Способ определения емкости железного электрода щелочного аккумулятора

о и и еалио е Союз Советских Социалистических Республик,06,77 (21) 2496898/24-0 1) М. Кл. Н 01 М 10/4 с присоединением заявкиосударстеенный комитетСоаата Мнннотроа СССРао делам изобретенийи открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕМКОСТИ ЖЕЛЕЗНОГО ЭЛЕКТРОДА ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА 2 15 Изобретение относится к области химических источников тока и может быть использовано при исследованиях железных активных масс и электродов щелочного никель- железного аккумулятора.Известен способ определения емкости железного электрода щелочного аккумулятора по изменению эффективной магнитной восприимчивостй 1.Недостаток указанного способа определения емкости электрода связан со сложностью и малой производительностью данного процесса.Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения емкости железного электрода щелочного аккумулятора путем разряда его в химическом источнике тока током до потенциала 0,55-0,65 по цинковому электроду сравнения 2,Для определения емкости собирают элемент, состоящий из испытуемого железного электрода, отделенного сепарацией от двух электродов противоположной полярности. Элемент погружают в раствор щелочи, проводят заряд электрическим током, а затем разряд током постоянной силы (в А), рав ным, например от - , до С (где С - номиСнальная емкость э,-,ектрода), отмечая время разряда до момента достижения заданной конечной величины потенциала железного электрода, равного 0,55-0,65 В по цинковому электроду сравнения, соответствующего окончанию так называемого первого анод- ного процесса: окисления металлического железа до двухвалентного.Технологическая емкость электрода вычисляется в ампер-часах как произведение тока разряда на время разряда до заданной величины потенциала.Считалось, что разряд железного электрода по первому анодному процессу заканчивается вследствие наступления анодной пассивности металла. Однако в ряде случаев разряд железного электрода может заканчиваться, когда значительная доля частиц металлического железа еще сохраняет элект. рохимическую активность.Образующийся при разряде гидрат двухвалентного железа обладает очень низкой проводимостью. За счет образования прослоек на неэлектропроводной гидроокиси двухвалентного железа часть металлического железа может оказаться изолированнойот токоподвода, анодный процесс на этой части не может реализоваться, т. е. при разряде возможен обрыв контактов между частицами еще активного металлического железа и токоподводом и, как следствие, заниженная емкость электрода при разряде.Таким образом, недостатком существующего способа определения емкости железного электрода является его недостаточная точность.Целью изобретения является повышение точности. Цель достигается за счет того, что железный электрод после окончания разряда током извлекают из химического источника тока и помещают в раствор шело. чи, содержащей избыток окислителя, например иода, выдерживают в нем до окончания процесса окисления и по расходу окислителя вычисляют величину нереализованной при разряде емкости по формуле:3 (2 гп - и 1)Со - нереализовайная при разряде током емкость;гп - общий расход окислителя;ап - количество двухвалентного железа вэЛектроде, разряженном током до потенциала 0,55-0,65 В по цинковому электроду сравнения.Предложенный способ заключается в следуюшем. Из исследуемого отрицательного железного электрода и двух электродов противоположной полярности, отделенных от него сепарацией, собирают химический источник тока, помещают его в сосуд и заливают электролитом.Проводят заряд химического источника тока, а затем разряд его постоянным током, равным, (в А), например от - до С,С (где С - номинальная емкость), до потенциала железного электрода, например по цинковому электроду сравнения, равному 0,55-0,65 В. По времени разряда до. достижения указанного потенциала вычисляют емкость электрода. Далее производят химическое окисление электрода, для чего электрод после разряда током до потенциала 0,55-0,65 В по цинковому электроду сравнения переносят в раствор щелочи того же состава, в котором проводят обычный разряд, но содержащий растворенный окислитель в избытке, и выдерживают до полного окончания процесса окисления. При извлечении железного электрода из химического источника тока, в котором происходил обычный разряд, и переносе его в раствор щелочи с растворенным окислителем, последний получает доступ ко всем частицам металлического железа, даже к тем, которые не имели возможности окислиться током из-за электрической изоляции от токоподвода. Растворимость в щелочи и окислителя, и его восстановленной формы должна быть достаточно высока, чтобы избыток оксилителя составлял 150-3000/о к теоретической емкости электрода.В качестве наиболее удобного окислителя был выбран иод. Стандартный потенциалреакции Зг + 2 е = 23 равен + 0,53 В, по 5этому должно происходить не только окисление металлического железа до его полнойпассивации, но и полное окисление всегосодержащегося в электроде двухвалентногожелеза до трехвалентного. В таком случае1 О нереализованную при разряде емкость следует вычислять по формуле:С = - (2 гп - ав),1гдеСо - нереализованная при разряде токомемкость (пропорциональна количествув электроде активного металлического15железа, потерявшего при разряде током контакт с токоподводом);п - общий расход окислителя;а, - количество двухвалентного железа вэлектроде, разряженном током по пер 20 вому анодному процессу, т. е, до потенциала, 0,55-0,65 В по цинковомуэлектроду сравнения. а определяетсяобычным анализом на фазовый составпараллельного железного электрода.Все величины в формуле выражены в ампер-часах в пересчете на процесс окисления металлического железа до двухвалентного,Таким образом, предлагаемый метод позволяет количественно определить нереали.зованную емкость в электроде, разряженномтоком до потенциала -0,55 - -0,65 В по цинковому электроду сравнения, и, следовательно, наметить пути дальнейшего усовершенствования электрода с целью полученияот него полной емкости, соответствующей35 действительной активности данной железноймассы.Формула изобретенияСпособ определения емкости железногоэлектрода щелочного аккумулятора путемразряда его в химическом источнике токатоком до потенциала 0,55-0,65 В по цинковому электроду сравнения, отличающийсятем, что, с целью повышения точности, железный электрод после окончания разрядатоком извлекают из химического источникатока и помещают в раствор шелочи, содержаший избыток окислителя, например иода,выдерживают в нем до окончания процессаокисления, и по расходу окислителя вычисляют величину нереализованной при разряде емкости по формуле:Со =(2 гп - ад)гдеС - нереализованная при разряде током55емкость,т - общий расход окислителя,а, - количество двухвалентного железа вэлектроде, разряженном током до по628556 Составитель В. СтаньковРедактор Л. Баглай Техред О. Луговая Корректор С. ГарасинякЗаказ 5806/44 Тираж 960 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тенциала 0,55 - 0,65 В по цинковому электроду сравнения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 6 1. Авторское свидетельство СССР Мо 274172, кл, Н 01 М 1048, 1968. 2. Кренкель И. Т., Ли ф. М. Щелочные аккумуляторы, Л., Судпро 4 гиз, 1941, с. 67.