ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОЛЬГОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Приготовление основы фольговых электродов. Подготовка никелевой ленты (фольги) для нане­сения суспензии. Ленту разрезают ножницами на полосы, которые нарезают на станке на заготовки. Затем заготовки уста­навливают в ванну на ребро или укладывают плашмя, отделяя заготовки одну от другой сепарацией. Ванну устанавливают в вы­тяжной шкаф, заливают заготовки бензином и выдерживают в нем не менее 20 мин. После чего обезжиренные заготовки вынимают из ванны, устанавливают в каркасы и помещают последние в вытяж­ной шкаф, где производится сушка заготовок не менее 20 мин.

Приготовление никелевой суспензии. Никелевый порошок, применяемый для приготовления суспензии, должен быть предварительно просеян через сито с никелевой сеткой № 014—016 (ГОСТ 6613—53).

В зависимости от удельного объема никелевого порошка сус­пензию - готовят по первому или второму из указанных в табл. 51 рецептов.

Таблица 51

В соответствии с приведенными рецептами суспензию из по­рошкового никеля приготовляют следующим образом: отвешивают в стеклянной посуде рецептурное количество клея, вливают в сме­ситель, добавляют спирт и перемешивают содержимое в течение 15—20 мин. Затем в смеситель засыпают порошкообразный никель и дополнительно перемешивают компоненты в течение 60 мин.

Продолжительность истечения суспензии по вискозиметру ВЗ-4 при комнатной температуре должна соответствовать 23—28 с. Если время истечения меньше 23 с, то в суспензию добавляют никелевый порошок; в случае если суспензия слишком густа, ее разбавляют этиловым спиртом.

Приготовленная таким образом суспензия служит для покры­тия никелевой фольги.

Нанесение никелевой суспензии на заготовки никелевой фольги. Обезжиренные заготовки никелевой фольги вставляют в рамку, которую затем закрепляют в железной подставке и помещают в камеру для нанесения суспензии.

Никелевую суспензию перемешивают в смесителе, затем зали­вают в пистолет-краскораспылитель (например, 0-045, Кр-Ю). Давление воздуха в магистрали должно быть в пределах 303—> 505 кПа (3,0—5,0 ати); воздух пропускается через фильтр, напол­ненный ватой. Суспензию наносят краскораспылителем поочеред­но с обеих сторон заготовки.

По окончании нанесения суспензии рамку с заготовками поме­щают в сушильный шкаф с электрическим термоизлучателем и су­шат при 45—55° С в течение 10—15 мин.

Высушенные заготовки разбраковывают по толщине.

Спекание основы фольговых электродов. Спе­кание слоя никелевого порошка на электродных заготовках произ­водят в электропечи в струе водорода на движущейся никелевой ленте.

Вначале печь продувают струей углекислоты для удаления воз­духа, который может образовать взрывоопасную смесь с водоро­дом, затем подают водород в печь и лишь после этого включают электрообогрев.

Спекание основ производится при температуре 850—950° С, время прохождения каждой основы через печь 38—40 мин.

По окончании спекания выключают обогрев печи, после сниже­ния температуры до 600—650° С прекращают подачу водорода в печь и пропускают в нее углекислоту.

Основа после спекания должна иметь пористость не ниже 68%.

Приготовление растворов для пропитки основ фольговых электродов. Раствор азотнокислого никеля. В никелевую ванну загружают азотнокислый никель и заливают горячую дистиллированную воду из расчета 1 кг азотнокислого ни­келя на 0,18 л воды; раствор перемешивают, нагревают до 70— 80° С и замеряют плотность, которая должна быть 1,64—1,67 г/см3. Если плотность выше 1,67 г/см3, раствор разбавляют водой, если же ниже 1,64 г/см3, то упаривают или добавляют соль никеля.

Кислотность раствора рН = 3—5. Если рН не соответствует указанному значению, то необходимо произвести корректировку раствора путем добавления раствора азотной кислоты или гидрата закиси никеля.

Очистку раствора от примесей железа производят следующим образом: раствор подогревают до 70—80° С, доводят плотность ра­створа до 1,50—1,56 г/см3, подкисляют азотной кислотой до рН = = 2—3, дают охладиться (до 20—40° С) и отстояться раствору не менее двух суток; при содержании железа менее 0,3 г/л прозрач­ный раствор сливают из бутыли в ванну; раствор в ванне доводят до плотности 1,64—1,67 г/см3 при 70—80° С путем добавления азот­нокислого никеля или упаривания.

Содержание никеля в растворе при 70—80° С должно быть 286—312 г/л.

Содержание примесей в растворе не должно превышать: железа 0,4 г/л; магния 0,2 г/л; хлор-иона 0,5 г/л.

Раствор едкого кали. Раствор едкого кали готовят растворени­ем в дистиллированной воде твердого едкого кали или разбавле­нием концентрированного раствора щелочи до плотности 1,19— 1,21 г/см3 при 15° С.

При растворении едкого кали исходят из пропорции 30 кг ще­лочи на 100 л воды.

Раствор охлаждают до 30—15° С, доводят до плотности 1,19—■ 1,21 г/см3, дают отстояться около 24 ч и фильтруют через слой ваты.

Раствор азотной кислоты готовят путем разбавления ее дистил­лированной водой до плотности 1,06—1,07 г/см3 при 15° С.

Раствор хлористого кадмия (с добавкой азотнокислого кадмия) готовят растворением окиси кадмия в соляной кислоте. Растворе­ние производят в фарфоровом баке в вытяжном шкафу при непре­рывном перемешивании. На 1 кг окиси кадмия требуется 1,63 кг соляной кислоты плотностью 1,18—1,19 г/см3 и 0,545 л дистилли­рованной воды.

Доводят плотность раствора хлористого кадмия до 1,57—■ 1,60 л/см3 при 15° С.

Раствор хлористого кадмия может быть приготовлен путем ра­створения в дистиллированной воде хлористого кадмия. Плотность такого раствора 1,57—1,60 г/см3 при 15° С.

В готовый раствор хлористого кадмия добавляют азотнокислый кадмий из расчета 100 г на 1 л исходного раствора.

Плотность составного раствора должна быть 1,60—1,63 г/см3, его рН = 4—5.

Содержание кадмия в растворе 440—500 г/л, содержание иона N03 30—45 г.

Пропитка основы фольговых эл ектр о до в. Основы электродов после спекания собирают в никелевый каркас гребенки, а затем завешивают в ванну с находящимся в ней раствором.

Пропитка основы положительного электрода. Вначале пропитку производят в растворе азотнокислого никеля при температуре 70—80°С в течение 2 ч.

По окончании пропитки гребенки с основами выгружают из ванны, дают раствору стечь и помещают в шкаф — кристал­лизатор.

Кристаллизация основ проходит в течение 30—60 мин при про­дувке воздухом. Влажность воздуха не выше 90%; при высокой влажности воздуха его необходимо осушать гранулированным хло­ристым кальцием.

По окончании кристаллизации гребенки с основами загружают в ванну с раствором едкого кали с плотностью 1,19—1,21 г/см3 и выдерживают в нем в течение 2 ч при температуре 60—90° С. При этой обработке происходит образование в порах основы гидрата закиси никеля

Ni (N03)2 - f - 2КОН=Ni (OHJj + 2KN03

Основы после обработки в щелочи загружают в ванну с дистил­лированной водой или конденсатом. Отмывку основ от щелочи и маточной соли производят при перемешивании раствора воздухом. Воду в ванне сменяют через каждые 20 мин.

Конец отмывки от щелочи определяют по отсутствию окрашива­ния пробы промывной воды фенолфталеином.

После отмывки от щелочи основы загружают в сушильный шкаф и сушат в течение 2 ч в токе воздуха при температуре 80— 110° С.

Высушенные основы подвергают второй и третьей обработкам в порядке, указанном выше. Такие повторные операции позволяют постепенно образовать в порах основы электрода необходимое ко­личество гидрата закиси никеля.

Основы после третьего цикла обработки вынимают из гребенок, зачищают волосяной щеткой, взвешивают и определяют привес. Если среднее значение привеса на одну основу с площадью порис­той части 1 дм2 и толщиной 0,48—0,55 мм составляет не менее 3,85 г, то партия основ направляется на формирование. В случае если привес меньше указанного, основы подвергают четвертому циклу обработки. Если четвертая обработка не дает нужного при­веса массы, окончательное заключение о пригодности основ про­изводится после их формирования.

Травление и пропитка основы отрицательного электрода. Осно­вы, собранные в каркасы, погружают на 5—7 с в раствор азотной кислоты плотностью 1,06—1,07 г/см3 при 15° С.

Немедленно после травления основы завешивают в шкаф-кри­сталлизатор и обдувают воздухом при комнатной температуре в течение 30 мин.

Не позже чем через 5 мин после кристаллизации основы загру­жают в ванну с составным раствором хлористого и азотнокислого кадмия и производят их пропитку в течение двух часов при темпе­ратуре раствора 45—50° С.

После пропитки электроды завешивают в сушильный шкаф и сушат в течение двух часов в токе воздуха при температуре 90— 110° С. Высушенные основы зачищают волосяной щеткой и направ­ляют на формирование.

Формирование фольговых электр о до в. На первое формирование поступают положительные и отрицательные электро­
ды. Вначале к электродам приваривают токоотводы из никелевой ленты, затем их собирают в блоки с холостыми электродами, изго­товленными нз никелевой ленты толщиной 0,2—0,3 мм. Электроды в блоке изолируют от холостых электродов гофрированным, перфо­рированным винипластом. Крайними электродами в блоке являют­ся холостые.

Токоотводы электродов закрепляют в специальных зажимах. К зажимам подключают проводник для присоединения блока электродов к зарядному щиту. Таким же образом осуществляется подключение и токоотводов холостых электродов.

Собранные блоки помещают в винипластовые ванны и подклю­чают к клеммам зарядного щита. Блоки в ваннах заливают раство­ром едкого кали плотностью 1,19—1,21 г/см3 и выдерживают в нем 1 ч, считая с момента заливки последней ванны, после чего группу одноименных электродов подвергают формированию режимом, ука­занным в табл. 52.

Таблица 52

Формировочный разряд, как и заряд, производят от внешней сети, для чего на щите предусмотрена возможность изменения по­лярности тока на клеммах.

Электролит для формирования положительных электродов мо­жет быть использован многократно, если содержание карбонатов в нем не будет превышать 25 г/л. При большем содержании кар­бонатов электролит должен быть заменен новым.

Электролит для формирования отрицательных электродов мо­жет быть использован только один раз. Однократное использова­ние электролита для отрицательных электродов вызвано необходи­мостью удаления вредных примесей, переходящих из активной массы в электролит.

При разряде положительного электрода потенциал его, изме­ренный относительно цинкового электрода, постепенно падает; наи­меньшее значение потенциала в конце разряда принимается рав­ным 1,5 В.

Для кадмиевой отрицательной пластины, наоборот, потенциал во время разряда растет и его наибольшее значение должно со­ставлять 0,8 В (по отношению к цинковому электроду).

12—2575

Если положительные электроды разрядятся до потенциала 1,5 В раньше 2 ч 30 мин, а отрицательные — до потенциала 0,8 В ранее 3 ч 25 мин, то их подвергают дополнительной пропитке.

После пропитки электродов следует один формировочный цикл (заряд — разряд) по режиму, указанному в табл. 52.

Если время разряда электродов при формировании будет мень­ше допустимого, то они считаются браком.

По окончании формирования блоки вынимают из формировоч­ных ванн и разбирают. Извлеченные из блока электродов холостые электроды и сепарацию отмывают от щелочи дистиллированной или водопроводной водой (очищенной от примесей). Конец отмыв­ки электродов определяется по отсутствию слаборозового окраши­вания пробы промывной воды фенолфталеином.

Отмытые от щелочи блоки загружают в сушильный шкаф. Суш­ку производят при температуре воздуха, поступающего в шкаф, 80—110° С в течение 1—2 ч.

Отформированные, отмытые и высушенные отрицательные элек­троды подвергают пропитке в растворе солярового масла, для че­го их загружают в никелевые или винипластовые ванны, проклады­вая между основами винипластовые перфорированные, гофриро­ванные сепараторы. Ванну заливают раствором солярового масла в бензине и пропитывают в нем электроды в течение часа при тем­пературе 18—30° С.

По. окончании пропитки отрицательные электроды выгружают из ванны, обдувают воздухом при температуре 15—30° С в шкафу- кристаллизаторе в течение 30 мин и направляют на повторное формирование. Для этого высушенные положительные и отрица­тельные электроды вместе собирают в блоки, подключают к щиту, заливают раствором реактивного едкого кали плотностью 1,21 — 1,19 г/см3 и подвергают повторному формированию.

При формировании проводятся три цикла заряд — разрядов режимом, приведенным в табл. 52.

Длительность разряда отрицательных электродов до потенциа­ла 0,8 В в отличие от таковой при первом формировании должна составлять не менее 3 ч 6 мин.

На третьем цикле положительные и отрицательные электроды общего блока разряжаются до напряжения 1 В.

По окончании формирования основы отмывают от щелочи и высушивают.

Готовые электроды хранять в деревянном ящике с крышкой.