Анод химического источника тока со щелочным электролитом (варианты)

Изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных источников тока с проточным щелочным электролитом, образуемым разбавлением сухой щелочи морской водой. Техническим результатом изобретения является повышение разрядных характеристик анода в составе химического источника тока со щелочным электролитом за счет снижения омических потерь напряжения. Согласно изобретению анод представляет собой двухвариантную (независимую) конструкцию исполнения. По первому варианту анод на основе сплава алюминия выполнен с электропроводящей подложкой, представляющей собой покрытие из слоя серебра толщиной 5÷50 мкм. По второму варианту анод на основе сплава алюминия выполнен с электропроводящей подложкой, представляющей собой покрытие из слоев меди и серебра с соотношением их толщин (2÷20):1 соответственно. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к химическим источникам тока и может быть использовано при изготовлении резервных источников тока с проточным щелочным электролитом, образуемым разбавлением сухой щелочи (калиевой или натриевой) морской водой.

Известна водоактивируемая батарея с биполярными электродами (патент США №3388003), в которой аноды с катодами соединены серебряной фольгой, помещаемой между электродами.

Размещение серебряной фольги, по указанному патенту, между катодом и анодом в биполярном электроде увеличивает омические потери напряжения в химическом источнике тока.

Известен также анод химического источника тока из сплава алюминия (патент США №4792430, кл. С 22 С 21/00, 1998) при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремний 0,002÷0,006; олово 0,03÷0,2; галлий 0,03÷0,07; алюминий - остальное.

Сложный химический состав анода (по патенту США №4792430) затрудняет приготовление сплава из-за низкой растворимости ряда легирующих элементов в сплаве.

Совокупность приведенных недостатков не позволяет использовать конструкцию соединения катода и анода посредством серебряной фольги и указанный сплав в составе анода в химических источниках тока со щелочным электролитом.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение разрядных характеристик анода в составе биполярного электрода химического источника тока со щелочным электролитом за счет снижения омических потерь напряжения.

Поставленная задача решается тем, что анод выполнен многослойным с двумя вариантами конструктивного исполнения. По первому варианту на одну из сторон пластины из сплава алюминия нанесена электропроводящая подложка из слоя меди с последующим электролитическим нанесением слоя серебра толщиной ˜5 мкм. Отношение толщины слоя меди к толщине серебряного покрытия составляет (2÷20):1.

Покрытие пластины из алюминиевого сплава медью обеспечивает высокую прочность сцепления, равную 4÷5 кг/мм², и пористость 1÷5%.

Нанесение медной составляющей подложки осуществляется методом сверхзвукового «холодного» газодинамического напыления.

По второму варианту исполнения на одну из сторон пластины из сплава алюминия нанесена электропроводящая подложка, представляющая собой покрытие из слоя серебра толщиной 5÷50 мкм, наносимое методом сверхзвукового «холодного» газодинамического напыления.

Пример

Был изготовлен многослойный анод из сплава алюминия (алюминий А95 с оловом и индием в качестве легирующих компонентов), на одну из сторон (нерабочую) методом сверхзвукового «холодного» газодинамического напыления по одному из вариантов был нанесен слой серебра толщиной 20 мкм. По второму варианту методом сверхзвукового «холодного» газодинамического напыления последовательно были нанесены слои меди толщиной 35 мкм и серебра толщиной 5 мкм.

Сравнительные разрядные характеристики известных анодов и предлагаемых многослойных анодов, в составе биполярного электрода (катод, анод и токопроводящая подложка), приведены на чертеже, из которого видно преимущество предлагаемого многослойного анода (рост разрядной мощности ˜ на 6,5%). Таким образом, основным преимуществом предлагаемого многослойного анода по сравнению с известными анодами являются более высокие разрядные характеристики, получаемые в источниках тока с проточным щелочным электролитом.

1. Анод химического источника тока на основе сплава алюминия со щелочным электролитом в составе биполярного электрода, отличающийся тем, что анод выполнен многослойным, в котором на одну из сторон пластины из сплава алюминия нанесена электропроводящая подложка, представляющая собой покрытие из слоя серебра толщиной 5÷50 мкм.

2. Анод химического источника тока на основе сплава алюминия со щелочным электролитом в составе биполярного электрода, отличающийся тем, что анод выполнен многослойным, в котором на одну из сторон пластины из сплава алюминия нанесена электропроводящая подложка, представляющая собой покрытие из слоя меди и слоя серебра с соотношением их толщин (2÷20):1 соответственно.