Введение к работе
Актуальность теми. К недостаткам щелочных серебряно-цинковых (СЦ) аккумуляторов относится , в частности, довольно значительное снижение их емкости в процессе эксплуатации, что зачастую бывает обусловлено изменением структуры и физико-химических свойств активного вещества цинкового электрода. Применяющиеся добавки - стабилизаторы для этого электрода не дают достаточной эффективности, а иногда обладают и вредным побочным действием . Целенаправленны!» подбор афективних улучшающих добавок осложняется недостаточно" изученностью процессов в порошковом цинковом электроде, длительностью проведения исследовали!"' и проверки их эффективности, многогранность их влияния, о том числе на свойства цинкатного электролита, работоспособность противоэлектрода, сепарации и т.д. Ватную роль играет разработка более технологичных способов введения таких добавок в аккумулятор. Репение многих этих проблем можно ускорить при создании математических моделей процессов в порошковом цинковом электроде. Сложность разра -ботки таких моделей для электрода полурастворимого типа, каким является поронковый цинковый электрод, связана с непрерывным перемещением в нем реакционной границы, изменением проводимости электродного вещества и электролита по глубине электрода, изменением объема активных частиц при их превращениях и т.д.
Настоящая работа выполнена в соответствии с координационными планами научно-исследовательских работ Академии наук СССР на 1980-1985 г. по проблеме 2.6 "Электрохимия" и на 1986-1990 г. по проблеме 2.6.II "Химические источники тока", а также по прямь** заказам ШИИТ, г.Москва и ВНИАИ, г.Ленинград.
Цель_Еаб_отц. Комплексное решение задачи стабилизации емкостных характеристик цинкового электрода щелочно-цинковмх аккумуляторов в процессе цитирования и после периодов длительного хранения в заряженном состоянии при совершенствовании технологических про-
цессов изготовления цинкового электрода. Разработка математической модели электрохимических процессов в цинковом электроде порошкового типа с экспериментальной проверкой ее корректности.
Научная новизна . Изучен механизм катодного восстановления оксида цинка в ограниченно» объеме цинкаткого электоолита в широком интервале плотностей тока. Показано, что процесс катодного восстановления оксидно-цинкового электрода протекает по механизму "растворение-осаждение" и контролируется при плотности тока более 250 мА/ см скоростью гетерогенной химической реакции растворения оксида цинка в электролите. Определено значение константи скорости этой реакции.
Разработана математическая модель процесса катодного восстановления пористого оксидно-цинкового электрода в цинкатном электролите, описывающая распределение тока, продуктов химической и электрохимической реакции и концентраций компонентов электролита по глубине электрода.
Практическая ценность работы. Показаны пути повышения и стабилизации электрохимических характеристик обратимого цинкового электрода. Предложена улучшающая комплексная добавка на основе БЦ и КОЭ, которая позволила на 10-15 % увеличить емкостные характеристики дякового электрода аккумуляторов и стабилизировать их в процессе длительного циклироваиия и после периодов хсанония в зяря-женном состоянии. Обоснован метод подбора улучшающих добавок для аккумуляторов и рекомендованы способи их введения.
Апробация работы. Материалы, работы докладывались на научно-технических конференциях молодых ученых Волго-Вятского региона (19 г., г.Горький ; 1909 г., г.Горькие и научно-технических конференциях химико-технологического факультета Горьковекого политехнического института (1983,1984 р.г.).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит
