SU1033579A1

SU1033579A1 - Apparatus for electrophoretic deposition of coatings

Info

Publication number: SU1033579A1
Application number: SU823425714A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Токарев; Борис Файвельевич Ошеров; Николай Васильевич Курышев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1955
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1982-04-15
Publication date: 1983-08-07

Abstract

4.УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, В частности, активного материала на кадмиевые электроды, щелочного аккумул тора , содержаща емкости дл суспензии, в которых расположены диализные карманы и пр тивоэлйктроды, подключенные к источнику тока, систему подачи суспензии и механизм .транспортировки, выполненный в виде вала, установленного с возможностью вращени , и закрепленной на нем траверсы , отличающа с тем, что, с целью повышени производительности установки она снабжена механизмами загрузки и закреплени электродов. + СО W ел Ч СО 4. INSTALLATION FOR ELECTROPHORETIC COATING, In particular, the active material on cadmium electrodes, an alkaline battery, containing suspension containers, in which dialysis pockets are located and countervoltaic electrodes connected to the current source, suspension supply system and transportation mechanism, made the form of a shaft mounted for rotation, and a traverse attached to it, characterized in that, in order to increase the productivity of the installation, it is equipped with loading and securing mechanisms electrodes. + CO W ate W CO

Description

2.Установка по п.1, о т л и ч аю щ а с тем/ что механизм загрузки выполнен в виде набора планок с ориентирующими ложементами, имею- 1ДИМИ магниты.2. The installation according to claim 1, of which is that the loading mechanism is made in the form of a set of strips with orienting lodgments, with 1 DIMI magnets.

3,Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а с тем, что механизм закреплени электродов выполнен в виде неподвижной планки с тбкопровод щим контактбм и изол торами и планрк с подпружиненными кнопками и ос ми, установленны1ли с возможностью поворота . 3, Installation on PP. 1 and 2, with the fact that the mechanism for fixing the electrodes is made in the form of a fixed strip with TBconductive contact and insulators and pads with spring-loaded buttons and axes, are installed with the possibility of rotation.

.,... ...

Изобретекие относитс к электротехнической промышленности и может быть использовано дл нанесени активного материала на подложку при изготовлении отрицательного электрода безламельного щелочного аккумул тора . Существует целый р д способов , электрофоретического осаждени в производстве электродов химических источников тока.The invention relates to the electrical industry and can be used to deposit the active material on a substrate in the manufacture of the negative electrode of the alkaline alkaline battery. There are a number of methods for electrophoretic deposition in the production of electrodes of chemical current sources.

Известен способ изготовлени кадмиевого электрода щелочного аккуму- i л тора с помощью электрофореза LlJ« iA known method of making an alkaline battery cadmium electrode using electrophoresis LlJ «i

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл электрофоретического нанесени покрытий, содержащее емкости дл суспензии, систему подачи суйпензии и механизм транспортировки , выполненный в виде вала,, установленного с возможностью враще- , ни И защемл емой на нем траверсы 2 .The closest in technical essence to the present invention is a device for electrophoretic coating, which contains containers for suspension, a supply system for a suspense, and a transport mechanism, made in the form of a shaft mounted with the possibility of rotation and clamped on it 2.

Однако известные способ и устройство малопроизводительны,, требуют затрат ручного труда при выполнении операций по изготовлению кадмиевых электродов с помощью электрофореза Целью изобретени вл етс повышение производительности процесса установки.However, the known method and device are inefficient, require manual labor in performing operations for the manufacture of cadmium electrodes by electrophoresis. The aim of the invention is to increase the productivity of the installation process.

Поставленна цель достигаетс тем что установка дл электрофорютического нанесени покрытий, в частности , активного материала на кадмиевые электроды щелочного аккумул тора, содержаща емкости дл суспензии, в которых расположены диализные карма .ны и противоэлектроды, подключенные к источнику тока, систему подачи и механизм транспортировки, выполненный в виде вала/ установленног р свозможностью вращени , и закрепленной на нем траверсы, снабжена механизмами загрузки и закреплени электродов.This goal is achieved by the installation for electrophoretic coating, in particular, of the active material on cadmium electrodes of an alkaline battery, containing suspension tanks in which dialysis pockets are located, and counter electrodes connected to the current source, feed system and transport mechanism, made in the form of a shaft / mounted by the possibility of rotation, and the crossbar attached to it, is equipped with mechanisms for loading and securing the electrodes.

Механизм Нагрузки выполнен в виде набора планок и ориентирующими ложементами, имеющими магниты.The mechanism of loading is made in the form of a set of slats and orienting cradles having magnets.

Механизм закреплени электродов выполнен в виде неподвижной планкиThe fixing mechanism of the electrodes is made in the form of a fixed strap.

с окот1одвод щим контактом и изол торами и планок с подпружиненными кнопками и ос ми, установленнымиwith okotrudny contact and insulators and strips with spring-loaded buttons and axes installed

ic возможностью поворота.ic turning capability.

: предлагаемое конструктивное вы:полнение механизмов загрузки и закреплени вл етс оптимальным вариантом и не исключает других конструктивных решений.: The proposed design arrangement: the completion of the loading and securing mechanisms is the best option and does not exclude other design solutions.

I На фиг. 1 изображена предложе«йа I FIG. 1 is depicted in the sentence “ya

установка, общий вид} на фиг. 2 устройство дл закреплени подложек с токоподводом) на фиг. 3 - узел Г на фиг. 2; йа фиг. 4 - сечение А-А на фиг. Э) Иа фиг. 5 - емкость дл электрофоретического осаждени активного материала} на фиг. б - вид Бinstallation, general view} in FIG. 2 a device for securing substrates with a current lead) in FIG. 3 — node G in FIG. 2; ya fig. 4 is a section A-A in FIG. E) Ea FIG. 5 is a container for electrophoretic deposition of the active material} in FIG. b - type B

;На фиг. 5} на фиг. 7 и 8 - вариай;ты общего механизма загрузки.; FIG. 5} in FIG. 7 and 8 - cook; you are the general mechanism of loading.

Установка состоит из механизма 1 транспортировки, расположенного на пойоротном ишицевом валу 2, мехайизма 3 дл Закреплени электродных подложек с токоподводом, емкостей 4 и 5 с рабочей суспеНзйцей/ где производитс электрофоре±ическре актийного материала, механизма 6 загрузки покрываемых под ожек 7.The installation consists of a transport mechanism 1, located on a poorozhniy ishitsevny shaft 2, mechaicism 3 for anchoring electrode substrates with a current lead, capacitors 4 and 5 with a working suspension / where the electrophore ± irreactive material is produced, the loading mechanism 6 for burners 7.

. Механизм дл закреплени подложек с токопоДводом состоит из неподвижной йланки 8, прикрепленной к лопасти механизма транспортировки, токопровод щей шины 9 с проводами 10 и изол торами 11 и 12, отдельных дл каждой подложки поворотных цланок 13 с подпружиненными кноп1 ами 14, осей 15 и управл юще й штанги 16,. The mechanism for securing the substrates with a current-conducting device consists of a fixed frame 8, attached to the blade of the transport mechanism, conductive bus 9 with wires 10 and insulators 11 and 12, separate for each substrate of rotary arms 13 with spring-loaded buttons 14, axes 15 and control th rod 16,

; направл ющегоустройства 17 с воз- вратной пружиной 18 и силового пневмоцилиндра 19,; guide device 17 with a return spring 18 and a power pneumatic cylinder 19,

; Емкость дл суспензии состоит из; The container for the suspension consists of

:Пластмассового корпуса 20 со сливом, диализных карманов 21 с расположенными в них противоэлёктродамИ 22 и ионообменными мембранами 23, токоподвод щей шины 24 и трубы 25 с от;версти ми дл подачи суспензии.: A plastic housing 20 with a drain, dialysis pockets 21 with counter electrodes 22 and ion exchange membranes 23, current-carrying bus 24 and pipes 25 s from the suspension feed.

; Механизм загрузки состоит из планки 26 с ложементом и одного или нескольких плоских 27 или кольцейых 28 посто нных магнитов.; The loading mechanism consists of a lath 26 with a lodgment and one or several flat 27 or ring 28 permanent magnets.

., Предложенна установка работает следующим образом.., The proposed installation works as follows.

Приготавливаетс водна суспензи , содержаща кадмиевую активную массу, а также св зующую и антигидратирующую добавки, которыми служат натриева соль карбоксиметалцеллюлозьа и трехокйсь сурьмы. Затем с помощью системы подачи, включенной в состав установки и имеющей насос, трубопроводы и соответствующую арматуру/ суспензи подаетс в рабочие емкости, где и осуществл етс процесс электрофоретического нанесени An aqueous suspension is prepared containing a cadmium active mass, as well as binder and anti-hydrating additives, which are sodium carboxymetal cellulose and trioxide antimony. Then, using the delivery system included in the installation and having a pump, pipelines and the corresponding reinforcement / suspension is fed into the working tanks, where the electrophoretic deposition process is carried out

Покрываемые подложки 7 укладываютс в ложементы механизма загрузки где фиксируютс магнитами. После разжима механизма закреплени подложек пневмоцилиндром 19 когда поворотные планки 13 с помощью управл ющей штанги 16 повернулись .вокруг осей 15, подложки вместе с механизмом загрузки подаютс вперед до упора , так, чтобы, токоотводы подложек оказались Между неподвижной планкой 8 и поворотнымй планками 13. По окончании времени цикла пневмоцилиндр 19 возвращаетс в первоначальное положение, освобожда штангу 16 и поворотные планки 13. Таким образом , подложки оказываютс закрепленными на траверсе.The substrates 7 to be coated are placed in the cradles of the loading mechanism where they are fixed by magnets. After unfolding the substrate fixing mechanism by the pneumatic cylinder 19, when the pivot bars 13 were turned with the help of the control rod 16, around the axles 15, the substrates together with the loading mechanism are fed forward until they stop, so that the current leads of the substrates are between the fixed bar 8 and the rotatable bar 13. at the end of the cycle time, the pneumatic cylinder 19 returns to its original position, freeing the rod 16 and the turn bars 13. Thus, the substrates are fixed on the traverse.

После закреплени траверса механизма 1 транспортировки заготовок поднимаетс по шлицевому валу 2, вынима подложки изложементов механизма ориентации,, поворачиваетс на 90- вместе с валом и опускаетс , в результате чего закрепленные подложки попадают в емкость дл электрофоретического нанесени , куда по трубе 25 системой подачи непрерывно поступает рабоча суспензи . Противоэлектроды 22 емкости и покрываемые подложки 7 подключаютс к источнику посто нного тока и на электродных подложках осаждаетс активна масса из суспензии..Процесс нанесени дл ,электродов типа НКП, например , ведетс при напр жении и начальном токе 80 А, который уменьшаетс в процессе работы до 40 А.After securing the yoke of the transport mechanism 1, the workpiece rises along the splined shaft 2, removing the substrates of the orientation mechanism mechanism, rotates 90- together with the shaft and lowers, causing the fixed substrates to enter the electrophoretic application tank, which is continuously fed through the feed system 25 working suspension. Counter-electrodes 22 capacitances and coated substrates 7 are connected to a DC source and the active mass from the suspension is deposited on the electrode substrates. The deposition process for NKP-type electrodes, for example, leads to a voltage and an initial current of 80 A, which decreases during operation to 40 A.

Ионообменные мембраны 23 служат дл разделени анодного и катодного пространств в рабочей емкости,ЭТо разделение необходимо дл того, чтобы устранить, вредное вли ние злект-т ролиза воды и повысить коэффициент использовани активного материала.Ion exchange membranes 23 serve to separate the anodic and cathodic spaces in the working tank. This separation is necessary in order to eliminate the harmful effects of electrolysis of water and to increase the utilization rate of the active material.

Известно, что в результате электролиза воды на аноде, которым служит электродна подложка, происхо дит Образование водородных ионов. В процессе электроосаждени частицы It is known that electrolysis of water at the anode, which serves as an electrode substrate, results in the formation of hydrogen ions. In the process of electrodeposition of particles

активного материала, покрытые полнионами , например ( КМЦ bi, под деиствием электрического пол двигаютс к аноду. На аноДе происходит коагул ци и осаждение частичек активного материала на подложку с образованием НКМЦ, котора играет .роль св зующего и обеспечивает прочность осадка на подложке. Таким образом, на аноде происходит св зывание обра10 зующихс водородных ионов..active material, covered with polnions, for example (CMC bi, under the effect of the electric field, moves to the anode. On the anode, the particles of the active material coagulate and precipitate on the substrate to form NCMC, which plays the role of the binder and provides strength to the precipitate on the substrate. Thus , at the anode, the bonding of the resulting hydrogen ions occurs.

В то же врем на катоде, которым вл етс противоэлектрод 22, в результате электролиза воды происходит образование ионов ОН, В процессе At the same time, on the cathode, which is the counter electrode 22, as a result of the electrolysis of water, the formation of OH ions occurs.

5 электроосаждени они накапливаютс в суспензии, что приводит к увеличению ее рН и замедлению процесса электрофореза. С целью предотвращени накоплени ионов гидроксила в рабочей суспензии внутри емкости ка0 тодное про.странство отдел етс , от суспензии ионообменной мембраной 23, котора непроницаема дл ионов гидроксила , а катионы натри , например, проход т через нее, св зывают ионы 5 electrodeposition they accumulate in suspension, which leads to an increase in its pH and slowing down the process of electrophoresis. In order to prevent the accumulation of hydroxyl ions in the working suspension inside the vessel, the cathode space is separated from the suspension by an ion-exchange membrane 23, which is impermeable to hydroxyl ions, and sodium cations, for example, pass through it, bind ions

5 гидроксила и вывод тс из карманов непрерывной или периодической промывкой водой, ..5 hydroxyl and out of pockets by continuous or intermittent flushing with water, ..

Пррдолжительность нанесени предварительного сло массы составл ет The duration of applying the pre-coat is

0 половину времени, которое необходимо дл осаждени всего количества .активного материала, после чего прекращаетс процесс, подаетс команда на зажим подложек, поступивших на за5 грузочную позицию-, производитс подъем, поворот и опускание траверсы механизма транспортировки электродных подложек, и процесс осаждени повтор етс во второй емкости, 0 half the time required for the deposition of the entire amount of active material, after which the process is terminated, the command is sent to clamp the substrates delivered to the loading position-5, the traverse of the transport mechanism of the electrode substrates is raised, turned and lowered, and the deposition process is repeated second tank

0 где происходит окончательное нанесение активной массы, при этом в первую емкость помещаютс -электродные подложки, закрепленные на следующей лопасти траверсы,0 where the final deposition of the active mass takes place, while in the first container there are placed -electrode substrates fixed on the next blade of the crosspiece,

; После окончани процесса покры5 ти электродьл опадают на третью позицию, где с них стекает излишн влага И происхбдит частичное подсушивание на воздухе, tlo приходе на загрузочную позицию пневмоцилиндр ,19 ; After the end of the coating process, the electrodes fall to the third position, where excessive moisture flows down from them and partial drying takes place in air, tlo the pneumatic cylinder, 19

0 разжимает поворотные планки 13, покрытые электроды попадают в приемную корзину.и отправл ютс на последующую обработку.0 expands the pivot plates 13, the coated electrodes enter the receiving basket. They are sent for further processing.

Предлагаема установка, снабжен5 на механизмами дл закреплени под ложек и механизмами загрузки, позво л ет механизировать процесс электро форетического нанесени активного материала на кадмиевые электроды The proposed installation, equipped with 5 mechanisms for securing substrates and loading mechanisms, allows to mechanize the process of electrophoretic deposition of the active material on cadmium electrodes.

0 щелочного аккумул тора и существенно повысить производительность.0 alkaline battery and significantly improve performance.

17 i17 i

1818

,,

Фиг.З Фиг. 5 22 (puzJ 2iFIG. 3 FIG. 5 22 (puzJ 2i

Claims

4. INSTALLATION FOR ELECTROPHORETIC COVERING, in particular, of active material on cadmium electrodes, an alkaline battery, containing containers for suspension, in which dialysis pockets and direct electrostatic electrodes are connected to a current source, a suspension supply system and a transportation mechanism made in the form a shaft mounted with the possibility of rotation and a beam fixed on it, characterized in that, in order to increase the productivity of the installation, it is equipped with loading and securing mechanisms ": childbirth.

Lgg /

2. The installation according to claim 1, this is explained by the fact that the loading mechanism is made in the form of a set of trims with orienting tool holders having magnets.

3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the electrode fixing mechanism is made in the form of a fixed bar with a conductive contact and insulators and a bar with spring-loaded buttons and axes mounted for rotation.