Способ формирования никель-железного аккумулятора

Способ формирования никель-железного аккумулятора

Реферат

 

Использование: щелочные аккумуляторы с железным электродом. Сущность изобретения: способ формирования никель-железного аккумулятора включает заправку электролитом и проведение заряд/разрядных циклов. Заряд ведут при постоянном токе, составляющем 0,1 - 0,4 от номинальной емкости, при одновременном вакуумировании на 0,1 - 15 кПа. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве щелочных аккумуляторов с железными электродами.

Известен способ формирования никель-железного аккумулятора путем проведения заряд/разрядных циклов при 5-часовом режиме разряда [1] Указанный способ формирования обладает малой эффективностью и требует больших затрат времени.

Из известных способов формирования наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ формирования никель-железного аккумулятора, включающий заправку аккумулятора электролитом и проведение заряд/разрядных циклов. Заряд ведут постоянным током до достижения заданного напряжения. Затем осуществляется разряд до заданного напряжения, обычно до 1,0 В. Заряд/разрядные циклы повторяют несколько раз до достижения заданной емкости [2] Недостатком данного способа формирования является значительная трудоемкость и низкая эффективность.

Задачей изобретения является создание способа формирования никель-железного аккумулятора, обладающего высокой эффективностью и требующий небольших затрат времени.

Указанный технический результат достигается тем, что после заполнения аккумулятора электролитом заряд аккумулятора ведут постоянным током, составляющим 0,1-0,4 от номинальной емкости при одновременном вакуумировании до разряжения 0,1-15 кПа.

Проведение зарядного цикла при одновременном вакуумировании позволяет повысить эффективность заряда аккумулятора и снизить трудозатраты. Эффективность заряда повышается за счет удаления выделяющихся при заряде газовых пузырей, мешающих протеканию тока и доступу электролита к активной массе электродов. Проведение заряда при вакуумировании позволяет достичь номинальной емкости за один формировочный цикл. Предлагаемый диапазон зарядных токов обеспечивает оптимальность процесса. При токе меньшем 0,1 С_н время заряда очень велико, что затягивает процесс формирования. При токе, превышающем 0,4 С_н, происходит сильный разогрев электролита и очень бурное газовыделение. Это приводит к разрушению активной массы и снижает эффективность заряда. Проведение заряда при разрежении меньшем 0,1 кПа не дает эффекта, так как при этом не обеспечивается надежное удаление образующихся газов. Заряд при разрежении, превышающем 15 кПа, не дает дальнейшего повышения эффективности, а требует более мощного насоса, что усложняет процесс формирования и увеличивает затраты мощности.

Проведенный анализ уровня техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного изобретения критерию "новизна".

Для проверки соответствия предложенного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предложенного изобретения.

Установлено, что известен способ заряда аккумулятора при вакуумировании [3] Однако этот способ относится к герметичным аккумуляторам системы никель-кадмий или свинцовым аккумуляторам. Заряд проводится при постоянном напряжении и стабилизированном разряжении, обеспечивающими рекомбинацию выделяющегося кислорода. Рассматриваемый способ заряда обеспечивает достижение другого технического результата и применим лишь для герметичных аккумуляторов. Для никель-железного аккумулятора этот способ не пригоден.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

П р и м е р практической реализации: изготовлен макетный образец никель-железного аккумулятора емкостью 1 А ч, содержащий один железный и два окисноникелевых электрода размером 40х60 мм, разделенные полипропиленовым сепаратором толщиной 3 мм. Аккумулятор заправлялся раствором гидроокиси калия плотностью 1,23 г/см³ и выдерживался в течение часа для пропитки электродов. К полости аккумулятора подключался водоструйный вакуумный насос. Заряд аккумулятора проводился током 0,4 А при разряжении 10 кПа в течение 5 ч. Разряд аккумулятора проводился током 0,7 А до напряжения 0,9 В. Отдаваемая емкость составила 1,2 А ч. После первого формировочного цикла аккумулятор достиг номинальной емкости. При формировании аккумулятора по методике прототипа номинальная емкость достигается только после четырех формировочных циклов.

Таким образом, предлагаемый способ формирования никель-железного аккумулятора повышает эффективность формирования и значительно уменьшается требуемое время. Полученные данные подтверждают возможность практической реализации предлагаемого способа формирования с достижением предлагаемого технического результата.

Следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗНОГО АККУМУЛЯТОРА, включающий заправку электролитом и проведение заряд-разрядных циклов, отличающийся тем, что зарядный цикл проводят при одновременном вакуумировании аккумулятора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зарядный цикл проводят при постоянном токе, составляющем 0,1 0,4 номинальной емкости, при разрежении 0,1 15,0 кПа.