406390

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК П АТ ЕНТУ 406390 Союз Советскик Социалистицеских РеспЕбликГосударатвекиый комитетСовета й 1 ииистрав СССРпо делам изобретенийи открытий УДК 621 352.31.035, .254 (088,8).Автор изобретения Иностранка Маргарете Юнг(Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма Варта ГмбХЗаявитель СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКИСНО-РТУТНОГО ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКАИзвестен способ изготовления окисно-ртутного электрода химического источника тока путем помещения активной массы в пористую матрицу из щелочестойкого,металла.С целью повышения срока службы предлагается матрицу выполнять из металла Ренея, например никеля Ренея, и выдерживать в водном, растворе соли .ртути до пожелтения раствора из-за образования окиси с последующей промывкой и сушкой, Перед выдержкой в растворе соли ртути маприца может быть обработана восстановителем, например водным раствором гидразина.Преплагаемый способ заключается в следующем. Металл матрицы, обладающий свой. ствам растворения водорода, насыщают водородом, затем его для амальгамирования выдерживают в растворе соли ртути до тех пор, пока требуемое количество, ртути не осядет. Амальгамировапный металл промывают и сушат, из него формуют электрод с дооавлением в случае, необходимости связующего и/или электропроводящего материала и порообразователя.Насыщение водородом может производиться разливочным образом. Можно вводить водород в,металл путем обработки последнего сильно восстанавливающим, отдающим водород веществом. К этим веществам относятся в первую очередь растворы комплексных гидридов, таких как растворы гидразина илп бораната щелочи.В качестве материала матрицы приме:яотсплавы Ренея, в частности сплавы никеля. же- Ь леза и кобальта по отдельности или вместесплавленные н обработанные кислотамн, щелочами, водой или другими содержащими гпдроокиси соединениями с тем, чтобы ра:творить сОдержащиеся в .них неактивные метал лические компоненты такие, как А 1, Уп, Мд,Я, Са и ХЕ, ЕЕри этом остающийся металл насыщается оольшим количеством водорода.В некоторых случаях рекомендуется послерастворения и удаления неактивных компонен- Й тов произвести еще одну обработку материала матрицы водными растворами гидридов, так как не всегда возможно проводить насыщение водородов путем удаления растворением неактивных компонентов при низких 20 температурах. При таких температурах металлвоспринимает много активного водорода. Он оказывает влияние на оседание ртути. При этом .имеет место повышенное восприятие ртути материалом матрицы, если в нем накоп лено большое количество водорода. Введениртути происходит потому, что насыщенный водородом металлический порошок заставляют контактировать с раствором, содержащим 1 ионы ртутями, этот процесс рекомендуется проЗ 0 изводить в щелочной среде.При применении раствора нитрата ,ртути не только ионы ртути восстанавливаются в металл, но и часть растворенного водорода благодаря восстановлению ионов нитрата переходит в аммиак. Поэтому рекомендуется применять соли ртути или комплексы ртути, не содержащие каких-либо восстанавливаемых анионов, как это имеет место в железо- содержащих сплавах Ренея, у которых содер жание водорада выше, чем у никеля. Если исходить только из раствсримости, то особо пригоден хлорид ртути. После промывки и сушки в полученный порошск доба,вляют проводящие вещества, а также примешивают,и связующие материалы и порообразователь. Его влияние остается, неизменным в пределах величины зерен от 70 до 300 лск.Для того, чтобы зарядить электрод, его обрабатывают перед установкой электрохимическим способом, таким образом, что ртуть преобразуется в окись ртути, Эта электрохимическая обработка может быть также проведена, когда электрод уже помещен в элемент. Электроды, содержащие ртуть, могут заряжаться путем воздействия, кислорода по возиожности при повышенном давлении.Изобретение более подробно поясняется приведенными примерами.П р и м е р 1. 100 гр сплава скелетного никеля (50 вес, % никеля, 50 вес % алюминия, зернистость менее 40 як) медленио при интенсивном охлаждении и перемешивании вводят в 2 л 6 КХаОН, в которых растворено 20 гр. тартрата калий натрия в качестве комплексообразователя для А 1 З+ - 1 оп. Благодаря этому обеспечивается сохранение низкой температуры щелочного раствора. В таких условиях скелетный никель воспринимает много водорода (а вследствие этого после воспринимает много ртути). Через 2 - 3 час заканчивается сильное выделение водорода.Для амальгирования скелетного никеля 200 гр. НдС 1, растворяют в 6 л воды с добавкой,небольшого количества соляной кислоты для предотвращения гидролиза. Этот раствор при интенс)ивном перемешивании вводят в активизирующий раствор.После амальгирования, окончание которого определяют желтым окрашиванием раствора (образование окиси ртути), готовую пробу промывают до отсутствия щелочи и хлорида. Затем ацетоном промывают фильтровальную лепешку и просушивают ее на воздухе. Амальгированный скелетный никель не пирофорен.Рентгеновская диаграмма свеже приготовленной амальгамы ясно показывает пики %Нд 4 однако после более длительного выдерживания на воздухе К 1 Нд 4 становится рентгеноаморфным.10 гр. амальгаиированной пробы смешивают с 2 гр. графита и 1,5 гр. этой смеси помещают между сетками и уплотняют прессован 1 ием под давление 2000 кгсм. Вместо графита в дальнейших пробах 10 гр. амальгамированного скелетного никеля смешивают 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 с 2 гр. никелевых блесток, применяемых в качестве проводящего материала,и из этой смеси формуют электроды. Эти электроды вместе с кадмиевыми электродами помещают в аккумуляторный элемент, причем кадмиевый электрод имеет емкость примерно на 30 - 50% оольше, чем ртутный электрод. Такими образом емкость элемента определяется ртутным электродом. В качестве электролита применяют 4,5 ИКОН при комнатной температуре,Количество вводимой окиси ртути зависит от условий активации и от величины зерен металла Ренея. Предпочтительно применяется в качестве исходного материала сплав скелет- ного никеля, а в качестве источника выделения ртути используют водный раствор двухлористой ртути.П р и м е р,2. 100 гр. железного сплава Ренея (50 вес, % железа, 50 вес, % алюминия зернистность менее 40 мк) вносят при сильном охлаждении ,и очень медленно в 2 л 6 ЫХаОН, которые уже содержат комплексообразователь для А 1 з+ - 1 оп. Выделение водорода при растворении,неактивных компонентов заканчивается примерно через 3 - 4 час,8 л окисленного водного раствора из 272 гр. НдС 12 вводят в активированный раствор железа Ренея. Здесь ртуть очень быстро воспри пимается. При содержании примерно 8 вес, % ртути амальгированное железо после промывки и обработки ацетоном перестает быть пирофорным.Железо Ренея воспринимает во время его активации столько водорода, что для амальгамирования можно применять также Нд(ХОз) ь поскольку адна часть активного водорода переходит в аммиак при восстановлении ионов нитрата.1,8 гр, амальгамы железа смешиваются с 0,2 грграфита и помещают между двумя сетками из никеля, а затем прессуют для образо;вания электрода.,В этом электроде содержится 22,0 вес. % железа и 62,7 вес. % ртути.Амальгама железа в качестве материала для электродов в первую очередь пригодна для первичных элементов, Чистая амальгама железа с высоиим содержанием ртути становится непригодной для связывания части ртути при многократных зарядках и разрядках. Добавка никеля в сплав железа Ренея ослабляет эти свойства, нежелательные для вторичных элементов.П р и м е р 3. 100 гр. сплава скелетного ннкеля активируют как это описано в прииере 1. После окончания образования водорода в 2 л активированного раствора добавляют 10 слю 80% раствора гидрата ги(дразина при непрерывном перемешивании. Через 3 - 4 лшн происходит выделение водорода, заканчивающееся через 25 - 40 мин. Дополнительная обработка восстановителем вызывает значительное ускорение поглощения ртути при заключительном амальгамировании и одновременно ,вызывает возрастание поглощающей способности скелетного,н 1 икеля для ртути. Но при406390 Пр едм ет,из об р етения Составитель Ю. Драгомирова Техред Т. Ускова Корректор А, Васильева Редактор В. Фельдыан Заказ 614 Изд.259 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. сПатентэ этом слеГдует учесть, что перед амальгаилрованием вес гидразин уже разложен.С помощью этого способа имеется возможность повысить содержание ртути более, чем до 67 вес, %, Скелетный никель с таким по. вышепным оодержагглем ртути не образует при зарядке и разрядке окиси никеля или гидроокгси ее,П р и м е р 4. 1,5 гр. полиизобутиленового порошка ввогдят в 150 слз циклогексана и оставляют на ночь, затем туда добавляют 100 гр. амальгированного скелетного никеля и 10 гр. графита. Дополнительно добавляют еще 11 гр поролгка карбоната натрия зернисггностью 70 - 300 мк для того, чюбьг предотвратлть вспучивание готового электрода. Эту смесь гомогенизируют, а циклогексан испа. ряют в вакууме.После сушки эту массу пропускают через гмелкое сито и наносят на каждую сторону никелевой сетки по 5 гр, указанной массы и запрессовывают погд,давлениеи 100 кг/см для получения готового электрода. В заключение наполнитель вымывают водой. Рабочая поверхность элекггрода составляет 8 слг 2,Вместе с указанныгм электродом на расстоянии 200 млг от него полещают больший по емкости цинковый электрод для получения ртутно-целикового элемента. В качестве электролита применяют 6 ХКОН с температурой 20, в котором растворено 50 гр. окиси цинка на 1 л элкроиа. ЭлектгрОд ссгдержггт около 20,85% никеля, 2,2% алюминия и 67,8% ртути. Такое высокое содержание ртути предотвращает возникновение промежуточньгх потенциалов, обусловленньгк содержанием ни келя 1. Способ изготовления окисно-ртл тного 15 электрода химггческого источника тока путемповгещения активной массы в пористую матрицу из щелочестоггкого металла, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения срока службы, матрицу выполняют из металла Ре нея, например никеля Ренея, и выдерживаютв водном растворе соли ртути до пожелтения раствора из-за образования окиси ртути с последующей промывкой и сушкой,25 2. Способ по п, 1, отличаюигийся тем, чтоматрицу до выдержки в растворе соли ртути оорабатывают восстановителем, например водным растворогм гидразина.