172672. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vaselektróda előállítására lúgos akkumulátorok számára
3 172672 4 eljárás alkalmazása vaselektródok előállítására a felsorolt hátrányok egész sora miatt célszerűtlen, a hátrányok a vaselektródok előállításakor és üzemközben különösen kitűnnek. Ismeretes egy eljárás Ni—Cd—akkumulátorok tömör szerkezetű kadmiumelektródjainak előállítására. A CdO—CuO—keveréket Ni—ill. Fe—rácsba préselik. A keverési arány 1 :2—2 :1. Ezt követően az oxidok elektrokémiai redukciója során Cu jön létre, amely az elektromosan vezető alapréteget alkotja. Ez az elektromosan vezető alapréteg az akkumulátor ciklizálásakor hozzájárul ahhoz, hogy az elektródban az árameloszlás egyenletes legyen. Cu jelenlétében a Cd-kristályok nagyobbodását és ciklizáláskor az akkumulátor kapacitáscsökkenését elkerülik. Tanácsos a diszperzióba homogén CdO — és CuO - port tenni. A részecskeátmérő 20%-nál jobban nem térhet el a középértéktől. A diszperzióba inhomogén port adva, az akkumulátor ciklizáláskor a kisülés kapacitás fokozatos csökkenése figyelhető meg. Célunk, hogy találmányunkkal lúgos akkumulátorok számára az ismert lamella vaselektróddal összehasonlítva olyan pasztás vaselektródot állítsunk elő, amelynek nagyobbak a villamos és a szilárdsági értékei. Az említett célt vagyis lúgos akkumulátorok számára pasztás vaselektród előállítását találmány szerinti eljárásunk alkalmazásával érjük el. Ezen eljárás abból áll, hogy az aktív masszába, amely 68—69%-os vastartalmú magnetitérckoncentrátumot, vasoxidot, szintetikusszálat, például 2-30 mm-es részekre vágott perklorvinilszálat, ipari vasszulfidot, vizes nikkelszulfátoldatot tartalmaz, előbb felületaktív anyagok vizes oldatát juttatjuk. Felületaktív anyagként mono- és dialkilfenolok polietilénglikolésztereit, például OP-7-et alkalmazunk. Az aktív masszát acélszalagrácsra felvisszük, majd 5-10 percen keresztül 150-300 C°-os hőmérsékleten szárítjuk. Az előállított elektródot kötőanyaggal kezeljük, amely 15-20%-os LiOH — lítiumhidroxid szuszpenzió epoxi-gyanta oldatban keményítő anyag, például: polietilénpoliamin hozzáadásával. Ezután az elektródot 70—160C°-os hőmérsékleten 10—30 percig szárítjuk. A pasztás negatív vaselektród előállítására vonatkozó eljárás lényege, hogy először a szalag alakú acélanyagban hosszanti sorokban tartórácsot alakítunk ki az anyag átdöfése és húzása útján, míg az átdöfést és húzást valamennyi hosszanti sorban egyidejűleg 1-3 bevágással végezzük minden sorban úgy, hogy a szomszédos sorokban a bevágások egymáshoz képest lépcsőzetesen vannak elhelyezve. A bevont negatív elektród előállításához aktív masszát készítünk 95 súlyrész magnetitérckoncentrátumból, 5 súlyrész vasoxidból (Fe203), 0,1—0,2 súlyrész szintetikusszálból, 1,05-1,25 súlyrész ipari vasszulfidból (FeS), 12,5 súlyrész vizes (174,7 g/liter koncentrációjú) nikkelszulfátoldatokból és 9 súlyrész (3-4 g/liter koncentrációjú) felületaktív anyagok (a továbbiakban FAA) vizes oldatából. Az FAA alkalmazása a rendszer felületi feszültségét csökkenti, míg az aktív massza homogenizálása egyszerűbbé válik, ami tovább a bevonási tulajdonságait javítja. Az FAA jelenlétében az aktív kéntartalom, szárítás után nem változik, ami az elektródkapacitás növekedéséhez vezet. Az aktív masszát felvisszük a rácsra, majd hengereljük, ennek következtében az aktív masszát tömörítjük és a nedvesség felesleget eltávolítjuk. A hengerlés után az előállított eletródot 150-300 C°-os hőmérsékleten 5—10 percen keresztül, 0,1%-os nedvességtartalom eléréséig szárítjuk. Továbbá az elektródot kötőanyaggal kezeljük, amely lítiumhidroxid (LiOH) szuszpenzió epoxi-gyanta oldatban polietilénpoliamintípusú keményítő anyag hozzáadásával. A szuszpenzió elkészítéséhez epoxi-gyantának szerves oldószerben levő 20%-os oldatához 10-15 súlyrész lítiumhidroxidot, 2,5—3 súlyrész polietilénpoliainint adunk. Szerves oldószerként például xilolt vagy acetont alkalmazunk. A polietilénpoliamin aminok: dietiléntriamin, trietiléntetramin és tetraetilénpentamin keverékből áll. A kezelés alatt a szuszpenzió (kötőanyag) az aktív massza peremrétegeíbe hatol, a részecskéit összeköti, és az elektród felületén folytonos hártyaszerű szilárdítóréteg alakul ki. A kötőanyaggal történő kezelés után az elektródot 70—160C°-os hőmérsékleten 10—30 percen keresztül szárítjuk. A szárítás alatt a kötőanyag kikeményedik és a lítiumhidroxid felbomlik. Eközben a megszilárduló peremréteg folytonosságát pórusképződés bontja meg, míg az anyag aktivitása gyakorlatilag teljesen megmarad azon eljárással előállított elektródéval szemben, amelynek során az elektród megszilárdításához az anyagba kötőanyagot juttatnak. így az aktív vas kihasználási tényezőjét sikerül jelentősen növelni. Az elektród szilárdsága is megnő. Az aktív massza kiöblítésének lehetősége teljesen kizárt, aminek következtében az 1 amperóránként felhasznált vasmennyiséget 30%-kal, az elektród súlyát pedig felére csökkentjük, ugyanakkor az akkumulátor élettartamát és megbízhatóságát növelhetjük. A továbbiakban a találmány tárgyát példa alapján ismertetjük részletesebben. A találmány szerinti eljárás során először szalag alakú acélanyagban az anyag átdöfése és húzása útján hosszanti sorokban tartót alakítunk ki, míg az átdöfést és a húzást valamennyi hosszanti sorban egyidejűleg 1-3 bevágással végezzük minden sorban úgy, hogy a szomszédos sorokban a bevágások egymáshoz képest lépcsőzetesen vannak elhelyezve. Bevont negatív elektród előállításához aktív masszát készítünk. Keverőgépet száraz komponensekkel: 95 súlyrész magnetitérckoncentrátummal (Fe30*), 5 súlyrész vasoxiddal (Fe203), 0,1 súly' rész szintetikusszállal töltünk meg és 20 percig keverünk. Ezután ezen száraz komponensek keverékéhez 12,5 súlyrész vizet (174,7 g/liter koncentrációjú) nikkelszulfátoldatot, 9 súlyrészben felület-aktív anyagok (mono- és dialkilfenolok polietilénglikolésztereinek pl. OP—7) vizes oldatát és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
