СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ Российский патент 2000 года по МПК H01M10/12 

Изобретение относится к электротехнике и касается восстановления аккумуляторных батарей.

Известен способ восстановления свинцовых аккумуляторов (Авторское свидетельство СССР N 112833, МПК Н 01 М 10/12, 1956), состоящий в том, что отработанный аккумулятор перед разборкой предварительно подзаряжают в течение 4-5 часов. После разборки блоков активную массу положительных электродов отделяют от решеток и в чистом виде (без шлама и без массы отрицательных электродов и посторонних связующих) подвергают размолу. Полученный порошок размешивают на рабочем электролите до пастообразного состояния и намазывают пасту на решетку. После этого положительные пластины подвергают прессованию, вторично промазывают и снова прессуют. Отрицательные электроды восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки пластин с брезентовыми прокладками. Восстановленные отрицательные электроды собирают с положительными электродами в блок. Собранный аккумулятор подвергают однократной зарядке при нормальной величине тока.

Недостатками данного способа являются:
1. Большая трудоемкость работ по отделению положительной активной массы от решеток.

2. Ограниченные возможности предлагаемой технологии, распространяемой лишь на аккумуляторы, не имеющие такой неисправности как короткое замыкание или обрыв.

3. Низкая емкость (от 40 до 60% от номинальной) восстановленных аккумуляторов по причине того, что хотя активная масса и используется в чистом виде, ее электрическая активность значительно уменьшается к концу службы в связи с изменением структуры двуокиси свинца (PbO₂) и накопления сульфата свинца (PbO₄), не восстанавливаемого до PbO₂ в процессе заряда (Дасоян М.А., Агуф И. А. Современная теория свинцового аккумулятора. М.: "Энергия", 1975, с. 129-130).

4. Малый срок службы восстановленных аккумуляторов. Через год службы 60-80% активной массы положительных электродов оползает по причине низкого качества пасты, получаемой из порошка отработавшей активной массы. Только высокотемпературная сушка (около 150^oC) позволяет добиться удовлетворительного сцепления активной массы. Однако при такой сушке активная масса растрескивается.

Изобретение направлено на повышение срока службы и емкости восстановленных аккумуляторов, экономию материалов и увеличение выхода годного продукта, полноту использования исходного материала; позволяет использовать для переработки любые аккумуляторные батареи независимо от их технического состояния.

Это достигается тем, что активная масса положительных электродов не отделяется от решеток, а порошок, полученный после размола отработавших положительных электродов, подвергается термической обработке при температуре 450-500^oC до желтого цвета. Паста готовится путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавление раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ из расчета: на 1 кг порошка 120 мл воды и 77 мл кислоты. Далее паста втирается в решетку, уплотняется прокатыванием пластин между резиновыми валиками. После этого пластины подсушивают при температуре 120^oC в течение 20-25 секунд или выдерживают на воздухе 4-6 минут, повторно прокатывают между валиками, обернутыми марлей. Пластины выдерживают при температуре 45-50^oC и влажности воздуха 95% 16-18 часов, затем при этой же температуре с уменьшением влажности с 95% до 75% еще 20 часов. Сушат пластины при температуре 68-70^oC и влажности воздуха не более 20% в течение 12-14 часов.

Предлагаемый способ восстановления свинцовых аккумуляторов заключается в следующем.

Отработанные аккумуляторы разбирают. Активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500^oC до желтого цвета. После чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ из расчета на 1 кг порошка 120 мл воды и 77 мл кислоты. Пасту втирают в решетку, уплотняют прокатыванием пластин между резиновыми валиками. После этого пластины подсушивают при температуре 120^oC в течение 20-25 секунд или выдерживают на воздухе 4-6 минут, повторно прокатывают между валиками, обернутыми марлей. Далее пластины выдерживают при температуре 45-50^oC и влажности воздуха не менее 95% 16-18 часов, затем при этой же температуре с уменьшением влажности до 75% еще 20 часов. После выдержки пластины сушат при температуре 68-70^oC и влажности не более 20% в течение 12-14 часов.

Отрицательные электроды восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками. Восстановленные отрицательные электроды собирают с положительными в блок.

Собранный аккумулятор заливается электролитом плотностью 1,12 г/см, заряжается при нормальной величине тока.

Предлагаемый способ более совершенен по сравнению с известным, так как обеспечивает увеличение срока службы аккумуляторов в 2-2,5 раза, емкости аккумуляторов с 50% до 100% от номинальной.

При термической обработке порошка реакция термического распада протекает по схеме (Малинин Г.В., Толмачев Ю.М., Ядринцев В.Б. Журнал "Неорганическая химия", 1968, Т. 13, N 7, С. 1746.; Малинин Г. В., Толмачев Ю.М., Ядринцев В. Б. Журнал "Неорганическая химия, 1969, Т.14, N 2, С.307):

В результате термической обработки порошка отработавшей активной массы двуокись свинца преобразуется в сурик (сурик является составной частью порошка для положительных электродов при производстве аккумуляторных батарей), а сульфат свинца изменяет структуру и при формировке легко преобразуется в PbO₂. При термической обработке также выжигается сурьма, что позитивно влияет на саморазряд.

Из термообработанного порошка получается высококачественная паста. Рецепт приготовления пасты, а также способы уплотнения пасты после нанесения ее на решетку, выдержка и сушка пластин известны как перспективные при производстве батарей, обеспечивают хорошие результаты и при восстановлении батарей: активная масса после сушки хорошо сцеплена, не растрескана, не подвержена быстрому оползанию в процессе эксплуатации, а пористость достигает 50%.

Изобретение относится к электротехнике и касается восстановления аккумуляторных батарей. Изобретение позволяет использовать для переработки любые аккумуляторные батареи независимо от их технического состояния. Техническим результатом является повышение срока службы и емкости восстановленных аккумуляторов, экономия материалов и увеличение выхода годного продукта, полнота использования исходного материала. Это достигается тем, что активная масса положительных пластин не отделяется от решеток, а порошок, полученный после размола отработанных положительных пластин, подвергается термической обработке при 450-500°С до желтого цвета. Паста готовится путем смешивания в определенных пропорциях порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ при интенсивном перемешивании. После втирания пасты в решетку пластины прессуют прокатыванием между резиновыми валиками, подсушивают при 120°С в течениe 20-25 с или выдерживают на воздухе 4-6 мин, вторично прокатывают между валиками, обернутыми марлей. После прессования пластины выдерживают при 45-50°С и влажности воздуха 95% 16-18 ч, затем при этой же температуре с уменьшением влажности с 95 до 75% еще 20 ч сушат пластины при температуре 68-70°С и влажности воздуха не более 20% в течениe 12-14 ч.

Способ восстановления свинцовых аккумуляторов, заключающийся в том, что после разборки блоков активную массу положительных электродов размалывают, размешивают на рабочем электролите до пастообразного состояния, намазывают пасту на токоотвод, прессуют, сушат и после сборки аккумулятор заряжают, отличающийся тем, что для изготовления пасты используют активную массу положительных пластин, не отделяя ее от токоотвода, а порошок подвергается термической обработке при 450 - 500^oC до желтого цвета, после чего готовится паста путем смешивания с дистиллированной водой с последующим добавлением серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ при интенсивном перемешивании, которая втирается в токоотвод один раз, а уплотнение осуществляется дважды путем прокатывания вначале между резиновыми валиками, затем после подсушивания при 120^oC в течение 20 - 25 с или после выдержки на воздухе в течение 4 - 6 мин, прокатывают повторно между валиками, обернутыми марлей, при этом изготовленные пластины перед сушкой выдерживают при температуре 45 - 50^oC и влажности воздуха не менее 95% 16 - 18 ч, затем при этой же температуре с уменьшением влажности до 75% еще 20 ч, а сушка осуществляется при температуре 68 - 70^oC и влажности воздуха не более 20% в течение 12 - 14 ч.