СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРОВАННОГО СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА ЭЛЕКТРОЛИТОМ Российский патент 2010 года по МПК H01M10/10 H01M10/06 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении свинцовых аккумуляторов.

Известен способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым электролитом, заключающийся в вакуумировании заранее загерметизированного аккумуляторного бака до остаточного давления (1-2)·10³ Па и заполнении его свежеприготовленным коллоидным электролитом; после вакуумной заливки происходит практически мгновенное структурирование первоначально относительно текучего коллоидного электролита, в результате чего образуется гель (Агуф И.А., Дасоян М.А., Лызлов Н.Ю., Григалюк Н.К. Современное состояние и перспективы развития научных исследований в области герметичного свинцового аккумулятора. М.: Информэлектро, 1984. С.37). В качестве загустителя сернокислого электролита использован аэросил.

Недостатком известного способа заполнения является то, что вакуумная заливка может быть использована только для аккумуляторов, баки которых выполнены из твердых полимерных материалов. Если аккумуляторный бак выполнен из мягких полимерных материалов, таких как термоэластопласт, то при вакуумной заливке будет происходить значительная деформация стенок бака (втягивание) и невозможность полного заполнения аккумулятора электролитом, в результате чего аккумулятор будет иметь низкие емкостные характеристики.

В качестве прототипа выбран способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым электролитом, заключающийся в блочном формировании с последующей заменой формировочного электролита на гелеобразный (Агуф И.А., Дасоян М.А., Лызлов Н.Ю., Григалюк Н.К. Современное состояние и перспективы развития научных исследований в области герметичного свинцового аккумулятора. М.: Информэлектро, 1984. С.36): влажный отформированный блок пластин после извлечения из формировочного электролита погружают в аккумуляторный бак, предварительно заполненный свежеприготовленным гелеобразным электролитом; проводят 2-3 тренировочных цикла с целью смешивания гелеобразного электролита в баке с жидким электролитом, находящимся в блоке пластин; при этом смешивание электролитов достигается с помощью выделяющихся при заряде газов и благодаря объемным изменениям в активных массах.

Недостатком прототипа является то, что в результате такого заполнения происходит смешивание электролитов, в результате чего весь сернокислый электролит в аккумуляторе находится в гелеобразном состоянии. Внутреннее сопротивление аккумуляторов с гелеобразным электролитом превышает эту величину для обычных аккумуляторов, что снижает их емкостные характеристики. К тому же гелеобразный электролит из-за своей высокой плотности затрудняет выход газа из электродного блока аккумулятора. Недостатком прототипа является также значительная сложность выполнения: извлечение отформированного блока пластин из формировочного электролита и перенос его в аккумуляторный бак является трудоемким, особенно для аккумуляторов больших типов; кроме того, при извлечении блока возможна сульфатация отрицательных пластин из-за контакта с воздухом.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков аналога и прототипа и на решение задачи увеличения эффективности заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом и, следовательно, повышения его удельных емкостных характеристик.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе заполнения сначала заполняют поровый объем электродного блока аккумулятора сернокислым электролитом в жидком состоянии, а затем весь остальной объем аккумулятора заполняют сернокислым электролитом в гелеобразном состоянии.

Сопоставительный анализ с известными способами заполнения герметизированных свинцовых аккумуляторов показывает, что предлагаемое решение является новым.

Сущность изобретения состоит в следующем. Заполнение аккумулятора проводят в две стадии: на первой стадии весь объем аккумулятора заполняют электролитом в жидком состоянии (раствор серной кислоты), после выдержки электролит из аккумулятора удаляют за исключением электролита, находящегося в поровом объеме электродного блока; на второй стадии объем аккумулятора, свободный от электролита, заполняют свежеприготовленным коллоидным раствором серной кислоты (раствор серной кислоты с добавкой загустителя - аэросил с концентрацией 4÷9%) с последующей выдержкой до полного структурирования коллоидного раствора и образования геля в аккумуляторе. В результате выдержки не происходит смешивания жидкого электролита с гелеобразным: в поровом объеме электродного блока сохраняется электролит в жидком состоянии, а весь остальной объем аккумулятора заполнен гелеобразным электролитом. Концентрация аэросила составляет 4÷9%, поскольку при концентрации ниже 4% не происходит структурирование коллоидного раствора и образование геля, а при концентрации выше 9% заливка осложняется из-за повышенной вязкости заливаемого раствора.

Благодаря тому что поровый объем электродного блока заполнен электролитом в жидком состоянии, а весь остальной объем аккумулятора заполнен гелеобразным электролитом, увеличивается эффективность заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом, снижается внутреннее сопротивление аккумулятора за счет жидкого состояния электролита в электродном блоке, выход газа из электродного блока не затруднен. В результате этого повышаются удельные емкостные характеристики аккумулятора. Высокая эффективность заполнения заявляемого способа позволяет проводить заполнение герметизированного аккумулятора электролитом без вакуумирования, а следовательно, применять его для аккумуляторов с баками, выполненными из любых полимерных материалов - как из твердых, так и из мягких.

По аналогии с прототипом было проведено заполнение электролитом макета аккумулятора, а также заполнение электролитом макета аккумулятора по предлагаемому способу. Как показали экспериментальные данные (см. табл.), аккумулятор, заполненный по предлагаемому способу, имеет более высокие удельные емкостные характеристики по сравнению с аккумулятором, заполненным по способу в прототипе, за счет увеличения эффективности заполнения аккумулятора электролитом при сохранении низкого внутреннего сопротивления аккумулятора.

Таблица     Удельные емкостные характеристики, Ач/кг 1 Предлагаемый способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом 164.3 2 Прототип 98.6

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении свинцовых аккумуляторов. Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом и, следовательно, повышения его удельных емкостных характеристик. Согласно изобретению сначала заполняют поровый объем электродного блока аккумулятора сернокислым электролитом в жидком состоянии, а затем весь остальной объем аккумулятора заполняют сернокислым электролитом в гелеобразном состоянии. При этом заполнение аккумулятора проводят в две стадии: на первой стадии весь объем аккумулятора заполняют электролитом в жидком состоянии (раствор серной кислоты), после выдержки электролит из аккумулятора удаляют за исключением электролита, находящегося в поровом объеме электродного блока; на второй стадии объем аккумулятора, свободный от электролита, заполняют свежеприготовленным коллоидным раствором серной кислоты (раствор серной кислоты с добавкой загустителя - аэросил с концентрацией 5,6÷9%) с последующей выдержкой до полного структурирования коллоидного раствора и образования геля в аккумуляторе. 1 табл.

Способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом, отличающийся тем, что сначала поровый объем электродного блока аккумулятора заполняют серно-кислым электролитом в жидком состоянии, а затем весь остальной объем аккумулятора заполняют серно-кислым электролитом в гелеобразном состоянии; при этом заполнение аккумулятора проводят в две стадии:
на первой стадии весь объем аккумулятора заполняют электролитом в жидком состоянии (раствор серной кислоты), после выдержки электролит из аккумулятора удаляют за исключением электролита, находящегося в поровом объеме электродного блока;
на второй стадии объем аккумулятора, свободный от электролита, заполняют свежеприготовленным коллоидным раствором серной кислоты (раствор серной кислоты с добавкой загустителя - аэросил с концентрацией 5,6÷9%) с последующей выдержкой до полного структурирования коллоидного раствора и образования геля в аккумуляторе.