Воздушный электрод химического источника тока и способ его изготовления

 

Использование: производство первичных химических источников тока с воздушными электродами. Сущность изобретения: воздушный электрод состоит из пористого токоотвода, выполненного из никелевой губчатой структуры плотностью 0,3-0,5 г/см³ и размером 0,5 0,8 мм, на который наносят активный слой на основе угля и связующего, подпрессовывают его при давлении 5000-8000 кг/см² и покрывают защитным гидрофобным слоем из политетрафторэтилена припрессовкой под давлением 150-300 г/см². Это предотвращает расслаивание электрода в процессе работы и улучшает его характеристики. 2 с. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении воздушных электродов для первичных химических источников тока (ХИТ).

Известен воздушный электрод ХИТ, содержащий подложку, слой активной массы и гидрофобный слой из пленки ПТФЭ. Указанный электрод изготавливается путем нанесения активной массы на подложку, последующей подпрессовки и нанесения защитного слоя из ПТФЭ. Перед нанесением активной массы на подложку, в качестве которой используется металлическая сетка, на ее поверхности формируют слой пористого металла для развития поверхности [1] Недостатком данного электрода являются невысокие электрические характеристики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электрод, содержащий пористый токоотвод, активный слой и защитный гидрофобный слой. Способ изготовления указанного электрода включает нанесение активной массы на основе угля и связующего на пористый токоотвод, последующую подпрессовку и покрытие поверхности электрода защитной пленкой ПТФЭ [2] Указанный метод не обеспечивает прочного сцепления пленки ПТФЭ, что приводит к ее отслаиванию в процессе работы электрода и снижению его характеристик.

Целью изобретения является создание электрода, обладающего высокими стабильными характеристиками.

Цель достигается за счет использования в известном воздушном электроде токоотвода из никелевой губчатой структуры с плотностью 0,3-0,4 г/см³ и размером пор 0,6-0,8 мм, прессования активной массы на токоотводе давлением 5000-8000 кг/см² и нанесения защитной пленки путем прессования под давлением 150-350 кг/см².

Нижний предел плотности губчатой структуры 0,3 г/см³ и верхний размер пор 0,8 мм выбираются из условия прочности электрода. За пределами указанных величин активная масса выкрашивается из пористого токоотвода. Верхний предел плотности токоотвода 0,5 кг/см² и нижний предел размера пор 0,6 мм не обеспечивают требуемой пористости электрода, что влияет на его характеристики.

Заявляемый диапазон прессования также определяется требуемыми прочностью и пористостью электрода. При давлении прессования ниже 5000 кг/см² активная масса в электроде имеет рыхлую, непрочную структуру, при давлении выше 8000 кг/см² активная масса имеет очень плотную структуру, что затрудняет доступ кислорода в зону реакции. Давление прессования защитной пленки на электрод определяется электрическими характеристиками.

П р и м е р. На подложку диаметром 60 мм, толщиной 0,5 мм, плотностью 0,4 г/см³ и размером пор 0,6 мм наносили активную массу из активированного угля, двуокиси марганца и суспензии ПТФЭ, проводили сушку при 100^оС и последующую подпрессовку на прессе ПГ-100 при давлении 6000 кг/см². Защитная пленка из ПТФЭ припрессовывалась при давлении 250 кг/см². Электроды, изготовленные в соответствии с указанным примером и при других параметрах, испытывались в составе воздушно-марганцевого элемента. Результаты испытаний представлены в табл.1-3.

Как следует из табл.1-3, оптимальные плотность и размер пор никелевого токоотвода составляют 0,3-0,5 г/см³ и 0,5-0,8 мм, давления прессования активной массы 5000-8000 кг/см² и защитной пленки 150-300 кг/см².

Формула изобретения

1. Воздушный электрод химического источника тока, состоящий из активного слоя, пористого металлического токоотвода и защитного гидрофобного слоя, отличающийся тем, что токоотвод выполнен из никелевой губчатой структуры с плотностью 0,3-0,5 г/см³ и размером пор 0,5-0,8.

2. Способ изготовления воздушного электрода химического источника тока, включающий нанесение активной массы на основе угля и связующего на пористый токоотвод, последующую подпрессовку и покрытие поверхности электрода защитной пленкой политетрафторэтилена, отличающийся тем, что подпрессовку активной массы ведут при давлении 5000-8000 кг/см², а покрытие защитной пленкой осуществляют подпрессовкой под давлением 150-300 кг/см².

РИСУНКИ

Рисунок 1