Способ заряда никель-кадмиевого аккумулятора Советский патент 1983 года по МПК H01M10/44 

4

00

сл

со а Изобретение относится к электротехнической промышленности и касает ся вопросов никель-кадмиевых (НК) аккумуляторов в ускоренном режиме. Известна система заряда батарей, где полный заряд проводят в минимал ное время без нагрева газовьщеления или потерь электролита 1. Заряд проводят импульсным током, чередуя зарядный ток е паузами. Однако указанный способ не обеспечива ет дальнейшего сокращения времени заряда без газовыделения и нагрева аккумулятора, так как неэффективно используется пауза. Известен способ заряда аккумулят ра, при котором заряд осуществляют постоянным током до момента достиже ния напряжением аккумулятора значения, при котором начинается электро лиз воды, входящей в состав электро лита. Затем аккумулятор заряжают в импульсном режиме с периодом подачи импульсов короче, чем период возбуж дения газообразования 2. Известен также способ зарядки ак кумуляторной батареи в режиме повышенного пульсирующего тока с периодическим прерыванием процесса заряд и переключением на кратковременный ;режим быстрой разрядки 3. Однако эти способы не обеспечива ют значительного сокращения времени заряда.. Наиболее близким является способ заряда герметичных аккумуляторов СКГ-б, в котором используется режим заряда прямоугольными разнополярными импульсами при частоте следования импульсов ,75 Гц, относитель ной продолжительности зарядного импульса ; J- 0,,015, где длительность зарядного импульса;Т - длительность периода следования импульса при соотношении амплитуд разрядного и зарядного импульсов 0,3iO,019 со средним зарядным током Т, 4 Однако данный способ не обеспечивает достаточно быстрого процесса за ряда (время заряда до 8 ч), требует большого перерасхода энергии при заряде (КПД 13%). Целью изобретения является значительное сокращение времени заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и уменьшение расхода электроэнергии при отсутствии газовьщеления. Поставленная цель достигается тем что согласно способу заряда аккумуляторов разнополярными импульсами тока заряд проводят в режиме со стабилизированными амплитудами импульсного анодного и катодного тока, при Отношении амплитуд разрядного к зарядному импульсов 6,,1 с амплитудами зарядного импульса 2,5-3,0 от номинальной емкости при длительности анодного импульса Мс и катодного импульса ,5 Мс с паузами между ними Мс за время, равное 35 - 27,5 мин. Оптимальные величиныамплитуд анодного и катодного тока и их длительности были получены из исследований распределения тока по объему на физической модели пористого электрода. Предел увеличения амплитуды импульсного анодного тока и нижний предел амплитуды катодного ограничены увеличением газовьзделения в конце заряда. Верхний предел амплитуды катодного импульса ограничен повышением расхода электроэнергии при заряде , а нижний предел амплитуды анодного тока нерациональным увеличением времени заряда. Время паузы между импульсами выбрано из соображений окончаний переходных процессов в коммутируемой цепи. . Пример. Аккумулятор НКВН-3,5 подсоединяется к зарядному устройству, обеспечивающему следующий режим зарлда: амплитуда анодных импульсов 8,3±0,1 А амплитуда катодных импульсов 5 8± О, 5 А; длительность анодных и катодных импульсов соответственно Га Мс иТк 1040,5 Мс; длительность пауз Т„ Мс время заряда составляет 35 мин; газовьщеление отсутствуетf емкость, сообщенная при заряде, составляет 96% от номинальной емкости (номинальная емкость испытуемого аккумулятора ;0,3,3 А. ч; емкость, отданная при стандартном режиме разряда Up - l 96% от номинальной температура аккумулятора в конце заряда 26 - 28 С. П р име р 2. Аккумулятор НКБН:-3,5 подсоединяется к зарядному .устройству, обеспечиваквдему следующий режим заряда: амплитуда анод ных импульсов ,,1 А амплитуда катодных импульсов Ij, ,5 А; длительность анодных и катодных импульсов соответственно TO 200irlO Мс и(Г),5 Мс; длительность пауз Мс; время заряда составляет 27,5 мин; газовьщеление практически отсутствует (вьщеляется 1,5 мл газа) емкость, сообщенная при заряде, составляет 96% от номинальной; емкость, отданная при стандартном режиме разряда ( А) - 96% от номинальной; температура в конце заряда 26 - 28 С; количество рабочих циклов не менее 150. Указанный режим работы проверялся на аккумуляторах НКП-10, НКБН-25, НКБН-3,5 , а также на батареях, сое-, тоящих из 10 шт этих аккумуляторов.

3.104в53&4

Использование предлагаемого спо-собом без заметного газовыделения

соба ускоренного заряда ник«ль-кад- при заряде. Расход электроэнергии

миевых аккумуляторов позволяет впо сравнению с существующим спосо13-17 раз сократить время зарядабом в 3,5 раза меньше, при КПД пред

ХИТ по сравнению с существующим спо-лагаемого способа 46%.

СПОСОБ ЗАРЯДА НИКЕЛЬ-КАДМИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА разнополярными импульсами тока, отличающийс я тем, что, с целью сокращения времени заряда уменьшения расхода электроэнергии при отсутствии газовьщеления и без ухудшения характеристик, заряд проводят в режиме со стабилизиров.анными амплитудами импульсного анодного и катодного тока, при отношении амплитуд разрядного к зарядному импульсов 6, 9iO, 1, с амплитудами зарядного импульса 2,5 - 3,0 от номинальной емкости при длительности анодного импульса 20р±10 Мс и.катодного импульса lO±0,5 Me с паузами , между ними 101:1 Мс за время, равное { 35-27,5 мин.. (Л