ЦИНКОВЫЙ АНОД ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА
ZINC ANODE FOR CHEMICAL CURRENT SOURCE

Изобретение относится к области химических источников тока и может быть использовано при изготовлении цинковых пастообразных анодов. Известен химический источник тока, активная масса цинкового анода со щелочным электролитом которого содержит в своем составе ртуть, свинец для уменьшения газовыделения и повышения срока службы [1]. Известен цинковый анод со щелочным электролитом, более близкий к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату, в состав которого в качестве добавки введена смесь двух сополимеров с разной молекулярной массой полиола и окиси этилена, содержащих в качестве концевых групп гидроксил из ряда метил, этил, пропил в массовых % от 0,114 до 0,780 [2]. Это не позволяет эффективно снизить газовыделение и в составе анода остается ртуть (HgO) в количестве 0,009-0,55 (мас.%).
Цель изобретения - улучшение условий токосъема за счет уменьшения пассивации цинкового анода и повышение срока сохранности и срока использования элементов, снижение газовыделения и вывод ртути из состава анода.
Цель достигается за счет использования в изветном цинковом аноде α-аминоацетата в количестве 12-25 г/л в загущенном щелочном электролите.
Проведена корректировка состава тройного электролита с одновременной проверкой герметичности элементов и разрядных характеристик воздушно-цинкового миниатюрного источника тока (⌀ 11,8 мм, h=4,2 мм) (таблица).
Отметим, что для работы химического источника тока важное значение имеет электропроводность раствора электролита, которая максимальна для 30% (мас.) КОН. Теоретическая емкость воздушно-цинкового элемента в указанных габаритах составляет 220 mA·ч.
Таблица
Влияние состава электролита на разрядные характеристики элемента ВЦ-43 при нагрузке 510 Ом, уголь СИТ-1
№
С<sub>KOH</sub>
C<sub>ZnO</sub>
<img file="00000001.tif" he="7" wi="10" img-content="undefined" img-format="tif" />
Вытекание электролита при разряде
Начальное напряжение (В)
Емкость (mA·ч)
1
27,25
1,0
71,25
-
1,40
185
2
26,81
2,5
70,69
-
1,41
192
3
26,50
3,5
70,01
-
1,40
192
4
29,90
0,2
69,90
-
1,41
181
5
31,35
3,5
65,15
-
1,40
192
6
31,70
2,5
65,80
-
1,40
192
7
30,80
5,0
64,20
-
1,39
192
8
33,20
0,2
66,60
-
1,41
205
9
37,20
1,0
65,80
-
1,41
212
10
36,60
2,5
60,90
-
1,41
210
11
36,00
3,5
60,50
-
1,41
210
12
39,90
2,5
59,90
-
1,42
210
13
39,00
2,5
58,50
-
1,41
213
14
36,00
3,5
60,50
-
1,39
208
15
38,00
5,0
57,00
-
1,39
208
16
37,00
7,5
55,50
+
1,37
203
17
42,00
1,0
57,00
+
1,37
209
KOH
KOH
KOH
нагрузочное
В составы 1÷4 введен α-аминоацетат в количестве 10 г/л, 5÷8→12 г/л; 9÷12 г/л→20 г/л; 12÷15→25 г/л; 16,17→8 г/л. Видно, что при С>33% емкость элемента составляет 90% от теоретической. При высокой нагрузке наблюдается вытекание электролита - незначительное у состава 16 и значительное у состава 17 через воздуховодное отверстие (разгерментизация элемента). В области малых С разряд элемента происходит за счет потребления воды из электролита, что затрудняет разряд и приводит к пониженному значению емкости. В области высоких С (при концентрации α-аминоацета менее 8% (мас.)) процесс идет до более высоких значений емкости, однако при этом происходит расширение элемента за счет газовыделения, что и приводит к вытеканию электролита через воздуховод. Разрядные характеристики оптимальны у состава электролита 36,25% КОН+3,6% ZnO и α-аминоацетата (12÷20 г/л), который позволяет увеличить токосъем за счет уменьшения пассивации цинкового анода (R=510 Ом вместо 800÷1000 Ом, рекомендуемых для этих габаритов). Отметим, что из состава цинкового анода выведена ртуть.
Источники информации
1. Кублановский B.C., Пирский Ю.К. / Синтез электрокатализаторов восстановления кислорода. // Тезисы докладов I Укр.-рос.конференции «Газофазное получение новых функциональных материалов и пленок». Ужгород. - 1989. - с.18-20.
2. Патент №2366039 (Россия), Н01М 4/96, 2009.