下方式獲取：從容器中吸取第一體積的150毫升，然后根據(jù)上述提取、浸濕和泡沫測(cè)試程序 制備，之后從瓶中移除100毫升體積的處理的電解質(zhì)并放置于電池 14中以變成電解質(zhì)18。 從容器中吸取第二體積的100毫升電解質(zhì)并直接放置于電池 16中以變成電解質(zhì)20。電解 質(zhì)18和20在電鍍裝置10的運(yùn)行開(kāi)始時(shí)處于基本上相同的溫度下。在電池14和16接收 電解質(zhì)18和20之后的數(shù)十秒內(nèi)開(kāi)啟恒電流源12。
[0071] 實(shí)施例1
[0072] 電極22和24與負(fù)電極26和28-樣，各自由500毫米長(zhǎng)的相同類型的Sn導(dǎo)線構(gòu) 建，該Sn導(dǎo)線適當(dāng)?shù)鼐沓扇σ怨?jié)省空間。電解質(zhì)18根據(jù)上述的提取、浸濕和泡沫測(cè)試程序 獲取和制備，結(jié)果包含來(lái)自適合的包含補(bǔ)充物的樣品的補(bǔ)充物。電池14接收最初從容器中 吸取的該電解質(zhì)的100毫升部分，而電池18接收從容器中直接吸取的100毫升電解質(zhì)。在 50毫安下五小時(shí)之后，電極26接收了淺灰色金屬的透明霧度，而電極28累積了金屬晶體的 松樹(shù)狀纏結(jié)生長(zhǎng)。
[0073] 實(shí)施例2
[0074] 電極22和24與按照實(shí)施例1的電極22和24基本上相同，各自由Sn導(dǎo)線的線圈 構(gòu)建。用于該實(shí)施例的電解質(zhì)18和20的制備，根據(jù)用于實(shí)施例1的提取、浸濕和泡沫測(cè)試 程序產(chǎn)生和制備，除了不是包含補(bǔ)充物的樣品，而是提取、浸濕、起泡用于在儲(chǔ)能電池電極 之間提供分離類型的包含橡膠樹(shù)天然彈性體的高孔隙率絕緣片，并使用來(lái)自其的電極。在 50毫安下五小時(shí)之后，電極26接收了淺灰色金屬的透明霧度，而電極28累積了金屬晶體的 松樹(shù)狀纏結(jié)生長(zhǎng)。
[0075] 實(shí)施例3
[0076] 電極22和24各自使用輕微壓制到小的精心編織的聚酯織物圓柱形支持器內(nèi)的5 克Sb金屬粉末構(gòu)建，所述支持器預(yù)先裝配有由純Pb制備的完整長(zhǎng)度和基部寬度的內(nèi)側(cè)帶 狀導(dǎo)體。電極22的Pb導(dǎo)體連接到導(dǎo)體34,而電極24的Pb導(dǎo)體連接到導(dǎo)體38。補(bǔ)充物通 過(guò)將 〇· 5 毫升的[CH3(CH2)J [(OCH2CH2)6] [(OCH2CHCH3)3]OH(X 為 7 至 15 并且包括同分異構(gòu) 體）溶解于99毫升水中，然后將其1毫升部分轉(zhuǎn)移到電池14中來(lái)制備。電池16接收1毫 升的淡水。之后將電解質(zhì)18和20倒入電池14和16中。電解質(zhì)18的補(bǔ)充物濃度估計(jì)為 50ppm(體積）。在50毫安下五小時(shí)之后，電極26獲得幾乎不可察覺(jué)的涂層，并且保留其原 始明亮的Sn金屬光澤的大部分，而電極28獲得Sb典型的薄、不透明、深色的涂層，并且在 電極的下部沉積少量的相同顏色的沉淀物。
[0077] 在50毫安下10小時(shí)之后，電解質(zhì)18接收大量的與已經(jīng)提供的原始量相等體積和 濃度的補(bǔ)充物以補(bǔ)償由于正電極22的高表面積引起的補(bǔ)充物的氧化，而電解質(zhì)20接收等 體積的水。（商業(yè)儲(chǔ)能電池的電解質(zhì)在電池填充、形成、準(zhǔn)備好裝運(yùn)時(shí)或在其定期運(yùn)行過(guò)程 中可以類似地接收適量的補(bǔ)充物）。在50毫安下1周之后，電極26攜帶有可察覺(jué)的涂層而 保留光澤的一些跡象，而電極28在電極下部沉積了大量體積的深色沉淀物。最初包含5克 Sb粉末的電極24的支持器保留Sb粉末的原始量的約三分之一。電極22的支持器保留Sb 粉末的幾乎全部的原始量。差異非常明顯。
[0078] 程序在開(kāi)始一周之后進(jìn)行。使用恒電流源而不是恒電壓源容納穩(wěn)定在電池的自然 值的通過(guò)電池14和16的電勢(shì)。在電流源12斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體30和32的電勢(shì)沒(méi)有下降到 零。電池14和16支撐PbO 2-Pb-H2SO4儲(chǔ)能電池的特征的通過(guò)導(dǎo)體30和32的電勢(shì)，盡管表 現(xiàn)出有限的儲(chǔ)存容量和相對(duì)高速率的自放電，然而充分地證實(shí)了電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存背后的機(jī) 制和電鍍技術(shù)顯著重疊。
[0079] 實(shí)施例4
[0080] 電極22和24各自與實(shí)施例1的電極22和24基本上相同，由Sn導(dǎo)線的線圈構(gòu)建。 用于本實(shí)施例中的電解質(zhì)18和20的制備與實(shí)施例3的電解質(zhì)18和20的制備基本上相同， 除了電解質(zhì)18中的補(bǔ)充物濃度以外，電解質(zhì)18中的補(bǔ)充物濃度降低至估計(jì)的Ippm (體積） 的濃度，其通過(guò)適當(dāng)?shù)牧硗庵虚g稀釋來(lái)實(shí)現(xiàn)。在50毫安下五小時(shí)之后，電極26接收了淺灰 色金屬的透明霧度，而電極28累積了金屬晶體的松樹(shù)狀纏結(jié)生長(zhǎng)。
[0081] 實(shí)施例3的Pb帶狀導(dǎo)體在電流源12開(kāi)始遞送電流之后的數(shù)十分鐘內(nèi)獲得了 PbO2 的特有的深棕色銅綠，從而有效地變成電池14和16的工作正電極，向通過(guò)電池14和16的 總電勢(shì)貢獻(xiàn)1.6913伏部分。實(shí)施例1、2和4的Sn-正電極、Sn-負(fù)電極布置形成了通過(guò)電 池14和16的電勢(shì)，所述電勢(shì)在50毫安下相應(yīng)地比實(shí)施例3中的電勢(shì)低約1.6913伏的量。
[0082] 參照?qǐng)D2和3,其是顯示左側(cè)的處理電池和右側(cè)的對(duì)照電池的圖像。圖2是在一 周結(jié)束時(shí)同時(shí)按照實(shí)施例3的程序拍攝的裝置的圖像。圖3是在5小時(shí)之后同時(shí)按照實(shí)施 例4的程序拍攝的裝置的圖像。實(shí)施例1和2給出了幾乎與實(shí)施例4相同的結(jié)果，即在實(shí) 驗(yàn)結(jié)束時(shí)金屬累積的程度幾乎相同。Sn極易溶于酸性電解質(zhì)而Sb不易溶于酸性電解質(zhì)，其 被認(rèn)為是為什么在實(shí)施例4中在僅5小時(shí)之后獲得結(jié)果，而對(duì)于實(shí)施例3,卻在一周之后獲 得結(jié)果。這些圖像十分清楚地顯示了使用本發(fā)明的補(bǔ)充物顯著地抑制金屬累積的效果。圖 4是說(shuō)明起泡作用的圖像。
[0083] 實(shí)施例1、2、3和4提供了在Pb-PbO2-H2SO 4儲(chǔ)能電池運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的電鍍類型的 準(zhǔn)確復(fù)制，以及本發(fā)明的裝置使在這樣的儲(chǔ)能電池的負(fù)電極上的金屬沉積衰減，通常是Sb， 從而降低Sb "中毒"的便利性或能力的準(zhǔn)確復(fù)制。通過(guò)由本發(fā)明的裝置提供的電鍍?cè)谪?fù)電 極上的金屬沉積的降低程度定義為，被吸引至對(duì)照電極的質(zhì)量除以被吸引至處理電極的質(zhì) 量，典型地但不是唯一地等于至少1. 05,優(yōu)選地1. 1，更優(yōu)選地2,最優(yōu)選地為至少10或更 尚。
[0084] 由塑料（具體為聚氯乙烯（PVC))制備的制品使用合成的補(bǔ)充物來(lái)制備以產(chǎn)生補(bǔ) 充的塑料制品。與由天然熱固性彈性體制備的高孔隙率絕緣片典型的起泡相比，按照以上 概述的程序?qū)悠酚盟貜?fù)清洗，然后浸入電解質(zhì)中，所述電解質(zhì)在震動(dòng)時(shí)，顯示起泡，表 明補(bǔ)充物存在于電解質(zhì)中。當(dāng)將樣品置于電化學(xué)電池中時(shí)，發(fā)現(xiàn)電池的運(yùn)行具有與使用相 當(dāng)?shù)挠商烊粺峁绦詮椥泽w制備的高孔隙率絕緣片獲得的相同的運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)，從而確立了本發(fā) 明在由補(bǔ)充的塑料生成各種電池組件中的有用性，具有與天然熱固性彈性體相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)但 沒(méi)有與其相關(guān)的費(fèi)用和一致性問(wèn)題。雖然描述了 PVC，但以上將適用于多種塑料，并且出于 說(shuō)明目的選擇PVC，本發(fā)明不限于與PVC -起使用。
[0085] 可以結(jié)合本發(fā)明的補(bǔ)充物的一個(gè)這樣的制品是典型地放置在電化學(xué)電池的正電 極與負(fù)電極之間的多孔絕緣體。這些是離子多孔性結(jié)構(gòu)，但由介電材料制備以便防止電極 之間的短路。
[0086] 圖5顯示了一個(gè)這樣的絕緣體的實(shí)例。當(dāng)然有也可以得益于本發(fā)明的許多其他設(shè) 計(jì)，這一個(gè)是群組的示例。圖5顯示了在可充電電化學(xué)儲(chǔ)能電池的負(fù)電極與正電極提供分 離的單根肋的高孔隙率絕緣片42。所述片42由典型地但不是唯一地為約0. 2至0. 5毫米 厚的平面背部網(wǎng)44組成。肋46從表面47向外延伸，典型地突出約0.2至3.0毫米。肋46 的厚度可以為約〇. 5至1. 5毫米。高孔隙率絕緣片42對(duì)于可充電電化學(xué)儲(chǔ)能電池的電解 質(zhì)是可滲透的。
[0087] 所述片的優(yōu)選取向是與肋46垂直，使得肋形成通道48,通道48允許電解質(zhì)循環(huán)并 且還允許產(chǎn)生的任何氣體在充電過(guò)程中向上逸出。類似地，形成的任何微?？梢詮钠?2的 表面滑下來(lái)。絕緣體的寬度和長(zhǎng)度典型地稍微大于電極的寬度和長(zhǎng)度，以在其之間提供完 全覆蓋，背部網(wǎng)44 一般接近負(fù)電極布置，而肋指向正電極。
[0088] 高孔隙率絕緣片可以由聚合物材料，任選地包含二氧化硅的聚合物材料制備，并 且根據(jù)本發(fā)明，還在其中結(jié)合有效量的本發(fā)明的補(bǔ)充物。
[0089] 圖6顯示了包括肋狀高孔隙率絕緣片42的一部分裝配體的平面視圖。由玻璃纖 維或聚酯纖維制備的纖維氈50毗鄰肋46的尖端并且可以與其結(jié)合。背部網(wǎng)44與負(fù)電極 52鄰近而氈50與正電極54鄰近。雖然實(shí)際的電化學(xué)電池可以包括其他任選組件，如封套、 管、金屬護(hù)手（gauntlet)和隔離物（spacer)，但出于易于說(shuō)明的目的，未顯示這些。
[0090] 將裝配體浸沒(méi)在電解質(zhì)中以形成可充電電化學(xué)儲(chǔ)能電池。當(dāng)然，再充電電化學(xué)儲(chǔ) 能電池典型地包括多個(gè)裝配體，每個(gè)連續(xù)的電極具有至少一個(gè)鄰近的絕緣片42和纖維氈 50,交替的正電極和負(fù)電極，從而被絕緣片42和纖維氈50隔開(kāi)。而且出于易于說(shuō)明的目的， 僅顯示一個(gè)。
[0091] 與負(fù)電極52鄰近的背部網(wǎng)44相對(duì)遠(yuǎn)離正電極54以促進(jìn)絕緣片42中包含的補(bǔ)充 物通過(guò)電解質(zhì)向負(fù)電極52迀移。樹(shù)枝狀晶體可以在現(xiàn)有技術(shù)的可充電電化學(xué)儲(chǔ)能電池中 形成，該樹(shù)枝狀晶體由來(lái)源于正電極54的、緩慢地電鍍到負(fù)電極表面54上的金屬組成。在 電池的使用壽命中，這些樹(shù)枝狀晶體形成細(xì)長(zhǎng)的脊，該細(xì)長(zhǎng)的脊最終穿入絕緣片42的孔并 延伸到通道48內(nèi)。雖然到達(dá)通道48內(nèi)的樹(shù)枝狀晶體部分一般折斷并無(wú)害地下落進(jìn)入電池 底部的沉淀物收集器（trap)中，阻止在負(fù)電極與正電極之間形成短路，但短路最終還是能 夠發(fā)生。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充物在絕緣片中的存在，通過(guò)抑制金屬?gòu)恼姌O釋放，顯著衰減了樹(shù)枝 狀晶體的形成，從而延遲了短路的發(fā)生。
[0092] 纖維氈50布置成減少活性材料從正電極54的脫落。在電池的生命使用期過(guò)程中 無(wú)意地穿透纖維氈50的活性材料微?？梢赃M(jìn)入通道48,然后無(wú)害地下落進(jìn)入電池底部的 沉淀物收集器（trap)中（未顯示）。
[0093] 在多孔絕緣片由PVC組成的情況下，可能有利的是在加工成絕緣片之前，將一些 補(bǔ)充物與PVC塑料預(yù)組合以提供與大部分PVC粉末容易共混的材料。這易于操作，并保證 了在加工過(guò)程中的相容性和分布。例如，按重量計(jì)2-30%的補(bǔ)充物可以與大量的PVC -起 溶解于溶劑中，濃度可以取決于補(bǔ)充物的選擇，最終產(chǎn)品中希望的量等。一個(gè)實(shí)例可以是約 25%。溶劑被去除并且產(chǎn)物被磨碎并分類以產(chǎn)生希望的粒度。將粉末徹底清洗、干燥和任 選地加熱以使顆粒表面牢固。任選地再次清洗并干燥顆粒以提供包封在PVC(原文PCV)中 的補(bǔ)充物。該材料然后可以以各種希望的濃度與注定被加工到絕緣片中的大量PVC物質(zhì)共 混，并且然后共混的材料用作例如擠出混合物并進(jìn)料到擠出機(jī)中，用于根據(jù)已知的制備步 驟生成絕緣片，從而在可充電電化學(xué)蓄電池中投入使用時(shí)生成包含適于控制釋放形式的補(bǔ) 充物的絕緣片。
[0094] 當(dāng)然，除了 PVC以外的塑料可以使用，例如，可以選自聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚 苯乙烯、聚氯乙烯（PVC)、酚醛樹(shù)脂、及其組合。
[0095] 可能有利的是在加工成絕緣片之前，將適量的補(bǔ)充物與適量的聚合物材料組合以 提供與大量聚合物材料合宜地共混的預(yù)組合材料。這易于操作，允許使用不同類型的預(yù)組 合的和大量的聚合物材料并且使任何后加工，如擠出后溶劑萃取工藝過(guò)程中的補(bǔ)充物的無(wú) 意丟失減到最低