Теоретические и прикладные аспекты проблемы шунтирования никель-кадмиевых аккумуляторов
Диссертация
Обнаружен и исследован эффект торможения процесса переноса растворимых продуктов, микрочастиц кадмия и гидроксида кадмия в межэлектродное пространство НКА путем нанесения на поверхность кадмиевого электрода никелевых барьерных покрытий. Предложен механизм защитного действия никелевых покрытий от шунтирования НКА кадмием, в котором никелевые покрытия выполняя роль барьерного слоя, препятствующего… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Аналитический обзор. Природа процесса шунтообразования в никель-кадмиевых аккумуляторах
- 1. 1. Механизмы шунтирования никель-кадмиевых аккумуляторов
- 1. 1. 1. Дендритный механизм шунтирования никель-кадмиевых аккумуляторов
- 1. 1. 2. Механизм «мягкого» короткого замыкания
- 1. 2. Методы замедления шунтирования никель-кадмиевого аккумулятора
- 1. 2. 1. Технологические способы замедления процессов шунтообразования
- 1. 2. 2. Химические методы замедления процессов шунтообразования
- 1. 2. 3. Нанесение барьерных пленок на поверхность кадмиевого электрода
- 1. 1. Механизмы шунтирования никель-кадмиевых аккумуляторов
Список литературы
- Поиски способа ускоренного выявления аккумуляторов с включениями меди: Отчет/НИИХИТ- Авторы З. И. Митягина, Т. М. Беляева и др.-Саратов, 1969.
- Влияние некоторых факторов на сохранность заряда положительного электрода: Отчет/НИИХИТ- Авторы З. И. Митягина, Т. М. Беляева и др.-Саратов, 1964.
- Изучение механизма действия добавок на работу кадмиевого и сажевого электродов и их структурные характеристики: Отчет о НИР (заключите/НИИ Химии СГУ- научн. руководитель JI.A. Львова.-Саратов, 1986.-С.36−41.
- Крюкова Т.А. Рост дендритов цинка в некоторых набухающих поли-мерах.-В кн.: Труды 4-го совещания по электрохимии. -М.: АН СССР, 1959,-С.763−767.
- Мительман М.Г. Прорастание кристаллов металла через мембраны при электрокристаллизации.-Автореферат дис.. канд.хим.наук.-М., 1963.-11с.
- Дмитриенко В.Е., Никитина З. Я., Залкинд Д. И. Влияние режима разряда на характеристики серебряно-цинковых аккумуляторов.-Электротехническая промышленность. Сер. хим. и физ. источники тока, 1972, вып. 1(9).-С.3−10.
- Романов В.В., Хашев Ю. М. Химические источники тока. -М.: Радио, 1978.-260с.
- Яблокова И.Е., Казакевич Г. З., Черноглазов А. Г. Серебряно-цинковые аккумуляторы: Обзорная информация. -М.: Информэлектро, 1973.-36с.
- Шапот М.В., Левенфиш М. Г., Левин Н. И., Кочетова Т. Н. Исследование причин коротких замыканий в серебряно-цинковом аккумуляторе. -В кн.: Сб. работ по химическим источникам тока. -Ленинград: Энергия, 1970, вып.5.-С.124−132.
- Ю.Диггл Д. У., Дамьянович А. Дендритная электрокристаллизация цинка из водных щелочных растворов.//Электрохимия, 1971. Т.7, вып.8. -С.1107−1112.
- Barton J.L., Bockris J. O'M.//Proc. Roy. Soc: London, A268, 1962. -P.485.
- Diggle J.W., Despic A.R., Bockris J. O'M. The mechanism of the dendritic electrocrystalization of zinc//J. Electrochem. Soc. -1969. -Vol.116, № 11. -P.751−764.
- Despic A.R., Popov K.I. Transport-controlled deposition and dissolution of metals // Modern Aspects of Electrochemistry, № 7 (B.E. Conowy, Bockris J. O'M). -New York: Pergamon Press, 1972, ch.4. -P. 199−313.
- Barnard R. Studies concerning the growth of dendrities. Morphlogy in alkaline media//J. Appl. Electrochem. -1983. -vol.13, № 76. -P.751−764.
- Armstrong R.D., Churchouse S.J. Dendritis growth of cadmium in relation to the Ni-Cd cell.//Electrochim.Acta. -1983. -Vol.28, № 2.-P.185−190.
- Failure mechanisms of vented nickel-cadmium cells in overcharge/K.L. Dick, T. Diskinson, R.J. Doran., S.A.E. Pomroy, J. Thompson//Power Sources 7.-London: Academic Press, 1979. -P.195−218.
- Назарова T.M., Абахаев М. Г. Ускоренный метод определения времени прорастания кадмием сепараторов щелочного кадмий-никелевого аккумуляторам/Исследования в области химических источников тока. -Саратов: изд-во СГУ, 1974. -вып.З. -С.42−49.
- Теньковцев В.В., Борисов Б. А., Надежина JI.C. Кинетика прорастания сепарационных материалов никель-кадмиевых аккумуляторов соединениями кадмия //Журнал прикл. химии. -1995. -Т.68, вып.7. -С.1126−1131.
- Fritts D.H., Dueber R.E. Disscussion of the mechanism of cadmium migration in sealed nickel-cadmium cell // J. Electrochem. Soc. -1985. -Vol.132, № 9.-P.2039−2044.
- Исследование кинетики электродных процессов на кадмиевом электроде герметичного никель-кадмиевого аккумулятора / В. В. Теньковцев, JI.С. Надежина, Б. А. Борисов, JI.H. Герасименко // Журнал прикл. химии. -1995.-Т.68, вып.7. -С. 1120−1125.
- Надежина Л.С., Борисов Б. А., Теньковцев В. В. Кинетика перехода кадмия в раствор в процессе циклирования оксидно-камиевого электрода // Химические источники тока, НПО «Источник». -СПб., 1991. -С.38−45.
- Дергелев А.В., Назарова Т. М. К вопросу о шунтообразовании в никель-кадмиевых аккумуляторах // Журнал прикл. химии. -1992.-Т.65, вып.8. -С.1775−1778.
- Mayer S.W. Electrophoretic mobilities of cadmium hidroxide, nickel hidroxide and silver oxide in Ni-Cd and Ag-Zn battery electrolytes // J. Electrochem. Soc. -1976. -Vol.123, № 2. -P.159−162.
- James S.D. Electrophoretic mobilities of cadmium hidroxide, nickel hidroxide and silver oxide in Ni-Cd and Ag-Zn battery electrolytes // J. Electrochem. Soc. -1976. -Vol.123, № 12. -P.159−162.
- James S.D. Neihof R.A. Electrophoretic mobilities in battery electrolytes // J. Electrochem. Soc. -1977. -Vol.124, № 7. -P. 1057−1058.
- Dueber R.E., Fritts D.H. // J. Electrochem. Soc. -1983. -Vol.83. Extended Abstracts, oct. 9−14. -P.9.
- Объедков Ю.И. Изучение катодного процесса в системе Cd/Cd (OH)2/KOH: Дис. .канд. хим. наук. -Саратов, 1976.-166с.
- Объедков Ю.И., Львова JI.A. Изучение катодного процесса в системе Cd/Cd (OH)2/KOH.// Электрохимия. -1973. -Т.9. -№ 11. -С.1649−1652.
- Казаринов И.А., Кадникова Н. В., Львова Л. А. Влияние физико-химических свойств гидроокиси кадмия на ее электрохимическое поведение в щелочных растворах. // Электрохимия. -1980. -Т. 16. -№ 6. -С.809−813.
- Пат.2 625 842 Франция М01М. Способ изготовления сепаратора. -Опубл. 14.07.89.- Бюллю изобр. 1990, № 1, вып. 130.
- Пат.4 264 691 США Н01М 2/161. Сепаратор для щелочного аккумулятора. Опубл. 28.04.81. -РЖЭ, 1981.-12Ф204П.
- Гусева Ю.А., Безгина A.C., Артеменко С. А. Неорганические сепараторы для химических источников тока.// Исследования в области прикладной электрохимии.- Саратов: изд-во СГУ, 1989. -С.96−102.
- Пат. 3 703 417 США Н01М 2/16 Заявл.18.10.71. Опубл.22.03.72.-РЖХ, 1973. -9Л3448П.
- Пат.4 262 061 США HOIM 2/16. Сепаратор для щелочного аккумулятора и способ его изготовления. Опубл. 14.04.81.- РЖХ, 1981.-11Ф137П.
- Hunt M. Beat the drums Foster //Mater. Eng. -1990. -V.-107, № 7. -P.31−35.
- Пат. 1 073 825 СССР H01M 2/16. Суспензия для изготовления неорганического сепаратора.- Опубл. 15.02.84. Бюлл. изобр., 1984. -№ 6. -С.182.
- Пат. 4 277 547 США Н01М. Сепаратор щелочной батареи.- Опубл. 07.07.81,-Бюлл. изобр., 1982,-№ 4.вып. 126.
- Пат. 130 984 Япония Н01М 2/16. Сепаратор для щелочного аккумулятора. -Заявл. 13.02.89. 0публ.24.08.90. Бюлл. изобр., 1990. — № 7. Вып.78. -С.243−249.
- Пат. 1 582 503 Франция. Химический источник тока. Cellule galvanique Leesona Corp. -Заявл. 17.04.68. Опубл.03.10.69. -РЖХ, 1971.-ЗЛ298П.
- Пат. 4 949 558 Япония. Никель-цинковая батарея / Сэкидо Аки, Охира Цукаса, Мураками Каору (Япония). Заявл. 10.12.70. Опуб. 27.12.74- // Изобретения за рубежом.- 1975.- вып.36, № 6. С. 158.
- Романов В.В. К теории электролиза пульсирующим током // Журн. прикл. химии. 1963. — Т.36, № 5. — С.1050−1056.
- Романов В.В. Серебряно-цинковый аккумулятор. М.: Воениздат, 1969. — 104 с.
- Дендритообразование и борьба с ним в щелочном аккумуляторе с цинковым электродом / В. Е. Дмитриенко, М. С. Зубов, Е. Л. Долинин, В. И. Баулов // Электротехническая промышленность. Сер. хим. и физ. источники тока. 1979.- вып. 2 (65). — С.24−26.
- Dueber R.E., Fritts D.H. The effect of boric acid addition on cadmium electrode migration in potassium hydroxide electrolytes // J. Electrochem. Soc.- 1986. Vol.133, № 7. — P.1292−1296.
- Образование шунтирования кадмия в щелочном никель-кадмиевом аккумуляторе с плотной сборкой: Отчет/НИИХИТ: З. И. Митягина, Т. М. Беляева и др.- Саратов, 1975.
- Пат. 61 144 648 Япония. Вещество для кадмиевых электродных пластин отрицательного электрода щелочного аккумулятора. Заявл. 19.06.36. Опубл. 05.01.88, — Р Ж Э, 1989. — 1Ф130П.
- Пат. 441 024 США. Электроды для электролизеров гальванических элементов и перезаряжаемых аккумуляторов / John D.Julian.- Публикация 06.12.83.- Изобретения в СССР и за рубежом. 1984. — вып.123, № 7.
- Высокоэффективный щелочной аккумулятор с активной массой кадмия, обработанной щавелевой кислотой / M. Cenek, O. Kouril, J. Sandera, A. Touskova, M. Calabek // Power Sources 6. (Proc. 10th Int. Power Sources Symp.) London: Academic Press. 1977. — P.215.
- Пат.56−32 744 Япония Н01М 10/34, Н01М10/30. Никель-кадмиевый герметизированный аккумулятор. Опубл. 29.07.81. РЖЭ, 1981. 8Ф127Пу
- Sathanarayana S. Idealy rechargeable cadmium electrodes for alkaline storage batteries I I J. Applied Electrochem. 1985. — Vol.15, № 3. — P.453−458.
- Влияние высокомолекулярного полиэтиленоксида и его производных на электрохимическое поведение кадмия в щелочной среде / М. Е. Алексеева, Т. Н. Решетова, Т. Н. Викентьева и др. // Журн. прикл. химии. 1976. — Т.43, № 3.-- С.676−678.
- Алексеева М.Е., Архангельская З. П. Влияние электропроводных добавок и ПАВ на работоспособность кадмиевого электрода щелочного аккумулятора // Сб. научн. тр. ВНИАИ. Л.: Энергия, 1980. — № 14. — С.55.
- А.С. ЧССР № 999 130 Н01М 4/30. Способ изготовления двухслойных отрицательных электродов для герметичных закрытых электрохимических источников тока./И. Мрга, И. Индра. Опубл. 29.08.80. Открытия, изобретения. 1983, № 7. -С.287.
- Заявка 1−260 760 Япония, МКИ Н01М 4/24 Никель-кадмиевый аккумулятор / Кайа Хидэо, Ямасита Кацуми, Касака Масако (Япония) — Мацусита дэнки Санге к.к.- № 6 388 707- Заявл. 11.04.88. Опул. 18.10.89 // Кокай Токке кохо. Сер. 7(1). -1989. -С.321−325.
- Левина В.И. Технология изготовления кадмиевого безламельного электрода. ЭП Серия, Химические и физические источники тока. -1984, вып. 2(95). -С. 14−15.
- Соловьева H.A. Исследования и разработка нового технологического процесса изготовления безламельного кадмиевого электрода: Дис. .канд. тех. наук. Новочеркасск. -1977. -123с.
- Фрумина Н.С., Горюнова H.H., Мустафин И. С. Фотометрическое определение никеля и кобальта с применением бис-(4-натрий-тетразолилазо-5)-этилацетата // Журн. прикл. химии. -1957. Т. 22, № 10. -С.1523−1526.
- Кадникова Н.В., Пенькова Л. И., Казаринов И А. Фотоколориметрическое определение фазового состава активной массы кадмиевого электрода // Исследование в области химических источников тока. -Саратов: Изд-во СГУ, 1980, вып.7. -С.35−41.
- Грилихес С.Я., Тихонов К. И. Электролитические и химические покрытия. Л.: Химия, 1990.
- Усовершенствование конструкции и технологии с целью расширения гарантий на аккумулятор батареи 20НКБ-25. Отчет (заключительный) /НИИХИТ- Авторы В. И. Кошолкин, А. П. Шараевский и др. --Саратов, 1977.
- A.C. 935 778 СССР Способ определения структурных характеристик пористого металлического электрода / Ю. М. Новак, Д. К. Грачев, Н. Б. Ясько и др.- Заявл. 27.08.80. Опубл. 03.05.82.- Бюл. изобретений, 1982, № 22.
- Городы ский Л.В., Панов Э. В. Диффузионные измерения в расплавах. Физическая химия расплавленных солей. Труды второго всесоюзного совещания по физической химии расплавов, (15−20 окт.-1963). М.: Металлургия, 1965.
- Объедков Ю.И., Львова Л. А., Казаринов И. А. Определение коэффициентов диффузии гидроксокомплексов кадмия в растворах щелочей // Электрохимия. -1975. -Т.11, вып. 8. -С.1247−1251.
- Spencer L.F. Electroless nickel plating a review. Part III // Metal. Finish. 1974. -Vol. 72, № 12. -P.58−64.
- A.C. 31 020 НРБ. Състав за химическо никелиране на диелектрици/ Е. Д. Добрева, Х. Б. Петров, — Заявл. 21.02.80. Опубл. 26.10.81. -РЖХ, 1983.-6Л399П.
- Electroless nickel plating processes // Metal. Finish. Plant. And Process.-1982.-Vol. 18, № 4. -P.l 19−124.
- Walker G.A., Goldsmith C.C. A structural comparison of electroless and electroplated nickel // Thin Solid Films. -1978. Vol.-53. — № 2. -P.217−222.
- Electroless nickel coating // Eng. Mater, and Des. -1979. -Vol.23, № 4.-P.51−52.
- Pfeifer H., Krusenstjern A. Von Stromloses Vernickelung sverfahren (Kanigen-Verfahren) // Blach Rohre Profile. -1979. -Bd.26, № 10. -S.533−535.
- La nichelatura chimica con boroidruro di sodio: со teristiche del processo e propriecta dei depositi / E. Lanzoni, G. Poli, G.P. Cammarota, G. Palom-barini// Galvanotecnika. -1978. -T.29, № 10. -C.170−181.
- Brown L.D., Jarrett G.D.R. Application of electroless nickel plating to commercial practice // Trans. Inst. Metal. Finish. -1971. -Vol.49, № 1. -P.l-5.
- Каплин Ю.А., Белышева Г. В., Бабушкин B.C. Химическое нанесение никелевых покрытий из растворов разложением никельорганических соединений // Изв. Вузов. Сер. Химия и химическая технология. -1978. -Т. 21, № 4.- С. 611.
- Smith S.F. The mechani smof electroless nickel deposition // Metal. Finish. -1979. Vol.77, № 5. -P.60−62.
- Горбунова K.M., Никифорова A.A., Садакова Г. А. Современное состояние проблемы нанесения покрытий методом восстановления металлов гипофосфитом // Итоги науки. Сер. Электрохимия.- 1966. С.5−56.
- Шалкаускас М.И., Вяшкялис А.Ю Химическая металлизация пластмасс. -Д.: Химия, 1977. -С. 168.
- Гусева М.С., Лиакумович А. Г., Фридман Б. С. Обработка поверхности полимерных материалов перед гальванохимической металлизацией / Пластические массы. -1988, № 1. -С.31−33.
- Горбунова K.M., Иванов М. В., Мельников М. М. Нанесениеметаллических покрытий с помощью боросодержащихвосстановителей // Итоги науки. Сер. Электрохимия.-1968.-М.: Изд-во и1. ВИНТИ.-С.112−165.
- Джерард В. Химия органических соединений бора. -М.: Химия. 1966.-С.20−24.
- Степанов А.Н. Роль сплавообразования кадмия с никелем в механизме активирования кадмиевого электрода щелочного аккумулятора: Дис. .канд. хим. наук. Ростов-на-Дону, 1991.
- Choi J.S., Kang Y.H., Kim К.Н. Electrical Conductivity of Cadmium Oxide // J. Phys. Chem.-1977. -Vol.81, № 23. -P.2208−2211.
- Гуревич Ю.Я., Плесков Ю. В. Фотоэлектрохимия полупроводников. М.: Наука, 1983.
- Брайнина Х.З., Нейман Е. Я., Слепушкин В. В. Инверсионные электроаналитические методы.
- Брайнина Х.З., Никифоров В. В. Энергетическое состояние кадмия, осажденного электрохимически на монокристаллическом селениде кадмия из сульфатных электролитов // Электрохимия. 1989. -Т.25, вып.9. -С. 1237−1242.
- Брайнина Х.З., Кайсин. Разряд-ионизация свинца на германиевом электроде// Электрохимия. 1983. -Т. 19, вып.1. -С.87−91.
- Эршлер А.Б., Кайсин A.B., Брайнина Х. З., Левинсон И. М. Электроотражение германия при модификации поверхности металлическим свинцом и кислородом. // Электрохимия. 1986. -Т.22, вып.2. -С.203−209.
- Тягай В.А., Колбасов Г. Я., Бондаренко В. Н., Снитко О. В. Изучение заряжения медленных поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-электролит // Физика и техника полу проводников.-1972, — Т.6. -С.2325−2331.
- Мямлин В.А., Плесков Ю. В. Электрохимия полупроводников. М.: Наука, 1965.
- Никифоров В.В., Брайнина Х. З. Кинетические особенности разряда-ионизации кадмия на поверхности CdS. Процессы, неосложненные внешними воздействиями. // Электрохимия. 1991. -Т.37, вып.8.1. С.1006−1015.
- Gunawardena G., Hills G., Montenegro I // J. Electroanalyt. Chem.-1985. Vol.184. -P.371.
- Jovicevic J. N, Despic A.R., Drazic D.M. Studies of the deposition of cadmium on foreing substrates // Electrochim. Acta. -1977.-Vol.22. -P.577−587.
- Bindra P., Gerischer H., Kolb D.M. // J. Electrochem. Soc.-1977.-Vol.124. -P. 1012.
- Рудой B.M., Зиниград Э. А., Евсеев Я. И. Анализ влияния омического сопротивления электрода на условия поляризации. // Электрохимия. -1978. -Т. 14. -С.1043.
- Петрова H.A., Рудой В. М. Интерпретация импедансных измерений на высокоомном пленочном электроде // Электрохимия. 1980. -Т. 16. -С.1754.
- Зиниград Э.А., Рудой В. М., Левин А. И. Электроосаждения никеля на пленочные электроды // Электрохимия. 1980. -Т. 16. -С. 1003.
- О строении фронта роста осадка металла на пленочных неэквипотенциальных электродах / В. М. Рудой, Э. А. Зиниград, H.A. Петрова, A.A. Панкратов//Электрохимия. -1981. -Т. 17, вып.11. -С. 1661−1667.
- Рудой В.М., Петрова H.A. Нестационарная модель роста осадка на неэквипотенциальном электроде // Электрохимия. 1983. -Т. 19, вып.6. -С.737−741.
- Рудой В.М., Петрова H.A., Зиниград Э. А. Кинетика электроосаждения меди и никеля на фронте роста неэквипотенциального электрода // Электрохимия. 1984. -Т.20, вып. 12. -С. 1643−1648.
- Казаринов И.А., Кадникова Н. В., Львова JI.A. Влияние условий гидратации окиси кадмия на электрохимические свойства кадмиевых электродов //Журн. прикл. химии. 1978. -Т51, № 9. -С. 1950−1954.
- Казаринов И.А., Кадникова Н. В., Львова Л. А. Влияние физико-химических свойств гидроксида кадмия на его электрохимическое поведение в щелочных растворах // Электрохимия. 1980. -Т.16, вып.6. -С.
- Казаринов И.А. Физико-химические свойства и электрохимическое поведение гидроксида кадмия: Дис.. канд. хим. наук. Саратов, 1980.-С.178.
- Краткий справочник физико-химических величин / Под ред A.A. Равделя, А. М. Пономаревой. -Л.: Химия, 1983. -232с.
- Теплинский В.Б., Волынский В. А. Влияние примесей на эксплутаци-онные характеристики никель-кадмиевых аккумуляторов. Электротехническая промышленность. Сер.Уим. и физ. источники тока, 1980, вып. 1(10). С.5−7.
- Ежов Б.Б., Шаманская JI.A. О проводимости окислов никеля в присутствии добавки Со(ОН)2. // Исследования в области химических источников тока. Саратов: Изд-во СГУ, 1977, вып.5. -С.111−115.
- Баранов А.П., Рябская И. А. Результаты исследования процесса шунтирования аккумуляторов соединениями кобальта: Отчет/ п/я А-1955, инв.№ 17, ДСП-Саратов, 1984.
- Адсорбция и электрохимические превращения соединений кобальта (II) на кадмиевом электроде щелочного аккумулятора / H.H. Кутнаева, И. А. Казаринов, JI.A. Львова, Т. А. Фетисова // Ж. прикл. химии. -1987. -№ 4. -С.946−949.
- Кондрашов Ю.Д., Федорова H.H. Кристаллическая структура С0НО2. -Доклады АН СССР, 1954. -Т.94, № 2. -С.229−231.
- Ежов Б.Б., Камнев A.A. Изучение процесса растворения гидроксидов кобальта в щелочных растворах. -Ж. прикл. химии. -1983. -Т.56, № 10.-С.2346−2348.