Способ определения количества активного вещества на электроде аккумулятора

.80, 108949 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 3 а)С 01 Н 27/2.ЭОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ хю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследова- .тельский проектно-конструкторскийи технологический институт источников тока(56) 1. Лайнер Я.В., Дасоян М.А. Тенология электрохимических покрытий.И.,"Машиностроение" 1972, с. 92.2. Сорокина И.Н. Рыжов Е;М. Химические методы определения Фазовогосостава металлокерамического никеле-.вого электрода. Сб. работ по химическим источникам тока, Л "Энергия", 1972, с. 129-133.3. Алабышев А.Ф. и др. Прикладная электрохимия, М Химия, 1974,.с. 508 (прототип),(54(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТ-ВА АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА НА ЭЛЕКТРОДЕАККУМУЛЯТОРА, заключающийся в зарядеаккумулятора, последующем разрядеи регистрации зависимости тока раэряда от времени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности определения, измеряют токзаряда, регистрируют скорость выделения газа и при достижении ею заданной величины, определяемой токомзаряда, заряд прекращают,1 1089Изобретение относится к электро"химическим методам анализа, в частности к способам определения количества активного вещества на электродах, применяемых в химических ис 5точниках тока, например, в щелочныхокисно-никелевых аккумуляторах (никель-кадмиевых, никель-цинковых иникель-железных).Известен способ определения количества активного вещества в электроде по привесу, полученному послевнесения активной массы химическимили электрохимическим способом Г 13Недостаток этого способа - невоз"15можность точного определения количества активного вещества в окисноникелевых (металлокерамических)электродах, активная масса которыхобразуется путем проведения химических реакций непосредственно в порах электрода, в результате которыхчастично растворяется и никелеваяоснова. Количество активного вещества в таких электродах оказываетсябольшим привеса электрода.Известен способ определения количества активного вещества на электроде с помощью химического количественного анализа состава электрода 23.Этот способ является наиболее30точным, однако он обладает существенным недостатком, связанным с необходимостью разрушения электрода,.Наиболее близким до техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ определения количества активного на электроде аккумулятора, заключающийся в заряде аккумулятора,последующем разряде и регистрациизависимости тока разряда от времени. По току и времени разряда определяют количество электричества,затраченного на разряд, по которомус учетом величины электрохимическогоэквивалента разряда активного вещества судят о количестве активноговещества Г 33.Недостатком известного способаявляется невысокая точность определения количества активного вещества,Фкоторая связана с неопределенностьювремени, необходимого для полного заряда. Поэтому обычно для обеспеченияполного заряда выбирают время, заведомо большее, чем оценочное время 55полного заряда, полученное косвенными способами, При такой перезарядкеобразуются неустойчивые высшие окис-4992 лы никеля, которые быстро распадаются с выделением кислорода и снижают равновесный потенциал электрода.При перезарядке непроизводительно тратится электрическая энергия и время1 а выделяющийся кислород разрушает сепаратор, продукты разрушения которого загрязняют электрод и вызывают саморазряд, Кроме того, при перезарядке электрода образуется иная-модификация активной массы; которая имеет меньший потенциал разряда и меньшую плотность, в результате чего снижается удельная энергия аккумулятора (электрода) и деформируются электроды при разряде. Все это приводит к изменению структуры электрода и снижению точности определения количества активной массы.Цель изобретения - повышение точности определения количества активного вещества на электроде путем уменьшения ошибок, связанных с изменениями структуры электрода при заряде. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения количества активного вещества на электроде аккумулятора, заключающемуся в заряде аккумулятора, последующем разряде и регистрациизависимости тока разряда от времени,измеряют ток заряда, регистрируютскорость выделения газа и при достижении ею заданной величины, определяемой током заряда, заряд прекращают.Суть способа заключается в том, что заряд ведут до момента полного заряда, после чего заряд прекращают,что предотвращает разрушение электрода.На фиг.1 показано устройство для реализации способа, на фиг.2 - зависимость тока, идущего на выделениекислорода в процессе заряда, от времени. Устройство состоит из стеклянной бюретки. с делениями 1, на нижнем конце которой имеется расширение(воронка) 2 для собирания кислорода,а на верхнем кран 3. Устройство своеЛ расширенной частью помещено в электрохимическую ячейку (аккумулятор) 4,заполненную рабочим электролитом 5 исодержащую вспомогательный электрод 6 с токовыводом 7 и окисно-никелевыйэлектрод 8, расположенный под расширением 2 и укрепленный на специальномдержателе 9, внутри которого имеется. Проектная иал ППП жгород,3, 1089 токовывод 10, контактирующий с рабочим электродом 3.Способ осуществляют следующим образом.Перед измерениями устройство заполняют рабочим .лектролитом непосредственно на электрохимической ячейке, который втягивается в бюретку при открытом кране 3. Затем кран 3 перекрывается и электролит удерживается 1 О в бюретке. Токовыводы электродов 7 и 10 подключают к источнику постоянного стабилизированного тока так,чтобы рабочий электрод поляризовался анод- но, Устанавливают значение тока заряжения плотностью 5 мА/см видимой по- верхности. Через равные промежутки времени (5 мин) после включения напряжения замеряют объем вьщелившего" ся кислорода по положению уровня электролита в бюретке относительно деления измерительной шкалы, нанесен-, ной на поверхность бюретки. Пересчитывают объем выделившегося кислорода ЬЧр за данный промежуток времени 25 в количестве электричества, затраченное на вьщеление данного объема кислорода, по выражениюо - о, / Ч 0где о - электрохимический эквива- ЗО2лейт, равный 209,5 мл/Ач, Рассчитывают средний ток выделения кислорода в данный отрезок времени по выраже- нию где дс5 мин - интервал времеви,за который измеряется количество вы 499 4 и строят график зависимости Эб02 по экспериментальным данным (фиг.2).Сопоставляют найденные значения тока выделения кислорода с общим током заряда и прекращают заряд, когда ток выделения кислорода делается равным общему току заряда, протекающему через электрод.Затем изменяют полярность на электродах, снимают кривую разряда той же плотностью тока (5 мА/см) до момента резкого падения напряжения на ячейке и определяют время разряда (время от начала поляризации электрода катодным током до момента резкого падения напряжения на ячейке) .Количество активного вещества И рассчитывают по выражениюф=3 р где И - искомая масса активноговещества, г, Эр - ток разряда А, Тр - время разряда, с, - электрохимичеекий эквивалент разряда активного вещества, например,для окисно-никелевого электрода, составляка 1 ий 3,422 г/Ач.Проведенные измерения на трех контрольных типах электродов показали,.что количество активного вещества предлагаемым способом опре-. деляется с точностью до 13, тогда как способ-прототип в лучшем случае обеспечивает точность до 103.Применение способа в процессе разработки технологии изготовления электродов позволит повысить качество изготовляеьаих на их основе щелочкумуляторов.