Перспективы усовершенствования серебряно-кадмиевых аккумуляторов

• Автор: Мансуров, Флер Хакимович
• Шифр специальности: 05.14.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 119 с. : ил.

1. Обзор литературы.

1.1. Отрицательный электрод.

1.1.1. Процессы и стабилизация характеристик

1.2. Положительный электрод.

1.2.1. Анодный процесс

1.2.2. Катодный процесс.

1.3. Процессы при хранении СКГ аккумуляторов

1.3.1. Сохраняемость в разряженном состоянии

1.3.2. Сохраняемость в заряженном состоянии.

1.4. Процессы при вторичной работе

1.5. Электролит.

1.6. Сепараторы.
1.7. Способы и режимы заряда
1.8. Основные задачи исследования.
2. Методы испытаний.
2.1. Потенциостатические и потенциодинамические исследования . .
2.2. Физикохимические и химические методы исследования
2.3. Исследования процессов при циклировании
2.4. Изучение процессов при хранении
3. Экспериментальная часть
3.1. Стабилизация свойств кадмиевого электрода при введении поверхностноактивных добавок.
3.2. Оптимизация процесса заряда СКГ аккумулятора.
3.2.1. Зависимость предельного тока от структурных параметров серебряного порошка.
3.2.2. Определение допустимой величины конечного напряжения .
3.3. Исследование условий стабильного функционирования СКГ аккумуляторов в режиме длительного циклирования.
3.4. Исследование и применение неорганического сепаратора
4. Обсуждение результатов.
5. Выводы
6. Литература.
ВВЕДЕНИЕ


Способность этих веществ к взаимодействию с акцепторами возрастает при введении в молекулу заместителей с положительным индуктивным эффектом 1. Взаимодействие подобных соединений с металлами осуществляется на основе образования водородных связей и усиливается с увеличением молекулярной массы и длины цепей. Среди высокомолекулярных ПАВ значительный интерес как с теоретической точки зрения, так и для практического использования в СКГ аккумуляторах представляет полиэтиленоксид ПЭО и его производные, способные к прочной адсорбции на поверхности металлов. Механизм их взаимодействия при адсорбции на кадмии рассмотрен в работе и подтвержден при исследовании адсорбции полиэтиленгликолей и оксиэтилированных спиртов . В присутствии ПЭО улучшается структура катодных осадков металлов и тормозятся процессы рекристаллизации, ведущие к укрупнению структуры и изменению величины истинной поверхности пористых металлических электродов . ПЭО к комплексованию. Перспективным направлением дальнейших работ по стабилизации свойств кадмиевого электрода является также использование производных полиэтиленоксида, в частности, блоксополимеров, например, ПЭО полипропиленоксида. В этом случае в связи с наличием в молекулах полимера дополнительного гидрофобного блока затрудняется подход разряжающихся частиц к поверхности металлов, и степень влияния полимера на состояние поверхности электрода усиливается. В качестве эффективных ПАВ наряду с ПЭО и его производными исследовались их циклические аналоги краунэфиры. Исходили из того, что при адсорбции с образованием водородных связей ориентация молекул у соединений данного типа мало зависит от потенциала электродной поверхности и определяется, в первую очередь, распределением в полимерной цепи простых эфирных группировок . Циклическое строение молекул, которое свойственно краунэфирам, усиливает их поверхностную активность благодаря способности к образованию комплексов с ионами металла. Таким образом, при использовании ПАВ устраняются затруднения, возникающие на кадмиевом электроде, связанные с протекающими на нем процессами рекристаллизации, и ведущие к уменьшению поверхности. В последнее время получены также новые данные о природе растворимых продуктов, образующихся при анодной поляризации кадмиевого элекгрода. Изучена кинетика его катодного восстановления в щелочных растворах, что позволило определить кинетические параметры исследуемых процессов ток обмена, коэффициент переноса, порядок реакции по гидроксикадматным комплексам, необычный наклон поляризационных кривых . В результате исследования кинетики катодного восстановления оксидных соединений кадмия в КОИ установлено, что катодный процесс протекает по механизму, включающему стадию растворения ,. Особенно большой интерес представляют работы по выяснению механизма активирующею действия соединений никеля на работоспособность кадмиевого электрода . Как было выяснено, вводимая в виде МОН2 добавка никеля, претерпевает ряд электрохимических превращений в активной массе кадмиевого электрода как в процессе заряда и разряда, так и при пребывании электрода в заряженном и разряженном состояниях. Основную роль при этом играет взаимодействие кадмия и никеля, в результате чего изменяются свойства кадмиевой составляющей активной массы и резко возрастает поверхность электрода. Сформулирована концепция, в которой особая роль в исследовании механизма активирования кадмия отводится сплавообразованию . Определено, что роль этого процесса в активировании кадмиевого электрода при циклировании и хранении неоднозначна. С одной стороны, чем в более активной форме используется гидроксид никеля, тем более ощутим активирующий эффект при циклировании аккумуляторов. С другой стороны, никель при его длительном нахождении в заряженном состоянии практически полностью используется в процессах образования интерметаллида кадмия и никеля Сбг. И в дальнейшем, в отсутствии свободного никеля, наблюдается снижение разрядных характеристик кадмиевых электродов после хранения, особенно при форсированных режимах и низких температурах.