RU2182386C1 - Compound for positive electrode of lead-acid cell - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering, manufacture of lead-acid cells. SUBSTANCE: compound for positive electrode of lead-acid cell includes in compliance with invention lead powder, sulfuric acid and silicon dioxide with average size of particles of 10-40 mcm, bulk specific weight 209 g/cu dm, true specific weigh 1.53 g/cu cm, specific surface 164- 190 sq m/g. EFFECT: reinforced strength of electrode storage cells with preservation of high porosity. 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к производству свинцовых аккумуляторов. The invention relates to the electrical industry, namely the production of lead batteries.

Для формирования электродных плат свинцовых аккумуляторов, в частности положительных электродов, как правило, вводятся активаторы паст, представляющие собой кислотоустойчивые синтетические смолы, используемые чаще всего в виде волокон. Так, известно применение в качестве такого материала полиэтиленового или полипропиленового волокна /Патент DE 3038440 (1980)/. Недостатком пасты на основе таких активаторов, роль которых должна сводиться к закреплению пасты на свинцовых решетках и увеличению порообразования, является низкий коэффициент ее использования. Это объясняется сильным комкованием таких волокон из-за электростатического притяжения и в результате этого их неравномерным распределением по всей массе пасты. В результате электродные платы на основе таких паст имеют очень небольшой срок службы и низкий коэффициент использования. To form electrode boards of lead-acid batteries, in particular positive electrodes, as a rule, paste activators, which are acid-resistant synthetic resins used most often in the form of fibers, are introduced. So, it is known the use as such a material of polyethylene or polypropylene fiber / Patent DE 3038440 (1980) /. The disadvantage of paste based on such activators, whose role should be to fix the paste on lead gratings and increase pore formation, is its low utilization rate. This is due to the strong clumping of such fibers due to electrostatic attraction and as a result of their uneven distribution over the entire mass of the paste. As a result, electrode boards based on such pastes have a very short service life and low utilization rate.

Известна паста для положительного электрода свинцового аккумулятора, в которой для исключения этого недостатка в качестве активатора применяется водная суспензия фторопласта марки 4Д /Патент SU 386460 (1973)/, полученная путем капельной полимеризации тетрафторэтилена в присутствии поверхностно-активных веществ. Недостатком такой пасты является низкая технологичность процесса ее получения в силу необходимости использования ПАВ и малой устойчивости эмульсии активатора, которая легко коагулируется при разрушении стабилизатора суспензии. Known paste for the positive electrode of a lead battery, in which to eliminate this disadvantage as an activator is used an aqueous suspension of fluoropolymer brand 4D / Patent SU 386460 (1973) /, obtained by drop polymerization of tetrafluoroethylene in the presence of surface-active substances. The disadvantage of this paste is the low adaptability of the process of its production due to the need to use a surfactant and low stability of the emulsion of the activator, which is easily coagulated when the stabilizer of the suspension is destroyed.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ формирования электродных плат, где в качестве наполнителей для положительной пасты предлагается использовать кислотоустойчивые синтетические смолы, такие как полиэтилен, полипропилен, полистирол и/или поливинилхлорид не только в виде волокон длиной от 1-30 мм и шириной 0,1-1 мм, но и в виде порошка (РТ JP 53126129, PA MATSUSHITA ELEC CO LTD). Closest to the proposed invention is a method of forming electrode boards, where acid-resistant synthetic resins, such as polyethylene, polypropylene, polystyrene and / or polyvinyl chloride, are not only in the form of fibers from 1-30 mm in length and 0 in width, it is proposed to use fillers for positive paste 1-1 mm, but also in powder form (RT JP 53126129, PA MATSUSHITA ELEC CO LTD).

Недостатком такого метода является низкая механическая прочность электродных плат, а также комкование пасты в процессе формирования электродных плат, что приводит к повышению количества отбракованных электродов. The disadvantage of this method is the low mechanical strength of the electrode boards, as well as clumping of the paste during the formation of the electrode boards, which leads to an increase in the number of rejected electrodes.

Целью предлагаемого изобретения является укрепление механической прочности электродных плат аккумуляторных батарей при сохранении высокой пористости (более 50%), исключение комкования пасты на этапе формирования электродных плат, а также повышение кинетической емкости батарей. The aim of the invention is to strengthen the mechanical strength of the electrode boards of the batteries while maintaining high porosity (more than 50%), the exclusion of clumping paste at the stage of formation of the electrode boards, as well as increasing the kinetic capacity of the batteries.

Поставленная цель достигается использованием в качестве наполнителя порошкообразного неорганического вещества - диоксида кремния, выделяемого из отходов производства предприятий алюминиевой промышленности, по разработанному ранее способу /Патент РФ 2031838, Бюл. изобр. 9 (1995 г.)/. Предлагаемый в качестве наполнителя диоксид кремния эмпирической формулы SiO₂ - порошок белого цвета со средним размером частиц 10-45 микрон, насыпным удельным весом 209 г/дм³, истинным удельным весом 1,53 г/см³, удельной поверхностью 164-190 м²/г.This goal is achieved by using as a filler a powdered inorganic substance - silicon dioxide released from waste products from enterprises of the aluminum industry, according to the previously developed method / RF Patent 2031838, Bull. fig. 9 (1995) /. Silicon dioxide of the empirical formula SiO ₂ proposed as a filler is a white powder with an average particle size of 10-45 microns, a bulk specific gravity of 209 g / dm ³ , a true specific gravity of 1.53 g / cm ³ , and a specific surface of 164-190 m ² / g

Степень чистоты такого диоксида кремния 99,9%. Содержание примесей других элементов (железо, алюминий, свинец, медь, щелочные металлы и т.д.) не превышает 10^-3-10^-4%. Водные вытяжки диоксида кремния имеют рН 6,03, что свидетельствует о наличии в его составе фрагментов - SiOH, носящих кислый характер.The degree of purity of such silica is 99.9%. The content of impurities of other elements (iron, aluminum, lead, copper, alkali metals, etc.) does not exceed 10 ^-3 -10 ^-4 %. Aqueous extracts of silicon dioxide have a pH of 6.03, which indicates the presence in its composition of fragments - SiOH, which are acidic in nature.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Получение положительной пасты по предлагаемому способу. В смеситель при перемешивании подают 0,3 кг порошка диоксида кремния, 400 кг свинцового порошка, 48 кг воды и 44,8 кг раствора серной кислоты (плотность 1,4 г/см³). Полученную смесь перемешивают не более 9 минут до снижения температуры пасты до 50^oС.Example 1. Obtaining a positive paste according to the proposed method. 0.3 kg of silicon dioxide powder, 400 kg of lead powder, 48 kg of water and 44.8 kg of sulfuric acid solution (density 1.4 g / cm ³ ) are fed into the mixer with stirring. The resulting mixture is stirred for no more than 9 minutes until the temperature of the paste drops to 50 ^o C.

Пример 2. Получение положительной пасты по способу-прототипу. В смеситель при перемешивании подают 0,3 кг измельченного полипропиленового (или полиэтиленового) волокна, 400 кг свинцового порошка, 48 кг воды и 44,8 кг раствора серной кислоты (плотность 1,4 г/см³). Полученную смесь перемешивают не более 9 минут до снижения температуры пасты до 50^oС.Example 2. Obtaining a positive paste according to the prototype method. 0.3 kg of chopped polypropylene (or polyethylene) fiber, 400 kg of lead powder, 48 kg of water and 44.8 kg of sulfuric acid solution (density 1.4 g / cm ³ ) are fed into the mixer with stirring. The resulting mixture is stirred for no more than 9 minutes until the temperature of the paste drops to 50 ^o C.

Пример 3. Определение контрольных параметров экспериментальной пасты и пасты, полученной по способу-прототипу (см. таблицу). Example 3. The definition of the control parameters of the experimental paste and paste obtained by the prototype method (see table).

Таким образом, введение в пасту для положительного электрода свинцового аккумулятора в качестве наполнителя аморфного, тонкодисперсного, химически чистого диоксида кремния, являющегося продуктом переработки технологических отходов алюминиевой промышленности, способствует существенному укреплению механической прочности элетродных плат при сохранении высокой пористости, исключению комкования и повышению кинетической емкости батарей при сохранении основных контрольных параметров этой пасты. Thus, the introduction of a lead battery into the paste for the positive electrode as a filler of amorphous, finely dispersed, chemically pure silicon dioxide, which is a product of the processing of industrial waste from the aluminum industry, significantly strengthens the mechanical strength of electrode boards while maintaining high porosity, eliminating clumping and increasing the kinetic capacity of batteries while maintaining the basic control parameters of this paste.

Claims (1)

Паста для положительного электрода свинцового аккумулятора, содержащая свинцовый порошок, серную кислоту и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют диоксид кремния со средним размеров частиц 10-45 мкм, насыпным удельным весом 209 г/дм³, истинным удельным весом 1,53 г/см³, удельной поверхностью 164-190 м²/г.A paste for a positive electrode of a lead battery containing lead powder, sulfuric acid and a filler, characterized in that silicon dioxide is used as a filler with an average particle size of 10-45 μm, bulk density 209 g / dm ³ , true specific gravity 1.53 g / cm ³ , specific surface area 164-190 m ² / g.

Images