Способ определения времени хранения химического источника тока Советский патент 1980 года по МПК H01M10/42 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к химическим источникам тока (ХИТ), и предназначается для определения сроков хранения источников тока путем измерения изменений их электродвижущей силы (ЭДС) во времени.

Известны различные хранения ХИТ, но все они сводятся к контролю емкости при хранении ХИТ.

Известен способ контроля емкости ХИТ, который может быть использован для определения времени хранения, основанный на заряде аккумулятора увеличивающимся током до момента начала газовыделения. После этого определяют величину тока в этот момент и по заранее полученной зависимости остаточной емкости от плотности зарядного тока, для данного типа ХИТ, определяют искомую величину емкости ИОднако этот способ неудобен в определении начала газовкщеления, неприменим к герметичньом источникам тока и требует больщого набора приборов .

Известен способ определения ем.чости ХИТ, который также можно использовать для определения времени хранения, основанный на подключении ХИТ на определенную нагрузку. Через заданный интервал времени после подключения измеряют разницу ДЕ между величиной напряжения на источнике тока и величиной опорного напряжения, по которой судят о состоянии ХИТ. Для повышения точности осущест10вляют дополнительное измерение разности i Eg между величиной напряжения на источнике тока в момент подключения к нагрузке и величиной указанного опорного напряжения, а ем15кость определяют по формуле С К - К2Гд{АЕ -ДЕо), где К, и Кя - постоянные, определяемые по двум известным значениям С и соответствующш им значениям ди ДЕ Д б

20 Время хранения определяют после серии измерения емкостей через определенный промежуток, времени, экстра,полируя разницу емкостей между предыдущим измерением и последующим на

25 полную потерю емкости 2 .

Данным способом невозможно быстро определить срок хранения источника тока, обладающего большим сроком хранения, ввиду большого промежутка времени, необходимого для получения определенной потери емкости при хранении, для производства последуквдих измерений. Кроме того, он неудобен изза необходимости применения источника опорного напряжения, а также потому, что уменьшает часть емкости, т.е. в известной степени является разрушающим.

Известен также способ определения качества изготовления ХИТ путем определения изменения ЭДС источника во времени в процессе хранения з .

Однако этот способ, позволяя определить качество ХИТ, не дает возможности определить срок его хранени

Цель изобретения - ускорение процесса определения времени хранения любых ХИТ на основании измерения падения ЭДС во времени при хранении.

Поставленная цель достигается тем что для определения срока хранения данной электрохимической системы выбирают стабильный участок изменения ЭДС (обычно он идет за первоначальным резким падением ЭДС до некоторой медленно меняющейся, практически прямолинейно, величины), далее измеряют падение ЭДС во времени на этом участке, после чего полное время хранения данного ХИТ вычисляют по елеформуле .р

fi)

т.- АЛ API

Д.Е

АС

ТAtйТ

где CQ - электрохимическая емкость

ХИТ, А-ч;

Т - абсолютная температура. К; ЕО - начальное значение ЭДС, В;

- температурный коэффициент g разрядной емкости. А-ч/К; J7J- - величина падения ЭДС при хранении, В/сут.

Для определения коэффициента -JTJ; замеряют для каждой .партии ХИТ путем вычисления приращения емкости при изменении температуры разряда ХИТ в области температуры хранения в интервале ±10°С.

Данный способ проверяется на следующем примере. Взят первичный источник тока системы окись ртути-кадмии. Для этого источника тока с целью определения времени хранения по формуле (ij используют второй, стабильный участок падения ЭДС. Т.е. при непрерывном измерении падения ЭДС останавливаются на участке, где изменение ЭДС имеет гарантированно прямолинейную зависимость. Далее измеряют на этом участке падение ЭДС в течение одного месяца при , достаточного для уверенного определения этого падения на потенциометре, который был использован для этого. После измерения падения ЭДС и подстановки численных значений в формулу (1J для ртутно-кадмиевой системы получаем выражение, на основе которого вычисляется время хранения

ОИ5Ео

г,

|Д1| С2) jAt I

Зависимость некоторых параметров хранящегося ХИТ системы окись ртутикадмии от температуры хранения сведены в таблицу.

Для проверки полученных величин, сроков хранения элементов при различных температурах проведена экстраполяция функции остаточной емкости от времени хранения на нулевое значение остаточной емкости.

Эта экстраполяция может быть выполнена только для тех температур, где можно получить, в пределах опыта, за счет саморазряда практически полную релаксацию электрохимической емкости. Хорошее совпадение дан-них проверки с результатами опрёде- .

ления времени хранения по приведенной формуле показано в таблице.

Преимущество данного способа заключается в том, что он во много раз ускоряет процесс определения времени хранения ХИТ и при этом не нуждается в дополнительных источниках питания, применим к любым электрохимическим системам. Этот способ является неразрушаюЕЦим и намного более простым, по сравнению с известными. Кроме того предлагаемый способ позволяет, если 5 необходи мо, по отношению величин времени хранения ХИТ легко и быстро определить коэффициенты ускорения процессов для рассматриваемых температур хранения по отношению к температуре +25°С (см. таблицу).

Способ также дает возможность додолнительно получить сведения с емкости, которую ХИТ имеет в процессе хранения на каждый данный момент времени. Для этого получают для одной определенной повышенной температуры хранения характер зависимости остато ной емкости от времени хранения и с помощью коэффициента ускорения процессов вычисляют значения емкости.

Экономическая эффективность выражается в значительной экономии времени измерений для определения времени хранения ХИТ. Если обычно для проведения экстраполяции с целью определения времени хранения необход мо, по крайней мере, б месяцев, то данная методика позволяет сократить это время до 0,5-1 месяца. Для получения коэффициентов ускорения процессов с помощью известных способов, время опыта возрастает до 1-3 лет (для элементов с длительным хранением). Предлагаемый способ позволяет также сократить это время до 0,5-1 мес. Это особенно ценно при поисковых и исследовательских работах, когда необходимо оценивать срок хранения разрабатываемых ХИТ для получения оптимального варианта. В этом случае очень сильно сокращается время поиска, резко уменьшается трудоемкость и в конечном итоге занятость рабочей силы, т.е. экономятся человеко-часы рабочего времени.

Кроме того, после проверки с помощью предлагаемой методики, элеменне теряет емкости и может быть использован по назначению.

Формула изобретения

Способ определения времени хранения химического источника тока путем ; измерения падения ЭДС источника в процессе хранения, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, измерения падения ЭДС осуществляют при достижении ею стабильного характера изменения и.искомое время хранения определяют по следующей формуле

Q05fCo-E,

ДЕо)

TTl

С

. лТ

0

где GO - электрохимическая емкость

ХИТ, А.ч;

Т - абсолютная температура. К; начальное значение ЭДС, В;

температурный коэффициент

ДТ Е

5 разрядной емкости, А-ч/град; значение ЭДС за время падения, В/сут. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

0

5 444279, кл. Н 01 М 6/00, 1973.