Електроліт для свинцево-кислотного акумулятора

Електроліт для свинцево-кислотного акумулятора, що включає суміш дистильованої води з концентрованою сірчаною кислотою щільністю 1,21,29г/см 2, що містить 28-38мас.% концентрованої сірчаної кислоти, який відрізняється тим, що додатково містить тетра- або динатрієву сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти при такому співвідношенні інгредієнтів, мас. %: концентрована сірчана кислота 28-38 тетра- або динатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти 0,7-0,8 дистильована вода решта. Винахід відноситься до електротехнічної промисловості, а саме до виробництва свинцевокислотних акумуляторів. Звичайно свинцево-кислотний акумулятор складається з корпуса, у якому розміщені свинцеві пластини, поміщені в електроліт. Електролітом у ньому є суміш обезсоленої води із сірчаною кислотою із щільністю 1,2-1,29 (28-38 мас. % Н2SO4). Пластини таких акумуляторів ви готовляють із свинцевого сплаву; проміжки між ґратами однієї такої пластини заповнюють губчатим свинцем, а інші пластини – РbО2. При розрядці свинцевого акумулятора йдуть наступні реакції: Рb+SO42-®PbSO4+2е-, РbО2+SO4 2-+4H++2е-®PbSO4+2Н2О У результаті кожної реакції утворюється нерозчинна речовина - сірчанокислий свинець PbSO4, що осаджується на пластинах. Це утворює діелектричний шар між струмовідводами та активною масою. Це один з недоліків, що впливає на термін використання свинцево-кислотної акумуляторної батареї. Основними процесами зносу акумулятора є: - сульфатація пластин, що полягає в утворенні великих кристалітів сульфа ту свинцю, що перешкоджає протіканню оборотних токоутворюючих процесів; - корозія електродів, тобто електрохімічні процеси окислювання і розчинення в електроліті, що викликає опадання матеріалу стр умовідводів; - слабка механічна міцність чи погане зчеплення активної маси зі струмовідводами, що приводить до випадання активної маси; - опадання активної маси позитивних електродів, пов'язане з розпушенням, порушенням однорідності. Для вирішення цих проблем і поліпшення експлуатаційних характеристик свинцево-кислотного акумулятора, запропоновані різні добавки в електроліт чи в електроди акумулятора [див. патент США №6218052, МПК Н01М10/10, опублікований 17.04.2001, патент РФ №2166815, МПК Н01М 10/26, опублікований 10.05.2001, патент Франції №2553581, МПК Н01М4/62, опублікований 19.04.1985]. Відома добавка до електроліту для регенерації свинцевого акумулятора, що вводиться в сірчанокислий електроліт і включає сульфати алюмінію, кадмія та магнію [див. патент КНР №1332483, МПК (19) UA (11) 77899 (13) C2 (21) a200507696 (22) 02.08.2005 (24) 15.01.2007 (46) 15.01.2007, Бюл. № 1, 2007 р. (72) Солдатенко Микола Павлович, Кожуховський Віталій Олександрович, Солдатенко Віталій Миколайович (73) Солдатенко Микола Павлович, Кожуховський Віталій Олександрович, Солдатенко Віталій Миколайович (56) SU 208062, 29.12.1967 JP 62208567, 12.09.1987 CA 2110357, A1, 31.05.1994 RU 2237318, C2, 27.09.2004 3 77899 4 Н01М10/08: Н01М10/42, опублікований троліт для свинцево-кислотного акумулятора, який 23.01.2002]. включає суміш дистилірованої води з концентроНедоліки відомої добавки полягають у тому, ваною сірчаною кислотою щільністю 1,2-1,29г/см 2, що вона збільшує концентрацію сірчаної кислоти, що містить 28-38мас.% концентрованої сірчаної що поліпшує розчинність сульфату свинцю, але не кислоти, відрізняється тим, що додатково містить його великих кристалітів, однак підсилює корозію тетранатрієву сіль - етилендіамін-тетраоцетової струмовідводів і не запобігає опаданню активної кислоти чи динатрієву сіль - етилендіамінмаси електродів; а метал, що утвориться в рететраоцетової кислоти в наступному співвіднозультаті відновлення іонів кадмію, змінює різницю шенні інгредієнтів, мас. %: потенціалів між електродами батареї і підсилює сірчана кислота концентрована 28-38 корозію струмовідводів. тетранатрієва сіль - етилендіамінВідомий електроліт свинцево-кислотного акутетраоцетової кислоти мулятора [див.патент РФ №2168804, Н01М10/12, чи опублікований 10.06.2001], що включає водяний динатрієва сіль - етилендіамінрозчин сірчаної кислоти з добавкою, що включає тетраоцетової кислоти 0,7-0,8 анілін чи його розчинні солі мінеральних кислот з вода решта. концентрацією 0,001-0,5мас.%і розчинні солі свинУ заявленому винаході взаємооборотні токоуцю з мінеральними кислотами, що вводяться до творюючі процеси протікають за наступною хімічодержання насиченого розчину. ною реакцією: NaOOC-H2 C CH2 COONa Недоліками цього електроліту є можливість розряд N-CH2 -CH2 -N Pb+PbO 2 +2H 2 SO4 + застосування електроліту лише для виготовлення NaOOC-H2 C заря д CH2 COONa електродів акумулятора. Крім того, при використанні електроліту відбувається додаткове опаданOOC-H 2C CH2 COO розря д 2Na2 SO 4+Pb ня сульфату свинцю з розчину (до концентрації N-CH2 -CH2 -N Pb+2H2 O заряд OOC-H 2 C CH 2COO іонів свинцю порядку 10-8моль/л) на присутні Як видно з рівняння, хімічна реакція взаємообороцентри кристализації, зменшення активної поверхтних токоутворюючи х процесів відбувається без ні електрода недополірованим полімером аніліноутворення сульфату свинцю. вої структури, що осаджується, нерівномірність За наявними в автора відомостями, істотні осадження полімеру і зв'язана з цим незадовільна ознаки, що пропонуються і характеризують сутпровідність між електродом і електролітом. ність винаходу, невідомі з рівня техніки. Відомий електроліт свинцево-кислотного акуПропоноване технічне рішення може бути вимулятора, прийнятий за прототип [див. Загальна користане на заводах з виробництва свинцевохімія Л.Полінг, ст.235, видавництво «МИР», Москкислотних акумуляторних батарей як у виді електва 1964], що уявляє собою суміш дистилірованої роліту, так і як добавка, що вводиться в пасту при води із сірчаною кислотою щільністю близько 1,29 формуванні позитивних електродів при іншому г/см при зарядженому стані акумулятора (38 мас. співвідношенні інгредієнтів. % сірчаної кислоти). Заявлений електроліт пройшов виробничі ісНедоліком відомого електроліту-прототипу є пити на досвідчених зразках акумуляторів і в лаутворення в процесі хімічної реакції великих крисбораторних умовах. талітів сульфату свинцю, що є діелектриком і пеДослідні зразки акумуляторів експлуатуються решкоджає протіканню оборотних токоутворюючих вже більш 9 років (з січня 1996р.) без якого-небудь процесів. обслуговування, зберігаючи при цьому свої первіВ основу винаходу поставлена задача ствосні енергетичні характеристики і склад електроліту рення електроліту для свинцево-кислотного аку(змивання та опадання активної маси позитивних мулятора, в якому за рахунок введення нового електродів не спостерігається). компоненту забезпечується зміна хімічної реакції в У березні 2004р. на підприємстві «ЛІК» акумуляторі, в процесі якої сірчанокислий свинець М.Черкаси були проведені порівняльні іспити на не утворюється. Це забезпечує відсутність сульдвох дослідних зразках акумуляторів, виго товлефатації акумуляторної батареї, підвищує розрядну них з однієї партії свинцевих пластин. ємність акумулятора, збільшує термін його ексОдин з них був сформований із застосуванням плуатації, забезпечує на поверхні позитивного електроліту, що заявляється, а інший з електроліелектрода полімерного, високопровідного для том, прийнятим за прототип. електроліту каркаса, що скріплює активну масу і Результати іспитів зведені в таблиці 1, 2, 3. перешкоджає його механічному опаданню. Поставлена задача досягається тим, що елек Таблиця 1 № п/п. 1. 2. Показники Початкова ЕДС, В Прийом заряду, В 6 СТ-60 12,9 15,49 6 СТ-60 (прототип ) 12,67 14,25 5 77899 6 Таблиця 2 Стартерні іспити Час Характеристики 6 СТ-60 6СТ-60 (прототип) 30 сек. 60 сек. 90 сек. І, А 190 U, B 10,5 І, А 190 U, B 10,43 І, А 190 U, B 10,35 170 10,35 180 10,36 Таблиця 3 Тягові іспити Час 6 СТ-60 6СТ-60 (прототип) 10 ч. 45 хв. 12,23 11 ч. 15 хв. 12,06 11 ч. 45 хв. 11,9 12 ч. 15 хв. 11,7 12 ч. 45 хв. 11,39 13 ч. 15 хв 11,25 12,03 11,88 11,71 11,49 10,93 8 Як видно з результатів іспитів, характеристики акумулятора, сформованого із застосуванням електроліту, що заявляється, за перевіреними показниками значно перевершує характеристики акумулятора, сформованого із застосуванням прототипу. Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601