Способ приготовления положительной активной массы для литий-тионилхлоридных источников тока



Владельцы патента RU 2751536:

Акционерное общество "Литий-Элемент" (RU)

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 литий-тионилхлоридных источников тока. Способ приготовления положительной активной массы для литий-тионилхлоридных источников тока включает в себя смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении, масс.%: углерод технический - 85-95, фторопластовая суспензия - 5-15, при давлении не менее от 20 до 40 кПа, при этом в смеситель в присутствии этилового спирта и воды (конденсата) высыпают навески углерода технического, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, разбавленную водой (конденсатом), перемешивают компоненты активной массы в течение 4 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 под грузом не менее 18 ч, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размерами, необходимыми для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в трехкамерной электропечи, оснащенной транспортерной лентой: в 1-й камере при температуре (200±10) °С; во 2-й камере при температуре (210±10) °С; в 3-й камере при температуре (100±10) °С, при скорости движения транспортерной ленты (32,6±0,8) мм/мин. Техническим результатом является получение оптимальных механических характеристик активной массы, позволяющих получить повышенные электрические характеристики электродов.

 

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 литий-тионилхлоридных источников тока.

Наиболее близким по технической сущности является патент США №4264687 (Элементы с жидким катодным деполяризатором. Dey A.N., Bowden W.L.; Fluid depolarized cell. Заявл. 24.09.79, №78120. МКИ Н 01 M 10/39). Изобретение касается катодов для ХИТ с литиевым анодом и жидким деполяризатором (SO2, SOCl2, POCl3, SO2Cl2, NO2Cl, NOCl). Предлагается инертный катод, который выполняется из металлического порошка или смеси металлического порошка с сажей при содержании металлического порошка 1...60%. При содержании металлического порошка более 60% емкость ХИТ уменьшается из-за недостаточной механической прочности катода и его осыпания. Осыпание можно исключить, вводя большее количество связующего, однако это также приводит к уменьшению емкости. В качестве металлического порошка рекомендуется использовать порошки никеля, кобальта, марганца, хрома и меди.

Однако использование катода, выполненного согласно описанию этого патента, в первичных источниках тока с электролитом на основе лития тетрахлоралюмината в SOCl2 не дает возможности получить стабильные характеристики при хранении элементов. Причиной этого является: во-первых, наличие пассивных оксидных пленок в исходном порошке никеля, которые значительно уменьшают активную поверхность и отрицательно влияют на электрические характеристики элементов в процессе хранения, во-вторых, недостаточная механическая прочность электродов при высоком содержании никелевого порошка.

Задача настоящего изобретения заключается в создании активной массы для электродов литий-тионилхлоридных 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 литий-тионилхлоридных источников тока включает в себя смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении масс:

углерод технический – 85-95%

фторопластовая суспензия – 5-15%

при давлении не менее от 20 до 40 кПа, при этом в смеситель в присутствии этилового спирта и воды (конденсата) высыпают навески углерода технического, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, разбавленную водой (конденсатом), перемешивают компоненты активной массы в течение 4 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 под грузом не менее 18 часов, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размеров, необходимых для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в трехкамерной электропечи, оснащенной транспортерной лентой:

- в 1 камере при температуре (200±10) °С;

- в 2 камере при температуре (210±10) °С;

- в 3 камере при температуре (100±10) °С.

при скорости движения транспортерной ленты (32,6±0,8) мм/мин.

Для приготовления положительной активной массы подготавливают компоненты активной массы (АМ) в соотношении по массе:

- углерод технический – 85-95%

- фторопластовая суспензия – 5-15%

Фторопластовую суспензию предварительно перемешивают путем неинтенсивного взбалтывания или качания в течение 3-5 мин.

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).

Подготавливают смеситель к работе. Устанавливают краны смесителя в следующие положения:

- сливной кран ЗАКРЫТО;

- кран для заливки воды (конденсата) из мерного бака в смеситель ЗАКРЫТО;

- кран обратной трубы (между гидроаппаратом и патрубком для обратного движения массы в рабочую камеру) ОТКРЫТО;

- кран на бачке для суспензии ЗАКРЫТО.

Заливают в мерный бак смесителя воду (конденсат).

Заливают в мерный бак смесителя спирт этиловый. В сливной бачок для фторопластовой суспензии (ФС) заливают с помощью цилиндра воду (конденсат). Открывают заливочный кран смесителя и сливают отмеренные компоненты (вода (конденсат) и спирт) из мерной емкости в рабочую камеру. Закрывают заливочный кран.

Устанавливают под кран слива емкость, на дно которой установлена подставка и вложен мешок для фильтрации. Устанавливают сито в загрузочное отверстие рабочей емкости. Вставляют в загрузочное отверстие емкость с навеской углерода технического. Включают смеситель.

При этом автоматически включается реле времени и начинается обратный отсчет времени смешения углерода с водой (конденсатом) от заданного значения от 4 минут до «0» минут.

Дальнейшие операции по приготовлению активной массы проводят только при наличии избыточного давления на входе в смеситель от 20 до 40 кПа (0,2-0,4 кгс/см2).

Засыпают через сито навеску углерода в рабочую камеру смесителя в течение, встряхивая сито.

Продолжают смешение углерода с конденсатом в течение заданного времени.

За 2 минуты до начала ввода фторопластовой суспензии выливают из цилиндра фторопластовую суспензию в бачок для суспензии и разбавляют водой (конденсатом) в пропорции 1:16.

Заливают разбавленную водой (конденсатом) фторопластовую суспензию в работающий смеситель.

Продолжают смешение активной массы (при наличии циркуляции) до показания «0» на табло реле времени.

По окончании смешения производят слив активной массы следующим образом:

- открывают сливной кран настолько, чтобы струя активной массы стекала в бак ровной струей, без образования воздушных пузырей в активной массе;

- одновременно прикрывают кран обратной трубы настолько, чтобы при циркуляции активной массы в баке смесителя также не образовывались воздушные пузыри.

Устанавливают бак с активной массой в зону для отстаивания. Время отстаивания от 2 до 4 часов.

Перекладывают мешки с активной массой в баки для отжима и опять устанавливают в емкость с подставкой. Сверху на мешки с активной массой с целью удаления избытка конденсата, устанавливают диск, на него установить груз. Выдерживают мешки с активной массой под грузом от 18 до 25 часов.

Выкладывают активную массу на стол и тщательно перемешивают.

Устанавливают в противень для сушки массы решетку. С помощью совка заполняют решетку активной массы и разравнивают. Излишки активной массы удаляют совком. Извлекают решетку, тем самым формируя брикет размеров, необходимых для дальнейших технологических процессов.

Установка сушки состоит из 3-х камер сушки, внутри которых перемещается транспортерная лента с обрабатываемым материалом. Сушка осуществляется в потоке нагретого воздуха. Воздух нагревается теплоэлектронагревателями. Принудительная циркуляция нагретого воздуха осуществляется при помощи встроенных осевых вентиляторов. Установленная температура в каждой камере сушки поддерживается автоматически. Направление движения потока теплого воздуха в зонах сушки регулируется при помощи заслонок. Отбор паров воды, образующихся при сушке, осуществляется через систему вытяжной вентиляции. Скорость перемещения транспортерной ленты регулируется с тиристорного блока управления, расположенного в пульте управления.

Выставляют задатчики для обеспечения в рабочих камерах температур:

- в 1 камере - (200±10) °С;

- в 2 камере - (210±10) °С;

- в 3 камере - (100±10) °С.

Допустимая погрешность измерения ±6 ºС.

Выставляют на пульте управления установки сушки тоннельной скорость движения транспортерной ленты потенциометром (32,6±0,8) мм/мин.

Включают вытяжную вентиляцию установки сушки. Включить нагрев печи, движение транспортерной ленты.

В начале и конце транспортерной ленты устанавливают два поддона, заполненные водой (конденсатом) не менее, чем на половину объема, которые необходимы для создания необходимой влажности при сушке, при которой активная масса не пригорает и не покрывается коркой, обеспечивает равномерную сушку брикетов.

Устанавливают противни с брикетами активной массы на транспортерную ленту последовательно друг за другом по мере ее продвижения.

Снимают с транспортерной ленты, вышедшие из 3-ей камеры установки, поддоны с активной массой и складывают на стеллаж до охлаждения.

После установки последнего противня с брикетами активной массы на транспортерную ленту - устанавливают два поддона, заполненные конденсатом (не менее, чем на половину их объема).

Регистрируют температуру сушки и скорость движения транспортерной ленты с записью на диаграммной ленте даты, номера партии активной массы и скорости движения транспортерной ленты за подписью исполнителя и представителя ОТК.

Операция досушки выполняется по мере необходимости-при неудовлетворительной прокатке ленты активной массы (если лента плохо формуется, имеет много разрывов и отверстий).

Для досушки устанавливают противни с активной массой в электропечь СНО. Досушивают активную массу при температуре (140±10) ºС в течение от 30 до 90 мин с момента выхода печи на режим.

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

Оптимальные режимы смешения компонентов и сушки активной 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 литий-тионилхлоридных источников тока, включающий смешивание компонентов активной массы в смесителе в следующем соотношении, масс.%:

углерод технический - 85-95,

фторопластовая суспензия - 5-15,

при давлении не менее от 20 до 40 кПа, при этом в смеситель в присутствии этилового спирта и конденсата высыпают навески углерода технического, заливают в смеситель фторопластовую суспензию, разбавленную конденсатом, перемешивают компоненты активной массы в течение 4 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 под грузом не менее 18 ч, выкладывают активную массу из емкости и тщательно перемешивают, производят формирование брикетов размерами, необходимыми для дальнейших технологических процессов, и высушивают брикеты активной массы в трехкамерной электропечи, оснащенной транспортерной лентой:

- в 1-й камере при температуре (200±10) °С;

- во 2-й камере при температуре (210±10) °С;

- в 3-й камере при температуре (100±10) °С;

при скорости движения транспортерной ленты (32,6±0,8) мм/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроники и нанотехнологии, а именно к способу получения наноструктурированного материала для анодов щелочных металл-ионных аккумуляторов, в частности для литий- и натрий-ионных аккумуляторов. Изобретение позволяет получать наноструктурированные пористые сульфиды молибдена или ванадия, или их гибриды (VS2/графеновый материал или МоS2/графеновый материал), характеризующиеся высокой емкостью для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов, которые также могут найти применение, например, в катализе, в сенсорных устройствах и других областях техники.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности, к устройствам для непосредственного преобразования химической энергии в электрическую, а конкретно - к литий-ионному аккумулятору. Способ изготовления анода литий-ионного аккумулятора включает нанесение массивов наночастиц индия на подложку вакуум-термическим испарением с молибденового испарителя при остаточном давлении 1×10–5 торр и расстоянии от испарителя до подложки 20 см, отжиг подложки в вакууме при температуре 150°С в течение 10 мин, катодное осаждение на подложку из раствора, содержащего 0,05 М GeO2, 0,5 М K2SO4 и 0,5 М янтарной кислоты, доведение рН раствора до 6,5 добавлением NH4OH, поддержание температуры раствора на уровне 90°С, осаждение в гальваностатическом режиме при плотности тока 2 мА/см2.

Изобретение относится к области физики, нанотехнологии и электротехники, а именно к модифицированию поверхности электродного материала для изготовления электродов суперконденсаторов. Техническим результатом является повышение электрохимических характеристик электродного материала на основе МУНТ (многостенных углеродных нанотрубок).

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к устройствам для непосредственного преобразования химической энергии в электрическую, а конкретно - к натрий-ионному аккумулятору, основанному на новой электрохимической системе. Согласно изобретению, активный слой натрий-ионного аккумулятора состоит из композита фосфида серы с углеродом.
Изобретение относится к области химических источников тока и касается способа изготовления положительного электрода призматических химических источников тока. Способ изготовления положительного электрода призматических химических источников тока включает в себя изготовление заготовок, содержащих титановый токоотвод с решеткой, два электрода с активной массой на основе диоксида марганца, нанесенные на противоположные стороны решетки, прессование заготовок с полиэтиленовой прокладкой, сепарационным материалом и слоем пасты между двумя металлическими пластинами при удельном давлении 12,0 - 22,0 МПа (120 - 220 кгс/см2) в течение 10-60 с.
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.

Изобретение относится к свинцово-кислотным аккумуляторам и, более конкретно, к включению активных химических веществ для снижения потери воды в свинцово-кислотных аккумуляторах. Волоконная приклеиваемая плита содержит множество волокон, покрытых проклеивающим составом и расположенных для формирования нетканой плиты, связующий состав, пропитывающий указанную нетканую плиту, и одну или несколько добавок, которые включены по меньшей мере в один из указанного проклеивающего состава и указанного связующего состава, причем указанные добавки включают одну или несколько из добавок на основе смол, производных смол, альдегида, производных альдегида, солей металлов, этоксилатов жирных спиртов (алкоксилированных спиртов с ОН-группой на конце), блок-сополимеров этилен-пропиленоксида, сульфатных сложных эфиров (алкилсульфатов и сульфатов алкилэфиров), сульфонатных сложных эфиров (алкил- и олефинсульфонатов), фосфатных сложных эфиров, сульфосукцинатов и т.д., причем указанные добавки пригодны для снижения потери воды в свинцово-кислотном аккумуляторе.

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 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.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-12-22 2021-07-14T15:41:29
Наверх