[go: up one dir, main page]

RU2154876C1 - Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices - Google Patents

Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices Download PDF

Info

Publication number
RU2154876C1
RU2154876C1 RU99124822/09A RU99124822A RU2154876C1 RU 2154876 C1 RU2154876 C1 RU 2154876C1 RU 99124822/09 A RU99124822/09 A RU 99124822/09A RU 99124822 A RU99124822 A RU 99124822A RU 2154876 C1 RU2154876 C1 RU 2154876C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
carbon
electrode
soot
plate
Prior art date
Application number
RU99124822/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
н Г.В. Сероп
Г.В. Серопян
Г.П. Федотов
Original Assignee
Серопян Георгий Ваграмович
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 Серопян Георгий Ваграмович filed Critical Серопян Георгий Ваграмович
Priority to RU99124822/09A priority Critical patent/RU2154876C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2154876C1 publication Critical patent/RU2154876C1/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; chemical current supplies and miscellaneous electrochemical devices. SUBSTANCE: for producing carbon plate incorporating current lead and carbon layer on at least one side, carbon powder is mixed up with high- molecular polyethylene, mentioned mixture is press-fitted onto at least one side of current lead at high temperature; used as carbon powder is soot whose specific surface area is 1000 to 2000 sq. m/g. Industrial oil may be introduced in mixture which is then extracted by means of solvent upon plate molding; it may be also doped with stabilizing additive such as polyisobutylene or butyl rubber. Stabilizing additive content in mixture is to be 4 tp 45% of polyethylene mass. Prior to preparing mixture soot may be impregnated with glycerin, mass proportion of both being 0.3 to 1. Upon oil extraction plate is washed with water to remove glycerin and dried out, this procedure being followed by additional molding at 110-170 C and 200 to 1000 kg/sq. cm. EFFECT: improved electrical characteristics of plate. 8 cl

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве углеродных электродов для первичных химических источников тока и других электрохимических устройств. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of carbon electrodes for primary chemical current sources and other electrochemical devices.

Известен способ изготовления углеродного электрода, при котором на токопроводящую подложку наносят смесь углеродного материала и полиэтилена (см. патент СССР N357774, кл. H 01 M 4/96, 12.01.1973). A known method of manufacturing a carbon electrode, in which a mixture of carbon material and polyethylene is applied to a conductive substrate (see USSR patent N357774, class H 01 M 4/96, 01/12/1973).

Недостатком указанного способа изготовления являются низкие удельные электрические характеристики электрода. The disadvantage of this manufacturing method is the low specific electrical characteristics of the electrode.

Из известных способов изготовления электродов наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ изготовления углеродного электрода, при котором готовят смесь углеродного порошка и высокомолекулярного полиэтилена и прессуют указанную смесь по крайней мере на одну сторону токоотвода при повышенной температуре (см. патент РФ 2040832, кл. H 01 М 4/86, 4/96, 1995). Недостатком указанного способа являются низкие электрические характеристики изготовленных электродов. Of the known methods for the manufacture of electrodes, the closest set of essential features is the method of manufacturing a carbon electrode, in which a mixture of carbon powder and high molecular weight polyethylene is prepared and the mixture is pressed onto at least one side of the collector at elevated temperature (see RF patent 2040832, class H 01 M 4/86, 4/96, 1995). The disadvantage of this method is the low electrical characteristics of the manufactured electrodes.

Задачей изобретения является создание способа изготовления углеродного электрода для электрохимического устройства, обладающего повышенными электрическими характеристиками. The objective of the invention is to provide a method for manufacturing a carbon electrode for an electrochemical device having improved electrical characteristics.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления углеродного электрода для электрохимического устройства, содержащего токоотвод и углеродный слой, расположенный по крайней мере на одной стороне токоотвода, при котором готовят смесь углеродного порошка и высокомолекулярного полиэтилена, прессуют указанную смесь по крайней мере на одну сторону токоотвода при повышенной температуре, в качестве углеродного порошка берут сажу с удельной поверхностью от 1000 до 2000 м2/г. Использование сажи с указанной удельной поверхностью позволяет повысить удельные разрядные характеристики углеродного электрода за счет увеличения активной поверхности.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a carbon electrode for an electrochemical device containing a down conductor and a carbon layer located on at least one side of the down conductor, in which a mixture of carbon powder and high molecular weight polyethylene is prepared, said mixture is pressed onto at least one side of the collector at elevated temperature, carbon black is taken as carbon powder with a specific surface area of 1000 to 2000 m 2 / g. The use of soot with a specified specific surface allows you to increase the specific discharge characteristics of the carbon electrode by increasing the active surface.

Целесообразно при приготовлении смеси дополнительно использовать индустриальное масло, которое экстрагируют растворителем после прессования углеродного электрода. Использование масла обеспечивает связывание компонентов углеродного электрода при его изготовлении, что повышает механическую прочность электрода и его ресурс. It is advisable in the preparation of the mixture to additionally use industrial oil, which is extracted with a solvent after pressing the carbon electrode. The use of oil ensures the bonding of the components of the carbon electrode in its manufacture, which increases the mechanical strength of the electrode and its resource.

Целесообразно при приготовлении смеси дополнительно использовать стабилизирующую добавку, в качестве которой берут полиизобутилен или бутилкаучук. Использование указанной добавки позволяет повысить ресурс углеродного электрода. It is advisable when preparing the mixture to additionally use a stabilizing additive, which is taken as polyisobutylene or butyl rubber. The use of this additive can increase the carbon electrode resource.

Целесообразно, чтобы содержание стабилизирующей добавки в смеси составляло 4 - 45% от массы полиэтилена. Указанное количество стабилизирующей добавки обеспечивает требуемый ресурс углеродного электрода. It is advisable that the content of the stabilizing additive in the mixture is 4 to 45% by weight of polyethylene. The indicated amount of stabilizing additive provides the required carbon electrode resource.

Целесообразно перед приготовлением смеси сажу пропитывать глицерином, при этом массовое соотношение глицерина и сажи в смеси берут от 0,3 до 1. Пропитывание сажи глицерином обеспечивает заполнение мелких пор сажи глицерином и препятствует их заполнению маслом, что позволяет обеспечить высокую удельную поверхность электродов и их высокие электрические характеристики. It is advisable to impregnate soot with glycerol before preparing the mixture, while the mass ratio of glycerol and soot in the mixture is taken from 0.3 to 1. Soaking the soot with glycerin ensures that soot is filled in small pores with glycerin and prevents them from filling with oil, which ensures a high specific surface area of the electrodes and their high electrical specifications.

Целесообразно после экстрагирования масла электрод отмывать водой от глицерина и подвергать сушке. Удаление глицерина водой и последующая сушка освобождают поры углеродного электрода, что способствует увеличению активной поверхности и электрических характеристик. After extraction of the oil, it is advisable to wash the electrode with water from glycerol and dry it. Removing glycerol with water and subsequent drying free the pores of the carbon electrode, which contributes to an increase in the active surface and electrical characteristics.

Целесообразно после сушки электрод подпрессовывать при повышенной температуре. After drying, it is advisable to prepress the electrode at elevated temperature.

Целесообразно подпрессовывание электрода проводить при температуре 110 - 170oC и удельном давлении 200 - 1000 кг/см2.It is advisable to prepress the electrode at a temperature of 110 - 170 o C and a specific pressure of 200 - 1000 kg / cm 2 .

Подпрессовка углеродного электрода при указанных параметрах способствует повышению механической прочности и ресурса электрода. Prepressing the carbon electrode with these parameters helps to increase the mechanical strength and resource of the electrode.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна". The analysis of the prior art showed that the claimed combination of essential features set forth in the claims is unknown. This allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". To verify the conformity of the claimed invention with the criterion of "inventive step", an additional search was carried out for known technical solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed technical solution from the prototype. It is established that the claimed technical solution does not follow explicitly from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется примером практической реализации. The invention is illustrated by an example of practical implementation.

Пример практической реализации. An example of practical implementation.

Изготовлен углеродный электрод на основе никелевой сетки в качестве токоотвода. Исходная никелевая сетка толщиной 0,42 мм была подкатана до толщины 0,28 - 0,32 мм. При приготовлении углеродной массы 95 г сажи с удельной поверхностью 1500 г/м2, пропитывали 40 - 50% водным раствором глицерина при массовом соотношении глицерина и сажи, равном 0,5, удаляли воду путем испарения при температуре 100 - 120oC, добавляли к саже 5 г высокомолекулярного полиэтилена, 2 г полиизобутилена и 120 мл индустриального масла. Смесь перемешивали в течение 3 - 4 часов. После перемешивания смесь наносили, например методом экструзии, на обе стороны никелевой сетки. Из полученного электрода экстрагировали масло путем отмывки в растворителе, например в четыреххлористом углероде. После экстрагирования масла электрод отмывали водой от глицерина и подвергали сушке. После сушки электрод подпрессовывали при температуре 120oC и давлении 550 кг/см2.A carbon electrode based on a nickel mesh was made as a down conductor. The initial nickel mesh 0.42 mm thick was rolled to a thickness of 0.28 - 0.32 mm. When preparing the carbon mass, 95 g of carbon black with a specific surface of 1,500 g / m 2 was impregnated with a 40-50% aqueous solution of glycerol with a mass ratio of glycerol and carbon black of 0.5, water was removed by evaporation at a temperature of 100-120 o C, added to soot 5 g of high molecular weight polyethylene, 2 g of polyisobutylene and 120 ml of industrial oil. The mixture was stirred for 3 to 4 hours. After mixing, the mixture was applied, for example, by extrusion, on both sides of the nickel mesh. Oil was extracted from the obtained electrode by washing in a solvent, for example, carbon tetrachloride. After oil extraction, the electrode was washed with water from glycerol and dried. After drying, the electrode was pressed at a temperature of 120 o C and a pressure of 550 kg / cm 2 .

Изготовленные электроды устанавливались в ячейки конденсаторов с двойным электрическим слоем и циклировались с целью определения их электрических характеристик. В процессе циклических испытаний в течение 150 циклов установлено, что емкость углеродного электрода, изготовленного по заявляемому способу, на 24% превышает емкость углеродного электрода, изготовленного по способу прототипа. Кроме того, отмечается улучшение стабильности циклических характеристик и повышение ресурса. The manufactured electrodes were installed in the cells of capacitors with a double electric layer and were cycled in order to determine their electrical characteristics. In the process of cyclic tests for 150 cycles it was found that the capacity of the carbon electrode manufactured by the present method is 24% higher than the capacity of the carbon electrode manufactured by the prototype method. In addition, there is an improvement in the stability of cyclic characteristics and an increase in resource.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный способ изготовления углеродного электрода может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствует критерию "промышленная применимость". Based on the foregoing, we can conclude that the claimed method of manufacturing a carbon electrode can be implemented in practice with the achievement of the claimed technical result, i.e. It meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (8)

1. Способ изготовления углеродного электрода для электрохимического устройства, содержащего токоотвод и углеродный слой, расположенный, по крайней мере, на одной стороне токоотвода, при котором готовят смесь углеродного порошка и высокомолекулярного полиэтилена, прессуют указанную смесь, по крайней мере, на одну сторону токоотвода при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве углеродного порошка берут сажу с удельной поверхностью 1000 - 2000 м2/г.1. A method of manufacturing a carbon electrode for an electrochemical device containing a down conductor and a carbon layer located at least on one side of the down conductor, in which a mixture of carbon powder and high molecular weight polyethylene is prepared, said mixture is pressed at least on one side of the down conductor with elevated temperature, characterized in that as a carbon powder take soot with a specific surface area of 1000 - 2000 m 2 / g 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении смеси дополнительно используют индустриальное масло, которое экстрагируют растворителем после прессования углеродного электрода. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the preparation of the mixture additionally use industrial oil, which is extracted with a solvent after pressing the carbon electrode. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при приготовлении смеси дополнительно используют стабилизирующую добавку, в качестве которой взят полиизобутилен или бутилкаучук. 3. The method according to claim 2, characterized in that when preparing the mixture, a stabilizing additive is additionally used, which is polyisobutylene or butyl rubber. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что содержание стабилизирующей добавки в смеси составляет 4 - 45% от массы полиэтилена. 4. The method according to claim 3, characterized in that the content of the stabilizing additive in the mixture is 4 - 45% by weight of polyethylene. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед приготовлением смеси сажу пропитывают глицерином, при этом массовое соотношение глицерина и сажи в смеси составляет от 0,3 до 1. 5. The method according to claim 2, characterized in that before preparing the mixture, the soot is impregnated with glycerol, while the mass ratio of glycerol and soot in the mixture is from 0.3 to 1. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что после экстрагирования масла электрод отмывают водой от глицерина и подвергают сушке. 6. The method according to p. 5, characterized in that after extraction of the oil, the electrode is washed with water from glycerol and dried. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что после сушки электрод подпрессовывают при повышенной температуре. 7. The method according to claim 6, characterized in that after drying, the electrode is pressed at elevated temperature. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что подпрессовывание электрода проводят при температуре 110 - 170oC и удельном давлении 200 - 1000 кг/с2.8. The method according to claim 7, characterized in that the pressing of the electrode is carried out at a temperature of 110 - 170 o C and a specific pressure of 200 - 1000 kg / s 2 .
RU99124822/09A 1999-11-25 1999-11-25 Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices RU2154876C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99124822/09A RU2154876C1 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99124822/09A RU2154876C1 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2154876C1 true RU2154876C1 (en) 2000-08-20

Family

ID=20227367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99124822/09A RU2154876C1 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2154876C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2325007C2 (en) * 2002-12-20 2008-05-20 Файэфлай Энеджи Инк. Composite material and current receiver for accumulator battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551267A (en) * 1983-01-27 1985-11-05 Kabushiki Kaisha Meidensha Electrically conductive plastic complex material
RU2040832C1 (en) * 1992-12-18 1995-07-25 Научно-производственная фирма "РИКО" Gas-diffusion electrode for chemical source of electric energy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551267A (en) * 1983-01-27 1985-11-05 Kabushiki Kaisha Meidensha Electrically conductive plastic complex material
RU2040832C1 (en) * 1992-12-18 1995-07-25 Научно-производственная фирма "РИКО" Gas-diffusion electrode for chemical source of electric energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2325007C2 (en) * 2002-12-20 2008-05-20 Файэфлай Энеджи Инк. Composite material and current receiver for accumulator battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101944247B1 (en) Manufacturing method of partially crystaline porous active carbon, supercapacitor using the active carbon and manufacturing method of the supercapacitor
KR101793040B1 (en) Manufacturing method of electrode active material for ultracapacitor, manufacturing method of ultracapacitor electrode using the electrode active material and ultracapacitorusing the electrode active material
KR102495330B1 (en) Manufacturing method of electrode active material for supercapacitor co-doped with nitrogen and fluorine and high power supercapacitor using the same and method of manufacturing thereof
KR101660297B1 (en) Active carbon synthesized from ionic liquids, manufacturing method of the same, supercapacitor using the active carbon and manufacturing method of the supercapacitor
AU2018205516A1 (en) Materials derived from coal using environmentally friendly solvents
KR102639923B1 (en) Manufacturing method of nitrogen doped electrode active material with reduced chemical amount by using surface modifier, and supercapacitor using the same and method of manufacturing thereof
KR101494615B1 (en) Manufacturing method of active carbon for supercapacitor electrode
JP2005239456A (en) Nitrogen-containing carbon and method for producing the same
RU2154876C1 (en) Carbon plate manufacturing process for electrochemical devices
JPS63187614A (en) electric double layer capacitor
RU2170477C1 (en) Gas-diffusion plate and its manufacturing process
KR102660994B1 (en) Manufacturing method of nitrogen-doped activated carbon and supercapacitor using the same and method of manufacturing the supercapacitor
KR102013173B1 (en) Composite for ultracapacitor electrode, manufacturing method of ultracapacitor electrode using the composite, and ultracapacitor manufactured by the method
KR102259541B1 (en) Method for manufacturing hybrid aluminum polymer capacitor
JPWO2020067169A1 (en) Electrochemical device
KR102486669B1 (en) Manufacturing method of porous activated carbon performing spray activation after acid treatment
KR102116279B1 (en) Manufacturing method of electrode active material for ultracapacitor, manufacturing method of ultracapacitor electrode and manufacturing method of ultracapacitor
KR102188242B1 (en) Composite for supercapacitor electrode, manufacturing method of supercapacitor electrode using the composite, and supercapacitor manufactured by the method
KR102022261B1 (en) Manufacturing mehtod of the ultracapacitor
KR101408206B1 (en) Modify method of surface of activated carbon for electric double layer capacitor
KR102540653B1 (en) Manufacturing method of electrode active material for supercapacitor using hydrostatic pressurization and high power supercapacitor using the same and method of manufacturing thereof
KR100833892B1 (en) Manufacturing method of aluminum polymer capacitor
KR20250021770A (en) Production of activated carbon containing nitrogen functional groups using oil-extracted coffee grounds and its preparation method
KR102172610B1 (en) Manufacturing method of electrode active material for supercapacitor, manufacturing method of supercapacitor electrode for high power and supercapacitor for high power
KR20240066569A (en) Manufacturing method of nitrogen doped activated carbon using nitrogen containing organic material as doping source, supercapacitor using the same and manufacturing method of the supercapacitor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041126