Паста для положительного электрода свинцового аккумулятора

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к производству свинцовых аккумуляторов. Техническим результатом изобретения является укрепление прочности электродных аккумуляторных батарей при сохранении высокой пористости. Согласно изобретению паста для положительного электрода свинцового аккумулятора содержит свинцовый порошок, серную кислоту и диоксид кремния со средним размером частиц 10-45 мкм, насыпным удельным весом 209 г/дм³, истинным удельным весом 1,53 г/см³, удельной поверхностью 164-190 м²/г. 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к производству свинцовых аккумуляторов.

Для формирования электродных плат свинцовых аккумуляторов, в частности положительных электродов, как правило, вводятся активаторы паст, представляющие собой кислотоустойчивые синтетические смолы, используемые чаще всего в виде волокон. Так, известно применение в качестве такого материала полиэтиленового или полипропиленового волокна /Патент DE 3038440 (1980)/. Недостатком пасты на основе таких активаторов, роль которых должна сводиться к закреплению пасты на свинцовых решетках и увеличению порообразования, является низкий коэффициент ее использования. Это объясняется сильным комкованием таких волокон из-за электростатического притяжения и в результате этого их неравномерным распределением по всей массе пасты. В результате электродные платы на основе таких паст имеют очень небольшой срок службы и низкий коэффициент использования.

Известна паста для положительного электрода свинцового аккумулятора, в которой для исключения этого недостатка в качестве активатора применяется водная суспензия фторопласта марки 4Д /Патент SU 386460 (1973)/, полученная путем капельной полимеризации тетрафторэтилена в присутствии поверхностно-активных веществ. Недостатком такой пасты является низкая технологичность процесса ее получения в силу необходимости использования ПАВ и малой устойчивости эмульсии активатора, которая легко коагулируется при разрушении стабилизатора суспензии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ формирования электродных плат, где в качестве наполнителей для положительной пасты предлагается использовать кислотоустойчивые синтетические смолы, такие как полиэтилен, полипропилен, полистирол и/или поливинилхлорид не только в виде волокон длиной от 1-30 мм и шириной 0,1-1 мм, но и в виде порошка (РТ JP 53126129, PA MATSUSHITA ELEC CO LTD).

Недостатком такого метода является низкая механическая прочность электродных плат, а также комкование пасты в процессе формирования электродных плат, что приводит к повышению количества отбракованных электродов.

Целью предлагаемого изобретения является укрепление механической прочности электродных плат аккумуляторных батарей при сохранении высокой пористости (более 50%), исключение комкования пасты на этапе формирования электродных плат, а также повышение кинетической емкости батарей.

Поставленная цель достигается использованием в качестве наполнителя порошкообразного неорганического вещества - диоксида кремния, выделяемого из отходов производства предприятий алюминиевой промышленности, по разработанному ранее способу /Патент РФ 2031838, Бюл. изобр. 9 (1995 г.)/. Предлагаемый в качестве наполнителя диоксид кремния эмпирической формулы SiO₂ - порошок белого цвета со средним размером частиц 10-45 микрон, насыпным удельным весом 209 г/дм³, истинным удельным весом 1,53 г/см³, удельной поверхностью 164-190 м²/г.

Степень чистоты такого диоксида кремния 99,9%. Содержание примесей других элементов (железо, алюминий, свинец, медь, щелочные металлы и т.д.) не превышает 10^-3-10^-4%. Водные вытяжки диоксида кремния имеют рН 6,03, что свидетельствует о наличии в его составе фрагментов - SiOH, носящих кислый характер.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение положительной пасты по предлагаемому способу. В смеситель при перемешивании подают 0,3 кг порошка диоксида кремния, 400 кг свинцового порошка, 48 кг воды и 44,8 кг раствора серной кислоты (плотность 1,4 г/см³). Полученную смесь перемешивают не более 9 минут до снижения температуры пасты до 50^oС.

Пример 2. Получение положительной пасты по способу-прототипу. В смеситель при перемешивании подают 0,3 кг измельченного полипропиленового (или полиэтиленового) волокна, 400 кг свинцового порошка, 48 кг воды и 44,8 кг раствора серной кислоты (плотность 1,4 г/см³). Полученную смесь перемешивают не более 9 минут до снижения температуры пасты до 50^oС.

Пример 3. Определение контрольных параметров экспериментальной пасты и пасты, полученной по способу-прототипу (см. таблицу).

Таким образом, введение в пасту для положительного электрода свинцового аккумулятора в качестве наполнителя аморфного, тонкодисперсного, химически чистого диоксида кремния, являющегося продуктом переработки технологических отходов алюминиевой промышленности, способствует существенному укреплению механической прочности элетродных плат при сохранении высокой пористости, исключению комкования и повышению кинетической емкости батарей при сохранении основных контрольных параметров этой пасты.

Формула изобретения

Паста для положительного электрода свинцового аккумулятора, содержащая свинцовый порошок, серную кислоту и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют диоксид кремния со средним размеров частиц 10-45 мкм, насыпным удельным весом 209 г/дм³, истинным удельным весом 1,53 г/см³, удельной поверхностью 164-190 м²/г.

РИСУНКИ

Рисунок 1