23062

تاثير فرآيند توليد صفحات مشبك جمع‌كننده‌‌جريان در بهبود عملكرد باتري هاي روي اكسيد نقره

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد - شكل‌دهي

1396

1399/6/31

دكتر سيد علي نيك نام - دكتر بهنام داودي

مكانيك

در فرآيند ساخت الكترودهاي باتري روي- اكسيد نقره از صفحات مشبكي به‌عنوان جمع‌كننده‌‌جريان استفاده مي‌شود كه عموماً با روش اكسپند متال، بافت و به ندرت با روش پانچ توليد مي‌شوند. در اين مطالعه تأثير سه روش ساخت صفحه مشبك بر عملكرد باتري روي- اكسيد نقره مورد بررسي قرار گرفت. همچنين تأثير مهمترين پارامتر هندسي صفحات مشبك جمع‌كننده ‌‌جريان، يعني قطر سوراخ ها و اثر فرآيند آبكاري نقره‌ روي جمع‌كننده‌هاي‌جريان بر عملكرد باتري بررسي‌شد. براي اين منظور از هر سل سه نمونه ساخته شد تا دقت آزمونها افزايش يابد. براي آماده‌سازي جمع‌كننده‌هاي‌جريان، ابتدا صفحات بر اساس ابعاد الكترودها برش داده شدند. سپس بر روي آنها فرآيندهاي آنيل، چربي زدايي، اسيد شويي و شستشو با آب مقطر انجام شد. الكترود كاتد به‌وسيله خميري با تركيب پودر اكسيد نقره يك ظرفيتي و درصد كمي‌گرافيت و چسب كربوكسي متيل سلولز با عمليات زينترينگ تهيه شد. الكترودهاي آند با تركيبي از پودر روي و درصد كمي اكسيد جيوه و چسب كربوكسي متيل سلولز به‌ صورت لايه‌نشاني بر سطوح صفحات مشبك جمع‌كننده‌‌جريان، تحت فشار، زير دماي OC100 تهيه شدند. آزمايشات امپدانس الكتروشيميايي و آزمون دشارژ، بر روي نمونه‌ها نشان دادند كه افزايش اندازه سوراخ در جمع‌كننده‌هاي‌جريان مي‌تواند مقاومت داخلي سل را افزايش داده و همچنين سطح ولتاژ را هنگام دشارژ كاهش و زمان دشارژ را افزايش دهد. مضافاً اندازه بيش از حد حفره‌ها اثرات مخربي بر تثبيت مواد لايه‌نشاني شده دارد. آبكاري نقره صفحات جمع‌كننده‌‌جريان الكترود كاتد، مقاومت داخلي را كاهش و سطح ولتاژ را هنگام دشارژ افزايش مي‌دهد؛ همچنين هنگام تخليه باتري، زمان تخليه و در كل ظرفيت سل را افزايش مي‌دهد. مقدار مقاومت انتقال بار و مقاومت اهمي هنگام استفاده از صفحات ساخته شده به روش بافت به عنوان جمع كننده‌هاي جريان، كمتر از صفحات مشبك پانچ و اكسپند متال است. همچنين صفحات مشبك فلزي اكسپند متال مقاومت داخلي كمتري نسبت به صفحات مشبك پانچ در سلها ايجاد مي‌كنند.

1399/11/01

The effect of the base lattice plate production process on improving collector performance in silver oxide batteries

9/21/2020 12:00:00 AM

In the manufacture of zinc-oxide battery electrodes, current collector grid plates are used. They are generally fabricated by expanded metal and woven methods and rarely by the punching method. In this study, the effects of the most important geometric parameter of current collecting plates, so-called the diameter of the holes, were investigated on the battery’s performance. Then the effect of the silver-plating process of current collector plates on battery performance was investigated. Finally, the effect of three-fabrication methods on grid plate was investigated by performing electrochemical impedance and discharge tests. For this purpose, three samples were made from each cell sample. After preparing the mesh plates, annealing, degreasing, and acid washing processes were performed on the samples, while silver plating was also performed. The silver electrode was prepared by sintering with a mixture of silver oxide and a small percentage of graphite and carboxymethylcellulose adhesive. Zinc electrodes were prepared by mesh plates with a mixture of zinc powder and a small percentage of mercury oxide and carboxymethyl cellulose adhesive and prepared under pressure below 100°C. The experimental results indicated that increasing the size of holes in current collectors can increase the internal resistance of the cell and reduce the voltage during discharge and increase the discharge time in constant thickness. The excessive size of cavities had detrimental effects on the stabilization of the financial dough material. Silver plating of cathode current collecting plates reduced internal resistance and increased voltage and discharge time when discharging the battery. The amount of charge transfer resistance and ohmic resistance when using plates made by the woven method as current collectors were less than current collectors made by the other two techniques. In addition, it was observed that the mess plates fabricated with expanded metal have less internal resistance than those fabricated with the punching method.

باتري روي- اكسيد نقره , جمع كننده جريان باتري , آزمون امپدانس الكترو شيميايي

Silver oxide batteries , Battery current collector , Electrochemical Impedance Spectroscopy test