Электроды: ....никеля, кобальта или железа – H01M 4/52

Изобретение относится к области электрохимической энергетики, а именно к приготовлению активной массы электрода с наноразмерными частицами NiO на углеродном носителе, используемого в химических источниках тока, в частности в никель-металл-гидридных аккумуляторах, а также в суперконденсаторах. Способ получения композиционного NiO/C материала, содержащего 1-99% NiO и представляющего собой равномерно распределенные по поверхности углеродного носителя агрегаты наночастиц -NiO, основан на получении наночастиц NiO в результате электрохимического окисления и разрушения никелевых электродов в растворах гидроксидов щелочных металлов под действием асимметричного переменного импульсного тока частотой 50 Гц при различном соотношении плотностей токов анодного и катодного полупериодов, с одновременным осаждением образующихся наночастиц оксида никеля на углеродный носитель, последующем фильтровании полученной суспензии композита, промывке композита дистиллированной водой и его высушиванием при температуре 90°С. Повышение качества получаемого материала за счет отсутствия примесей при одновременном снижении энергозатрат на его получение является техническим результатом предложенного изоретения. 4 пр.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для производства катодного материала литий-ионных аккумуляторных батарей для питания портативной электроники, электроинструмента, электротранспорта. Предложен композиционный катодный материал, состоящий из механической смеси нанокристаллов фосфата лития-железа (LiFePO₄) и фосфата со структурой Насикон, а именно: либо двойного фосфата состава Li_x M₂(PO₄)₃, где: х=1 для M=Ti ^IV, Zr^IV; x=3 для М=In^III, Cr ^III, Fe^III; либо сложного фосфата состава Li _1+yM^IV _2-yM^III _y(PO₄)₃, где: y=0.001÷1.999; M^IV=Ti^lV, Zr^IV; M^III =In^III, Cr^III, Fe^III; при этом смесь покрыта углеродом при следующих соотношениях компонентов, мас.%: фосфат лития-железа 82÷98; фосфат со структурой Насикон 1÷15; углерод 1÷6, причем размер кристаллов фосфата лития-железа составляет от 20 до 100 нм, размер кристаллов фосфата со структурой Насикон составляет от 20 до 200 нм, толщина углеродного покрытия составляет от 1 до 5 нм. Композиционный материал позволяет значительно повысить концентрацию дефектов на границе раздела фаз и увеличить его ионную проводимость. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве щелочных аккумуляторов с оксидно-никелевыми электродами. Изготовление активной массы для оксидно-никелевого волокнового электрода щелочного аккумулятора осуществляется путем нанесения на волокновую основу электрода методом намазки пасты. Пасту получают смешением полимерного водорастворимого связующего натрий-карбоксиметилцеллюлозы, раствора сульфата кобальта (активирующей добавки) температурой 45-55°С и концентрацией 140-145 г/л, наполнителя (мелкодисперсного порошка гидроксида никеля) в соотношении 9:1 никеля к кобальту. Пасту перетирают до гомогенного состояния в дисольвере с зазором между фрезой и корпусом дежи, равным 300-400 мм. Данное изобретение позволяет повысить циклические, ресурсные и удельные емкостные характеристики волокновых оксидно-никелевых электродов никель-кадмиевых аккумуляторов.

Предлагается катодная смесь для литиевых аккумуляторов, содержащая активный катодный материал с составом, представленным следующей формулой: LiFe(P_1-xO₄), где мольная доля (1-х) фосфора (Р) составляет в интервале от 0,910 до 0,999, чтобы позволить нивелировать эффективность работы активного катодного материала до меньшей эффективности работы активного анодного материала и повысить удельную энергию активного катодного материала, что является техническим результатом изобретения. Эта катодная смесь максимизирует эффективность работы аккумуляторов, минимизирует расход электродов, а значит, сокращает затраты на производство аккумуляторов. Кроме того, активный катодный материал, в котором мольная доля (1-х) фосфора (Р) меньше 1, согласно настоящему изобретению содержит одновременно Fe²⁺ и Fe³⁺ , что не вызывает неблагоприятной структурной деформации, повышает ионную проводимость, обеспечивает превосходные токовые свойства, подавляет активное падение напряжения при заряде/разряде, таким образом придавая аккумуляторам высокую удельную энергию. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве катодного активного материала литий-ионных аккумуляторов и батарей на их основе, предназначенных, в частности, для питания электротранспорта, электроинструмента и устройств бесперебойного электропитания в условиях высокоэнергоемких нагрузок. Предложенный катодный материал имеет состав LiFe_1-xMn_xPO ₄/C, где 0,01 х 0,6. Модифицирование литированного фосфата железа путем частичного замещения железа марганцем способствует повышению внутренней проводимости и разрядной емкости катодного активного материала, а также увеличению напряжения и удельной энергии аккумулятора, благодаря чему происходит увеличение емкостных и энергетических характеристик литий-ионных аккумуляторов с катодным материалом на основе LiFePO₄, что является техническим результатом изобретения. 5 ил.

Изобретение относится к области активных материалов, используемых в качестве катода в литиевых батареях, более конкретно к способам получения катодных материалов, имеющих состав LiNi _1/3Co_1/3Mn_1/3O₂. Техническим результатом изобретения является возможность регулирования размера частиц активного материала в нужном рабочем диапазоне наряду с сохранением овальной формы частиц и нормального их распределения. Согласно изобретению способ получения катодного материала, имеющего состав LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O ₂, для литий-ионных аккумуляторов включает нагревание исходной смеси нитратов соответствующих металлов и гелирующего агента с последующим сушкой и кальцинированием полученного после нагревания исходной смеси порошка, при этом, в качестве гелирующего агента используют глицин в количестве 280-500 г на 1000 г безводных нитратов кобальта, марганца и никеля, взятых в соотношении Mn ⁺²:Со⁺²:Ni⁺², равном 1:1:1; а нитрат лития вводят путем пропитки им порошка, полученного после нагревания и сушки исходной смеси. 2 пр.

Изобретение относится к области электрохимической энергетики, а именно к приготовлению активной массы электрода с наноразмерными частицами NiO на углеродном носителе, используемого в химических источниках тока, в частности в никель-металл-гидридных аккумуляторах, а также в суперконденсаторах. Способ получения композиционного NiO/C материала, содержащего 15-60% NiO и представляющего собой равномерно распределенные по поверхности углеродного носителя кристаллиты -NiO со средним размером 2-5 нм, основан на получении наночастиц NiO в результате электрохимического окисления и разрушения двух никелевых электродов в растворах гидроксидов щелочных металлов концентрацией 2 моль/л под действием переменного тока частотой 50 Гц при средней величине тока, отнесенной к единице площади поверхности электродов, равной 0,3-1,5 А/см², с одновременным осаждением образующихся наночастиц оксида никеля на углеродный носитель, последующем фильтровании полученной суспензии, промывке композита дистиллированной водой с его сушкой при 80°С в течение 1 часа. Изобретение позволяет повысить качество получаемого материала за счет отсутствия примесей и снизить расходы на его получение. 4 пр.

Изобретение относится к устройству и способу получения соединений в результате выпадения из раствора в осадок твердых веществ. Устройство содержит реактор, оснащенный наклонным отстойником. Способ включает смешивание растворов исходных веществ в реакторе, осаждение соединений в реакционной зоне, частичное отделение маточного щелока от осажденного продукта в наклонном отстойнике, отбор суспензии продукта, его фильтрование и сушку. Изобретение относится также к порошкообразному смешанному гидроксиду никель-кобальта с ВЕТ-поверхностью менее 20 м²/г и ударной плотностью больше 2,4 г/см³. Технический результат состоит в получении суспензии продукта осаждения, концентрация в которой выше стехиометрической концентрации. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к способам получения катализаторов топливных элементов. Описан способ приготовления биметаллического катализатора для топливных элементов состава MAu/С, где M=Pd или Pt, с содержанием металлов от 0.2 до 40 мас.%, заключающийся в нанесении соединения золота из водной, органической или водно-органической сред на углеродный носитель с последующим восстановлением водородом при температуре от 100 до 600°С и нанесением на полученную матрицу Аu/С соединения второго металла с последующим прокаливанием, при этом получают катализатор, содержащий биметаллические частицы Аu и Pd или Аu и Pt со средним размером не более 50 нм, предпочтительно, не более 5 нм. Описан также способ с обратной последовательностью нанесения металлов. Описано применение полученных катализаторов в топливных элементах с твердым полимерным электролитом, использующих в качестве топлива водород, в котором содержание моноксида углерода может достигать 2 об.%. Технический результат - получены катализаторы, содержащие, преимущественно, высокодисперсные частицы твердых сплавов, обладающие высокой каталитической активностью в реакции электроокисления Н₂, загрязненного СО. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к прикладной электрохимии и предназначено для совершенствования технологии производства оксидно-никелевого электрода, применяемого в качестве положительного электрода в химических источниках тока и процессах электрохимического синтеза. Способ включает изготовление основы электрода и формирование активной массы, при этом в качестве основы электрода используют углеродное волокно, которое предварительно химически никелируют в растворе металлизации, затем слой никеля доращивают электрохимически до 5-10 мкм при катодной плотности тока 3-5 А/дм² и температуре 40-45°С в растворе сульфаминовокислого никеля, далее никелированное углеродное волокно подвергают пропитке в растворе азотнокислого никеля, в ходе которой проводят стадию обработки горячим раствором 5 моль/л гидроксида калия при катодной плотности тока 8-10 А/дм² в течение 10-20 минут. Технический результат: сокращение расходов дорогостоящего никеля и его сплавов, отсутствие необходимости проведения высокотемпературных реакций, исключение дополнительного механического оборудования из технологического процесса.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве модифицированного катодного активного материала литий-ионных аккумуляторных батарей для питания портативной электроники, электроинструмента, электротранспорта. Предложенный наноразмерный модифицированный композиционный материал соответствует структурной формуле Li_pFe_x M_1-x(PO₄)_t(AO₄) _1-t, где 0<р<2; 0<х<1; 0 t 1. Материал дополнительно допирован катионами перечисленных поливалентных элементов, при этом по позициям железа: - М = Со, Ni, Mg, Ca, Zn, Al, Cu, Ti, Zr; a пo позициям фосфата: - A = S, Si, V, Mo. Средние линейные размеры кристаллов получаемого наноразмерного материала 20-500 нм, толщина углеродного покрытия 1-20 нм. Допирование материала по позициям железа и фосфора позволяет повысить концентрацию дефектов в литиевой подрешетке, увеличить ионную проводимость и, таким образом, увеличить удельную мощность, емкость и продолжительность циклирования литий-ионных аккумуляторов, что является техническим результатом изобретения. 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способу получения электропроводящих поверхностных слоев оксида никеля из никельсодержащего материала. Поверхность никельсодержащего материала сначала обезжиривают, затем придают ей шероховатость обработкой примерно в течение 10 мин в примерно 1%-ном растворе соляной кислоты, причем процесс ускоряют добавлением раствора перекиси водорода. Поверхность никельсодержащего материала промывают, никельсодержащий материал опускают в 3,5 молярный раствор едкой щелочи, смешанный с примерно 10% перекиси водорода, и выдерживают в нем примерно 10 минут. Образованную таким образом поверхность гидроксида никеля обезвоживают в последующем термическом процессе и затем окисляют до оксида никеля. Изобретение относится также к электропроводящему поверхностному слою, который получен по данному способу, а также к полученным из него электродам, и к их применению в процессе хлорно-щелочного электролиза, в топливных элементах и в аккумуляторах. Полученные таким образом электропроводящие поверхностные слои оксида никеля обладают очень высокой проводимостью. 6 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области синтеза литированного оксида кобальта (LiCoO₂), используемого в качестве катодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Согласно изобретению в смесь исходных компонентов вводят, по крайней мере, одну допирующую добавку в виде MgO, TiO₂ и Al₂O₃ в суммарном количестве от 0,5 до 5,0% (мас.) по отношению к массе исходной смеси, а процесс отжига проводят в две стадии: сначала исходную смесь отжигают при температуре 600-800°С, после чего полученную шихту перемешивают и отжигают при температуре 800-1000°С. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и усовершенствование способа синтеза. 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу получения литированного оксида кобальта (LiCoO ₂), используемого в качестве катодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Способ синтеза литированного оксида кобальта из солей лития и оксида кобальта включает смешение исходных компонентов в мольном соотношении Li:Co=1:1, отжиг при температуре 600-900°С, охлаждение и последующее измельчение. При этом смесь исходных компонентов предварительно подвергают механоактивации в течение 0,5-3,0 минут при величине удельной мощности, приходящейся на единицу массы исходных компонентов 7-9 Вт/г, соотношении массы исходных компонентов к массе активирующих тел составляет 1:3-1:8, нагрев исходных компонентов проводят со скоростью 150-350 град./час, отжиг осуществляют в течение 8-12 часов, а охлаждение проводят со скоростью 130-200 град./час, с последующим измельчением литированного оксида кобальта в среде инертного газа или осушенного воздуха. Техническим результатом изобретения является снижение степени деградации удельной разрядной емкости. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве щелочных аккумуляторов с безламельными электродами. Согласно изобретению способ изготовления электродов щелочного аккумулятора включает пропитку пористой спеченной никелевой электродной основы в растворе соли, обработку в растворе щелочи, промывку и сушку, причем после пропитки в растворе соли электроды подвергают кратковременной, от 2 до 60 сек, обработке водой при температуре от 18 до 90°С. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости и брака при изготовлении электродов без ухудшения их характеристик. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области электротехники, точнее к электрохимическим конденсаторам или конденсаторам с двойным электрическим слоем, и может быть использовано в качестве способа изготовления неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода для электрохимического конденсатора с щелочным электролитом. Техническим результатом изобретения является создание способа изготовления тонкого гидроксидноникелевого электрода для электрохимического конденсатора повышенной мощности. Согласно изобретению способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора включает изготовление пористого токового коллектора, синтез активного материала и заполнение пористого токового коллектора активным материалом, преимущественно гидроксидом никеля, в котором согласно изобретению одновременно осуществляют изготовление пористого токового коллектора, синтез активного материала и заполнение пористого токового коллектора активным материалом путем попеременной анодной и катодной электрохимической обработки основы, состоящей по существу из никеля, в водном растворе, содержащем хлорид-ионы. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электроники, в частности к получению тонких пленок активного кобальтата лития, используемого в качестве катодного материала в производстве тонкопленочных литий-ионных аккумуляторов. Способ получения тонких пленок из активного кобальтата лития для литий-ионных аккумуляторов включает экстракцию лития и кобальта из водных растворов концентратом -разветвленных монокарбоновых кислот, смешение экстрактов Li и Со в мольном соотношении металлов 1:1. Новым в способе является то, что пленки кобальтата лития получают на токопроводящих подложках, например, из медной, алюминиевой фольги путем многократного смачивания погружением в раствор смеси карбоксилатов лития и кобальта с последующим обжигом в течение 2-3 минут, а необходимую толщину пленки получают посредством нескольких циклов смачивания и отжига, а также регулируя концентрацию лития и кобальта в смеси их карбоксилатов при строгом мольном соотношении этих металлов 1:1, причем синтез кобальтата лития и формирование пленок протекают одновременно. Техническим результатом изобретения является создание простого, низкотемпературного способа получения тонких пленок кобальтата лития, которые обеспечивают повышение зарядно-разрядного напряжения и увеличивают удельную мощность электродов на их основе. 1 табл.