Спосіб і пристрій для відновлення акумуляторної батереї

1. Спосіб відновлення акумуляторної батареї, при якому здійснюють попередню зарядку акумуляторної батареї постійним струмом, після чого акумуляторну батарею заряджають шляхом пропускання через неї послідовності прямокутних імпульсів струму, при цьому у процесі зарядки вимірюють напругу на батареї, температуру електроліту та його густину і здійснюють запис виміряних параметрів у пам'ять вимірювального засобу, який відрізняється тим, що до початку відновлення акумуляторної батареї у пам'ять вимірювального засобу записують параметри технологічного процесу відновлення акумуляторної батареї, які порівнюють у процесі відновлення акумуляторної батареї з поточними значеннями параметрів процесу відновлення акумуляторної батареї, які корегують у випадку їх відхилення від заданого значення параметрів технологічного процесу, зарядку акумуляторної батареї постійним струмом припиняють по досягненні поточних значень параметрів заданим значенням параметрів, записаних у пам'ять вимірювального засобу, після C2 2 (19) 1 3 87582 4 для використання на транспортних або інших техклад, через підвищений внутрішній опір, пов'язанічних засобах. ний з сульфатацією пластин); Відомий спосіб відновлення акумуляторних - дезактивацію активної маси позитивних елебатарей, переважно свинцево-кислотних, шляхом ктродів, внаслідок чого частина активної форми регенерації, який полягає у тому, що у процесі оксиду свинцю РbО2 перетворюється на менш відновлення на батарею подають змінну напругу активну форму. постійного струму, причому струм на батарею поВже під час зарядки нових батарей кристали і дається короткими імпульсами, тривалість яких оксиди починають покривати електрод. Навіть підменше тривалості паузи між імпульсами, амплітузарядка нових батарей рідко дає 100% результати. да імпульсів струму обирається такою, щоб здійсУ процесі підзарядки батарей з оксидами та сульнювалося генерування газу в батареї, і була дофатами кристалічних пластин на свинцевих електстатньою для того, щоб на кожному елементі родних полях батареї пошкоджуються, електроди акумуляторної батареї виникала напруга не менше стають крихкими і частина їх навіть падає на дно 2,4 вольти під час дії імпульсу струму, при цьому у батареї. В результаті цього батареї швидко розряпроцесі відновлення здійснюється запис параметджаються. рів технологічного процесу, які використовують Технічний результат винаходу полягає в усудля керування процесом відновлення (WO ненні вказаних недоліків, а саме, у зниженні про0077911 ΑΙ, Η 02J 7/00,21.12.2000p.). цесу сульфатації пластин та забезпеченні відновНедоліками відомого способу відновлення лення ємності акумуляторної батареї на рівні не акумуляторних батарей є неповне відновлення менше 80% від номінального значення. ємності батареї навіть у випадку, якщо відновлюТехнічний результат винаходу у частині спосіб вана акумуляторна батарея не піддавалася ексдосягається тим, що у способі відновлення акумуплуатації, та незначне зниження сульфатації пласляторної батареї, при якому здійснюють поперетин, що справляє вплив на надійність роботи днє заряджання акумуляторної батареї постійним акумуляторної батареї. струмом, після якого акумуляторну батарею заряВідомо, що потужність батареї в ході її експлуджають шляхом пропускання через неї послідоватації знижується і в кінці складає лише 25% від ності прямокутних імпульсів струму, при цьому у початкової. Це обумовлене тим, що в ході процесу процесі заряджання вимірюють напругу на батазарядки, наприклад, свинцевого акумулятора його реї, температуру електроліту та його густину і негативні електроди перетворюються на губчасту здійснюють запис виміряних параметрів у пам'ять масу металевого свинцю, позитивні електроди - в вимірювального засобу, попередньо до початку оксид свинцю РbO2, при цьому концентрація сірвідновлення акумуляторної батареї у пам'ять вичаної кислоти H2SO4 в електроліті (і його густина) мірювального засобу записують параметри технозбільшується. логічного процесу відновлення акумуляторної баПри неповній зарядці акумулятора частина тареї, які порівнюють у процесі відновлення кристалітів PbSO4 (найчастіше на позитивному акумуляторної батареї з поточними значеннями електроді) не перетворюється і старіє (укрупнюпараметрів процесу відновлення акумуляторної ється) з утворенням на поверхні пластин непровібатареї, які корегують у випадку їх відхилення від дної кірки. Разом з тим, продовження зарядки пісзаданого значення параметрів технологічногопроля використання всього сульфату свинцю цесу, заряджання акумуляторної батареї постійпризводить до розряду на негативному (покритому ним струмом припиняють після досягнення поточгубчастим свинцем) електроді протонів води з виних значень параметрів заданим значенням діленням водню, а на покритому РbО2 позитивнопараметрів, записаних у пам'ять вимірювального му електроді - гідроксил-іонів з виділенням кисню, засобу, після чого здійснюють заряджання акумутобто акумулятор "закипає". При цьому витрачаляторної батареї шляхом пропускання через неї ється вода, концентрація кислоти підвищується, послідовності прямокутних імпульсів струму, трищо посилює корозію струмовідводів. Вказане вище валість яких встановлена в межах від 150 до газовиділення розпушує активну масу пластин 600мсек., а пауза між імпульсами складає від 2 до електродів, що також є небажаним. Таким чином, 6сек., при цьому амплітуду прямокутних імпульсів до числа небажаних процесів при експлуатації струму підтримують незмінною при температурі акумуляторів можна віднести наступні: електроліту нижче наперед заданої величини, а у - сульфатацію пластин, що полягає в утворенвипадку, якщо значення температури електроліту ні крупних кристалітів сульфату свинцю, який є перевищить цю величину, то амплітуду прямокутдіелектриком і перешкоджає проходженню обороних імпульсів струму знижують до величини, при тних струмоутворюючих процесів; якій температура електроліту знижується до напе- корозію електродів, тобто електрохімічні проред заданої величини, процес заряджання припицеси окислення і розчинення в електроліті матеріняють при досягненні вимірюваних величин знаалу електродів, що викликає обсипання матеріалу чень параметрів, що визначають закінчення струмовідводів; процесу заряджання батареї та попередньо запи- обповзання та обсипання активної маси посані у пам'ять вимірювального засобу, після чого зитивних електродів, пов'язані з необоротним розздійснюють вимір ємності батареї шляхом її розпушуванням, порушенням однорідності та механірядки, яку припиняють при досягненні значення чної міцності активної маси, що інтенсифікуються напруги батареї гранично допустимої величини, при великих значеннях струмів заряду і розряду, встановленої для цієї батареї, цикл відновлення інтенсивному газовиділенні (зокрема, при електакумуляторної батареї повторюють, якщо ємність ролізі води) і підвищених температурах (напри 5 87582 6 батареї складає менше 80% від номінального знаної батареї із заданими значеннями параметрів, чення. записаних у блок 9 пам'яті. По досягненні заданих Технічний результат винаходу у частині призначень параметрів процесор 2 виробляє сигнал, стрій досягається тим, що відомий пристрій для який через дешифратор 8 надходить на вхід керувідновлення акумуляторної батареї, що містить вання підключенням джерел зарядного струму і блок джерел зарядного струму, вихід якого слуздійснює підключення джерела прямокутних імпужить для підключення акумуляторної батареї, датльсів струму до виходу блока 1. Далі здійснюють чик струму, датчик напруги, датчик температури, заряджання акумуляторної батареї шляхом пропувимірник густини електроліту і блок пам'яті, додатскання через неї послідовності прямокутних імпуково забезпечено процесором, блоком сполученльсів струму, тривалість яких залежно від типу і ня, блоком індикації і дешифратором, при цьому стану батареї встановлюється в межах від 150 до блок пам'яті та блок індикації з'єднані з процесо600мсек., а пауза між імпульсами складає від 2 до ром, до якого через блок сполучення підключені 6сек., при цьому амплітуду прямокутних імпульсів датчик струму, датчик напруги, датчик температуструму підтримують незмінною. Поточні параметри ри і вимірник густини електроліту, вихід процесора процесу зарядки акумуляторної батареї при проз'єднаний з входом дешифратора, перший вихід пусканні через неї послідовності прямокутних імякого сполучений з входом керування підключенпульсів струму порівнюють із заданими значенняням джерел зарядного струму, а другий вихід деми параметрів, записаних у блок 9 пам'яті. При шифратора з'єднаний з входом керування парамевідхиленні параметрів процесу зарядки акумулятрами зарядного струму блока джерел зарядного торної батареї від заданих значень параметрів струму. технологічного процесу процесор 2 виробляє сигТехнічне рішення з вищепереліченою сукупнінал, який через дешифратор 8 надходить на вхід стю ознак дозволяє здійснити відновлення ємності керування параметрами зарядного струму блока 1 батареї на рівні, близькому до 100% від номінальі здійснює підстроювання вихідних параметрів ного значення. При цьому вищезгаданий процес джерела прямокутних імпульсів струму до заданих відновлення акумуляторної батареї значною мірою значень технологічного процесу. Процес зарядки знижує негативний процес сульфітації пластин припиняють при досягненні вимірюваних величин батареї. значень параметрів, що визначають закінчення На Фіг.1 подана функціональна схема припроцесу зарядки батареї. Ці дані попередньо застрою для відновлення акумуляторної батареї. писані у блок 9 пам'яті. По закінченні зарядки проПристрій для відновлення акумуляторної бацесор 2 виробляє сигнал, що забезпечує відклютареї містить блок 1 джерел зарядного струму, чення джерела зарядного струму від виходу блока вихід якого служить для підключення відновлюва1. Далі здійснюють вимір ємності батареї шляхом ної акумуляторної батареї, процесор 2, до якого її розряджання. Для цього до виводів батареї підчерез блок 3 сполучення підключені датчик 4 ключають навантаження, яке забезпечує задану струму, датчик 5 напруги, датчик 6 температури і величину струму розряду. Розрядку батареї привимірник 7 густини електроліту, вихід процесора 2 пиняють при досягненні значення напруги батареї з'єднаний з входом дешифратора 8, перший вихід гранично допустимої величини, встановленої для якого з'єднаний з входом керування підключенням цієї батареї, цикл відновлення акумуляторної баджерел зарядного струму, а другий вихід дешифтареї повторюють вищеописаним способом, якщо ратора з'єднаний з входом керування параметраємність батареї складає менше 80% від номінальми зарядного струму блока 1 джерел зарядного ного значення. струму, до процесора 2 підключені блок 9 пам'яті Як показали проведені нами фізико-хімічні дота блок 10 індикації. слідження, ефект відновлення, що спостерігався Здійснення винаходу у частині пристрій при реалізації заявленого способу, обумовлений Пристрій для відновлення акумуляторної баскладними процесами, які відбуваються в електтареї працює наступним чином. Акумуляторну бароліті та на електродах. тарею, що підлягає відновленню, підключають до Зокрема, є всі підстави вважати, що вказаний виходу (вихідних клем) блока 1 джерел зарядного ефект обумовлений збігом частоти імпульсів з струму. Встановлюють датчики 4, 5, 6 і 7. За допочастотою власних частинок . Цей збіг коливань у могою процесора 7 здійснюється діагностика стану кислотних акумуляторах веде до того, що частинки відновлюваної акумуляторної батареї, а блок 10 сульфату вибиваються в електроліт, а неструмопздійснює відображення контрольованих параметровідний матеріал, що залишився, обсипається, в рів. У блок 9 пам'яті записують параметри технорезультаті чого електрод очищається від сульфалогічного процесу відновлення акумуляторної батів на 100%. Далі йде процес зворотного електротареї з урахуванням попередньої діагностики лізу, і молекули металу, що вивільнилися, поверстану відновлюваної акумуляторної батареї. При таються на електроди. При цьому відбувається запуску процесу відновлення акумуляторної батапроцес перетворення α-модифікації електрода у βреї з першого виходу дешифратора надходить модифікацію, що збільшує Е.Д.С. електрода у 1,6 сигнал на вхід керування підключенням джерел рази. Внаслідок цього ємність кислотних акумулязарядного струму, при цьому вихід блока 1 з'єднаторів збільшується у 2-4 рази. ний з джерелом постійного зарядного струму. ПроУ лужних акумуляторах в результаті збігу імтягом встановленого часу здійснюється попередня пульсів з частотою коливання частинок з кристалізарядка акумуляторної батареї, при цьому процечною решіткою електродів відбувається дробленсор здійснює порівняння поточних значень параня зерна електрода. В результаті чого стало метрів процесу попереднього заряду акумуляторможливим подолання ефекту "каменя пам'яті" 7 87582 8 акумулятора. При цьому збільшується Е.Д.С. та трів записуються у пам'ять обчислювального приємність акумулятора від 2 до 5 разів. строю або вимірювального засобу і відповідають Здійснення винаходу у частині спосіб приблизно 30% заряду акумуляторної батареї. Спосіб відновлення акумуляторної батареї Далі здійснюється зарядка акумуляторної батареї може бути реалізований наступним чином. Керупослідовністю прямокутних імпульсів струму, тривання процесом відновлення акумуляторної батавалість і частота повторення імпульсів обираються реї може здійснюватися за допомогоюобчислювавиходячи з типу та стану електродів. При цьому у льного пристрою (комп'ютера), у пам'ять якого процесі зарядки послідовністю прямокутних імпузаписують параметри технологічного процесу відльсів струму через задані відрізки часу здійснюють новлення акумуляторної батареї. Для контролю дискретну зміну амплітуди імпульсів струму до поточних параметрів процесу відновлення акумуоптимального значення, яке визначається значенляторної батареї встановлюють датчики темпераням напруги на елементах акумуляторної батареї. тури електроліту, вимірники густини електроліту і Напруга на елементах акумуляторної батареї попідключають вимірювальні засоби для контролю винна бути в межах від 2 в до 2,6 в для кислотних зарядного струму та напруги на елементах акумуакумуляторів і в межах від 1,1 в до 1,6 в для лужляторної батареї. Інформація про поточні значенних акумуляторів. Далі процес заряджання акумуня температури і густини електроліту, величини ляторної батареї здійснюють при оптимальному зарядного струму і напруги на елементах акумулязначенні амплітуди імпульсів зарядного струму. У торної батареї та інші параметри процесу відноввипадку підвищення температури електроліту до лення акумуляторної батареї надходить в обчиснаперед встановленої величини знижують велилювальний пристрій, де здійснюється обробка чину зарядного струму, при якій температура елеінформації, що надходить, порівняння поточних ктроліту не виходить за допустимі межі. Процес параметрів із заданими параметрами технологічзарядки припиняють при досягненні вимірюваних ного процесу відновлення і вироблення сигналів величин значень параметрів, що визначають закерування зарядним пристроєм. Акумуляторну кінчення процесу зарядки батареї і попередньо батарею підключають до вихідних клем зарядного записані у пам'ять вимірювального засобу. Як такі пристрою. Відповідно до програми обчислювальпараметри можуть бути використані, наприклад, ний пристрій виробляє сигнали, що надходять на стабільність (незмінність) напруги на елементах входи керування зарядним пристроєм, який спочаакумуляторної батареї і густини електроліту. Після тку забезпечує попередню зарядку акумуляторної цього вимірюють ємність батареї шляхом її розрябатареї постійним струмом. Час попередньої задки, яку припиняють при зниженні напруги на клерядки залежить від ступеня зарядженості відновмах акумулятора до значення гранично допустимої люваної батареї і може складати від 0 до 255 хвинапруги, встановленої для даного типу батареї. лин. Попередню зарядку акумуляторної батареї Величина струму розряду повинна відповідати постійним струмом припиняють по досягненні повеличині, вказаній у паспортних даних на виріб, точних значень параметрів заданим значенням який піддається процесу відновлення. Якщо в репараметрів, записаних у пам'ять обчислювального зультаті відновлення акумуляторної батареї її вепристрою або вимірювального засобу. Зокрема, личина ємності виявиться менше 80% від номінадля кислотної акумуляторної батареї припинення льного значення, то вищезгаданий цикл її попередньої зарядки може бути здійснене при відновлення повторюють знов. Залежно від технідосягненні густини електроліту величини, що дорічного стану батареї виріб може піддаватися декільком циклам вищеописаного відновлення. При внює 1,18¸1,19г/см2, та досягненні напруги на цьому можливе корегування параметрів технологіелементі акумуляторної батареї величини, дорівчного процесу відновлення акумуляторної батареї. нюючої 1,85 в. Значення вищезазначених параме 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 87582 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601