СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЙ АККУМУЛЯТОР Советский патент 1972 года по МПК H01M4/73 H01M2/28 H01M4/68 H01M10/12 

1

Известен овинцово-кислотный аккумулятор, садержаЩИЙ цилиндрический ба,к, закрытый крышкой С отверстиями для выводных зажимов и микропористой зали вочной воронки с уплотняющим фланцем вокруг каждого отверстия, и горизонтально расположенные в баке 1круглые лластины, решетки которых вьшолнены кони1ческими с радиальными ребрами, пересекающимися концентрическими кольцами, наружным ободом, являющимся периферией основания коНуса, и внутренней втулкой - вершиной конуса, выполненных из изоляционного и электропроводного материала.

Недостатком такого аккумулятора является сложность сборки и ненадежная герметизация фланцев. Кроме того, возможны осевые перемещения выводных зажимов.

С целью упрощения сборки, обеспечения газонепроницаемости и ком,пенсации осевого перемещения предлагается наружный обод отрицательной лластины выполнять из изоляционного Материала и .располагать внутри наружного обода .положительной пластины, выполненного проводящим для электрического соединения положительных пластин; внутреннюю осевую Втулку отрицательной пластины выполнять проводящей для электрического соединения отрицательных пластин и располагать внутри втулки положительной лластины, выполненной из изоляционного материала, с соотношением высот проводящего обода к изоляционному и проводящей втулки к изоляционной равным или большим двум, а фланцы выводных зажимов с внутренней стороны бака охватывать гибкими трубками из кислотостойкого материала, например неопрена, с несколькими гофрами.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аккумулятор; на фиг. 2 - решетка отрицательной пластины; на фиг. 3 - решетка положительной пластины.

Аккумулятор состоит из бака 1 цилиндрической формы, закрытого крышкой 2 с тремя отверстиями и фланцем вокруг каждого отверстия. Фланец 3 для уплотнения отрицательного выводного зажима 4, фланец

5 - для пололсительного выводного зажима 6. Части а и б фланцев 5 и 5 расположены с внутренней стороны крышки 2 и образуют место для размещения 4 и 6. На зажимах находится несколько колец 7, предназначенных для вертикального выравнивания зажимов и ограничения их бокового перемещения. Эти кольца создают также вторичное уплотнение для зажимов в случае .повреждения первичного уплотнения, поэтому их следует изготовлять из кислотостойкого материала, например неопрена. Первичные уплотнения представляют собой гибкие трубки 8 и 9, которые также должны быть изготовлены из кислотостойкого мат1ериала. Ол-и выполняются в виде заранее отформованных термОПласткчных втулок с несколькими гофрами, которые допускают относительное движение между зажимами и крышкой аккумуляторного бака.

Материал этих зтулок должен быть достаточно эластичным. Втулки быть снабжены Внутри прокладкой (футеровкой) из термопластичных материалов, что обеспечивает тепловое уплотнение на зажимах и аккумуляторной крышке в процессе их изготовлен-ия. Материалами для уплотнений трубок 8 и 9 могут быть неолрен, полиэтилен, полипропилен, полихлорвинил и тефлон. Такая конструкция уплотнения, допускающая относительное движение между соединительными зажимамИ и крышкой аккумулятора, является мерой предосторожности лротив роста акк;умуляторных пластин или применения их в аккумуляторах, жоторые подвергаются и частым ударам, например, на транспортных машинах.

Последнее от верстие на аккумуляторной крыШКе окружено вертикальным цилиндрическим выступом 10, который предназначен для наполнительной воронки //. Наполнительная воронка служит для задержки вспышек и выпуска водорода.

Верхняя часть в этой воронки микропористая, что позволяет выходить и быстро рассеиваться водороду изнутри аккумулятора, но предотвращает зажигание водорода от пламени или искр, возникающих вне аккумулятора. Воронка обычно жесткая и выполняется из микропористого полиэтилена, полипропилена, тефлона, керамики, фаянса или других аналогичных кислотостойких материалов.

Комплект аккумуляторных пластин состоит из положительных 12 и отрицательных 13 пластин, расположенных горизонтально. Основная пластина 14 поддерживает весь комплект аккумуляторных пластин, причем она имеет наклон Вперед к центру аккумулятора. С таким наклоном выполнены все пластины в аккумуляторе. Самой нижней в комплекте является отрицательная пластина 13, которая содержит аккумуляторную решетку 15.

Аккумуляторная решетка снабжена изоляционным кольцом 76 из кислотостойкого матер-иала, например «еопрена или резины, которое окружает наружную крогяку решетки. Толщина этого обода болыше, чем толщина решетки, чтобы создать электрическую изоляцию наружных частей аккумуляторной решетки относительно следующей решетки. Кольцо 16 предназначено также для того, чтобы предотвратить дендритный рост по краю решетки. Внутренняя часть решетки 15 отлита вместе с центральной крепежной втулкой 17, которая входит в следующую отрицательную решегку

для крепления. Верхний край этой втулки выполнен с внутренним скосом для соединения с другой втулкой отрицательной решетки и взаимного закрепления.

Полол ительные аккумуляторные рещетки (см. фиг. 2) собраны вместе аналогичным образом, «о соединены и опираются по периферии элемента. Положительная аккумуляторная пластина содержит решетку 18, снабжен1ную

толстым наружным ободом 19, который окружает периферию решетки 18 и действует как крепежное кольцо, предотвращая рост решетки, а также создает опору для последней в собранном виде элемента. По краю внутреннего концентрированного кольца решетки 18 предусмотрено изоляционное кольцо 20.

Отрицательный заж,им 4 находится внутри втулки верхней отрицательной пластины 13, а положительный зажим 6 приварен или друТИМ способом прикреплен к верхнему периферийному кольцу верхней положительной решетки.

Для создания электрического контакта между решетками после окончания сборки внутрь

полой центральной части для зажима заливается расплавленный свинец или низкоплавкий материал с точкой плавления не выше тачки плавления материала решетки. Отрицательный зажим 4 и втулка 17 выполнены с отверстием

г. Расплавленный материал заливается через это отверстие выше точки соединения зажима и самой верхней отрицательной решетки. Благодаря этому расплавленный материал после охлаждения не будет сл :нматься ниже основной зоны связи. Контактный блок 21, который содержит верхнюю часть зажимов, может быть обработан вместе с отверстием г или закреплен другим способом. После затвердения будет создано полное электрическое соединение

между отрицательными решетками и отрицательным зажимом. также применить втулку или стержень из низкоплавкого припоя, который вставляется в полую центральную часть собранного пакета аккумуляторных пластин, после чего связь может быть создана путем нагрева всей собранной конструкции или выбороч1ного нагрева центральной части для зажимов. По другому варианту втулку 17 каждой отрицательной пластины 13 предварительно покрыть термоуплотняющим электропроводным материалом, например низкоплавким свинцовым припоем. Связь может быть создана путем нагревания после сборки комплекта аккумуляторных решеток. В некоторых случаях связующим материалом могут быть смолы или другие непроводящие клеящие вещества. Таким образом соединяются и положительные аккумуляторные пластины. Сепаратор 22 представляет собой литую

пластину, изготовленную из микропористой резины или другого обычного материала с одним или несколькими слоями стекловолокна. Положительная аккумуляторная решетка изготовляется круглой формы с крепежным ции. Положительная аккумуляторная пластина лодвержбна коррозии, а также увеличивается -в размерах при старении. Для увеличения прочности толщина ее крепежного кольца в два раза больше толщины радиальной части, которая выполнена дугообразной, чтобы при росте решетки, вызывающем наружные напряжения в радиальных частях, эти дугообразные части изгибались дальше, поэтому радиальные (Напряжения будут меньше, чем в слу- 10 чае прямолинейных радиальных частей аккумуляторных решеток. Поскольку все радиальные части разрушаются в одинаковом направлении и в одинаковой форме, то тем самым уменьшается тенден- 15 ция роста их частей или вспучивание их. Когда эти части увеличиваются в размере, они давят на активную массу, удерживая ее в ячейках решетки. Площадь решетки должна быть наклонена. Угол наклона поверхности решетки с горизонталью должен быть таким, чтобы обеспечить выход газов, образуемых на поверхностях пластин :во время работы аккумуляторов; оп- 25 тимальным является угол наклона от 10 до 40°. Для облегчения выпуска газов предусмотрены свободные пространства, так что газ будет проходить от самой нижней решетки до уровня выше верхней пластины к выпускному 30 опверстию. Газовые отверстия находятся в середине аккумуляторного элемента. Для этого достаточно сделать четыре отверстия на равном расстоянии вокруг внутренней части. Если аккумуляторные решетки установлены наклон- 35 но в обратном направлении, то газовые отверстия должны быть предусмотрены вокруг периферии элемента. Решетки могут быть выполнены из чистого овинца, а также из сплава свинца с кальцием 40 с содержанием кальция меньше 1 % или из 20 свиЕЦОво-сурьмянистого сплава, содержащего 3-12% сурьмы. Электролитом -служит водный раствор серной кислоты. Предмет изобретения 1. Свинцово-кислотный аккумулятор, содержащий цилиндрический бак, закрытый крышкой с отверстиями для выводных зажимов и микропористой заливочной воронки с уллотняющнм фланцем вокруг каждого отверстия, и горизонтально раслоложенные в баке круглые пластины, решетки которых выполнены коническими с радиальными ребрами, пере-секающимися концентрическими кольцами, наружным ободом, я вляющимся периферией основаиия конуса, и внутренней осевой втулкой - .вершиной конуса, выполненных из изоляционного и электропроводного материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения сборки, наружный обод отрицательной пластины выполнен из изоляционного материала и расположен внутри наружного обода положительной пластины, выполненного проводящим для электрического соединения положительных пластин; внутренняя осевая втулка отрицательной пластины выполнена проводящей для электрического соединения отрицательных пластин и расположена внутри втулки положительной пластины, выполненной из изоляционного материала, с соотношением высот проводящего обода к изоляционному и проводящей втуяки к изоляционной равным или большим двум. 2. Свинцово-кислотный аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения газонепроницаемости и компенсации осевого перемещения, фланцы выводных зажимов с внутренней стороны бака охвачены гибкими трубками из кислотостойкого материала, например неопрена, с несколькими гофрами.

10

/4

ia

IB