Способ приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве электродов для первичных химических источников тока (ХИТ), а именно к способу приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока. Способ приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока включает в себя двухступенчатую термообработку двуокиси марганца не менее 10 часов при температуре от 410 до 430 °С, затем при температуре от 380 до 400 °С в течение 3 часов, смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении, мас. %: двуокись марганца – 85-93, углерод технический – 3,5-7,5, фторопластовая суспензия – 3,5-7,5, в присутствии воды при давлении не менее 40 кПа (0,4 кгс/см2). При этом в смеситель высыпают навески двуокиси марганца и углерода технического, смешивают в течение 5-7 мин, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, выдерживают в течение 3-4 с, перемешивают компоненты активной массы в течение 1,5-2 мин, производят выгрузку активной массы в емкость, на дно которой установлена подставка и вложен мешок, таким образом, чтобы под действием силы тяжести происходило стекание жидкости и удаление её из приготовленной массы, выдерживают массу в емкости с целью удаления избытка воды от 2 до 4 часов, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размеров, необходимых для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в электропечи при температуре (100±5) °С не менее 6 часов. Техническим результатом является повышение электрических и механических характеристик электрода.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве электродов для первичных химических источников тока (ХИТ), а именно к способу приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока.

Известны способы изготовления электрода химического источника тока (заявка на изобретение № 95107120, опубл. 27.05.1996, патент на изобретение РФ №2145456, опубл. 10.02.2000 г.), включающие приготовление активной массы положительного электрода готовили путем смешивания порошков диоксида марганца, углеродной электропроводной добавки, например графита, сажи, активированного угля или их смесей и раствора связующего до образования однородной массы.

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет достичь высокой плотности активной массы, что в свою очередь приводит к снижению электрических характеристик диоксидно-марганцевых источников тока.

Задача настоящего изобретения заключается в создании активной массы для электродов диоксидно-марганцевых источников тока с повышенными электрическими и механическими характеристиками.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении оптимальных механических характеристик активной массы, позволяющих получить повышенные электрически характеристики электродов, изготавливаемых из активной массы, произведенной по заявляемому способу.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что способ приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока включает в себя двухступенчатую термообработку двуокись марганца не менее 10 часов при температуре от 410 до 430 °С, затем при температуре от 380 до 400°С в течение 3 часов, смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении масс:

двуокись марганца – 85-93%,

углерод технический – 3,5-7,5%,

фторопластовая суспензия – 3,5-7,5%,

в присутствии воды при давлении не менее 40 кПа (0,4 кгс/см2). При этом в смеситель высыпают навески двуокиси марганца и углерода технического, смешивают в течение 5-7 мин, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, выдерживают в течение 3-4 с, перемешивают компоненты активной массы в течение 1,5-2 мин, производят выгрузку активной массы в емкость, на дно которой установлена подставка и вложен мешок, таким образом, чтобы под действием силы тяжести происходило стекание жидкости и удаление её из приготовленной массы, выдерживают массу в емкости с целью удаления избытка воды от 2 до 4 часов, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размеров, необходимых для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в электропечи при температуре (100±5) °С не менее 6 часов.

Для приготовления положительной активной массы двуокись марганца распределяют на противне слоем толщиной не более 50 мм. Противень с двуокисью марганца помещают в электропечь. Проводят термообработку двуокись марганца не менее 10 часов при температуре от 410 до 430 °С, затем при температуре от 380 до 400°С в течение 3 часов. Извлекают противни из печи. Выбор указанных температурных параметров обусловлен тем, что при более высокой температуре возникает подгорание двуокиси марганца, при более низких температурах двуокись марганца не перейдет в активное состояние, необходимое для дальнейшей работы положительного электрода. Двухступенчатая сушка необходима для получения активного состояния двуокиси марганца.

Для дальнейшего приготовления активной массы берут компоненты в следующем соотношении масс:

двуокись марганца – 85-93%;

углерод технический – 3,5-7,5%;

фторопластовая суспензия – 3,5-7,5%.

Для приготовления активной массы используют смеситель, содержащий в своем составе станину, роторный гидроаппарат, смеситель с устройством загрузки компонентов, а также двумя емкостями для заливки воды (конденсата) и связующего компонента (фторопластовой суспензии).

В смеситель заливают воду в количестве 50-60% от объема смесителя. Температура воды (22 ± 3) °С. В загрузочные отверстия смесителя вставляют сосуды с навесками двуокиси марганца и углерода технического. Включают смеситель. Дальнейшие операции по приготовлению активной массы проводят при наличии давления на выходе не менее 40 кПа (0,4 кгс/см2). При этом смешиваемая масса подвергается воздействию интенсивных импульсов давления, гидравлических ударов и кавитационных эффектов. При меньших значения давления на данном этапе не произойдет эффективного смешивания двуокиси марганца и углерода технического.

В загрузочную емкость смесителя высыпают навески двуокиси марганца и углерода технического. Смешивают в течение 5-7 мин. Данные временной интервал подобран на основании опытных данных. В указанный временной период достигается полное смешивание компонентов, а увеличение времени перемешивания приводить к излишнему износу оборудования. По истечении заданного времени заливают в смеситель фторопластовую суспензию. Выдерживают в течение 3-4 с для равномерного распределения суспензии по поверхности смеси. Перемешивают компоненты активной массы в течение 1,5-2 мин. Открывают кран выгрузки смесителя и производят выгрузку активной массы в емкость, на дно которой установлена подставка и вложен мешок, таким образом, чтобы под действием силы тяжести происходило стекание жидкости и удаление её из приготовленной массы.

Выдерживают массу в емкости с целью удаления избытка воды от 2 до 4 часов, в зависимости от применяемой фторопластовой суспензии, периодически перемешивая массу лопаткой для лучшего удаления влаги.

После удаления избытка влаги активную массу выкладывают из емкости и тщательно перемешивают. Затем производят формирование брикетов необходимых размеров для дальнейших технологических процессов и высушивают брикеты активной массы в электропечи при температуре (100±5) °С не менее 6 часов. Указанный температурный режим позволяет высушить активную массу до консистенции необходимой для дальнейших технологических операция по изготовлению положительных электродов диоксидно-марганцевых источников тока.

Заявленное массовое соотношение компонентов и использование фторопластовой суспензии позволяют достичь повышенных электрических характеристик электродов, изготавливаемых из активной массы, произведенной по заявляемому способу.

Подготовка диоксида марганца при описанных в способе режимах и оптимальные режимы сушки массы на этапах изготовления позволяют достичь необходимой плотности и повышенных механических характеристик электродов, изготавливаемых из активной массы, произведенной по заявляемому способу.

Способ приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока, включающий двухступенчатую термообработку двуокиси марганца не менее 10 часов при температуре от 410 до 430 °С, затем при температуре от 380 до 400 °С в течение 3 часов, смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении, мас. %:

двуокись марганца 85-93
углерод технический 3,5-7,5
фторопластовая суспензия 3,5-7,5,

в присутствии воды при давлении не менее 40 кПа (0,4 кгс/см2), при этом в смеситель высыпают навески двуокиси марганца и углерода технического, смешивают в течение 5-7 мин, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, выдерживают в течение 3-4 с, перемешивают компоненты активной массы в течение 1,5-2 мин, производят выгрузку активной массы в емкость, на дно которой установлена подставка и вложен мешок, таким образом, чтобы под действием силы тяжести происходило стекание жидкости и удаление её из приготовленной массы, выдерживают массу в емкости с целью удаления избытка воды от 2 до 4 часов, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размеров, необходимых для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в электропечи при температуре (100±5) °С не менее 6 часов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к свинцово-кислотным аккумуляторам и, более конкретно, к включению активных химических веществ для снижения потери воды в свинцово-кислотных аккумуляторах.

Изобретение относится к материалу положительного электрода для литиевых перезаряжаемых аккумуляторов, а также к способу его изготовления. Согласно изобретению, материал положительного электрода для литиевых перезаряжаемых аккумуляторов содержит частицы активных материалов положительного электрода, имеющие многослойную структуру; и по меньшей мере один проводник, выбранный из группы, состоящей из литиевого проводника и электронного проводника, и расположенный на поверхности частиц активных материалов положительного электрода.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к катодному активному материалу, который может быть использован для фторид-ионного аккумулятора. Катодный активный материал, используемый для фторид-ионного аккумулятора, имеет стехиометрический состав, представленный формулой Pb2-xCu1+xF6, где 0≤x<2.

Изобретение относится к литий-ионной вторичной батарее и к способу ее изготовления. Способ изготовления литий-ионной вторичной батареи включает слой композиции положительного электрода, сформированной на токосъемнике положительного электрода с использованием водной композиции пасты положительного электрода, которая включает активный материал положительного электрода, включающий сложный оксид лития и марганца и водный растворитель, и дополнительно включает Li5FeO4 в качестве добавки.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к биосовместимым элементам питания для биомедицинских устройств, и может быть использовано, например, при изготовлении герметичных и заключенных в оболочку биосовместимых элементов питания, которые не должны оказывать токсических или травмирующих воздействий на биологические системы.

Изобретение относится к батарее, содержащей: a) анод, содержащий анодный активный материал, включающий натрий, литий или сплав, или композицию по меньшей мере одного из натрия или лития с по меньшей мере одним другим металлом для обеспечения ионов; b) катод, содержащий катодный активный материал, содержащий элементарную серу, элементарный селен или смесь элементарных халькогенов; и c) промежуточный разделительный элемент, размещенный между анодом и катодом, задействованный для разделения растворов жидкого или гелеобразного электролита, соприкасающихся с анодом и катодом, через которые ионы металла и их противоионы перемещаются между анодом и катодом во время циклов зарядки и разрядки батареи; при этом растворы жидкого или гелеобразного электролита содержат безводный полярный беспротонный растворитель или полимер и проводящую соль и выполняется по меньшей мере одно из условий (i), (ii) или (iii): (i) по меньшей мере один из растворов жидкого или гелеобразного электролита дополнительно содержит по меньшей мере одно сераорганическое соединение; (ii) катод дополнительно состоит из по меньшей мере одного сераорганического соединения; (iii) промежуточный разделительный элемент содержит функционализированный пористый полимер, содержащий по меньшей мере одно сераорганическое соединение.

Изобретение относится к химической и электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении положительных электродов литий-серных аккумуляторов.

Изобретение относится к технологии производства материалов для литий-ионных аккумуляторов. Композиционный материал на основе LiMnPO4, синтезированный химическим путем, содержит (1-x) LiMn2O4, где х представляет собой количество LiMnPO4 и изменяется от 0,67 мол.

Изобретение относится к кремниевому материалу, используемому в качестве активного материала отрицательного электрода аккумуляторных батарей. Предложен новый кремниевый материал, который имеет атомное отношение Si/O в диапазоне более 1/0,5 и не более 1/0,1 и ширину запрещенной зоны в диапазоне более 1,1 эВ и не более 2,1 эВ.

Группа изобретений относится к электродному материалу, способу изготовления электродного материала и аккумулятору. Электродный материал включает пористый углеродный материал, имеющий полуширину пика дифракции, соответствующего плоскости (100) или (101), 4° или менее по шкале 2 тета, определенную с использованием метода дифракции рентгеновских лучей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве электродов для первичных химических источников тока, а именно к способу приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока. Способ приготовления положительной активной массы для диоксидно-марганцевых источников тока включает в себя двухступенчатую термообработку двуокиси марганца не менее 10 часов при температуре от 410 до 430 °С, затем при температуре от 380 до 400 °С в течение 3 часов, смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении, мас. : двуокись марганца – 85-93, углерод технический – 3,5-7,5, фторопластовая суспензия – 3,5-7,5, в присутствии воды при давлении не менее 40 кПа. При этом в смеситель высыпают навески двуокиси марганца и углерода технического, смешивают в течение 5-7 мин, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, выдерживают в течение 3-4 с, перемешивают компоненты активной массы в течение 1,5-2 мин, производят выгрузку активной массы в емкость, на дно которой установлена подставка и вложен мешок, таким образом, чтобы под действием силы тяжести происходило стекание жидкости и удаление её из приготовленной массы, выдерживают массу в емкости с целью удаления избытка воды от 2 до 4 часов, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размеров, необходимых для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в электропечи при температуре °С не менее 6 часов. Техническим результатом является повышение электрических и механических характеристик электрода.

Наверх