СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ Российский патент 2007 года по МПК H01M4/16 H01M10/12 

Изобретение относится к электротехнике и касается восстановления аккумуляторных батарей.

Известен способ восстановления свинцовых аккумуляторов (Патент РФ №2158047, МПК Н01М 10/12, 2000 г.), состоящий в том, что отработанные аккумуляторы разбирают. Активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С 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°С 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°С 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°С 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/см³, заряжается при нормальной величине тока.

Недостатком данного способа является повышенный саморазряд аккумулятора (3-5% в сутки) в процессе эксплуатации или хранения в случае повторного использования при его сборке отрицательных электродов, полученных в результате разборки отработанных аккумуляторов, без их предварительной специальной обработки с целью очистки поверхности от загрязняющих примесей, обусловленный тем, что в процессе эксплуатации аккумуляторных батарей на поверхности отрицательных электродов накапливается сурьма, в результате электролитического переноса ее из токоотводов положительных электродов, что ведет к уменьшению водородного перенапряжения на свинце, а следовательно, к увеличению саморазряда отрицательного электрода и аккумулятора в целом (Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора, - М.: Энергия, 1975. - с.257, 259-260); Шевченко Н.П. Метод и средства восстановления изношенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук /Рязань: ВАИ, 2000. - С.66-73, 89, 103).

Саморазряд отрицательных электродов происходит в результате самопроизвольного растворения свинца в растворе серной кислоты. Скорость саморазряда возрастает с ростом концентрации кислоты и температуры. Вместе с тем существенное влияние на скорость саморастворения свинца оказывают примеси различных металлов на поверхности отрицательного электрода вследствие изменения величины водородного перенапряжения.

При использовании в аккумуляторе двухкомпонентного свинцово-сурьмянистого сплава (Агуф И.А. К теории саморазряда отрицательного электрода свинцового аккумулятора //Сб. работ по хим. Ист. Тока. - Л.: Энергия, 1972, С.27-31), когда единственной металлической примесью на поверхности отрицательного электрода является сурьма, то относительное изменение скорости саморазряда отрицательного электрода, вызванное электролитическим переносом сурьмы, прямо пропорционально поверхностной концентрации этого металла. Расчеты показывают (Шевченко Н.П. Метод и средства восстановления изношенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук /Рязань: ВАИ, 2000. - С.71), что при содержании сурьмы в активной массе отрицательных электродов в количестве (0,8-1,1)% скорость саморазряда аккумулятора составляет 5% в сутки. А это значит, что при восстановлении аккумуляторов необходимы операции по очистке активной массы отрицательных электродов от сурьмы.

Исследования показали (Шевченко Н.П. Метод и средства восстановления изношенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук /Рязань: ВАИ, 2000. - С.103-109, 120-125), что эффективно очистка отрицательных электродов осуществляется химическим путем, при котором электроды заливаются концентрированным раствором серной кислоты при температуре 55-60°С, выдерживаются в нем при этой температуре 25-26 часов, после чего промываются в дистиллированной воде и сушатся в помещении в течение 1-2 часов. В результате выдержки в кислоте сурьма растворяется, а при последующей промывке электродов из пор и поверхности электродов вымывается загрязненная кислота.

Технический результат направлен на повышение срока службы и уменьшение саморазряда восстановленных аккумуляторов, экономию материалов и полноту использования исходного материала.

Технический результат достигается тем, что в способе восстановления свинцовых аккумуляторов, заключающемся в том, что после разборки блоков активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета, после чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ при интенсивном перемешивании, которая втирается в электрод один раз, а уплотнение осуществляется дважды путем прокатывания вначале между резиновыми валиками, затем после подсушивания при 120°С в течение 20-25 секунд или после выдержки на воздухе в течение 4-6 минут прокатывают повторно между валиками, обернутыми марлей, при этом изготовленные пластины выдерживают при температуре 45-50°С 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°С и влажности воздуха не более 20% в течение 12-14 ч, отрицательные электроды с разбухшей активной массой восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками, при этом восстанавливаемые отрицательные электроды до прессовки их с брезентовыми прокладками выдерживают в концентрированной серной кислоте плотностью 1,83 г/см³ при температуре (55-60)°С в течение 25-26 часов, промывают в дистиллированной воде, подсушивают на воздухе в течение 1-2 часов, после чего аккумулятор собирают и заряжают.

Отличительными признаками является то, что восстанавливаемые отрицательные электроды до прессовки их с брезентовыми прокладками выдерживают в концентрированной серной кислоте плотностью 1,83 г/см³ при температуре (55-60)°С в течение 25-26 часов, промывают в дистиллированной воде, подсушивают на воздухе в течение 1-2 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°С 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°С 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°С 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°С и влажности не более 20% в течение 12-14 часов.

Отрицательные электроды с разбухшей активной массой восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками, при этом восстанавливаемые отрицательные электроды до прессовки с брезентовыми прокладками выдерживают в концентрированной серной кислоте плотностью 1,83 г/см³ при температуре (55-60)°С в течение 25-26 часов, промывают в дистиллированной воде, подсушивают на воздухе в течение 1-2 часов.

Восстановленные отрицательные электроды собирают с положительными в блок.

Собранный аккумулятор заливается электролитом плотностью 1,12 г/см³, заряжается при нормальной величине тока.

Предлагаемый способ более совершенен по сравнению с известным (см. таблицу), так как обеспечивает снижение скорости саморазряда аккумуляторов в процессе использования или хранения с 5 до 1% в сутки, увеличивает периодичность подзаряда при бездействии аккумуляторов, уменьшает затраты на заряд и увеличивает срок их службы (Шевченко Н.П. Метод и средства восстановления изношенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук /Рязань: ВАИ, 2000. - С.124).

ТаблицаСравнительная характеристика способов восстановления свинцовых аккумуляторов№ п/пПоказателиИзвестный способПредлагаемый способ1Уменьшение емкости при саморазряде, в % за одни сутки3-5до 12Периодичность подзаряда при бездействии аккумулятора1 раз в 5-7 суток1 раз в 30-40 суток

Изобретение относится к электротехнике и касается восстановления аккумуляторных батарей. Техническим результатом является повышение срока службы восстановленных аккумуляторов, уменьшение их саморазряда, экономию материалов и полноту использования исходного материала. Это достигается тем, что в способе восстановления свинцовых аккумуляторов активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета, после чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ при интенсивном перемешивании, которая втирается в электрод один раз, а уплотнение осуществляется дважды путем прокатывания вначале между резиновыми валиками, затем после подсушивания при 120°С в течение 20-25 секунд или после выдержки на воздухе в течение 4-6 минут, прокатывают повторно между валиками, обернутыми марлей, при этом изготовленные пластины выдерживают при температуре 45-50°С 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°С и влажности воздуха не более 20% в течение 12-14 ч, отрицательные электроды с разбухшей активной массой восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками, при этом восстанавливаемые отрицательные электроды до прессовки их с брезентовыми прокладками выдерживают в концентрированной серной кислоте плотностью 1,83 г/см³ при температуре (55-60)°С в течение 25-26 часов, промывают в дистиллированной воде, подсушивают на воздухе в течение 1-2 часов и после сборки аккумулятор заряжают. 1 табл.

Способ восстановления свинцовых аккумуляторов, заключающийся в том, что после разборки блоков активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета, после чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см³ при интенсивном перемешивании, которая втирается в электрод один раз, а уплотнение осуществляется дважды путем прокатывания вначале между резиновыми валиками, затем после подсушивания при 120°С 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 выдерживают при температуре 45-50°С 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°С и влажности воздуха не более 20% в течение 12-14 ч, отрицательные электроды с разбухшей активной массой восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками и после сборки аккумулятор заряжают, отличающийся тем, что восстанавливаемые отрицательные электроды до прессовки их с брезентовыми прокладками выдерживают в концентрированной серной кислоте плотностью 1,83 г/см при температуре 55-60°С в течение 25-26 ч, промывают в дистиллированной воде, подсушивают на воздухе в течение 1-2 ч.