[go: up one dir, main page]

RU2012950C1 - Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells - Google Patents

Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells Download PDF

Info

Publication number
RU2012950C1
RU2012950C1 SU914942245A SU4942245A RU2012950C1 RU 2012950 C1 RU2012950 C1 RU 2012950C1 SU 914942245 A SU914942245 A SU 914942245A SU 4942245 A SU4942245 A SU 4942245A RU 2012950 C1 RU2012950 C1 RU 2012950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
battery
active mass
lead
water
Prior art date
Application number
SU914942245A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.П. Фоминский
О.И. Козярук
В.Г. Петренко
Д.П. Семкин
Original Assignee
Фоминский Леонид Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фоминский Леонид Павлович filed Critical Фоминский Леонид Павлович
Priority to SU914942245A priority Critical patent/RU2012950C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012950C1 publication Critical patent/RU2012950C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention is meant for manufacture of electric storage cells. Active mass of electrode is produced by electric erosion dispersion of metal - basic component of active mass in water with later injection of activating additives. EFFECT: facilitated manufacture, reduced cost. 2 tbl

Description

Изобретение относится к аккумуляторостроению, в частности к технологии изготовления электродов аккумуляторов, и может быть использовано в производстве электродов свинцово-кислотных и щелочных аккумуляторов. The invention relates to battery manufacturing, in particular to a technology for the manufacture of battery electrodes, and can be used in the production of lead acid and alkaline battery electrodes.

Известны способы получения активных масс для электродов аккумуляторов путем приготовления высокодисперсного активированного порошка основного материала активной массы, смешивания его с водой, введения в смесь других компонентов активной массы и перемешивания. Known methods for producing active masses for battery electrodes by preparing a highly dispersed activated powder of the active material base material, mixing it with water, introducing other active mass components into the mixture and mixing.

Полученные активные массы используют для изготовления электродов аккумуляторов. Для этого либо намазывают влажную активную массу в виде пасты на металлическую решетку электрода, либо запрессовывают высушенную активную массу в ламели электродов. The resulting active masses are used for the manufacture of battery electrodes. To do this, either wet wet mass in the form of a paste is smeared on the metal grid of the electrode, or the dried active mass is pressed into the lamella of the electrodes.

Эти способы отличаются большой трудоемкостью, длительностью и сложностью технологического процесса, применением в нем едких и вредных для здоровья людей веществ и значительным пылеобразованием и паровыделением, что ухудшает условия труда и загрязняет окружающую среду. Получаемые электроды аккумуляторов не всегда имеют достаточно хорошие эксплуатационные свойства и не обеспечивают высокую долговечность аккумуляторов. Обусловлено это в основном тем, что в ходе сложного технологического процесса получения активных масс они загрязняются примесями вредных для электродов аккумуляторов веществ (чаще всего железа), попадающими в активные массы в результате износа деталей технологического оборудования, контактирующих с активными массами. These methods are notable for their high laboriousness, duration and complexity of the technological process, the use of substances that are corrosive and harmful to human health, and significant dust formation and steam emission, which worsen working conditions and pollute the environment. The resulting battery electrodes do not always have good enough performance properties and do not provide high battery life. This is mainly due to the fact that during a complex technological process for obtaining active masses, they are contaminated with impurities of substances harmful to the electrodes of batteries (most often iron) that enter the active masses as a result of wear of parts of technological equipment in contact with the active masses.

Известен, например, способ получения активной массы для отрицательных электродов никель-железного щелочного аккумулятора. По этому способу активную массу получают из магнетитовой железной руды. Руду измельчают механическим помолом до 44 мкм, обогащают мокрой магнитной сепарацией, а затем обрабатывают 5% -ным раствором серной кислоты при 60-100оС в течение 1 ч для удаления выщелачиванием примесей кремния, магния, кальция, марганца и титана, ухудшающих работу аккумулятора. Расход раствора серной кислоты составляет 4-6 кг на 1 кг руды. После этого в полученную массу добавляют при перемешивании связующие добавки, подсушивают смесь, и полученную активную массу используют в производстве электродов аккумулятоpов.Known, for example, is a method of producing an active mass for negative electrodes of a nickel-iron alkaline battery. According to this method, the active mass is obtained from magnetite iron ore. The ore is ground by mechanical grinding to 44 microns, enrich wet magnetic separation, and then treated with a 5% solution of sulfuric acid at 60-100 ° C for 1 hour to remove the impurities by leaching of silicon, magnesium, calcium, manganese and titanium, which deteriorate the battery operation . The consumption of sulfuric acid solution is 4-6 kg per 1 kg of ore. After that, binders are added to the resulting mass with stirring, the mixture is dried, and the resulting active mass is used in the manufacture of battery electrodes.

Недостатком этого способа является вредность и опасность технологического процесса из-за участия в нем больших объемов серной кислоты, нагретой до высокой температуры, что вызывает вредные испарения. Другим недостатком является наличие загрязненных кислых сточных вод. Качество продукта получается недостаточно высоким из-за сравнительной низкой дисперсности порошка, получаемого механическим помолом, и наличия в нем невыщелоченных следов вредных примесей. The disadvantage of this method is the harmfulness and danger of the process due to the participation in it of large volumes of sulfuric acid, heated to a high temperature, which causes harmful fumes. Another disadvantage is the presence of contaminated acidic wastewater. The quality of the product is not high enough due to the relatively low dispersion of the powder obtained by mechanical grinding, and the presence in it of unleached traces of harmful impurities.

Наиболее близким к предлагаемому (прототип) является способ получения активных масс для электродов свинцовых кислотных аккумуляторов. Этот способ наиболее широко распространен на аккумуляторных заводах в производстве стартерных аккумуляторов для автомобилей. По этому способу смешивают с водой сильно окисленный сухой свинцовый порошок. В смесь вводят слабый раствор серной кислоты ( с плотностью 1,07 г/см3). После перемешивания в течение 5-10 мин добавляют более концентрированный раствор серной кислоты (имеющий плотность 1,4 г/см3). Это делают для придания получаемой пасте свойства липкости, необходимого для удержания пасты на решетке электрода при последующей намазке, а высушенной активной массе свойства сцепляемости с металлом решетки электрода. Еще раз перемешав смесь, добавляют в нее (при получении активной массы для положительных электродов аккумуляторов) связующее - мелко нарезанное синтетическое волокно или (при получении активной массы для отрицательных электродов) - то же связующее, расширитель и ингибитор. Затем после 20-30 мин перемешивания добавляют в смесь корректировочную воду (0,2-0,3% от массы пасты) и осуществляют домешивание. Получаемые таким путем пасты для намазки положительных электродов имеют плотность 4-4,3 г/см3 и содержат 35-40 г серной кислоты на 1 кг порошка, а пасты для намазки отрицательных электродов имеют плотность 4,2-4,5 г/см3 и содержат 30-38 г серной кислоты на 1 кг порошка. Полученные пасты намазывают на свинцовые решетки электродов аккумуляторов, прокатывают их в вальцах для уплотнения и придания рельефа поверхности. После этого электроды выдерживают 2-3 сут на воздухе (или же подвергают карбонизации обработкой раствором углекислого аммония) для предотвращения усадки и растрескивания свеженамазанной массы. Затем электроды подвергают горячей сушке в потоке подогретого воздуха при 80-120оС. Высушенные электроды подвергают формировке в электролите (слабом растворе серной кислоты), пропуская через него постоянный электрический ток с плотностью на электродах не менее 2А/дм2. При формировке на отрицательных электродах происходит электрохимическое восстановление соединений двухвалентного свинца. содержащихся в высушенной пасте, до металлического губчатого свинца, являющегося активным веществом отрицательного электрода при разpяде аккумулятора. На положительных электродах при формировке идет образование и накопление двуокиси свинца, которая служит активным веществом положительного электрода при разряде аккумулятора. После формировки электроды высушивают в потоке сухого воздуха и отправляют на сборку аккумуляторов или на хранение.Closest to the proposed (prototype) is a method for producing active masses for electrodes of lead acid batteries. This method is most widely used in battery factories in the production of starter batteries for automobiles. According to this method, strongly oxidized dry lead powder is mixed with water. A weak solution of sulfuric acid (with a density of 1.07 g / cm 3 ) is introduced into the mixture. After stirring for 5-10 minutes, a more concentrated solution of sulfuric acid (having a density of 1.4 g / cm 3 ) is added. This is done to give the paste obtained the stickiness required to hold the paste on the electrode grid during subsequent spreading, and the dried active mass to adhere to the metal of the electrode grid. After mixing the mixture again, add to it (upon receipt of the active mass for the positive electrodes of the batteries) a binder - finely chopped synthetic fiber or (upon receipt of the active mass for negative electrodes) - the same binder, expander and inhibitor. Then, after 20-30 minutes of stirring, corrective water (0.2-0.3% by weight of the paste) is added to the mixture and mixing is carried out. Obtained in this way, pastes for spreading positive electrodes have a density of 4-4.3 g / cm 3 and contain 35-40 g of sulfuric acid per 1 kg of powder, and pastes for spreading negative electrodes have a density of 4.2-4.5 g / cm 3 and contain 30-38 g of sulfuric acid per 1 kg of powder. The resulting pastes are smeared on lead gratings of the electrodes of the batteries, rolled in rolls for compaction and surface relief. After that, the electrodes are kept for 2-3 days in air (or they are carbonized by treatment with a solution of ammonium carbonate) to prevent shrinkage and cracking of the freshly smeared mass. Then the electrodes is subjected to hot drying in a stream of heated air at 80-120 ° C. The dried electrode is subjected formirovke in an electrolyte (dilute solution of sulfuric acid), passing through it with a constant electric current density at the electrodes is not less than 2A / dm 2. When negative electrodes are formed, electrochemical reduction of divalent lead compounds occurs. contained in the dried paste, to metallic sponge lead, which is the active substance of the negative electrode when the battery is discharged. On the formation of positive electrodes, formation and accumulation of lead dioxide occurs, which serves as the active substance of the positive electrode during battery discharge. After forming, the electrodes are dried in a stream of dry air and sent to the battery assembly or storage.

Для приготовления намазочных паст для электродов аккумуляторов пригодны далеко не любые свинцовые порошки, а только полученные по особой, годами отработанной технологии. Их получают механическим помолом высокочистого металлического свинца в особых шаровых мельницах, в которых мелющими телами служат свинцовые шары. Помол осуществляют в среде воздуха при температуре до 180оС. При помоле свинец получают сложные ударно-сдвиговые деформации, которые ведут к возникновению у получаемого порошка электрохимической активности, обеспечивающей хорошую последующую работу этого материала в аккумуляторе. Во время помола металл получаемого порошка сильно окисляется в воздухе, струя которого выносит получаемый порошок из мельницы. Порошок улавливают в циклонах. Полученный таким путем порошок имеет размеры частиц 10 мкм и содержит 60-72 мас. % РbO.For the preparation of spreading pastes for battery electrodes, far from any lead powders are suitable, but only those obtained using a special technology developed over the years. They are obtained by mechanical grinding of high-purity metallic lead in special ball mills in which lead balls serve as grinding bodies. Milling is carried out in air at temperatures up to 180 C. When grinding lead is complicated shock-shear deformations which lead to the appearance of the resulting powder in electrochemical activity, which provides a good follow-up of this material in the battery. During grinding, the metal of the resulting powder is strongly oxidized in air, the jet of which removes the resulting powder from the mill. The powder is captured in cyclones. The powder obtained in this way has a particle size of 10 μm and contains 60-72 wt. % PbO.

Недостатком известного способа получения активных масс электродов свинцовых аккумуляторов является сложность технологии, обусловленная большим количеством операций и жесткими требованиями к технологическим режимам (температура, влажность, чистота сырья, время окисления, перемешивание, выдерживание, плотность растворов кислот и др. ). Требуется, чтобы содержание примесей железа в получаемой активной массе составляло не более 0,002 мас. % . Это выдвигает особые требования к футеровке мельниц для помола свинца и усложняет их конструкцию, а также требует специальной очистки используемой воды от примесей железа. С учетом того, что применяемые растворы серной кислоты легко растворяют конструкционное железо сосудов, мешалок, трубопроводов и арматуры, налагаются особые требования и на эти конструкционные элементы, что усложняет аппаратурное оформление производства. A disadvantage of the known method for producing the active masses of electrodes of lead batteries is the complexity of the technology, due to the large number of operations and stringent requirements for technological conditions (temperature, humidity, raw material purity, oxidation time, mixing, aging, density of acid solutions, etc.). It is required that the content of iron impurities in the resulting active mass is not more than 0.002 wt. % This puts forward special requirements for the lining of mills for grinding lead and complicates their design, and also requires special cleaning of the used water from iron impurities. Taking into account the fact that the sulfuric acid solutions used easily dissolve the structural iron of vessels, mixers, pipelines and fittings, special requirements are also imposed on these structural elements, which complicates the hardware design of the production.

Другим недостатком является большая вредность производства, обусловленная наличием высокодисперсной ядовитой свинцовой пыли в воздухе, а также применением больших количеств серной кислоты, испаряющейся в отрытый воздух на многих операциях технологического процесса. Это ведет к ухудшению условий труда и к сильному загpязнению окружающей среды. Кроме того, имеются большие затраты электроэнергии в производстве электродов по описанной технологии, особенно при операции формировки. Another disadvantage is the great harmfulness of production, due to the presence of highly dispersed poisonous lead dust in the air, as well as the use of large amounts of sulfuric acid, which evaporates into open air in many process operations. This leads to worsening working conditions and severe environmental pollution. In addition, there are high energy costs in the production of electrodes according to the described technology, especially during the forming operation.

Недостатком электродов свинцовых аккумуляторов, изготовленных по вышеописанной технологии, является низкий ресурс работы, обусловленный низкой механической прочностью и хрупкостью слоя высушенной активной массы на электродах. В этом слое невооруженным глазом видна сетка трещин, образующихся в результате усадки активной массы при сушке электродов после намазки и после формировки. Хрупкость активной массы обусловлена в основном наличием в ней сульфатов свинца. Особенно низок ресурс работы положительных электродов, составляющий у серийных стартерных аккумуляторов, выпускаемых на заводах Российской федерации, 300-400 циклов заряд - разряд. Это обусловлено оплыванием активной массы положительных электродов в ходе эксплуатации аккумуляторов, вызванным наличием в активной массе примесей железа. The disadvantage of the lead battery electrodes made by the above technology is the low service life due to the low mechanical strength and brittleness of the layer of dried active mass on the electrodes. In this layer, with a naked eye, a network of cracks is visible resulting from shrinkage of the active mass during drying of the electrodes after spreading and after formation. The fragility of the active mass is mainly due to the presence of lead sulfates in it. The service life of positive electrodes is especially low, which makes up to 300-400 charge-discharge cycles in serial starter batteries produced at plants of the Russian Federation. This is due to the pouring of the active mass of positive electrodes during battery operation, caused by the presence of iron impurities in the active mass.

Цель изобретения - подбор технологии приготовления смеси с водой порошка основного компонента активной массы электрода аккумулятора, которая позволила бы упростить технологический процесс, повысить его экологическую чистоту, улучшить условия труда, снизить энергозатраты и улучшить эксплуатационные свойства получаемых электродов аккумуляторов. The purpose of the invention is the selection of a technology for preparing a mixture of water with a powder of the main component of the active mass of the battery electrode, which would simplify the process, increase its environmental friendliness, improve working conditions, reduce energy consumption and improve the operational properties of the resulting battery electrodes.

Для этого приготовление смеси осуществляют электроэрозионным диспергированием в воде металла - основного компонента активной массы электрода данного аккумулятора. For this, the mixture is prepared by electroerosive dispersion of metal in water, the main component of the active mass of the electrode of this battery.

Изобретение позволяет упростить технологический процесс за счет уменьшения числа технологических операций при получении смеси с водой порошка основного компонента активной массы электроэрозионным диспергированием металла в воде по сравнению с получением сначала сухого порошка помолом металла в среде воздуха и последующими транспортировкой его и смешиванием с водой, а также за счет исключения особо опасной операции введения в смесь кислоты;
повысить экологическую чистоту производства и улучшить условия труда за счет уменьшения пылеобразования при получении смеси порошка с водой электроэрозионным диспергированием металла в воде по сравнению с получением ее помолом металла в среде воздуха с последующими транспортиpовкой сухого порошка и смешиванием его с водой, а также за счет исключения операции введения в смесь кислоты;
уменьшить затраты электричества на 200 А ч на 1 кг активной массы отрицательных электродов свинцовых аккумуляторов за счет исключения энергоемкой операции формировки электродов и замены ее менее энергоемкой операции зарядки электродов;
повысить на 8-14% удельную электрическую емкость аккумулятора на единицу активной массы его электродов;
увеличить ресурс работы электродов аккумулятора (число циклов заряд-разряд до разрушения электродов) более чем в два раза;
увеличить механическую прочность и стойкость к вибрациям электродов аккумуляторов за счет уменьшения хрупкости и растрескивания их активной массы.
The invention allows to simplify the process by reducing the number of technological operations when obtaining a powder with water of a powder of the main component of the active mass by electroerosive dispersion of a metal in water compared to first obtaining a dry powder by grinding the metal in air and its subsequent transportation and mixing with water, by eliminating a particularly dangerous operation of introducing an acid into the mixture;
to improve the ecological cleanliness of production and improve working conditions by reducing dust formation when receiving a mixture of powder with water by electroerosive dispersion of a metal in water compared to obtaining it by grinding the metal in air, followed by transportation of the dry powder and mixing it with water, as well as by eliminating the operation introducing an acid into the mixture;
reduce electricity costs by 200 Ah per 1 kg of the active mass of negative electrodes of lead batteries by eliminating the energy-intensive operation of forming electrodes and replacing it with a less energy-intensive operation of charging electrodes;
increase by 8-14% the specific electric capacity of the battery per unit active mass of its electrodes;
to increase the life of the battery electrodes (the number of charge-discharge cycles before the destruction of the electrodes) more than doubled;
to increase the mechanical strength and vibration resistance of the battery electrodes by reducing the fragility and cracking of their active mass.

Вышеперечисленные преимущества способа обеспечиваются тем, что приготовление смеси с водой порошка основного компонента активной массы электрода аккумулятора осуществляют электроэрозионным диспергированием в воде металла - основного компонента активной массы электрода данного аккумулятора. Это обусловлено тем, что, во-первых, электроэрозионное диспергирование металлов в воде позволяет сразу за одну технологическую операцию получать смесь порошка с водой и исключить появление сухого порошка и пылеобразования. The above advantages of the method are provided by the fact that the preparation of the mixture with water of the powder of the main component of the active mass of the battery electrode is carried out by electroerosive dispersion of metal in water - the main component of the active mass of the electrode of this battery. This is due to the fact that, firstly, electroerosive dispersion of metals in water allows immediately to obtain a mixture of powder with water in one technological operation and to exclude the appearance of dry powder and dust formation.

Во-вторых, измельчение металла-компонента активной массы электрода аккумулятора электроэрозионным диспергированием его в воде позволяет легко получать более высокую дисперсность порошка, чем механическим помолом в среде воздуха или другими методами диспергирования, применяемыми в известных способах получения активных масс электродов аккумуляторов. При этом электроэрозионный метод диспергирования металлов в воде позволяет легко регулировать в самых широких пределах окисленность получаемого порошка и выбирать оптимальную для активного материала электрода каждого конкретного аккумулятора окисленность. Secondly, grinding the metal component of the active mass of the battery electrode by electroerosive dispersion in water makes it easy to obtain a higher dispersion of the powder than by mechanical grinding in air or other dispersion methods used in known methods for producing active masses of battery electrodes. At the same time, the electroerosive method of dispersing metals in water makes it possible to easily control the oxidation of the obtained powder in the widest range and choose the oxidation optimal for the active electrode material of each specific battery.

В-третьих, получаемый электроэрозионным диспергированием в воде металлический порошок имеет особую структуру металла, для которой характерны повышенная плотность дефектов кристаллической структуры и преобладание неравновесных (метастабильных) фаз. Это придает металлу порошка повышенную химическую и электрохимическую активность. Так, металл порошка, полученного электроэрозионным диспергированием свинца в воде, близок по своим электрохимическим свойствам к губчатому свинцу, получающемуся в известном способе только после формировки электродов электрическим токов электролите. Это позволяет в предлагаемом способе исключить операцию формировки электродов свинцовых аккумуляторов. Thirdly, the metal powder obtained by electroerosive dispersion in water has a special metal structure, which is characterized by an increased density of defects in the crystal structure and the predominance of nonequilibrium (metastable) phases. This gives the metal of the powder increased chemical and electrochemical activity. Thus, the metal of the powder obtained by electroerosive dispersion of lead in water is close in its electrochemical properties to sponge lead obtained in the known method only after the electrodes are formed by electric currents of an electrolyte. This allows the proposed method to exclude the operation of forming electrodes of lead batteries.

В-четвертых, при окислении электроэрозионных порошков в воде образуются преимущественно метастабильные фазы оксидов (магнетит на частицах железного порошка, байерит и γ -Al2O3 - на частицах алюминиевого порошка, β -PbO - на частицах свинцового порошка). А именно эти фазы оксидов необходимы для активных масс электродов аккумуляторов.Fourth, during the oxidation of electroerosion powders in water, predominantly metastable oxide phases are formed (magnetite on particles of iron powder, bayerite and γ-Al 2 O 3 on particles of aluminum powder, β-PbO on particles of lead powder). Namely, these oxide phases are necessary for the active masses of the battery electrodes.

В-пятых, высокая активность материала электроэрозионных порошков обеспечивает хорошую сцепляемость их с металлом решетки электрода, на который намазывают пасту. Сцепляемость настолько высока, что позволяет отказаться от добавления в пасту серной кислоты, которую в известном способе вводят в активную массу для придания пасте необходимой липкости и повышения сцепляемости активной массы с решеткой. Исключение операции введения в пасту серной кислоты ведет не только к улучшению условий труда, но и исключает преждевременную сульфатацию электродов при их сушке после намазки. А поскольку сульфатация обычно приводит к охрупчиванию и растрескиванию активной массы, то тем самым предотвращаются эти нежелательные явления. Fifth, the high activity of the material of electroerosive powders ensures their good adhesion to the metal of the electrode lattice, on which the paste is smeared. The adhesion is so high that it allows you to refuse to add sulfuric acid to the paste, which is introduced into the active mass in the known method to give the paste the necessary stickiness and increase the adhesion of the active mass to the lattice. The exclusion of the operation of introducing sulfuric acid into the paste not only leads to improved working conditions, but also eliminates premature sulfation of the electrodes when they are dried after spreading. And since sulfation usually leads to embrittlement and cracking of the active mass, these undesirable phenomena are thereby prevented.

В-шестых, электроэрозионное диспергирование металла электрическими разрядами в воде между электродами из этого же металла позволяет уменьшить загрязнение получаемого порошка и смеси его с водой конструкционными материалами технологического оборудования, в частности железом. А исключение из технологии приготовления намазочных паст растворов кислоты позволяет уменьшить загрязнение этих паст растворяющимися в кислотах металлами деталей оборудования. Все это уменьшает загрязненность активной массы вредными для нее примесями, в частности примесями железа в электродах свинцовых аккумуляторов. А уменьшение загрязненности железом ведет к уменьшению оплывания активной массы положительных электродов свинцовых аккумуляторов, что повышает ресурс их работы. Sixth, electroerosive dispersion of a metal by electric discharges in water between electrodes of the same metal can reduce the pollution of the resulting powder and its mixture with water with structural materials of technological equipment, in particular iron. And the exclusion of acid solutions from the technology for the preparation of spreading pastes makes it possible to reduce the pollution of these pastes by the metal parts of the equipment that dissolve in acids. All this reduces the contamination of the active mass by harmful impurities, in particular iron impurities in the electrodes of lead batteries. A decrease in iron contamination leads to a decrease in the swelling of the active mass of the positive electrodes of lead batteries, which increases their service life.

И, наконец, при электроэрозионном диспергировании металла в воде происходит испарение и выгорание части содержащихся в этом металле вредных примесей, ухудшающих работу аккумулятора. Это также способствует улучшению качества получаемой активной массы. And, finally, during electroerosive dispersion of a metal in water, evaporation and burning out of a part of harmful impurities contained in this metal, worsening the battery operation, occurs. It also contributes to improving the quality of the resulting active mass.

П р и м е р 1. Для получения активных масс для положительных электродов свинцово-кислотных стартерных аккумуляторов берут высокочистый свинец марки СО (ГОСТ 3778-77). Отливают из него свинцовую дробь с размерами гранул 3-5 мм методом литья капель расплава свинца в воду. Загружают полученную дробь в устройство для электроэрозионного диспергирования металлов, состоящее из сосуда, выполненного из диэлектрического материала, в который опущены два плоских электрода из свинца. Между электродами загружают свинцовую дробь, а на электроды подают импульсы электрического напряжения до 800 В с частотой следования их 1 кГц. В плоском диэлектрическом днище сосуда имеются отверстия перфорации, через которые снизу вверх подают поток воды. Он осуществляет перемешивание слоя гранул свинца. При подаче импульсов электрического напряжения на электроды между ними происходят электрические разряды по цепочкам из гранул, контактирующих друг с другом и с электродами. При этом в точках контакта гранул возникают искровые разряды в воде, осуществляющие электроэрозионное диспергирование металла гранул и электродов. Энергозатраты на диспергирование 0,1 кВтч/кг. Образующийся высокодисперсный (с размерами частиц 0,1-8 мкм) свинцовый порошок выносится потоком воды из сосуда. Этот порошок концентрируют до плотности влажной массы 4,5-5 г/см3 с помощью фильтра. Отделенный от порошка фильтрат (воду) возвращают для повторного использования в устройстве электроэрозионного диспергирования. В свежеполученной таким путем влажной массе степень окисленности свинца составляет 5-10% от массы свинца. Эту влажную массу перемешивают 5 мин в отдельном сосуде и добавляют в нее при перемешивании упрочнитель - полипропиленовое волокно (ТУ 38-10263-75), имеющее толщину 10-30 мкм и длину до 3 мм. Добавку упрочнителя осуществляют в количестве 0,1-0,2% от массы свинца. Смесь перемешивают 20 мин. Полученной пастой осуществляют намазку стандартных свинцовых решеток электродов стартерного аккумулятора, отлитых на автомате "Агат", Они имеют толщину 1,8 мм при размерах 133х143 мм. Намазку осуществляют вручную по известной стандартной технологии намазки. Намазанный электрод прокатывают между резиновыми вальцами через прокладочную ткань для удаления из намазанной массы избытка влаги и придания ее поверхности рельефа. Удельное давление на электроды между вальцами 3-5 кГ/см2. Затем электроды устанавливают вертикально и высушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 1 ч. При этом происходит окисление свинца пасты кислородом воздуха с выделением тепла. Катализатором этого процесса служит влага (вода) пасты. В результате активная масса электрода полностью высыхает, а содержание оксидов (PbO) в ней возрастает до 70% . Полученные положительные электроды свинцовых стартерных аккумуляторов не требуют формировки. Вместо формировки осуществляют зарядку положительных электродов отдельно от отрицательных. Зарядку осуществляют в баке со слабым раствором серной кислоты (плотность электролита 1,01 г/см3). Вместо отрицательных электродов в бак опущены стационарные стандартные свинцовые решетки электродов аккумуляторов без активной массы. На электроды подают постоянный электрический ток с плотностью 5-6 А/дм2 на положительных электродах. Температуру электролита ограничивают 35-40оС. Продолжительность зарядки 3-4 ч до ЭДС = 2,06-2,11 В на электрода. Об окончании процесса зарядки свидетельствует исчезновение серых пятен на электродах и приобретение ими темно-коричневого цвета. По окончании зарядки электроды высушивают в потоке горячего воздуха при 80-100оС в течение 20 мин. Высушенные сухозаряженные электроды отправляют на хранение или на сборку аккумуляторов. Они могут храниться без ухудшения их электрических и механических свойств в течение года. Полученные сухозаряженные положительные электроды после года хранения испытывают в составе аккумуляторной батареи, собранной их этих электродов и отрицательных электродов, полученных по примеру 2, описанному ниже. Испытания осуществляют согласно ГОСТ 959.0-84. В тех же условиях проводят испытания такой же стандартной аккумуляторной батареи. Результаты испытаний показывают, что удельная энергия экспериментального аккумулятора составляет 34-38 Втч/кг, а стандартного - 30-35 Втч/кг. Результаты сравнительных испытаний экспериментального и стандартного аккумуляторов приведены в табл. 1.PRI me R 1. To obtain the active masses for the positive electrodes of lead-acid starter batteries take high-purity lead brand СО (GOST 3778-77). Lead fraction with granule sizes of 3-5 mm is cast from it by casting drops of lead melt into water. The obtained fraction is loaded into a device for electroerosive dispersion of metals, consisting of a vessel made of a dielectric material, into which two flat lead electrodes are lowered. Lead fraction is charged between the electrodes, and voltage pulses up to 800 V with a repetition rate of 1 kHz are applied to the electrodes. In the flat dielectric bottom of the vessel there are perforations through which a stream of water is supplied from bottom to top. It mixes a layer of lead granules. When applying electrical voltage pulses to the electrodes, electrical discharges occur between them along chains of granules in contact with each other and with the electrodes. At the same time, spark discharges occur in water at the granule contact points, which carry out electroerosive dispersion of the metal of granules and electrodes. Dispersion energy consumption of 0.1 kWh / kg. The resulting highly dispersed (with particle sizes of 0.1-8 μm) lead powder is carried out by a stream of water from the vessel. This powder is concentrated to a wet density of 4.5-5 g / cm 3 using a filter. The filtrate (water) separated from the powder is returned for reuse in the EDM device. In a moist mass freshly obtained in this way, the oxidation state of lead is 5-10% of the mass of lead. This wet mass is stirred for 5 minutes in a separate vessel and a hardener - polypropylene fiber (TU 38-10263-75), having a thickness of 10-30 microns and a length of up to 3 mm, is added to it with stirring. The hardener is added in an amount of 0.1-0.2% by weight of lead. The mixture is stirred for 20 minutes. The resulting paste is used to spread the standard lead gratings of the electrodes of the starter battery, cast on an Agat machine. They have a thickness of 1.8 mm with a size of 133x143 mm. The spreading is carried out manually according to the known standard spreading technology. The coated electrode is rolled between the rubber rollers through the cushioning fabric to remove excess moisture from the coated mass and give its surface a relief. The specific pressure on the electrodes between the rollers is 3-5 kg / cm 2 . Then the electrodes are mounted vertically and dried in air at room temperature for 1 hour. In this case, the lead paste is oxidized with atmospheric oxygen with heat. The catalyst for this process is the moisture (water) of the paste. As a result, the active mass of the electrode dries completely, and the content of oxides (PbO) in it increases to 70%. The resulting positive electrodes of lead starter batteries do not require forming. Instead of forming, the positive electrodes are charged separately from the negative ones. Charging is carried out in a tank with a weak solution of sulfuric acid (electrolyte density 1.01 g / cm 3 ). Instead of negative electrodes, stationary standard lead lattices of battery electrodes without active mass are lowered into the tank. The electrodes are supplied with direct electric current with a density of 5-6 A / dm 2 at the positive electrodes. The temperature of the electrolyte is limited to 35-40 about C. The duration of charging 3-4 hours to EMF = 2.06-2.11 V per electrode. The end of the charging process is indicated by the disappearance of gray spots on the electrodes and their acquisition of a dark brown color. Upon completion of charging electrodes are dried in a stream of hot air at 80-100 ° C for 20 min. The dried, dry-charged electrodes are sent for storage or for the assembly of batteries. They can be stored without compromising their electrical and mechanical properties throughout the year. The obtained dry-charged positive electrodes after a year of storage are tested in the battery pack collected from these electrodes and negative electrodes obtained according to example 2, described below. Tests are carried out according to GOST 959.0-84. Under the same conditions, the same standard battery is tested. The test results show that the specific energy of the experimental battery is 34-38 Wh / kg, and the standard - 30-35 Wh / kg. The results of comparative tests of experimental and standard batteries are given in table. 1.

П р и м е р 2. Активную массу для отрицательных электродов свинцовых стартерных аккумуляторов получают так же, как и активную массу для положительных электродов в примере 1, с тем отличием, что перед введением во влажную массу упрочнителя (полипропиленового волокна) в нее добавляют суспензию расширителя с ингибитором окисления следующего состава (в пересчете на 100 кг свинца): дубитель БНФ твердый - 0,25 кг, барий сернокислый - 0,60 кг, кислота α - ОНК - 0,50 кг, вода - 1,50 кг. Смесь тщательно перемешивают 10 мин. Далее все операции осуществляют так же, как в примере 1. При этом степень окисленности свинца а активной массе не возрастает из-за наличия в ней ингибитора (кислоты α -ОНК). Высушенные в течение 1 ч в потоке сухого воздуха электроды не подвергают формировке. Вместо формировки осуществляют зарядку отрицательных электродов отдельно от положительных в баке со слабым раствором серной кислоты (плотность электролита 1,1 кг/л). Вместе положительных электродов в бак стационарно опущены стандартные свинцовые решетки электродов аккумулятора без активной массы. На электроды подают постоянный электрический ток с плотностью ≈ 0,7 А/дм2 на отрицательных электродах. Зарядку продолжают 13-15 ч до достижения на электродах ЭДС-2,06-2,11 В. При этом экономится до 250 ˙А ч на каждый килограмм активной массы отрицательных электродов по сравнению с операцией формировки электродов в известном способе. После зарядки отрицательные электроды испытывают в составе аккумуляторной батареи, собранной из этих электродов и положительных электродов, полученных в примере 1. Испытания осуществляют согласно ГОСТу 959.0-84. Результаты сравнительных испытаний экспериментального и стандартного аккумуляторов приведены в табл. 1.Example 2. The active mass for the negative electrodes of lead starter batteries is obtained in the same way as the active mass for the positive electrodes in Example 1, with the difference that a suspension is added to the wet mass of the hardener (polypropylene fiber) a dilator with an oxidation inhibitor of the following composition (in terms of 100 kg of lead): tanning agent BNF solid - 0.25 kg, barium sulfate - 0.60 kg, acid α - ONK - 0.50 kg, water - 1.50 kg. The mixture is thoroughly mixed for 10 minutes. Further, all operations are carried out in the same way as in example 1. Moreover, the degree of oxidation of lead and the active mass does not increase due to the presence of an inhibitor (acid α -ONK) in it. The electrodes dried for 1 h in a stream of dry air are not subjected to formation. Instead of forming, negative electrodes are charged separately from the positive ones in the tank with a weak solution of sulfuric acid (electrolyte density 1.1 kg / l). Together with the positive electrodes, the standard lead gratings of the battery electrodes without active mass are stationary lowered into the tank. A direct electric current with a density of ≈ 0.7 A / dm 2 at negative electrodes is supplied to the electrodes. Charging is continued for 13-15 hours until the EMF-2.06-2.11 V is reached on the electrodes. At the same time, up to 250 ˙A h for each kilogram of the active mass of negative electrodes is saved in comparison with the operation of forming the electrodes in the known method. After charging, the negative electrodes are tested as part of a rechargeable battery assembled from these electrodes and the positive electrodes obtained in Example 1. Tests are carried out according to GOST 959.0-84. The results of comparative tests of experimental and standard batteries are given in table. 1.

П р и м е р 3. Для приготовления оксидно-никелевой активной массы для положительных электродов щелочного аккумулятора берут никель металлический марки НО виде кусков с размерами 5-10 мм, Затем подвергают его электроэрозионному диспергированию так же, как в примере 1. Удельные энергозатраты на диспергирование 6 кВт ч/кг. Получаемая водная суспензия состоит из никелевого порошка с размерами частиц 0,1-10 мкм, содержащих 4-6% оксида никеля. Суспензию концентрируют центрифугированием до влажности 80% по массе. Затем приготовляют насыщенный раствор нитрата никеля и вводят в него сконцентрированную суспензию в количестве 15% от массы раствора в пересчете а сухое вещество суспензии. Смесь перемешивают 30 мин. При этом никель порошка суспензии взаимодействует с раствором нитрата никеля с образованием гидрооксида никеля. После отстаивания в течение 20 мин он выпадает в осадок. Его отфильтровывают от раствора и промывают водой до нейтральной реакции в ней (рН ≈ 7). Затем осадок высушивают в токе сухого воздуха, просеивают и смешивают с остальными компонентами активной массы в соотношении, мас. % : Гидроксид никеля 70-75 Графитовый порошок 16-16,5 Гидроксид бария 2,1-2,4 Раствор КОН плотностью 1,09-1,11 г/см3 5,6-9.1.PRI me R 3. To prepare the oxide-Nickel active mass for the positive electrodes of an alkaline battery take Nickel metal grade HO in the form of pieces with sizes of 5-10 mm, Then they are subjected to electroerosive dispersion in the same way as in example 1. Specific energy consumption for dispersion of 6 kW h / kg. The resulting aqueous suspension consists of nickel powder with a particle size of 0.1-10 microns, containing 4-6% nickel oxide. The suspension is concentrated by centrifugation to a moisture content of 80% by weight. Then prepare a saturated solution of Nickel nitrate and injected into it a concentrated suspension in an amount of 15% by weight of the solution in terms of the dry matter of the suspension. The mixture is stirred for 30 minutes. In this case, the nickel of the suspension powder interacts with the solution of nickel nitrate to form nickel hydroxide. After settling for 20 minutes, it precipitates. It is filtered off from the solution and washed with water until neutral in it (pH ≈ 7). Then the precipitate is dried in a stream of dry air, sieved and mixed with the remaining components of the active mass in the ratio, wt. %: Nickel hydroxide 70-75 Graphite powder 16-16.5 Barium hydroxide 2.1-2.4 KOH solution with a density of 1.09-1.11 g / cm 3 5.6-9.1.

Полученную активную массу используют для изготовления оксидно-никелевого положительного электрода по стандартной технологии. Для этого активную массу засыпают в стандартные сетчатые коробочки-ламели, изготовленные из никелированной стали 08 КП. Толщина коробочек - 3,7 мм, размеры 97 х 206 мм. Края коробочки заливают в "замок" и запрессовывают в рамку, соединенную с токоотводом аккумулятора. Для придания уплотнения активной массы ламели подпрессовывают на прессе с одновременной легкой гофрированной их поверхностью. Аккумулятор собирают в паре с железным отрицательным электродом, изготовленным по технологии, описанной в примере 4. Аккумулятор заполняют электролитом - раствором едкого калия, имеющим плотность 1,18-1,21 г/см3, с добавкой едкого лития 4,0 г/л и выдерживают 1 ч для пропитки электродов электролитом. После этого доливают в аккумулятор электролит до восполнения его уровня до нормального и подвергают электроды формировке постоянным электрическим током тремя последовательными заряд-разрядными циклами, Ток зарядки на всех трех циклах 5А, время зарядки на первом цикле 7 ч, на втором и третьем циклах по 9 ч. Ток разряда на всех трех циклах 2,5 А, время разряда на первом цикле 2 ч, на втором и третьем по 4 ч.The resulting active mass is used for the manufacture of a nickel oxide positive electrode according to standard technology. For this, the active mass is poured into standard mesh boxes-lamellas made of nickel-plated steel 08 KP. The thickness of the boxes is 3.7 mm, dimensions 97 x 206 mm. The edges of the box are poured into a “lock” and pressed into a frame connected to the battery collector. To give a seal to the active mass, the lamellas are pressed on the press with their light corrugated surface at the same time. The battery is collected in tandem with an iron negative electrode made according to the technology described in example 4. The battery is filled with an electrolyte - a solution of caustic potassium having a density of 1.18-1.21 g / cm 3 , with the addition of caustic lithium 4.0 g / l and incubated for 1 h for impregnation of electrodes with electrolyte. After that, the electrolyte is added to the battery until it reaches its normal level and the electrodes are formed by direct electric current in three consecutive charge-discharge cycles. The charging current in all three cycles is 5A, the charging time in the first cycle is 7 hours, in the second and third cycles of 9 hours The discharge current in all three cycles is 2.5 A, the discharge time in the first cycle is 2 hours, in the second and third for 4 hours.

После формировки аккумулятор заряжают постоянным током 5,5 А в течение 6 ч. Для определения емкости и сравнения со стандартным аккумулятором ЖН-22, формировавшимся и заряжающимся в тех же условиях, аккумуляторы разряжают током 2,75 А до напряжения 1В. Полученные сравнительные характеристики экспериментального и стандартного аккумуляторов приведены в табл. 2. Из данных табл. 2 видно, что емкость экспериментального аккумулятора на 20% больше, чем у стандартного, а коэффициент использования активной массы при работе аккумулятора возрастает на 12-15% по сравнению со стандартным. After forming, the battery is charged with a constant current of 5.5 A for 6 hours. To determine the capacity and compare with the standard ZhN-22 battery formed and charged under the same conditions, the batteries are discharged with a current of 2.75 A to a voltage of 1 V. The obtained comparative characteristics of the experimental and standard batteries are given in table. 2. From the data table. 2 it can be seen that the capacity of the experimental battery is 20% greater than that of the standard one, and the coefficient of active mass utilization during battery operation increases by 12-15% compared to the standard one.

П р и м е р 4. Для приготовления активной массы для отрицательного электрода железо-никелевого щелочного аккумулятора берут кусочки низкоуглеродистой стали и подвергают их электроэрозионному диспергиpованию в воде на той же установке, что и в примере 1. Удельные энергозатраты на диспергирование - 6 кВт˙ ч/кг. Получаемая водная суспензия состоит из железного порошка с размерами частиц 0,1-10 мкм, содержащих 8-12% по массе оксида железа в виде магнетита (Fe3O4) и гетита (FEO) без примесей гематита (Fe2O3). Суспензию концентрируют отстаиванием до влажности 80-85% по массе и осуществляют доокисление железа в ней выдерживанием суспензии в течение 6 ч при 80-100оС. В результате содержание оксидов железа возрастает до 88-90 мас. % за счет образования магнетита в реакции вытеснения водорода из воды железом.EXAMPLE 4. To prepare the active mass for the negative electrode of an iron-nickel alkaline battery, pieces of low-carbon steel are taken and subjected to electroerosive dispersion in water in the same installation as in example 1. Specific energy consumption for dispersion is 6 kW 6 h / kg The resulting aqueous suspension consists of iron powder with a particle size of 0.1-10 μm, containing 8-12% by weight of iron oxide in the form of magnetite (Fe 3 O 4 ) and goethite (FEO) without hematite impurities (Fe 2 O 3 ). The suspension was concentrated by sedimentation to a moisture content of 80-85% by weight, and oxidation of the iron is carried out by keeping it in suspension for 6 hours at 80-100 ° C. As a result, the content of iron oxides increases to 88-90 wt. % due to the formation of magnetite in the reaction of displacement of hydrogen from water by iron.

Затем суспензию обезвоживают на центрифуге до влажности 30 мас. % . Полученную пасту берут в количестве 125 кг и добавляют в нее при перемешивании 1,9 л 40% -ного раствора сернокислого никеля, затем 0,38 кг сернокислого железа и 2,5 кг аккумуляторного графита. Смесь перемешивают в течение 40 мин, а затем высушивают в токе воздуха при 80-120оС. Высушенную смесь перемешивают до разбивания комков и просеивают Затем смесь засыпают в сетчатые коробочки-ламели, такие же, как в примере 3, но изготовленные из стали 08КП, не подвергнутой никелированию, и имеющие размеры 3,7х72х116 мм. Заполненные ламели подпрессовывают на прессе так же, как в примере 3. Аккумулятор собирают в паре с оксидно-никелевыми положительными электродами, изготовленными по технологии, описанной в примере 3. Пропитку электродов электролитов в аккумуляторе и последующую формировку осуществляют так же, как в примере 3. Полученные сравнительные характеристики испытаний изготовленного таким образом экспериментального и стандартного (ЖН-22) аккумуляторов приведены в табл. 2. Из таблицы следует, что емкость экспериментального аккумулятора на 20% больше, чем у стандартного, а коэффициент использования активной массы при работе аккумулятора возрастает на 12-15 по сравнению со стандартным.Then the suspension is dehydrated in a centrifuge to a moisture content of 30 wt. % The resulting paste is taken in an amount of 125 kg and 1.9 l of a 40% solution of nickel sulfate, then 0.38 kg of ferrous sulfate and 2.5 kg of storage graphite are added to it with stirring. The mixture was stirred for 40 minutes and then dried in air at 80-120 ° C. The dried mixture is stirred to break up clumps, and screened mixture is then poured into the box-mesh sipe are the same as in Example 3, but made of steel 08KP not subjected to nickel plating, and having dimensions of 3.7 x 72 x 116 mm. The filled lamellas are pressed on the press in the same way as in example 3. The battery is assembled together with oxide-nickel positive electrodes made according to the technology described in example 3. The electrolyte electrodes in the battery are impregnated and then formed as in example 3. The obtained comparative characteristics of the tests of the experimental and standard (ZhN-22) batteries manufactured in this way are given in Table. 2. From the table it follows that the capacity of the experimental battery is 20% higher than that of the standard one, and the coefficient of active mass use during battery operation increases by 12-15 compared to the standard one.

П р и м е р 5. Для приготовления активной массы для отрицательного электрода никель-кадмиевого щелочного аккумулятора берут металлический кадмий (ГОСТ 1467-67) в виде кусков с размерами 5-10 мм и подвергают его электроэрозионному диспергированию в воде на той же установке, что и в примере 1. Удельные затраты на диспергирование 2 кВт ˙ч/ кг. Получаемая водная суспензия состоит из высокодисперсного гидрооксида кадмия, взвешенного в воде и содержащего 10% по массе (в пересчете на сухое вещество) остатков непрореагировавшего металлического кадмия в виде частиц высокодисперсного (0,1 - 10 мкм). Полученную суспензию концентрируют отстаиванием до влажности 80 мас. % . Затем берут суспензию, полученную электроэрозионным диспергированием в воде низкоуглеродистой стали по технологии, описанной в примере 4, в которой железо окислено на 80-90 мас. % . Смешивают кадмий - содержащую суспензию с железо - содержащей суспензией в массовом отношении 1: 1 (в пересчете на сухое вещество) и перемешивают смесь в течение 1 ч. Затем отжимают смесь на фильтp-прессе и высушивают в токе сухого воздуха при 80оС. Высушенную массу перемешивают до разбивания комков, добавляют в нее 3-3,5 мас. % солярного масла и перемешивают в течение 1 ч. Полученную смесь просеивают и засыпают в сетчатые коробочки-ламели, такие же, как описаны в примере 3, но изготовленные из стали 08 кп, не подвергнутой никелированию, и имеющие размеры 3,7 х 72 х 116 мм. Заполненные ламели подпрессовывают на прессе, как и в примере 3. Аккумулятор собирают в паре с оксидно-никелевыми положительными электродами, изготовленными по технологии, описанной в примере 3. Пропитку электродов электролитом в аккумуляторе и последующую формировку осуществляют так же, как в примере 3, с тем отличием, что величину силы тока на всех трех циклах зарядки берут 2,5А, а величину силы тока разряда - 1,25А. При этом время разряда на втором и третьем циклах составляет 8 ч. После формировки аккумулятор заряжают постоянным током 2,5 А в течение 6 ч. При таких же режимах формируют и заряжают стандартный никель-кадмиевый аккумулятор КН-10. Для определения емкости и сравнения со стандартным аккумулятором КН-10 оба аккумулятора (экспериментальный и стандартный) разряжают при силе тока разряда 1,25А до напряжения 1В. Полученные сравнительные характеристики приведены в табл. 2. Из данных табл. 2 следует, что емкость экспериментального аккумулятора на 20-25% больше, чем у стандартного, а коэффициент использования активной массы при работе аккумулятора возрастает на 10-15% по сравнению со стандартным. Это обусловлено и тем, что при получении железо-кадмиевой активной массы предлагаемым способом при смешении двух жидких суспензий достигается более равномерное полое и тонкое смешивание, чем при механическом смешивании сухих порошков оксидов железа и оксидов кадмия в известном способе, применяемом при изготовлении стандартных аккумуляторов.PRI me R 5. To prepare the active mass for the negative electrode of a nickel-cadmium alkaline battery, take cadmium metal (GOST 1467-67) in the form of pieces with sizes of 5-10 mm and subjected to electroerosive dispersion in water on the same installation, as in example 1. The unit cost of dispersion is 2 kWh / kg. The resulting aqueous suspension consists of finely divided cadmium hydroxide suspended in water and containing 10% by weight (calculated on dry matter) of the unreacted metal cadmium residues in the form of highly dispersed particles (0.1 - 10 μm). The resulting suspension is concentrated by settling to a moisture content of 80 wt. % Then take a suspension obtained by electroerosive dispersion in water of low carbon steel according to the technology described in example 4, in which iron is oxidized to 80-90 wt. % Mix cadmium - containing slurry with iron - containing suspension in a weight ratio of 1: 1 (on dry basis) and the mixture was stirred for 1 hour then the mixture was drained on filter time-press and dried in a stream of dry air at 80 C. The dried. the mass is stirred until the lumps break, add 3-3.5 wt. % of hydrochloric oil and stirred for 1 h. The resulting mixture is sieved and poured into mesh boxes-lamellas, the same as described in example 3, but made of 08 kp steel, not subjected to nickel plating, and having dimensions of 3.7 x 72 x 116 mm. The filled lamellas are pressed on the press, as in example 3. The battery is assembled together with oxide-nickel positive electrodes made according to the technology described in example 3. The electrodes are impregnated with electrolyte in the battery and subsequent formation is carried out as in example 3, s the difference is that the magnitude of the current strength in all three charging cycles is 2.5A, and the magnitude of the discharge current is 1.25A. In this case, the discharge time in the second and third cycles is 8 hours. After formation, the battery is charged with a direct current of 2.5 A for 6 hours. Under the same conditions, a standard KN-10 nickel-cadmium battery is formed and charged. To determine the capacity and compare with the standard KN-10 battery, both batteries (experimental and standard) discharge at a discharge current of 1.25A to a voltage of 1V. The obtained comparative characteristics are given in table. 2. From the data table. 2 it follows that the capacity of the experimental battery is 20–25% higher than that of the standard one, and the coefficient of active mass utilization during battery operation increases by 10–15% compared to the standard one. This is also due to the fact that upon receipt of the iron-cadmium active mass by the proposed method, when mixing two liquid suspensions, a more uniform hollow and finer mixing is achieved than by mechanical mixing of dry powders of iron oxides and cadmium oxides in the known method used in the manufacture of standard batteries.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНЫХ МАСС ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ АККУМУЛЯТОРОВ путем приготовления смеси с водой порошка основного компонента активной массы электрода аккумулятора, введения в нее других компонентов активной массы и перемешивания, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, повышения его экологической чистоты и улучшения условий труда, а также снижения энергозатрат и улучшения эксплуатационных свойств получаемых электродов аккумуляторов, приготовление смеси осуществляют электроэрозионным диспергированием в воде металла - основного компонента активной массы электрода данного аккумулятора. METHOD FOR PRODUCING ACTIVE MASSES FOR ACCUMULATOR ELECTRODES by preparing a powder mixture with water of the main component of the active mass of the battery electrode, introducing other active mass components and mixing into it, characterized in that, in order to simplify the process, increase its environmental cleanliness and improve working conditions, as well as reducing energy consumption and improving the operational properties of the resulting battery electrodes, the mixture is prepared by electroerosive dispersion in Metal ode - the main component of the active mass of the electrode of a given battery.
SU914942245A 1991-06-05 1991-06-05 Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells RU2012950C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914942245A RU2012950C1 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914942245A RU2012950C1 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012950C1 true RU2012950C1 (en) 1994-05-15

Family

ID=21577660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914942245A RU2012950C1 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2012950C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2406185C1 (en) * 2009-06-09 2010-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method of making nickel oxide electrode
RU2586080C1 (en) * 2014-11-12 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Iron electrode active mass of nickel-iron accumulator
RU2801308C2 (en) * 2018-07-27 2023-08-07 Форм Энерджи, Инк. Negative electrodes for electrochemical cells
US12155047B2 (en) 2017-12-29 2024-11-26 Form Energy, Inc. Long life sealed alkaline secondary batteries
US12294086B2 (en) 2019-07-26 2025-05-06 Form Energy, Inc. Low cost metal electrodes
US12362352B2 (en) 2018-07-27 2025-07-15 Form Energy, Inc. Negative electrodes for electrochemical cells
US12444755B2 (en) 2016-10-21 2025-10-14 Form Energy, Inc. Corrugated fuel electrode

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2406185C1 (en) * 2009-06-09 2010-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Method of making nickel oxide electrode
RU2586080C1 (en) * 2014-11-12 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Iron electrode active mass of nickel-iron accumulator
US12444755B2 (en) 2016-10-21 2025-10-14 Form Energy, Inc. Corrugated fuel electrode
US12155047B2 (en) 2017-12-29 2024-11-26 Form Energy, Inc. Long life sealed alkaline secondary batteries
RU2801308C2 (en) * 2018-07-27 2023-08-07 Форм Энерджи, Инк. Negative electrodes for electrochemical cells
US12362352B2 (en) 2018-07-27 2025-07-15 Form Energy, Inc. Negative electrodes for electrochemical cells
US12294086B2 (en) 2019-07-26 2025-05-06 Form Energy, Inc. Low cost metal electrodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4123568A (en) Method of manufacturing an iron electrode for alkaline accumulators
US2658099A (en) Microporous carbon and graphite articles, including impregnated battery electrodes and methods of making the same
US3066178A (en) Alkaline storage battery having superactivated electrodes and method of superactivating the electrode materials
WO2001089992A1 (en) Method of preparing graphite intercalation compounds and resultant products
RU2012950C1 (en) Process of manufacture of active masses for electrodes of storage cells
Fleischer Sintered Plates for Nickel‐Cadmium Batteries
US3507773A (en) Electrode for use in electrolytes
US2865974A (en) Negative plates and the production thereof
CN110656352A (en) A kind of recycling method of solid-phase electrolysis regenerated lead of waste lead-acid battery
Tokunaga et al. Effect of Anisotropic Graphite on Discharge Performance of Positive Plates in Pasted‐Type Lead‐Acid Batteries
US1899064A (en) Manufacture of electrodes
DE112022000799B4 (en) METHOD FOR REPAIRING SILICON-CARBON WASTE MATERIAL AND ITS USE
US2202489A (en) Method of producing positive electrodes for lead-acid storage batteries
DE112022000790T5 (en) METHOD FOR RECYCLING WASTE LITHIUM IRON PHOSPHATE BATTERIES
US3595703A (en) Methods of improving the discharge capacity of manganese dioxide used in the cell
DE1671788C3 (en) Water-activated, dry-charged lead-acid battery
US3554802A (en) Process for making sulfur iron active material for battery plates
CN116282014B (en) Preparation method and application of coal-based porous carbon material
Taylor et al. A" Precharged" Positive Plate for the Lead–Acid Automotive Battery: I. Positive Plate Allowing Direct Incorporation of
JP2000017302A (en) Hydrogen storage alloy sintered body and hydrogen storage alloy sintered body porous negative electrode
US1665962A (en) Storage-battery plate and method of producing same
JPH01152290A (en) Electric active layer and its production
Kalaiselvi et al. Plant substances as battery cathodes: Zinc–embelin organic secondary battery
JPH06283172A (en) Anode plate for lead battery
DE4015496C1 (en) Lead sulphate free paste of lead and lead oxide - contains up to 60 vol. per cent solids, used to impregnate support of accumulator frame