Литиевые источники тока (ЛИТ). Теоретическая основа процессов гранулирования активных масс и формования ленточных положительных электродов ЛИТ. Требования к положительным электродам в виде тонких лент, пластин и дисков, состояние производства сегодня.
Аннотация к работе
На правах рукописи Сербиновскнй Михаил Юрьевич НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ АКТИВНЫХ МАСС И ФОРМОВАНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ЛИТИЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА «Электрохимия» Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Новочеркасск - 2002 Работа выполнена в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) и Государственном унитарном предприятии Особое конструкторско-технологическое бюро «Орион». Научный консультант: доктор технических наук, профессор Кукоз Ф.И. Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Кедринский И.М. -А., доктор технических наук, профессор Гасанов Б.Г., доктор химических наук, профессор Попова С.С. Общая характеристика работы Актуальность работы. Литиевые источники тока (ЛИТ) за последние 30 лет прошли путь от поисковых исследований, разработки и выпуска первых образцов, до серийного производства широкой номенклатуры источников тока. Это напрямую связано с пригодностью к серийному и массовому производству внедряемых технологий, эффективностью используемых технологических процессов и оборудования. Решение этой проблемы связано с разработкой высокоэффективных технологий и высокопроизводительного оборудования, позволяющих выпускать изделия с заданными свойствами, высокого качества и надежности. Не исследовано влияние режимов технологических процессов на качество электродов и свойства активных масс. Целью работы является: разработка теоретических основ процессов гранулирования активных масс и формования ленточных положительных электродов ЛИТ, создание на этой базе технологий и специального технологического оборудования, обеспечивающих высокое качество и воспроизводимость характеристик электродов при высокой эффективности их производства. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач: исследование процессов сушки-гранулирования активных масс и формования положительных электродов ЛИТ, исследование электрических и физико-механических свойств гранулированных масс и сформованных электродов, установление закономерных связей параметров процессов и технологического оборудования с характеристиками электродов и показателями эффективности процессов; разработка теории процессов сушки-гранулирования активных масс и формования ленточных электродов, в том числе, математического описания процесса формования электродов, формулирование принципов: а) построения совмещенного процесса сушки-гранулирования активных масс, б) выбора схем формования электродов, в) разработки технологического оборудования; создание эффективных технологий гранулирования активных масс и формования ленточных электродов, разработка новых способов гранулирования и формования, а также способов управления этими процессами; определение оптимальных параметров процессов сушки-гранулирования и формования, а также параметров технологического оборудования, обеспечивающих требуемые электрические и физико-механические характеристики электродов; создание специального технологического оборудования для сушки и гранулирования активных масс и формования электродов, обеспечивающего высокие стабильные характеристики электродов, высокую производительность, малые потери активных масс и технологические затраты, а также улучшающего экологические показатели производства. Разработаны теоретические основы совмещенного процесса сушки и гранулирования активных масс, установлены качественные и количественные закономерные связи параметров этих процессов с электрическими характеристиками электродов, физико-механическими свойствами активных масс и электродных лент, на основании которых: - разработан новый способ сушки-гранулирования, основанный на использовании для формования гранул усадки масс и склонности к образованию трещин во время сушки; сформулированы принципы построения процесса сушки-гранулирования и выбора оптимальных комбинаций гранулирующих и сушильных устройств, условий и режимов процесса сушки и гранулирования; предложен метод интенсификации процесса обезвоживания, заключающийся в последовательном использовании разных способов обезвоживания, определены условия перехода от одного способа обезвоживания к другому, связанные с влажностью массы и прочностью гранул. 2. Разработана теория формования ленточных электродов химических источников тока: установлены закономерности влияния параметров процесса формования и технологического оборудования на электрические и физико-механические характеристики электродных лент; определены условия устойчивости процесса формования ленточных электродов; разработано математическое описание процесса непрерывного формования ленточных электродов из активных масс, пропитанных органической жидкостью, водных и водно-спиртовых паст, предложен и математически описан новый способ управления процессом формования электродных лент, предусматривающий компенсацию опережения и отставания лент с учетом усадки лент; предложен алгоритм оптимизации параметров процесса формования ленточных электродов и соответствую