СПОСОБ АНАЛИЗА НИКЕЛЬ-КАДМИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА НА ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬ К ТЕПЛОВОМУ РАЗГОНУ Российский патент 2007 года по МПК H01M10/34 H01M10/48 

Изобретение относится к электротехнике и касается вопроса анализа никель-кадмиевого аккумулятора на предрасположенность к тепловому разгону.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [Патент Российской Федерации 2043678, 6 Н01М 10/48, Н01М 10/26] контроля теплового разгона в аккумуляторе во время его эксплуатации в буферном режиме. В рамках данного способа температура аккумулятора во время эксплуатации постоянно контролируется с помощью прикрепленных термодатчиков. В случае повышения температуры выше 70-80°С аккумулятор отключается.

Однако и данный способ никак количественно не оценивает предрасположенность аккумулятора к тепловому разгону и не дает возможности отбраковывать аккумуляторы по предрасположенности к тепловому разгону еще до установки на объект.

Задачей представленного изобретения является разработка способа анализа никель-кадмиевого аккумулятора на предрасположенность к тепловому разгону.

Поставленная задача достигается тем, что в известный способ тестирования аккумулятора во время технического обслуживания (согласно руководству по технической эксплуатации батареи 20НКБН-25-У3 (НЛВЕ. 563512.005РЭ)) добавлен анализ внутреннего сопротивления аккумулятора. Одной из причин возникновения теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах является прорастание дендритов через сепарацию. Это приводит к резкому уменьшению омического сопротивления в месте прорастания дендрита и, следовательно, к значительному возрастанию тока в этом месте, что в свою очередь приведет к повышению температуры и к еще более сильному падению сопротивления в этом месте. Таким образом, чем более низкое внутреннее омическое сопротивление аккумулятора, тем более развиты дендриты внутри сепарации и тем более аккумулятор предрасположен к тепловому разгону. Введем меру предрасположенности аккумулятора к тепловому разгону в виде коэффициента теплового разгона η=(ρ₀-ρ)/ρ₀·100%, где ρ₀ - внутреннее омическое сопротивление данного аккумулятора в начале эксплуатации, ρ - внутреннее омическое сопротивление аккумулятора на момент проверки.

Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Десять аккумуляторов марки НКБН-25-У3 со сроком эксплуатации один год. Коэффициент теплового разгона η=0-1%. После 200 зарядно-разрядных циклов для каждого аккумулятора ни один из них не пошел на тепловой разгон. Заряд производился при постоянном напряжении 2,0 В в течении 6 часов, а разряд стандартным режимом согласно руководству по технической эксплуатации батареи 20НКБН-25-У3 (НЛВЕ. 563512.005РЭ) током 10 А до напряжения на клеммах аккумуляторов в 1 В.

Пример 2. Десять аккумуляторов марки НКБН-25-У3 со сроком эксплуатации 5-6,5 лет. Коэффициент теплового разгона η=18-29%. После 100 зарядно-разрядных циклов для каждого из аккумуляторов два из них пошли на тепловой разгон. Первый аккумулятор пошел на разгон на 8 цикле η=25%, срок эксплуатации 6,2 года. Второй на 74 цикле η=28%, срок эксплуатации 5,7 лет. Заряд и разряд производились при тех же режимах.

Используемый способ анализа никель-кадмиевого аккумулятора на предрасположенность к тепловому разгону обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

1. Позволяет количественно оценить предрасположенность никель-кадмиевого аккумулятора к тепловому разгону с помощью коэффициента теплового разгона.

2. В случае небольших значений коэффициента теплового разгона, менее 10%, позволяет надежно гарантировать, что тепловой разгон аккумулятора не произойдет в процессе его эксплуатации.

Изобретение используется в электротехнике для анализа предрасположенности никель-кадмиевого аккумулятора к тепловому разгону. Согласно изобретению измеряется внутреннее омическое сопротивление аккумулятора. Чем более низкое внутреннее омическое сопротивление аккумулятора, тем более развиты дендриты внутри сепарации и тем более аккумулятор предрасположен к тепловому разгону. Введена мера предрасположенности аккумулятора к тепловому разгону в виде η=(ρ₀-ρ)/ρ₀·100%, где где η - коэффициент теплового разгона, ρ₀ - внутреннее омическое сопротивление данного аккумулятора в начале эксплуатации, ρ - внутреннее омическое сопротивление аккумулятора на момент проверки.Техническим результатом изобретения является возможность количественной оценки предрасположенности аккумулятора к тепловому разгону и отбраковка аккумуляторов с большой вероятностью теплового разгона.

Способ анализа никель-кадмиевого аккумулятора на предрасположенность к тепловому разгону, включающий контроль внутреннего сопротивления аккумулятора в процессе технического обслуживания, отличающийся тем, что производят определение коэффициента теплового разгона η по формуле

η=(ρ₀-ρ)/ρ₀*100%,

где η - коэффициент теплового разгона;

ρ₀ - внутреннее омическое сопротивление данного аккумулятора в начале эксплуатации;

ρ - внутреннее омическое сопротивление аккумулятора на момент проверки, причем при η>20% дендриты достаточно сильно развиты внутри сепаратора, отчего аккумулятор предрасположен к тепловому разгону.