Способ изготовления оксидно-никелевого электрода

(56) Патент СССР Кв 1827039, кл. Н 01 М 4/26, Н 01 М 10/28, 1993электродов для щелочных аккумуляторов и может быть использовано в качестве положительного электрода щелочного никель-кадмиевого аккумулятора.Для упрощения процесса изготовления электродов, повышения технико-экономических показателей технологического процесса в качестве основы положительных электродов используют капроновую ткань, мипор, полистирол, Металлизированные в газовой среде. Для получения токопроводящего слоя основу пропитывают раствором сернокислой меди с последующей обработкой в среде фосфорсодержащего газа при комнатной температуре.Изобретение относится к области изготовления электродов щелочных аккумуляторов И может быть использовано для изготовления положительного электрода никель-кадмиевого аккумулятора.Известен способ изготовления оксидно-никелевого электрода герметичного никель-кадмиевого аккумулятора (пат. Японии Не 1309258, кл. Н 01 М 4/26,Н 01 М 4/32, 1989), согласно которому пористую спеченную основу - никелевую подложку импрегнируют в водном щелочном растворе нитрата никеля. Процесс повторяют несколько раз. В результате на никелевой подложке формируется слой гидроксида никеля. После осаждения первого активного слоя электродную пластину помещают в раствор, содержащий нитраты кобальта и никеля. Этот процесс также проводят в щелочной среде. В результате на поверхности электрода формируется слой твердого раствора гидроксида никеля и кобальта.Недостатком данного способа является применение пористой спеченной основы, что требует использования дорогих порошкообразных материалов.Известен способ изготовления положительного оксидно-никелевого электрода (пат. СССР Мг 1827039,кл. Н 01 М 4/26 Н 01 М 10/28, 1993)-прототип. В качестве основы для положительного оксидно-никелевого электрода предлагается использовать органическую губчатую структуру с диаметром пор 0,6-5,0 мм,которую после активации в совмещенном растворе активирования, содержащем 1 г/л Рс 1 С 12, 90 г/л ЗПС И соляной кислоты 100 г/л, химически никелируют в растворе, содержащем хлористый никель 25 г/л, гипофосфит натрия 27 г/л, лимоннокислый натрий 45 г/л , хлористый аммоний 35 г/л , аммиак 25 -ный раствор при рН 8,0, тиомочевину 0,001 -ный раствор, из расчета 1 мл/л. Затем ее электрохимически никелируют при удельном количестве электричества 3-20 А-ч. После выжига в полученную никелевой губчатую структуру вносят высокодисперсный никелевый порошок с удельной поверхностью 1,5-6,0 м 2/г и насыпным весом 0,5-0,7 г/смз, далее осуществляют обжатие никелевой структуры и спекание. Введение активной массы обеспечивают пропиткой никелевой структуры при ее загрузке в соли азотнокислого никеля с последующей обработкой в щелочи за 2-4 цикла.Недостатками известного способа являются его высокая стоимость, так как необходимо использование органической губчатой структуры и высокодисперсного никелевого порошка, а также недостаточно высокая удельная емкость электрода, сложность технологического процесса изготовления, так как требуются операции выжига и спекания.Для упрощения И удешевления технологического процесса, а также повышения удельной емкости электрода в способе изготовления оксидно-никелевого электрода, включающем покрытие органической структуры электропроводным слоем, электрохимическое (или химическое) Никелирование и введение активной массы, в качестве основы положительных электродов используют капроновую ткань, мипор, поли 4359стирол, а для получения электропроводного слоя органическую структуру пропитывают раствором сернокислой меди с последующей обработкой в среде фосфорсодержащего газа при комнатной температуре.Пример 1. В качестве основы положительного оксидно-никелевого электрода берут капроновую ткань. Из нее изготавливают, по размерам стандартных прессованных пластин, основы для электродов. Основы помещают для пропитки в раствор сернокислом меди. Пропитку ведут до полного смачивания ткани. Затем, после сушки, основы помещают в газовую камеру для получения фосфида меди. Обработку ведут до образования слоя фосфида меди темностального Цвета. Затем основы тщательно промывают дистиллированной водой И сущат. Далее основы с токопроводящим слоем фосфида меди подвергают электрохимическому никелированию в электролите состава, г/л 1 НО 4-7 Н 2 О - 200, Ма 2 ЗО 4-1 ОН 2 О - 60,НЗВОЗ - 30, 1 ТаС 1 - 5 при катодной плотности тока 0,5 А/дм 2, температуре 20 0 С, рН электролита 5,25,5. Осаждение ведут до получения покрытия никеля толщиной не менее 10-15 мкм. Металлизированные основы после электролитического осаждения тщательно промывают в проточной воде и сушат на воздухе. Затем вносят порошкообразную активную никелевую массу следующего состава (мас.)без соединения бария (в пересчетебарий к никелю) 3,4-3,8 раствор едкого кали ( р 1,19 г/смз ) 30-32.Положительную активную массу тщательно перемешивают, вносят в основу и равномерно в ней распределяют. Затем электроды подвергают прессованию на гидравлическом прессе ПСУ-50 с масляным насосом НМ - 10. Давление прессования электродов - 17-18 т.Пример 2. Основу из органической структуры(мипор, полистирол) с диаметром пор 2-4 (полистирол) и 0,1-0,5 (мипор) мм активируют в среде фосфорсодержащего газа. Для этого основу сначала пропитывают в растворе соли меди, сушат при комнатной температуре И помещают в газовую камеру, где в результате взаимодействия соли меди с фосфорсодержащим газом на поверхности основы формируется пленка фосфида меди, обладающая высокой электропроводностью. Образец после этого тщательно промывают проточной И дистиллированной водой. Далее химическим осаждением на поверхность образца наносят слой никеля толщиной 5-6 мкм из раствора, г/л 1 ИО 4-7 Н 2 О - 30, МаН 2 РО 2- 20, С 4 Н 4 О 4-Н 215 при температуре 87 С в течение 0,5 ч. После промывки и сущки проводят пропитку образцов в растворах азотнокислого никеля (р 1,7 г/смз ) И едкого кали ( р 1,2 г/смз ) для формирования активной массы электрода. Всего проводят два пропиточных цикла. Вначале пропитку производят в растворе азот 5нокислого никеля при температуре 70-80 0 С в течение 2-х часов. По окончании пропитки образцы вь 1 гружают из ванны, дают раствору стечь И помешают в шкаф - кристаллизатор на 30 мин. Затем Производят пропитку в растворе едкого кали при температуре 6090 0 С в течение 2-х часов. После этого образцы тщательно промывают дистиллированной водой, сушат в сушильном шкафу, взвешивают и проводят второй пропиточный цикл. Конец отмывки от щелочи определяют по отсутствию окрашивания проб промывной воды фенолфталеином. В результате пропитки происходит образование в порах основы гидрата оксида никеля. Образцы после второго Цикла обработки сушат, взвешивают и определяют привес. При среднем значении привеса, равном 1,2 г, основы можно считать годными для формирования.При размере 8035 мм масса пластин на основе металлизированных пористых органических структур составляет 11 г, что на 2,5 г меньше, чем у пластин на основе высокодисперсного никелевого порошка, следовательно, повышение удельной емкости электрода составляет 20 .Использование предлагаемого способа изготовления электродов позволяет рещить поставленнуюзадачу упрощения и удешевления технологического процесса в силу того, что процесс ведут при комнатных температурах (исключаются операции вь 1 жигания и спекания), а также отпадает необходимость применения солей дорогостоящих металлов для получения токопроводящего слоя. Кроме того, использование пористых органических структур дает возможность уменьшить массу пластин, за счет чего удельная емкость электрода повышается в 1,2 раза по сравнению с прототипом.Способ изготовления оксидно-никелевого электрода, включающий покрытие органической основы электропроводным слоем, электрохимическое или химическое никелирование и введение активной массы,отличающийся тем, что в качестве органической основы используют капроновую ткань или мипор или полистирол, а для получения электропроводного слоя органическую основу пропитывают раствором сернокислой меди с последующей обработкой в среде фосфорсодержащего газа при комнатной температу ре.Верстка Казпатент, исполнитель Л.Н.Анищенко Корректор Т.И.Горпиненко Ответственный за выпуск Э.З. Фаизова