenálló 5%nál nagyobb nyílt pórusú — pórusaiban polivinilalkohollal átitatott — mátrix anyagú, előnyösen kerámiából álló 0,01—1 mm vastag szeparátort, adott esetben egynél többet tartalmaz, az elektrolit adalékként 0,1—10 g/l ónsót, 0,1—100 g/l kromát iont és 0,1—100 g/l talliumsót, vagy a fenti 3 alkotóból legalább kettő keverékét tartalmazza. 2. Eljárás az 1. igénypont szerinti akkumulátorban alkalmazható szeparátor előállítására azzal jellemezve, hogy a lúgnak ellenálló mátrixanyag előnyösen kerámia pórusaiba PVA-t viszünk oly módon, hogy a PVA-t oldószerben, előnyösen vízben oldjuk (50—100 g/l koncentrációban) — majd a vázanyagot ebben az oldatban 70—80 C°-on, 0,1—0,4 Hgmm vákuumban 8—12 percig impregnáljuk. 3. A 2. igénypontban leírt eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a mátrix anyagául lúgnak ellenálló műszálból — előnyösen PVC, polietilén, propilén, poliamidműszálból — készült szövött anyagot alkalmazunk. 4. A 2. igénypontban leírt eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a mátrix anyagául papírt választunk. A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 77.5452.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató
