СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕГЕРМЕТИЧНОГО ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА Российский патент 2009 года по МПК H01M10/54 H01M10/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, преобразующим химическую энергию в электрическую.

Известен способ восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов (RU, заявка №2000114154/09, 2000.06.06. Опубл. 2002.07.110), заключающийся в предварительном разряде батареи аккумуляторов до напряжения 0,0-0,6 В, последующем заряде до максимального значения и проведении, по крайней мере, одного восстановительного цикла, состоящего в разряде и заряде батареи с помощью постоянного по амплитуде переменного тока с частотой 20 кГц - 80 Гц пилообразной формы, несимметричным относительно 0 В.

Однако этот способ отличается сложностью осуществления восстановления.

Наиболее близким по технической сущности является способ восстановления щелочного аккумулятора (RU, Заявка №93035888/07, 1993.07.12. Опубл. 1995.07.09), заключающийся в нейтрализации пластин разобранного аккумулятора в водном 45-50%-ном растворе соляной кислоты в течение 50-60 с, сборке батареи, заряде током, численно равным емкости 1/2-1/6 в течение 15-20 мин. В случае низкого напряжения аккумулятор снова разбирают и опять повторяют весь цикл восстановления.

Этот способ отличается сложностью технологического процесса, связанного с необходимостью разрезания корпуса и разборки блоков электродов аккумулятора для механической очистки каждой пластины, последующей сборки, заварки корпуса. Кроме того, существует опасность химического ожога обслуживающего персонала высококонцентрированной соляной кислотой.

Перед авторами стояла задача упрощения процесса восстановления щелочного аккумулятора, снижения трудоемкости, повышения безопасности, повышения эффективности восстановления и увеличения срока службы щелочного аккумулятора.

Эта задача решена тем, что в способе восстановления щелочного аккумулятора, включающем обработку электродов водным раствором соляной кислоты, промывку водой, заливку аккумулятора щелочным электролитом, выдержку, восстановительный цикл - заряд-разряд, процесс обработки электродов проводят непосредственно в аккумуляторе. Сначала сливают электролит, затем проводят промывку аккумулятора последовательно водопроводной и дистиллированной водой, а потом электроды выдерживают 20-30 минут в водном растворе соляной кислоты (0,3-3,0)%-ной концентрации, затем аккумулятор промывают дистиллированной водой. Далее производят заливку аккумулятора щелочным электролитом, выдерживают 2-4 часа, а потом производят восстановительный цикл - заряд током до (0,6-1,0) С в течение 1,0-1,5 часов до напряжения (1,60-1,65) В и разряд - до напряжения (0,0-0,2) В (где: С - номинальная емкость аккумулятора). При этом восстановительный цикл заряд-разряд повторяют 3-12 раз.

Сущность изобретения состоит в том, что в результате обработки электродов водным раствором соляной кислоты низкой концентрации (0,3-3,0) % в течение 20-30 минут с электродов послойно удаляются соли, образовавшиеся в процессе длительной эксплуатации щелочного негерметичного аккумулятора. Эти обменные химические реакции идут легко и не требуют высокой концентрации кислоты.

В процессе многолетней (длительной) эксплуатации негерметичных щелочных аккумуляторов постепенно формируется крупнокристаллическая активная масса, которая обладает низкой электрохимической активностью, что тоже приводит к снижению емкости аккумулятора. Глубокий разряд до (0,0-0,2) В позволяет вести проработку активных электродных масс на всю глубину электрода и образовывать мелкокристаллическую высокоэффективную активную электродную массу. Этому же способствует заряд до высокого напряжения (1,60-1,65) В.

Кроме того, в предлагаемом способе отсутствует процесс разборки-сборки аккумулятора, что значительно упрощает весь процесс восстановления аккумулятора, снижает трудоемкость. Применение для обработки электродов соляной кислоты малой концентрации позволяет исключить вероятность химических ожогов обслуживающего персонала, которые возможны при применении соляной кислоты (45-50) % концентрации, а также уменьшить разрушение поверхности электродов.

Пример осуществления способа.

Процесс начинают со слива электролита, далее проводят тщательную промывку аккумулятора водопроводной, а затем дистиллированной водой, после чего заливают в аккумулятор (0,3-3,0)%-ный водный раствор соляной кислоты на 20-30 минут и после ее слива производят повторную промывку аккумулятора дистиллированной водой.

Далее аккумулятор заливают щелочным электролитом, выдерживают 2-4 часа, после чего начинают восстановительный цикл: заряд - током (0,6-1,0) С в течение 1,0-1,5 часа до напряжения (1,60-1,65) В, разряд - до напряжения (0,0-0,2) В током 0,2 С. Восстановительный цикл повторяют 3-12 раз в зависимости от состояния аккумулятора перед его восстановлением, причем чем ниже остаточная емкость, тем больше заряд-разрядных циклов надо проводить. В результате достигается (80-100)%-ные восстановление емкости аккумулятора.

Проведенные испытания предлагаемого способа показали высокую степень восстановления аккумулятора. Из-за отсутствия разрезания корпуса и разборки блока электродов аккумулятора упрощается процесс очистки и восстановления аккумулятора, снижается опасность травматизма вследствие применения низкоконцентрированной соляной кислоты малой концентрации, а также снижается степень разрушения электродов. Параметры режимов разряда-заряда способствуют 80-100%-ному восстановлению емкости негерметичного щелочного аккумулятора.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить срок службы негерметичного щелочного аккумулятора.

Проведенный патенто-информационный поиск позволяет судить о новизне, промышленной применяемости и изобретательском уровне предлагаемого способа. Считаем, что описанный нами «Способ восстановления негерметичного щелочного аккумулятора» может быть признан изобретением и защищен патентом Российской Федерации.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, преобразующим химическую энергию в электрическую. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса восстановления щелочного негерметичного аккумулятора, снижение трудоемкости, повышение безопасности и эффективности восстановления, а также увеличение его срока службы. Согласно изобретению процесс восстановления электродов щелочного аккумулятора проводят непосредственно в аккумуляторе путем промывки водой, выдержки в водном растворе соляной кислоты 0,3-3,0%-ной концентрации в течение 20-30 мин. После чего электроды выдерживают в щелочном электролите 2-4 часа и проводят: заряд током (0,6-1,0) С в течение (1,0-1,5) часа до напряжения (1,60-1,65) В, разряд током 0,2С до напряжения (0,0-0,2) В. Заряд-разрядные циклы повторяют 3-12 раз.

Способ восстановления негерметичного щелочного аккумулятора, заключающийся в обработке электродов водным раствором соляной кислоты, промывке их водой, заливке аккумулятора щелочным электролитом, выдержке, заряде-разряде аккумулятора, отличающийся тем, что обработку электродов ведут непосредственно в аккумуляторе водным раствором соляной кислоты (0,3-3,0) % концентрации в течение 20-30 мин, выдерживают электроды в щелочном электролите 2-4 ч, а восстановительный цикл - заряд проводят током (0,6-1,0) С, в течение 1,0-1,5 ч до напряжения (1,60-1,65) В, разряд током 0,2С - до напряжения (0,0-0,2) В, при этом восстановительный цикл повторяют от 3 до 12 раз.