Состав электрода накопителя энергии

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛ 9/О 5 Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ НАКОПИТЕЛЯ ЭЛ ЕКТ е объединен ницкии,имов, С,В,Чиж 1979,0-44462, кл. 5 Изобретение о ке, в частности к со дов накопителей эНаиболее бли техническому реш состоящий из сме удельной поверхно го угля и/или саж щим, например, (ПТФЭ), поливини ше-л ют со емк достат ти. достатком о, что буду ы связки, к углеродных тся т части ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Заявка ЯпонииВ 54-24100, кл, 59 Е 3,Заявка Японии М 51975. тносится к электротехниставу смеси для электронергии.эким к предлагаемому ению является электрод, си углерода с развитой стью, например активно- и с полимерным связуюполитетрафторэтиленом ловым спиртом (ПВС) и ие электроды при содержании связув пределах 3 - 15 мас,% обеспечиваранение высокой электрической и на единицу массы электрода при очно высокой механической прочноанного электрода явля- и неэлектропроводными нцентрируясь на поверх- частиц, затрудняют кон.Ы 2 1735925(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления электродов накопителей энергии, Целью изобретения является уменьшение сопротивления электрода, Поставленная цель достигается тем, что состав электрода накопителя энергии, содержащий смесь активного угля с полиамидным связующим, дополнительно содержит измельченное углеродное волокно при следующем соотношении компонентов, мас,%; активный уголь 73,0 - 97,9; полимерное связующее 0,11 - 2,0; углеродное волокно 2,0-25.0. такты между ними и тем самым ухудшают электрическое сопротивление электрода,Целью изобретения является умень ние сопротивления электрода,Поставленная цель достигается тем, что известный электрод, изготовленный из углерода с развитой удельной поверхностью, например активного угля, в количестве 73,0 - 97,9 мас,%, содержащий полимерное связующее, например, политетрафторэтилен или поливиниловый спирт, дополнительно содержит измельченное углеродное волокно в количестве 2 - 25 мас.% при количестве полимерного связующего в пределах 0,1 - 2 мас.%,Предлагаемые электроды изготавливают следующим образом.К навеске измельченного активного угля добавляют измельченное углеродное волокно и тщательно перемешивают. К смеси добавляют суспензию связующего, например, политетрафторэтилена, Полученную смесь0,5 помещают в прессформу и прессуют под давлением. Изготовленный электрод сушат при комнатной температуре до постоянной массы. При этом наиболее целесообразным является введение волокна в количестве 2 - 25 мас.. При меньшем содержании углеродного волокна электрод теряет механическую прочность. С увеличением содержания волокна электрическое сопротивление электрода незначительно уменьшается и его механическая прочность возрастает. Однако при содержании волокна выыше 25 мас,заметно снижается величина емкости электрода на единицу его массы (углерод+ волокно + связующее).Для эффективногосмешения компонентов наиболее целесообразным является использование измельченных частиц углеродного волокна размерами 0,5 - 4 мм, При уменьшении длины волокна ниже 0,5 мм заметно ухудшается механическая прочность электрода.Введение в электрод измельченного углеродного волокна позволяет сущесвтенно снизить содержание неэлектропроводной связки и тем самым уменьшает сопротивление электрода.Измельченное углеродное волокно получали путем резки жгута из углеродного волокна (марок ВМНили ВМНТУ 48-20- 48-76) быстроходными роторными ножницами при регулируемой подаче жгута. Разработаны также другие способы измельчения жгута.П р и м е р 1, 4,5 г измельченного древесного активного угля ЯБэт = 600 м /г) сме 2 шивают с 0,5 г измельченного углеродного волокна длиной частиц 2 мм. В смесь вводят 0,005 г политетрафторэтилена (ПТФЭ) в виде 0,1 мас, фводной суспензии. Смесь прессуют под усилием 3 т в пресс-форме диаметром 200 мм и сушат, Полученный электрод имеет следующее соотношение компонентов, мас. ф :Активный уголь 89.9 Полимерное свя-зующее (ПТФЭ) 0,1Измельченноеуглеродное волокно 10,0 Электрод, пропитанный 27 ф -ным раствором КОН, при изменении потенциала на 1 В накапливает заряд-величиной 93 Кл (18,2 Кл/г). Сопротивление электрода на переменном токе частотой 1 кГц равно 1,60 мОм.П р и м е р 2, 4,895 г измельченного древесного активного угля (Яьэт = 600 м /г)г смешивают с 0,1 г измельченного углеродного волокна длиной частиц 2 мм, В смесь вводят 0,005 г ПТФЭ в виде 0,1 мас,вод 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ной суспензии, Смесь прессуют под усилием 3 т в пресс-форме диаметром 200 мм исушат. Полученный электрод имеет следующее соотношение компонентов, мас, ф ;Активный уголь 97,9Полимерное связующее 0,1Углеродное волокно 2,0Электрод, пропитанный 27 -ным раствором КОН, при изменении потенциала на1 В накапливает заряд величиной 95 Кл (19,0Кл/г), Сопротивление электрода на переменном токе частотой 1 кГц равно 2,42 мОм,П р и м е р 3, Аналогично изготовленэлектрод следующего состава, мас,;Активный уголь 73,0Полимерное связующее (ПТФ Э) 2,0Углеродное волокно 25,0Накапливаемый заряд электрода 78 Кл(15,6 Кл/г), сопротивление при 1 кГц 2,01мОм.П р и м е р 4. Аналогично изготовленэлектрод, имеющий следующее соотношение компонентов, мас,:Активный уголь 89,5Полимерное связующее (ПТФ Э)Измельченное углеродное волокно 10,0Сопротивление электрода 1,7 мОм, накапливаемый заряд 91,5 (18,0 Кл/г),П р и м е р 5, Аналогично изготовленэлектрод, следующего состава, мас,7 о.Активный уголь 88,2Полимерное связующее (ПТФ Э) 2,0Измельченное углеродное волокно 9,8Сопротивление электрода 2,33 мОм, накапливаемый заряд равен 89 Кл (17,5 Кл/г),П р и м е р 6. Для сравнения был изготовлен электрод накопителя энергии в соответствии с прототипом, Смесь из 4,5 гизмельченного древесного активного угля(ЯБэт = 680 м/г) с 0,5 г ПВС в виде водногораствора была помещена в пресс-форму диаметром 200 мм, спрессована под усилием3 т и высушена. Электрод имеет следующеесоотношение компонентов, мас. :Активный уголь 90Полимерное связующее 10Из мел ьчен ное углеродное волокноСопротивление электрода 5,60 мОм, анакапливаемый заряд равен 78,0 Кл (15,6Кл/г),Таким образом, электрод предлагаемого состава при одинаковых с прототипом1735925 0,1-2,0 15 20 25 30 35 40 50 Составитель Е,КовалеваТех ред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец Редактор А.Бер Заказ 1820 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 значениях удельного накапливаемого заряда (15-20 Кл/г) имеет сущесвтенно меньшее (в 2,5-3,5 раза) сопротивление.Использование пористых электродов предлагаемого состава позволяет накапливать удельный заряд величиной ро 15 - 20 Кл/г или 5 - 10 Кл (смз), что в 10 - 10 раз больше по сравнению с электролитическими конденсаторами. Исследования показали целесообразность применения электродов предлагаемого состава для различных типов накопителей электрической энергии - импульсных, буферных и др Формула изобретения Состав электрода накопителя энергии,содержащий смесь активного угля с полимерным связующим, о т л и ч а ю щ и й с я 5 тем, что, с целью уменьшения сопротивления электрода, смесь дополнительно содержит измельченное углеродное волокно при следующем соотношении компонентов, мас. :10 Активный уголь 73,0-97,9Полимерное связующееИзмельченноеуглеродное волокно 2,0 - 25,0