АЛЕХИН, Виктор Геннадиевич (ул. Павлуновского, 1-129 Курск, 6 Kursk, 305016, RU)
BELYAKOV, Aleksey Ivanovich (ul. Mirnaya, 40-4Kursk, 4, 305004, RU)
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ЭЛИТЕХ" (пр. Ленинского Комсомола, 40 Курск, 6 Kursk, 305026, RU)
ALEKHIN, Victor Gennadievich (ul. Pavlunovskogo, 1-129Kursk, 6, 305016, RU)
АЛЕХИН, Виктор Геннадиевич (ул. Павлуновского, 1-129 Курск, 6 Kursk, 305016, RU)
| Формула и зобретения. 1. Способ изготовления электродной ленты для электрохимического источника тока, включающий нанесение активной массы (16) на ленту (12) путём истечения активной массы ( 1 6) из бункера (1) на ленту под воздействием вибрации с последующим поверхностным уплотнением активной массы ( 1 6) и удалением излишков массы, отличающийся тем, что при истечени и активной массы из бункера (1 ) по нанесённому слою активной массы на ленту ( 12 ) одновременно производят ударные воздействия в пределах 0,3 - 4,5 виброудара на 1 мм перемещения ленты и с амплитудой колебаний 0,2 - 2,5 мм частотой 10 - 200Гц , а поверхностное уплотнение осуществляют заглаживанием активной массы при удалении излишков массы. 2. Устройство для изготовлен ия электродной ленты для электрохимического источника тока, содержащее вертикальный бункер ( 1), имеющий в нижней части выпускное отверстие (2), намазочный стол (3 ), расположенный горизонтально под бункером (1), механизм протягивания ленты, вмазывающий элемент в виде излучателя высокочастотных колебаний (4), размещённый в бункере т(1 ) и вибратор (5), отличающееся тем, что край стенки выходной части бункера со стороны выхода ленты, расположен относительно поверхности намазочного стола (3 ) с зазором и снабжён регулируемой калибрующей планкой (6), а три остальные боковые стенки выходной части бункера снабжены ограничительными планками (8,9, 10), установленными на нижн их сторонах стенок с возможностью вертикального перемещения по н им и подпружинены к столу (3) с возможностью прижатия ленты ( 1 2) поперёк и по её продольным кромкам, а излучатель высокочастотных колебаний выполнен в виде пластины со сквозными отверстиями ( 1 3 ) и снабжён вертикальными направляющими ( 14) для центрирования относительно стенок бункера, при этом рабочий конец излучателя снабжён амортизатором (15) из эластичного полимерного материала и выступает над торцом нижней части бункера ( 1 ), и расположен на уровне нижних краёв ограничительных планок, находящихся в подпружиненном состоянии. |
ЭЛЕКТРОДНОЙ ЛЕНТЫ
Область техники.
Предлагаемая группа изобретений относится к области электротехники в частности, к способу изготовления электродной ленты для электрохимического источника тока и устройству для его осуществления и может быть использовано для производства электродов электрохимических источников тока, таких как электрохимических суперконденсаторов и аккумуляторов.
Предшествующий уровень техники.
Известен способ изготовления электродов и устройство для его осуществления (USM>528643, кл. НО 4/20, опубл.1976г.)
Способ включает нанесение активной массы на решётку электрода путём помещения решётки в вибрирующую активную массу, и одновременного сообщения токоотводу виброколебания, и последующее удаление излишков активной массы с наружных поверхностей пластины.
Устройство для осуществления этого способа содержит вертикальный бункер, имеющий в нижней части выпускное отверстие, вмазывающий элемент в виде излучателя высокочастотных колебаний, размещённый в бун кере, и вибратор.
Недостатками известных способа изготовления электродов и устройства является:
невозможность их использования при изготовлении электродной ленты с односторонним нанесением, необходимой для получения электродов для изготовления электрохимических суперконденсаторов.
- не обеспечи вается достаточное уплотнение разжиженной массы на решётке из-за отсутствия каких-либо дополнительных сил воздействием виброколебаний на решётку и на активную массу в зоне нанесения, кроме вибрации, что ограничивает применение этого способа и устройства при нанесении активной массы на сплошную ленту, например, на ионопроводящую.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ изготовления электродной ленты для электрохимическою ис точника тока и устройство для его осуществления (патент US N_>3782595,i n. Н01М35/26, опубл. 1974 г.) Известный способ включает нанесение активной массы на ленту путём истечения акти вной массы из бункера на ленту под воздействием вибрации с последующим поверхностным уплотнением активной массы, и удалением излишков массы.
Известное устройство для осуществления этого способа содержит вертикальный бункер, имеющий в нижней части выпускное отверстие, намазочный стол, расположенный горизонтально под бункером, механизм протягивания ленты, вмазывающий элемент и вибратор.
Недостаткам и известного способа и устройства для изготовления электродной ленты являются невысокая прочность получаемых электродов:
- из-за недостаточной силы сцепления со сплошной или просечной лентой ( подложкой);
- из-за недостаточного качества уплотнения активной массы.
Недостатки вызваны тем, что при истечении разжиженной активной массы из бункера под воздействием вибрации на электродную ленту частицы разжиженной массы не проникают в микропоры поверхности ленты, из-за отсутствия каких-либо дополнительных сил, кроме вибрации, что ухудшает условия для хорошего сцепления массы с лентой. Кроме этого, нанесённый на подложку нижний слой активной массы имеет недостаточную плотность, особенно, в месте прилегания её к подложке, из-за наличия воздуха в порах поверхностного слоя материала ленты, что при последующем удалении излишков активной массы ведёт к снижен ию прочности электрода (возможному отслаиванию массы).
Раскрытие сущности предлагаемой группы изобретений.
Технической задачей предлагаемой группы изобретений является оздание способа и устройства для изготовления электродной ленты для лектрохимического источника тока, позволяющих повысить прочность юлучаемых электродов за счёт хорошего сцепления активной массы с ентой и качественного уплотнения активной массы.
Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием способа изготовления электродной ленты для электрохимического источника тока, включающего нанесение активной массы на ленту путём истечения активной массы из бункера на ленту под воздействием вибрации с последующим поверхностным уплотнением активной массы и удалением излишков массы, в котором .согласно изобретению, при истечении активной массы из бункера по нанесённому слою активной массы на ленту одновременно производят ударные воздействия в пределах 0,3-4,5 виброудара на 1 мм перемещения ленты и с амплитудой колебаний 0,2 - 2,5 мм , с частотой 10-200Гц , а поверхностное уплотнение осуществляют заглаживанием активной массы при удалении излишков массы.
Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием устройства для изготовления электродной ленты для электрохимическог о источника тока, содержащего вертикальный бункер, имеющий в нижней части выпускное отверстие, намазочный стол, расположенный горизонтально под бункером, механизм протягивания ленты, вмазывающий элемент в виде излучателя высокочастотных колебаний, размещённый в бункере и вибратор, в котором, согласно изобретению, край стенки выходной части бункера со стороны выхода ленты, расположен относительно поверхности намазочного стола с зазором и снабжён регулируемой калибрующей план кой, а три остальные боковые стенки выходной части бункера снабжены ограничительными планками, установленными на нижних сторонах стенок с возможностью вертикального перемещения по ним и подпружинены к столу с возможностью прижатия ленты поперёк и по её продольным кромкам, а излучатель высокочастотных колебаний выполнен в виде пластины со сквозными отверстиями и снабжён вертикальными направляющими для центрирования относительно стенок бункера, при этом рабочий конец излучателя снабжён амортизатором из эластичного полимерного материала и выступает над торцом нижней части бункера, и расположен на уровне нижних краёв ограничительных планок, находящихся в подпружиненном состоянии.
Предлагаемый способ обеспечивает повышение прочности получаемых электродов.
Это достигают тем, что на активную массу, которая приобрела текучую консистенцию, под воздействием виброколебаний, при истечении её из бункера на ленту одновременно производят ударные воздействия по нанесённому нижнему слою активной массы, а поверхностное уплотнение осуществляют заглаживанием активной массы при удалении излишков массы, что приводит к созданию дополнительных направленных сил, обеспечивающих интенсивное продвижение частиц активной массы в микропоры поверхности ленты (подложки), хорошее сцепление активной массы с лентой, повышение прочности получаемых электродов и качественное уплотнение активной массы.
Значение величин ударных воздействий в пределах 0,3 - 4,5 виброудара на 1 мм перемещения ленты и с амплитудой колебаний 0,2 - 2,5 мм частотой 1 0 - 200Гц., служит условием равномерного истечения активной массы из бункера, сплошного покрытия ленты активной массой и её уплотнения.
Наличие в устройстве регулируемой калибрующей планки, расположенной на краю стенки выходной части бункера со стороны выхода ленты, установленной относительно поверхности намазочного стола с зазором, а так же наличие ограничительных планок, установленных на нижних сторонах остальных трёх стенок бункера с возможностью вертикального перемещения по ним и подпружиненых к столу с возможностью прижатия ленты поперёк и по её продольным кромкам, обеспечивает равномерное нанесение слоя активной массы на ленту на заданную толщину и ширину с одновременным осуществлением необходимого поверхностного уплотнения слоя, что способствует получению качественного уплотнения активной массы.
Выполнение излучателя высокочастотных колебаний в виде пластины со сквозными отверстиями и с вертикальными направляющими для центрирования относительно стенок бункера позволяет дополнительно перемешивать и разжижать активную массу, что способствует наилучшим условиям для истечения её из бункера, сцеплению с поверхностью ленты, повышению прочности получаемых элект родов, и получению качественного уплотнения активной массы.
Выполнение рабочего конца излучателя высокочастотных колебаний с амортизатором из эластичного полимерного материала, выступающим над торцом нижней части бункера и расположенным на уровне нижних краёв ограничительных планок, находящихся в подпружиненном состоянии, позволяет производить излучателем ударные воздействия на нижний слой активной массы по мягкой характеристике, что обеспечивает уплотнение массы с оптимальным усилием, создающим хорошее сцепление активной массы с лентой без её деформации, повышение прочности получаемых электродов и получение качественного уплотнения активной массы.
Заявленный способ и устройство изготовления электродной ленты для электрохимического источника тока направлены на достижение одного технического результата - повышение прочности получаемых электродов за счёт хорошего сцепления активной массы с лентой и качественного уплотнения активной массы, что подтверждает их взаимосвязь и наличие единого изобретательского замысла.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод об его соответствии такому условию патен тоспособности как « новизна».
Заявляемых существенных признаков заявляемого изобретения, предопределяющих получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод об их соответствии такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».
Описание графических материалов.
Сущность заявляемого способа и устройства для его осуществления поясняется чертежом, где:
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство;
На фиг.2 то же, сечение по А-А.
Лучшие варианты предлагаемой группы изобретений. Устройство для изготовления электродной ленты заявляемым способом содержит вертикальный бункер 1 , имеющий в нижней части выпускное отверстие 2, намазочный стол 3, расположенный горизонтально под бункером, вмазывающий элемент в виде излучателя - 4 высокочастотных колебаний, размещённый в бункере и вибратор 5.
Край стенки выходной части бункера со стороны выхода ленты, расположен относительно поверхности намазочного стола с зазором S и снабжён регулируемой калибрующей планкой 6.
Калибрующая планка установлена на стенке посредством кронштейна 7.
Три остальные боковые стенки выходной части бункера снабжены соответственно ограничительными планками 8,9, 10. Планки установлены на нижних сторонах стенок бункера с возможностью вертикального перемещения по ним и подпружинены к столу пружинами И с возможностью прижатия ленты (подложки) 12 поперёк и по её продольным кромкам.
Планки служат для обеспечения равномерного нанесения слоя активной массы на ленту на заданную толщину и ширину и исключения растекания массы по ленте.
Излучатель высокочастотных колебаний выполнен в виде пластины со сквозными отверстиями 13, снабжён вертикальными направляющими 14 для центрирования относительно стенок бункера и соединён с вибратором.
Направляющие обеспечивают только вертикальную составляющую кругового вибрационного движения, создаваемого вибратором.
Рабочий конец излучателя снабжён амортизатором 15 из эластичного полимерного материала, например, полиуретана и выступает над торцом нижней части бункера. Торец конца излучателя расположен на уровне нижних краёв ограничительных планок, находящихся в подпружиненном состоя нии.
Вертикальный бункер установлен на вторых кронштейнах ( на чертеже не показано) с возможностью вертикального перемещения и фиксации относительно стола.
На чертеже показана так же активная масса 16.
Способ изготовления электродной ленты на заявляемом устройстве осуществляется следующим образом:
На намазочный стол 3 укладывают подложку 12 , которую транспортируют в дальнейшем механизмом протягивания ленты (на чертеже не показан).
Затем вертикальный бункер 1 устанавливают таким образом, что бы три ограничительные планки 8,9, 1 0 касались подложки без зазоров и имели возможность свободного вертикального перемещения (свободного возврата в исходное положение).
После чего автоматически или вручную калибрующей планкой 6 выставляют заданный зазор S в зависимости от необходимой толщины слоя активной массы (электрода) и устанавливают скорость протягивания ленты.
В бункер загружают активную массу 16. Одновременно торец рабочего конца излучателя 4 своим амортизатором 15 соприкасается с подложкой (находится на одном уровне с нижними краями ограничительных планок).
Затем включают механизм протягивания ленты (подложки) и вибра тор 5 излучателя.
Активная масса под воздействием виброколебаний приобретает текучую консистенцию и истекает на ленту. Одновременно в процессе вибрации происходит ударное воздействие амортизатора излучателя на активную массу и ленту. Ударные воздействия производят в пределах 0,3 - 4,5 виброудара на 1мм перемещения ленты и с амплитудой колебаний 0,2 - 2,5 мм частотой 10 - 200Гц. В процессе виброколебаний излучателя сквозные отверстия 13 и направляющие способствуют дополнительному перемешиванию и разжижению активной массы.
Нанесение ударных воздействи й по нанесённому нижнему слою активной массы, приводит к созданию дополнительных направленных сил, обеспечивающих интенсивное продвижение частиц активной массы в микропоры поверхности ленты (подложки), происходит воздухоудаление из пор поверхностного слоя подложки и активной массы, происходит сближение частиц массы создание более плотной их компоновки, что обеспечивает хорошее сцепление нижнего слоя массы с лентой, а создаваемый градиент динамического давления, повышает качество уплотнения активной массы.
За счёт наличия амортизатора ударные воздействия излучателя на нижний слой активной массы происходят по мягкой характеристике, что обеспечивает уплотнение массы с оптимальным усилием, создающим хорошее сцепление активной массы с лентой без деформации последней.
При перемещении подложки с нанесённой и уплотнённой активной массой, с волнообразной поверхностью, образованной воздействием излучателя, на выходе из-под бун кера через зазор S, происходит поверхностное уплотнение калибрующей планкой 6, которой осуществляют заглаживание поверхности активной массы и удаление излишков массы.
Нанесение активной массы может осуществляться на подложку, например, из пеноникеля или пеноуглерода с открытыми порами, или просечной ленты (соответственно для щелочных и свинцовых аккумуляторов), или волокнистого ионопроводящего материала для электрохимических суперконденсаторов.
Пример 1 .На ленту (подложку) из волокнистого ионопроводящего материала, например, стекловолокна, для электрохимического суперконденсатора шириной 145мм, наносят активную массу.
В качестве активной массы использовалась тщательно перемешанная с щелочным электролитом (КОН) смесь следующего состава: уголь акти вированный - 85%, сажа - 15%.
После чего активную массу истечением наносят на ленту и подвергают одновременно виброколебаниям и ударным воздействиям перпендикулярно плоскости ленты.
Виброколебания и ударные воздействия сообщают с частотой 100Гц. и амплитудой 1 ,3мм. При совершении 2,4 виброудара на 1 мм перемещения подложки со скоростью 2,2м/мин.
Затем калибрующей планкой производят удаление излишков активной массы с наружной поверхности электрода до его толщины с точностью ± 5мкм и одновременно уплотняют поверхностный слой активной массы после чего, из электродной ленты удаляют излишки электролита и прокатывают до толщи ны 1 ,0мм.
Электродная лента получается прочной за счёт хорошего сцепления активной массы с лентой и имеет качественное уплотнение активной массы.
Пример 2. При ударных воздействиях 0,3 виброудара на 1 мм [еремещения ленты и с амплитудой колебаний 0,2 мм частотой 10Гц. [олучают хорошее сцепления активной массы с лентой, прочный лектрод и качественное уплотнение активной массы.
Пример З .При ударных воздействиях 4,5 виброудара 1мм [еремещения ленты и с амплитудой колебаний 2,5 мм частотой 200 Гц получают хорошее сцепления активной массы с лентой, прочный электрод и качественное уплотнение активной массы.
Пример 4. При ударных воздействиях 0,2 виброудара на 1мм перемещения ленты и с амплитудой колебаний 0, 15 мм частотой менее 10Гц (8Гц) получают удовлетворительное качество сцепления активной массы с лентой, но уплотнение активной массы недостаточно, а ширина наносимого слоя неравномерна (имеются пробелы по краям ленты).
Пример 5. При ударных воздействиях 4,6 виброудара на 1мм перемещения ленты и с амплитудой колебаний 2,6 мм частотой более 200Гц. (210Гц.) получаю ! хорошее сцепление активной массы с лентой, и качественное уплотнение активной массы, однако, из- за большой силы виброударов наблюдаются порывы ленты.
Промышленная применимость.
Таким образом, заявляемые способ и устройство для изготовления электродной ленты для элект рического накопителя энергии соответствуют условию патентоспособности «промышленная применимость».
Предлагаемые способ и устройство для изготовления электродной ленты для элек рохимического источника тока по сравнению с прототипом позволяют повысить прочность получаемых электродов за счёт хорошего сцепления активной массы с лентой и качественного уплотнения активной массы.
Next Patent: METHOD FOR SECURING INLAYS IN JEWELRY AND COSTUME JEWELRY SETTINGS