В ЗАО "ЭЛИТ" разработан ряд направлений по изготовлению ХИТ (батарей) плоской конструкции (flat-pack), удельные характеристики которых превосходят аналоги в 1,2 - 1,5 раза.

1.      ТЕХНОЛОГИЯ FLAT - PACK характеризуется:

- меньшей металлоемкостью, обусловленной применением пакетов из многослойной полимерной пленки в качестве корпусов аккумуляторов и использованием унифициро-ванных компактных узлов герметизации;

-  эффективным (до 75%) использованием полезного объема корпуса (по сравнению с цилиндрической конструкцией заполнение выше на 15-30%);

-  неограниченной сферой применения разработанных конструктивных и технологических решений для различных электрохимических систем (включая первичные ХИТ) с любым электролитом (кроме высокотемпературных).

Данная технология реализована при разработке типажных рядов 12-вольтовых никель-кадмиевых и никель - металлгидридных аккумуляторных батарей вместо ряда, поТУ 16-88 ИКШЖ.. 563511. 029 ТУ, характеристики отражены в таблице 1.

Таблица 1.

2.      ТЕХНОЛОГИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЛЮБОЙ ПОЛЯРНОСТИ МЕТОДОМ СУХОГО ВАЛЬЦЕВАНИЯ 

Отличается унифицированностью, адаптирована к промышленному производству.

Может неограниченно применяться в производстве первичных ХИТ.

Преимущества способа, по сравнению с выявленными аналогами:

-         отсутствие коробления и равномерность по толщине, позволяют получать за одну основную операцию высокостандартные электроды, что упрощает проектирование новых типоразмеров аккумуляторов и, упрощает сборочные и комплектовочные операции;

-         минутная переналадка по <эталону> позволяет изготавливать электродную ленту с толщиной от 0,4 до 2,0 мм, что дает широкий спектр потребительских емкостей;

-         высокая производительность, - до 3 м/мин, позволяет быстро накопить технологический запас электродов для последующих операций;

-         практически неограниченная ширина ленты (лимитируется производительностью обору-дования, физическими способностями обслуживающего персонала и качественными показателями) дает возможность изготавливать электроды любой емкости;

-         готовые ленты могут быть свернуты в рулоны без нарушения структуры активной массы (сворачивание на стержень с Ǿ=10мм не приводит к растрескиванию активной массы), что позволяет механизировать и автоматизировать все операции, упрощает транспорти-ровку, экономит технологическое время при последующих переналадках;

-         данный способ позволяет оптимизировать весь технологический цикл изготовления электродов - от вальцевания бесконечной ленты до сборочной операции включительно;

-         гибкость электродов (без потери прочности) позволяет использовать их в аккумуляторах как плоской, так и цилиндрической конструкции, без изменения технологических пара-метров способа изготовления;

-         способ позволяет варьировать закладку активной массы от 4,3 до 5,2 г/см³, что дает воз-можность получать высокие удельные характеристики: от 0,85 - 1 А ч/см³, при емкости водородсорбирующего сплава (ВСС) С_ВСС=0,20 А ч/г; до 1,05-1,35 А ч/см³, при С_ВСС=0,25 А ч/г и зависит только от адсорбционной емкости сплава;

-         электроды, изготовленные из ВСС посредством сухого вальцевания, традиционно показывают более высокие разрядные характеристики, чем у самих изготовителей (разработчиков) этих сплавов.

Электроды, изготовленные посредством унифицированной технологии, комплектуются в электродный блок аккумулятора. Блок помещается в пакет из многослойной полимерной пленки - плоский корпус (flat-pack). Плоские аккумуляторы собираются в батарею с нужным напряжением путем размещения их в металлическом или полимерном корпусе с максималь-ным заполнением полезного объема этого корпуса. Выигрыш в емкости на 30-50% больше, по сравнению с аналогами изготовленными с использованием цилиндрических аккумулято-ров.

Никель - металлгидридные аккумуляторы, изготовленные на базе сплавов АВ_5, показали удельные характеристики: по массе - 45:50 Вт ч/кг; по объёму - 100:120 Вт ч/дм³. Сравнительные характеристики НМГ и НКГ батарей изготовленных на основе этих аккумуляторов отражены в таблице 2.

Таблица 2.

Разработанные батареи обладают большей мощностью, способны к разрядам токами до 5 Сн. Могут применяться в диапазоне температур от минус 40°С до 50°С.

3.      СПЕЦИАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА

По нашему мнению, специальная обработка позволит нетрадиционными технологически-ми методами значительно повысить емкостные характеристики традиционно используемых электродных материалов.

Специальной обработке подвергалась окись кадмия, используемая в качестве активной массы отрицательных электродов никель - кадмиевых аккумуляторов.

При предварительных испытаниях образцов размерами 56 х 30 х 0,47мм с плотностью активной массы 4,78 г/см³ получены следующие удельные характеристики:

-         весовая 190...210 мАч/г, без учета добавок - до 240 (лучшие отечественные до 170 мАч/г);

-         объемная - 900..1000 мАч/см³ (у спечённых не превышает 700 мАч/см³), что практически тождественно характеристикам электродов на основе сплавов АВ₅.

В этом направлении проведены исследования работоспособности ХИТ, определено опти-мальное количество добавок. Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесооб-разности промышленного производства модифицированной CdO для отечественной аккуму-ляторной промышленности.

Предварительные расчеты показывают, что более высокая стоимость, обусловленная спецобработкой, нивелируется более дешевыми (в 2,5-3 раза по сравнению с гидридными) материалами, высокопроизводительным суховальцованным способом изготовления электро-дов и достигнутыми ёмкостными характеристиками. Более высоких значений следует ожидать и при обработке положительной активной массы.

Сравнительные характеристики аккумуляторов конструкции flat-pack приведены в Табл.3.