Способ изготовления заготовок положительного электрода цилиндрических химических источников токов

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления положительных электродов первичных химических источников тока. Способ изготовления заготовок положительного электрода цилиндрических химических источников токов включает в себя подготовку брикетов активной массы из смеси двуокиси марганца, углерода технического и фторопластовой суспензии, выдержку брикетов активной массы в бензине-растворителе, прокатку брикетов в ленту на формовочных валках при подаче потока сжатого воздуха, вырубку, выдержку контрольного образца в электрошкафу в пределах 5-10 минут при температуре 100-140°С, а также взвешивание массы, измерение ширины и толщины ленты активной массы контрольного образца, сравнение с заданными параметрами, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины в вытяжном шкафу не менее 18 часов, формовку бобины электродной ленты двух лент активной массы и металлической ленты между ними на формовочных валках, накатку электродной ленты, контроль толщины заготовок, резку заготовок электрода, контроль толщины заготовок, сушку заготовок электрода при температуре 110-150°С, термообработку заготовок при температуре 200-240°С, вырубку заготовок электрода. Повышение плотности активной массы положительного электрода при сохранении заданных электрических и механических характеристик является техническим результатом предложенного способа.

 

Заявляемое изобретение относится к способам изготовления положительных электродов первичных химических источников тока.

Известен способ изготовления электрода химического источника тока, включающий операции приготовления активной массы, прокатки на ее основе электродной ленты, разрезки ленты на электроды заданных размеров (заявка на изобретение RU 95107120, опубл. 27.05.1996 г.). При этом перед прокаткой активной массой заполняют непрерывный чулок из эластичного пористого сепараторного материала, а разрезку ленты проводят с одновременным завариванием кромок сепараторного материала.

Известен способ изготовления диоксидмарганцевого электрода для химического источника тока путем напрессовки активной массы, состоящей из диоксида марганца, сажи и фторопласта, пропитанной органическим растворителем, на перфорированный металлический коллектор и последующей термообработки готового электрода, отличающийся тем, что из активной массы формуют электродные пластины, высушивают их от органического растворителя на воздухе, а напрессовку на перфорированный металлический коллектор производят удельным давлением 500 - 1000 кгс/см2 в течение 10 - 50 с (патент РФ на изобретение №2145456, опубл. 10.02.2000г.).

При реализации указанных способов невозможно достичь высокой плотности активной массы положительного электрода, что в свою очередь приводит к снижению электрических характеристик диоксидно-магранцевых источников тока. Помимо этого, в первом случае изготовление электродов выполняется непрерывно, но нет контроля за массой и габаритами ленты. Во втором случае изготавливается единичные электроды, что снижает производительность при серийном изготовлении.

Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления заготовок положительного электрода цилиндрических химических источников тока с необходимыми заданными электрическими и механическими характеристиками.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в осуществлении постоянного контроля за параметрами заготовок электрода, что позволяет изготовить заготовки с точно определенными электрическими и механическими характеристиками.

Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что способ изготовления заготовок положительного электрода цилиндрических химических источников токов включает в себя подготовку брикетов активной массы из смеси двуокиси марганца, углерода технического и фторопластовой суспензии, выдержку брикетов активной массы в бензине-растворителе, прокатку брикетов в ленту на формовочных валках при подаче потока сжатого воздуха, вырубку, выдержку контрольного образца в электрошкафу в пределах 5-10 минут при температуре 100-140°С. А также взвешивание массы, измерение ширины и толщины ленты активной массы контрольного образца, сравнение с заданными параметрами, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины в вытяжном шкафу не менее 18 часов, формовку бобины электродной ленты двух лент активной массы и металлической ленты между ними на формовочных валках, накатку электродной ленты, контроль толщины заготовок, резку заготовок электрода, контроль толщины заготовок, сушку заготовок электрода при температуре 110-150°С, термообработку заготовок при температуре 200-240°С, вырубку заготовок электрода.

Для изготовления положительного электрода используют установку, содержащую в своем составе ванну с бензином-растворителем, приемное окно для загрузки активной массы, вибропитатель, формовочные валки, шпуледержатель с копиром и устройство для обдува сжатым воздухом.

Заявляемый способ реализуют следующим образом.

Предварительно подготавливают брикеты активной массы из смеси двуокиси марганца, углерода технического и фторопластовой суспензии.

В ванну установки заливают бензин-растворитель. Температура бензина-растворителя должна быть не менее 18°С.

Противень с брикетами активной массы размещают в приемном окне установки. Загружают брикеты активной массы в ванну с бензином-растворителем, выдерживают не менее 2 минут.

Подают брикеты, пропитанные бензином-растворителем, на вибропитатель. В дальнейшем брикеты подаются по вибропитателю на формовочные валки для прокатки в ленту. В процессе постоянно ведут плотную загрузку вибропитателя брикетами, пропитанными бензином-растворителем.

Открывают вентиль подачи сжатого воздуха на обдувку ленты. Расход воздуха от 2 до 5 м3/ч.

Ленту активной массы, сформованную на валках, пропускают через поток сжатого воздуха для контроля качества ленты. После получения ленты активной массы необходимой длины, на практике 0,5 – 1 м, выключают формовочные валки.

Изготавливают контрольный образец. Вырубку контрольного образца производят на пневматическом прессе на пластине из оргстекла или винипласта. Вырубленные контрольные образцы выдерживают в электрошкафу в пределах 5-10 минут при температуре 100-140°С.

Производят измерение ширины, толщины ленты активной массы и массы контрольного образца. Ширина ленты активной массы должна быть (58±1) мм; толщина (1,15÷1,50) мм; масса контрольного образца (12,7÷14,5) г.

Устанавливают шпулю в шпуледержатель устройства намотки с копиром. Заправляют конец ленты активной массы в шпуле.

Включают формовочные валки и производят намотку ленты активной массы на шпулю до автоматического отключения формовочных валков. Копир устройства намотки должен быть установлен на необходимый диаметр бобины.

В процессе наблюдают за чистотой поверхности валков или роликов, при необходимости протирая их салфеткой, смоченной бензином-растворителем.

Снимают бобину с лентой активной массы со шпуледержателя, помещают на поддон. Поддон с бобиной и контрольным образцом устанавливают в вытяжной шкаф. Время выдержки в вытяжном шкафу не менее 18 часов.

Производят комплектование бобин активной массы попарно, исходя из параметров контрольных образцов. Суммарная масса должна быть 25,0-26,8 г, суммарная толщина 2,6-2,8 мм.

Скомплектованные бобины активной массы складывают попарно (один поддон с бобиной активной массы на другой).

Устанавливают бобины с лентой активной массы в нижние шпуледержатели, бобину с просечённой металлической лентой – в верхний шпуледержатель узла подачи лент. При этом торцевые края бобин должны находиться на одном вертикальном уровне. Наносят на решетку клей КМЦ (карбоксилметилцеллюлозный) с помощью кисти.

Устанавливают зазор между валками для получения электродной ленты заданной толщины.

Совмещают концы двух лент активной массы и металлической ленты между ними, заправляют в каретку – ловитель и помещают концы лент в зазор между валками. Заправку лент проводить вручную, вращая штурвал валков, формируя бобину электродной ленты.

Включают валки. Электродную ленту пропускают через нижний направляющий ролик. Изготавливают 0,5-1,0 м электродной ленты и выключить валки.

Проводят измерение толщины. Толщина электродной ленты должна быть 1,65-1,72 мм.

При соответствии толщины электродной ленты заданной величине устанавливают шпулю в шпуледержатель устройства намотки электродной ленты, закрепляют конец электродной ленты в шпуле, включают валки и проводят накатку электродной ленты.

В процессе изготовления каждой бобины проводят контроль толщины электродной ленты не менее 5-6 раз.

Постоянно в процессе работы осуществляют визуальный контроль внешнего состояния электродной ленты и качеством её намотки (не допускается сдвиг витков электродной ленты более чем на 5 мм).

После окончания накатки выключают валки, снимают бобину с электродной лентой со шпуледержателя и проводят замер толщины электродной ленты.

Устанавливают бобину с электродной лентой в устройство размоточное.

Устанавливают планку ножниц на необходимый размер.

Укладывают электродную ленту на плиту ножниц, ровняя край по планке ограничителя, и проводят резку заготовок электрода.

Проводят контроль толщины заготовок в двух точках. Точки располагаются по центру заготовок. Толщина заготовок должна быть 1,65-1,72 мм.

Укладывают заготовки электрода в кассеты и устанавливают в холодную или предварительно прогретую до температуры не выше 100°С электропечь.

Сушат заготовки электрода при температуре 110-150°С в течение 30-40 минут. При этом сушку ведут с продувкой камеры печи.

По окончании операции сушки, проводят операцию термообработки заготовок при температуре 200-240°С в течение 50-60 минут. При этом сушку ведут без продувки камеры печи.

По окончании операции термообработки задатчик температуры выставляют на 100°С. Продувают печь не менее 10 минут.

Устанавливают заготовку электрода в матрицу до упора и проводят вырубку заготовок.

Способ изготовления заготовок положительного электрода цилиндрических химических источников токов, включающий подготовку брикетов активной массы из смеси двуокиси марганца, углерода технического и фторопластовой суспензии, выдержку брикетов активной массы в бензине-растворителе, прокатку брикетов в ленту на формовочных валках при подаче потока сжатого воздуха, вырубку, выдержку контрольного образца в электрошкафу в пределах 5-10 минут при температуре 100-140°С, взвешивание массы и измерение ширины, толщины ленты активной массы контрольного образца, сравнение с заданными параметрами, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины в вытяжном шкафу не менее 18 часов, формовку бобины электродной ленты двух лент активной массы и металлической ленты между ними на формовочных валках, накатку электродной ленты, контроль толщины заготовок, резку заготовок электрода, контроль толщины заготовок, сушку заготовок электрода при температуре 110-150°С, термообработку заготовок при температуре 200-240°С, вырубку заготовок электрода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Первичный химический источник тока представляет собой новый класс энергонасыщенных не перезаряжаемых химических источников тока на основе графена в электрохимической системе металл-окисленный углерод, где в качестве токообразующего компонента катода используют наноструктурный материал на основе графеноподобных материалов, обладающих повышенной разрядной емкостью за счет наличия различных кислородсодержащих функциональных групп, способных образовывать необратимые соединения с ионами активного материала анода (например, лития, натрия, магния, кальция, калия) при протекании токообразующего процесса (разряда).

Изобретение относится к созданию конструкции химического источника тока (ХИТ) с катодом, изготовленным по тонкопленочной технологии. Техническим результатом является повышение мощности и пожаровзрывобезопасности, снижение тепловыделения в ХИТ за счет уменьшения электрического сопротивления электродных материалов.

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к производству первичных химических источников тока (ХИТ) на основе сплава лития, и может быть использовано в качестве источника автономного питания бортовой аппаратуры и специальной техники.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к композиционному углеродсодержащему материалу для изготовления литиевых источников тока, и представляет собой смесь из гомогенно распределенных в объеме материала: проводящего компонента в виде терморасширенного графита и дисперсного наполнителя-добавки.
Изобретение относится к области энергетики, в частности к разработке составов, содержащих фторид, бромид, молибдат лития, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления дополнительно введен вольфрамат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид лития 6,34-7,03, бромид лития 76,28-79,61, вольфрамат лития 4,85-9,59, молибдат лития 4,47-11,84.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции литиевого химического источника тока с рулонной электродной сборкой. .

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении литиевых химических источников тока (ХИТ). .

Изобретение относится к химическим источникам энергии с органическим электролитом. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к литиевым химическим источникам тока (ЛХИТ) различного назначения. .

Изобретение относится к гальваническим элементам с неводным жидким электролитом с внедренным электродом. .

Изобретение относится к защитным шпинельным покрытиям для катодов высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторов и способу их нанесения с применением единственного прекурсора.

Группа изобретений относится к медицине. Контактная линза содержит: электроактивный компонент, выполненный с возможностью изменения фокусных характеристик контактной линзы; батарею, содержащую анодный токоотвод, катодный токоотвод, анод, электролит и катод, причем катод содержит электроосажденные катодные химические вещества, причем катод содержит электролитический диоксид марганца; и биосовместимый герметизирующий слой, причем биосовместимый герметизирующий слой герметизирует электроактивный компонент и батарею.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к катодной смеси для использования в биосовместимой батарее. Описаны также способы и аппарат для образования биосовместимых элементов питания.

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 технологии получения материала на основе смешанного оксида лития и марганца со структурой шпинели для использования его во вторичных батареях.

Активный материал положительного электрода для электрического устройства содержит первый активный материал и второй активный материал. Первый активный материал состоит из оксида переходного металла, представленного формулой (1): Li1,5[NiaCobMnc[Li]d]O3 …(1), где в формуле (1) a, b, c и d удовлетворяют соотношениям: 0<d<0,5; a+b+c+d=1,5; и 1,0<a+b+c<1,5.

Изобретение относится к аккумуляторной батарее, включающей в себя положительный электрод, который может поглощать и выделять литий, и жидкий электролит. При этом положительный электрод содержит активный материал положительного электрода, который работает при потенциале 4,5 В или выше по отношению к литию; и при этом жидкий электролит содержит фторированный простой эфир, представленный следующей формулой (1), и циклический сульфонат, представленный следующей формулой (2): (1).

Предложен активный материал положительного электрода для литий-ионной вторичной батареи, содержащий соединение, представленное следующей формулой состава: [Li1,5][Li0,5(1-x)Mn1-xM1,5x]O3, где x удовлетворяет соотношению 0,15≤x≤0,30, а M представлен формулой NiαCoβMnγ, в которой α, β и γ удовлетворяют соответственно соотношениям 0<α≤0,5; 0≤β≤0,33 и 0<γ≤0,5, причем полуширина пика от кристаллической плоскости (001) соединения, измеренная методом рентгеновской дифракции, составляет в диапазоне от 0,19 до 0,212 включительно, а средний диаметр первичных частиц соединения составляет в диапазоне от 0,19 мкм до 0,25 мкм включительно.

Изобретение относится к активному материалу положительного электрода литий-воздушного аккумулятора в виде нитевидных кристаллов состава KxMnO2 (x=0,1-0,15) длиной от 0,1 мкм до 2 мм и диаметром от 20 до 30 нм для обратимого восстановления кислорода на положительном электроде.

Изобретение относится к материалу положительного электрода для электрического устройства. Материал положительного электрода для электрического устройства представлен формулой: (где 0<а<1, 0<х<0,5 и 0<y<0,3) и удовлетворяет выражению отношения 2х+y<1.

Изобретение относится к способу получения агрегата частиц, образованного агрегированными влажными частицами, в том числе частицами активного материала, проводящими частицами, связующим веществом и дисперсионной средой, способу изготовления электродной пластины с использованием агрегата частиц, и к агрегату частиц.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления положительных электродов первичных химических источников тока. Способ изготовления заготовок положительного электрода цилиндрических химических источников токов включает в себя подготовку брикетов активной массы из смеси двуокиси марганца, углерода технического и фторопластовой суспензии, выдержку брикетов активной массы в бензине-растворителе, прокатку брикетов в ленту на формовочных валках при подаче потока сжатого воздуха, вырубку, выдержку контрольного образца в электрошкафу в пределах 5-10 минут при температуре 100-140°С, а также взвешивание массы, измерение ширины и толщины ленты активной массы контрольного образца, сравнение с заданными параметрами, намотку ленты активной массы на шпулю для формирования бобины с лентой активной массы, выдержку бобины в вытяжном шкафу не менее 18 часов, формовку бобины электродной ленты двух лент активной массы и металлической ленты между ними на формовочных валках, накатку электродной ленты, контроль толщины заготовок, резку заготовок электрода, контроль толщины заготовок, сушку заготовок электрода при температуре 110-150°С, термообработку заготовок при температуре 200-240°С, вырубку заготовок электрода. Повышение плотности активной массы положительного электрода при сохранении заданных электрических и механических характеристик является техническим результатом предложенного способа.

Наверх