способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее
Классы МПК: | H01M10/34 газонепроницаемые аккумуляторы H01M12/08 состоящие из полуэлемента топливного типа и полуэлемента типа вторичного элемента |
Автор(ы): | Матренин В.И., Щипанов И.В. |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие Уральский электрохимический комбинат |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-07-22 публикация патента:
20.04.2004 |
Изобретение относится к электроэнергетике. Согласно изобретению способ получения оптимального количества электролита в никель-водородной аккумуляторной батарее включает вакуумную пропитку аккумуляторных элементов до полного заполнения и удаление излишка электролита путем проведения зарядно-разрядных циклов в следующей последовательности: проводится первый цикл, в котором батарея заряжается током (Iз) 0,05-0,20 долей от расчетной электрической емкости (Ст) до зарядной емкости (0,8-1,2)
Ст, на первом цикле определяется давление водорода в конце заряда (Ркз), разряжается батарея током (Iр), равным (0,05-0,20)
Ст, до напряжения конца разряда Uкр=n
(0,8-1,0), В, где n - количество аккумуляторных элементов в батарее, затем проводится 1-15 циклов при токах Iз и Iр, равных (0,05-0,40)
Ст, заряд ведется до Ркз, разряд до Uкр, после проводится 3-15 циклов при токах Iз и Iр, равных (0,1-0,8)
Ст, заряд ведется до Ркз, разряд до Uкр, на последнем этапе проводится циклирование при токах Iз и Iр, равных токам заряда и разряда при штатной эксплуатации, заряд ведется до Ркз, разряд до Uкр, циклирование ведется до постоянного значения разрядной емкости. В процессе проведения зарядно-разрядных циклов происходит выбрасывание избытка электролита выделяющимся при заряде водородом. Техническим результатом изобретения является получение оптимального количества электролита. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227036/215.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
Формула изобретения
1. Способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, включающий вакуумную пропитку аккумуляторных элементов до полного заполнения электролитом пористых сред с последующим удалением избытка электролита, отличающийся тем, что избыток электролита удаляется путем проведения зарядно-разрядных циклов в следующей последовательности, проводится первый цикл, в котором батарея заряжается током (Iз) 0,05-0,20 долей от расчетной электрической емкости (Ст) до зарядной емкости (0,8-1,2)![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227036/215.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в химических металл-газовых источниках тока, например, никель-водородных аккумуляторных батареях.Использование в никель-водородной аккумуляторной батарее газодиффузионного водородного электрода вызывает необходимость оптимального дозирования электролита. Особенно это важно в высоковольтных батареях с общим газовым коллектором, поскольку значительное различие в количестве электролита в электрически последовательно соединенных аккумуляторных элементах вызывает не идентичность их характеристик, что приводит к снижению энергоемкости батареи. С другой стороны, абсолютно одинаковое количество электролита в аккумуляторных элементах не является оптимальным вследствие различия структурных характеристик электродов и электролитсодержащих сепараторов в пределах технологических допусков, а также различия плотности сборки аккумуляторных элементов в батарее.Известен способ изготовления герметичного никель-водородного аккумулятора /Патент №504263, Н 01 М 10/30, заявл. 06.08.1974/, в котором критерием оптимального количества электролита в аккумуляторном элементе до герметизации аккумулятора является максимальный ток электровосстановления кислорода воздуха на отрицательном электроде при наложении напряжения от внешнего источника тока 0,8-1,36 В. Такой способ определения и дозирования оптимального количества электролита может быть применен только для аккумулятора с одним аккумуляторным элементом. В высоковольтной батарее с несколькими электрически последовательно соединенными аккумуляторными элементами, если и можно приложить к каждому элементу напряжение от внешнего источника, то вызывает большие трудности изменение количества электролита в одном элементе, не изменяя в других, поскольку аккумуляторные элементы механически соединены в один электрохимический пакет.Наиболее близким к заявляемому техническому решению является патент /Патент №2146068, Н 01 М 10/10, 12/08, заявл. 02.03.1998/, в котором вакуумированием и последующей пропиткой электролитом обеспечивается практически полное заполнение всех пор. Уменьшение объема электролита до заданной величины проводится на основании экспериментально определяемой зависимости электрических характеристик от электролитосодержания путем осушения с контролем объема удаленной сконденсированной воды. Способ получения оптимального количества электролита методом осушения имеет ряд недостатков. Во-первых, после удаления каждой порции воды необходимо определять электрические характеристики батареи, что требует ее перемонтажа из камеры заправки в технологическую емкость и обратно для удаления следующей порции воды и т.д., пока энергоемкость батареи не достигнет максимального значения. А операция перемонтажа достаточно трудоемка и требует много времени. Во-вторых, перемонтаж предполагает контакт батареи с воздухом, что, с одной стороны, нежелательно из-за адсорбции примесей, с другой - замена воздуха на аргон, а затем на водород для определения электрических характеристик приводит к дополнительному удалению воды, что вызывает несоответствие между измеренным объемом сконденсированной воды и действительно удаленной. В-третьих, удаление воды методом осушения не гарантирует оптимального количества электролита, поскольку граница раздела газ - электролит зависит от индивидуальных структурных характеристик каждого аккумуляторного элемента.Таким образом, задачей заявляемого технического решения является способ получения оптимального количества электролита в никель-водородной батарее. Заявляемый способ заключается в том, что батарея после электрической коммутации аккумуляторных элементов заправляется электролитом под вакуумом, после чего она устанавливается в технологический корпус для проведения приработочных зарядно-разрядных циклов. Циклирование проводится по следующей программе:A) 1-й цикл - батарея заряжается током (Iз) 0,05-0,20 долей от расчетной электрической емкости (Ст), определенной из количества активной массы в положительных электродах, до зарядной емкости (0,8-1,2)![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227036/215.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
![способ получения оптимального количества электролита в аккумуляторной батарее, патент № 2227349](/images/patents/241/2227044/183.gif)
Класс H01M10/34 газонепроницаемые аккумуляторы
Класс H01M12/08 состоящие из полуэлемента топливного типа и полуэлемента типа вторичного элемента