Автоматизация технологии получения гидроксида никеля для щелочных аккумуляторов с высокими эксплуатационными характеристиками

• Автор: Колесников, Игорь Вячеславович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Структурные и электрохимические свойства гидроксида никеля II

1.1 Применение оксидноникелевого электрода в составе вто

ричных источников тока

1.2. Способы получения гидроксида никеля II

1.3. Кристаллическая структура гидроксида никеля II

1.4. Физическая модель протонного массопереноса в оксидноникелевых электродах

1.5. Формирование фазового состава гидроксида никеля

1.6. Активация оксидноникелевого электрода

1.6.1. Влияние кобальта на структурнохимические свойства гидроксида никеля

1.6.2. Способы введения кобальтсодержащих соединений
1.6.3. Влияние цинка И на структурнохимические свойства гидроксида никеля
1.6.4.Анионная активация оксидноникелевого электрода
1.7. Заключение ГЛАВА 2. Автоматизация технологического процесса
получения гидроксида никеля II
2.1. Постановка задачи и разработка функциональной схемы пилотной установки для осаждения гидроксида никеля II
2.2. Расчет допустимой относительной погрешности дозирования реагентов при осаждении гидроксида никеля II
2.3. Техникоэкономический анализ современных приборов для измерения расхода жидкости
2.4. Элементы контроля и управления пилотной установки для осаждения гидроксида никеля II
ГЛАВА 3. Технологические возможности автоматизированной системы управления процессом получения гидроксида никеля II
3.1. Порядок проведения исследовательских работ
3.2. Результаты испытаний пилотной установки для получения гидроксида никеля II
ГЛАВА 4. Влияние условий получения гидроксида никеля II на его электрохимические и физикохимические свойства
4.1. Выбор условий осаждения гидроксида никеля II
4.2. Испытания аккумуляторов
4.3. Расчет техникоэкономических показателей усовершенствованной технологии
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


V Всероссийской конференции молодых ученых Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии г. Саратов, г. VI Международной конференции Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики г. Саратов, . Публикации. По результатам диссертации опубликовано 9 печатных работ в форме научных статей и тезисов докладов. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы 5 наименований изложена на 9 страницах машинописного текста, содержит таблиц, рисунков, 2 приложения. Благодарности. Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность своему научному руководителю д. И.А. Казаринову, научному консультанту к. В.В. Волынскому за неоценимую помощь при выполнении экспериментов и обсуждении результатов работы, а также администрации ОАО Завод АИТ генеральному директору . Лопашеву, техническому директору Н. Е. Семенову, главному технологу В. В. Волынской за оказанную поддержку и благоприятные условия работы. ГЛАВА 1. Токсичность кадмия и его соединений послужила причиной сокращения производства никелькадмиевых аккумуляторов НКА в странах Западной Европы Франция, Германия, Швеция и США. Однако, использование других электрохимических систем, например, литиевых источников тока или свинцовокислотных аккумуляторных батарей, во многих случаях является экономически не оправданным и зачастую не обеспечивает требований по надежности и долговечности. Например, свинцовокислотные аккумуляторные батареи, которыми укомплектовывались комфортабельные пассажирские железнодорожные вагоны производства Германии, после 23 лет эксплуатации были полностью заменены на НКА номинальной емкостью 5 Ач 1. Специфика пассажиропотока на железнодорожном транспорте России наличие обширных зон с резко континентальными климатическими условиями, отсутствие ритмичности использования подвижного состава, дефицит систем подзаряда источников тока в сочетании с протяженностью транспортных магистралей предъявляет особые требования к надежности и безотказности применяемых источников тока. Практика использования НКА в составе систем энергообеспечения пассажирских вагонов подтвердила их высокие техникоэкономические показатели 1. При наличии более комфортных условий эксплуатации, в которых находятся аккумуляторные батареи бытового назначения, существенная доля рынка принадлежит никельметаллогидридной электрохимической системе. Весьма перспективным является направление по разработке технологии производства и выпуску никельцинковых аккумуляторов. Не уступая по своим удельным характеристикам никельметаллогидридной электрохимической системе, источники тока системы никельцинк обладают значительно меньшей стоимостью и не содержат в своем составе токсичных соединений. Основным недостатком системы никельцинк является ее ограниченный ресурс, что связано с традиционными проблемами для вторичных источников тока, содержащих в своем составе цинковый электрод шунтообразование . Ведутся интенсивные разработки по увеличению ресурса этих аккумуляторов за счет введения добавок в цинковый электрод, в электролит и разработки специального сепаратора 57. В настоящее время для различных вариантов промышленно производимых никельцинковых аккумуляторов ресурс составляет 00 циклов 8, 9. Безусловно, прогноз тенденций приоритетного развития той или иной электрохимической системы является сложной задачей, однако в настоящий момент очевидно, что щелочные аккумуляторы с положительным оксидноникелевым электродом ОНЭ, попрежнему, являются одними из наиболее распространенных типов вторичных источников тока. В связи с этим остается актуальной и проблема получения гидроксида никеля II для ОНЭ с высокой электрохимической активностью. Дальнейшее улучшение эксплуатационных характеристик ОНЭ и совершенствование технологии их изготовления возможно лишь при наличии четких представлений о взаимосвязи между физикохимическими и электрохимическими свойствами ОНЭЮ. В настоящее время многие факты указывают на существование такой взаимосвязи, однако опубликованные данные весьма неполны и зачастую противоречивы.