Способ определения количества активного вещества на электроде аккумулятора

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 у G 01 N 27/26

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3494716/18-25 (22) 01. 10.82 (46) 30.04;84. Бюл. Ф 16 (72) В.А. Солдатенко, С.П. Чижик, Л.К. Григорьева, И.Г. Щигорев и Т.М. Падалко (71) Всесоюзный научно-исследова- . тельский проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (53) 543.25 (088.8) (56) 1. Лайнер Я.В., Дасоян М.А. Тех" нология электрохимических покрытий.

М.,"Машиностроение",, 1972, с. 92.

2. Сорокина И.Н. Рыжов Е;М. Химические методы определения Фазового состава металлокерамического никеле-. вого электрода. Сб. работ по химическим источникам тока. Л., "Энергия", 1972, с. 129-133.

3. Алабышев А.Ф. и др. Прикладная электрохимия, М., Химия, 1974, .с. 508 (прототип).., SU„„1089499 A (54(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТ-

ВА АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА НА ЭЛЕКТРОДЕ

АККУМУЛЯТОРА, заключающийся в заряде аккумулятора, последующем разряде и регистрации зависимости тока разря,да от времени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют ток заряда, регистрируют скорость выделения газа и при достижении ею заданной величины, определяемой током заряда, заряд прекращают.

1 1089

Изобретение относится к электро" химическим методам анализа, в частности к способам определения количества активного вещества на электродах, применяемых в химических ис5 точниках тока, например, в щелочных окисно-никелевых аккумуляторах (никель-кадмиевых, никель-цинковых и никель-железных). Известен способ определения количества активного вещества в электроде по привесу, полученному после внесения активной массы химическим или электрохимическим способом 51j.

Недостаток этого способа — невоз15 можность точного определения количества активного вещества в окисноникелевых (металлокерамических) электродах, активная масса которых образуется путем проведения химических реакций непосредственно в порах электрода, в результате которых частично растворяется и никелевая основа. Количество активного вещества в таких электродах оказывается большим привеса электрода.

Известен способ определения количества активного вещества на электроде с помощью химического количественного анализа состава электрода (23.

Этот способ является наиболее

30 точным, однако он обладает существенным недостатком, связанным с необходимостью разрушения электрода,.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения количества активного на электроде аккумулятора, заключающийся в заряде аккумулятора, последующем разряде и регистрации зависимости тока разряда от времени. По току и времени разряда определяют количество электричества, затраченного на разряд, по которому с учетом величины электрохимического эквивалента разряда активного веще- 45 ства судят о количестве активного вещества Г3,1.

Недостатком известного способа является невысокая точность определения количества активного вещества, Ф которая связана с неопределенностью времени, необходимого для полного заряда. Поэтому обычно для обеспечения полного заряда выбирают время, заведомо большее, чем оценочное время 55 полного заряда, полученное косвенными способами. При такой перезарялке образчются нечстойчивые высшие окис-

499

2 лы никеля, которые быстро распалаются с вьшелением кислорола и снижают равновесный потенциал электрола.При перезарялке непроизволительно тратится электрическая энергия и время

1 а выпеляюшийся кислорол разрчшает сепаратор, пролчкты pasp шения которого загрязняют электрол и вызывают саморазрял. Кроме того, при перезарялке электрола образуется иная - -молификация активной массы-, которая имеет меньший потенциал разряда и меньшую плотность, в результате чего снижается удельная энергия аккумулятора (электрода) и деформируются электроды при разряде. Все это приводит к изменению структуры электрода и снижению точности определения количества активной массы.

Цель изобретения — повышение точности определения количества активного вещества на электроде путем уменьшения ошибок, связанных с изменениями структуры электрода при заряде.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения количества активного вещества на электроде аккумулятора, заключающемуся в заряде аккумулятора, последующем разряде и регистрации зависимости тока разряда от времени, измеряют ток заряда, регистрируют скорость вьделения газа и при достижении ею заданной величины, определяемой током заряда, заряд прекращают.

Суть способа заключается в том, что заряд ведут до момента полного заряда, после чего заряд прекращают, что предотвращает разрушение электрода.

На фиг.1 показано устройство для реализации способа, на фиг.2 — зависимость тока, идущего на вьделение кислорода в процессе заряда, от времени.

Устройство состоит из стеклянной бюретки. с делениями 1, на нижнем конце которой имеется расширение (воронка) 2 для собирания кислорода, а на верхнем кран 3. Устройство своеЛ расширенной частью помещено в элек-. трохимическую ячейку (аккумулятор) 4, заполненную рабочим электролитом 5 и содержащую вспомогательный электрод

6 с токовыводом 7 и окисно-никелевый электрод 8, расположенный под расширением 2 и укрепленный на специальном держателе 9, внутри которого имеется о @0 /4

2 2

„35 ° 0г

4 =ай ;

3, 1089 токовывод 10, контактирующий с рабочим электродом 3.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед измерениями устройство заполняют рабочим .лектролитом непосредственно на электрохимической ячейке, который втягивается в бюретку при открытом кране 3. Затем кран 3 перекрывается и электролит удерживается 1О в бюретке. Токовыводы электродов 7 и

10 подключают к источнику постоянного стабилизированного тока так,чтобы рабочий электрод поляризовался анодно. Устанавливают значение тока заря- 5 жения плотностью 5 мА/см видимой поверхности. Через равные промежутки времени (5 мин) после включения напряжения замеряют объем вьщелившего" ся кислорода по положению уровня электролита в бюретке относительно деления измерительной шкалы, нанесен-. ной на поверхность бюретки. Пересчитывают объем выделившегося кислорода дЧО за данный пРомежуток времени 25 в количестве электричества, затраченное на вьщеление данного объема кислорода, по выражению о о2 l 02 где о — электрохимический эквива- 30

2 лейт, равный 209,5 мл/А-ч. Рассчитывают средний ток выделения кислорода в данный отрезок времени по выражению где дс 5 мин - интервал времени, за который измеряется количество вы499 4 и строят график зависимости 02 по экспериментальным данным (фиг.2).

Сопоставляют найденные значения тока выделения кислорода с общим током заряда и прекращают заряд, когда ток выделения кислорода делается равным общему току заряда, протекающему через электрод.

Затем изменяют полярность на электродах, снимают кривую разряда той же плотностью тока (5 мА/см ) до момента резкого падения напряжения на ячейке и определяют время разряда (время от начала поляризации электрода катодным током до момента резкого падения напряжения на ячейке) .

Количество активного вещества И рассчитывают по выражению

M=q р где И вЂ” искомая масса активного вещества, г, — ток разряда А, Тр - время разряда, с, — электрохимичеекий эквивалент разряда активного вещества, например,для окисно-никелевого электрода, составлякш1ий 3,422 r/А ч.

Проведенные измерения на трех контрольных типах электродов показали,.что количество активного вещества предлагаемым способом опре-. деляется с точностью до1Ж, тогда как способ-прототип в лучшем случае обеспечивает точность до 10Х.

Применение способа в процессе разработки технологии изготовления электродов позволит повысить качество изготовляеьаих на их основе щелочкумуляторов.

ВНИИПИ Заказ 2926/42

Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4