Свинцево-кислотна акумуляторна батарея
Номер патенту: 78061
Опубліковано: 15.02.2007
Автори: Дзензерський Деніс Вікторович, Васільєв Сєргєй Владіміровіч, Дзензерський Віктор Олександрович, Підлубний Василь Іванович, Касян Сергій Григорович
Формула / Реферат
Свинцево-кислотна акумуляторна батарея, що складається з акумуляторів, з'єднаних послідовно за допомогою міжелементних з'єднань, кожен акумулятор складається з блока різнополярних електродів, розділених сепараторами та електролітом, кожен електрод складається з активної маси і струмовідвода, причому позитивні електроди містять струмовідводи, виготовлені із свинцево-олов'яно-кальцієво-срібного сплаву з домішками, негативні електроди містять перфоровані струмовідводи, виконані як ґратчаста сітка з верхньою рамкою, на якій знаходиться вушко, що служить для з'єднання електродів в електродний блок, яка відрізняється тим, що струмовідвід для позитивного електрода виконаний як ґратчаста сітка з горизонтальних і вертикальних жилок постійного перерізу, розташованих усередині рамки, у верхній частині якої знаходиться вушко, що служить для з'єднання електродів в електродний блок, кількість вертикальних жилок у 1,6-2,4 рази більше кількості горизонтальних жилок, у верхній частині ґратчастої сітки, що складає не менше 2/3 від загальної площі ґратчастої сітки, розподіл горизонтальних жилок характеризується ущільненням у бік нижньої частини ґратчастої сітки, склад сплаву струмовідвода позитивного електрода містить, мас. %: 0,7-1,2 Sn, 0,03-0,05 Ca, 0,0003-0,02 Ag, 0,01-0,025 Al, 0,0002-0,03 Bi, сумарний вміст інших елементів домішок не більше 0,01 при максимальному вмісті будь-якого елемента домішки 0,002, решта - свинець, при співвідношенні масового вмісту олова і масового вмісту кальцію в сплаві KSn/Ca, рівному 23-40; склад сплаву струмовідвода негативного електрода містить, мас. %: 0,2-0,35 Sn, 0,07-0,11 Ca, 0,0003-0,02 Ag, 0,01-0,025 Al, 0,0002-0,03 Bi, сумарний вміст інших елементів домішок не більше 0,01 при максимальному вмісті будь-якого елемента домішки 0,002, решта - свинець.
Текст
Свинцево-кислотна акумуляторна батарея, що складається з акумуляторів, з'єднаних послідовно за допомогою міжелементних з'єднань, кожен акумулятор складається з блока різнополярних електродів, розділених сепараторами та електролітом, кожен електрод складається з активної маси і струмовідвода, причому позитивні електроди містять струмовідводи, виготовлені із свинцево-олов'яно-кальцієво-срібного сплаву з домішками, негативні електроди містять перфо C2 2 (19) 1 3 78061 4 дах, хоча і містять технічні протиріччя, значно го акумулятора є: знижена надійність і недостатпростіші: маса струмовідвода повинна бути мініньо низький рівень експлуатаційних витрат. мальною, щоб збільшити питому енергію батареї; Знижена надійність акумулятора визначається конструкція, кількість матеріалу і склад сплаву низькою корозійною стійкістю і низьким опором струмовідвода повинні забезпечити його високі корозійної деформації позитивних струмовідвоелектричні і механічні властивості, щоб досягти дів, обумовленими їхніми конструктивними особмінімальних омічних утрат, високої міцності елекливостями і технологією виготовлення. Конструктродів при виготовленні й експлуатації, надійного ція перфорованих струмовідводів має знижену утримання активної маси електродів протягом механічну міцність й опір деформації через відсуусього терміну служби батареї. Вимоги до струтність вертикальних жилок і рамок. Крім того, у мовідвода в позитивних електродах помітно процесі виготовлення перфорованих струмовідскладніше і зв'язані з особливостями складу й водів у місцях виходу просічного інструменту й у умовами роботи позитивних електродів. Істотниточках сполучення жилок при розтягуванні ґратми тут є наступні обставини: електропровідність частої сітки утворюються дефекти, що підсилюактивної маси позитивних електродів (діоксиду ють корозію. Рівень експлуатаційних витрат диксвинцю) значно менше електропровідності активтується величиною саморозряду і газовиділення ної маси негативних електродів (губчатого свинв процесі експлуатації, пов'язаних зі складом цю), що підсилює нерівномірність розподілу в сплаву стр умовідводів. Іони сурми, що міститься електроді щільності струму і потенціалу і загосту сплаві струмовідводів, у процесі експлуатації рює технічне протиріччя між вимогою високої переносяться на негативні електроди і призвопитомої енергії і високої надійності; між активною дять до підвищення саморозряду і газовиділення, масою і струмовідводом може утворитися пасищо тягне за собою необхідність регулярного конвуючий діелектричний шар, що знижує технічні тролю рівня електроліту і ступеня зарядженості характеристики акумуляторів, що накладає певні батареї. Підвівши підсумок сказаному, можна обмеження на склад сплаву стр умовідводів і мостверджувати, що основна причина недоліків же призвести до технічного протиріччя між вимоакумулятора-аналога полягає в тому, що в його гами високої питомої енергії і надійності і вимоконструкції не врахована одна з найважливіших гою по низькому рівню експлуатаційних витрат; особливостей його експлуатації - істотна відмінаналогічну проблему створює діючий у процесі ність в умовах роботи струмовідводів у позитивексплуатації акумуляторних батарей механізм них і негативних електродах. переносу іонів деяких легуючи х домішок (у першу Найбільш близьким технічним рішенням, обчергу, сурми) з позитивних струмовідводів на раним як прототип, є свинцево-кислотна батарея, негативні електроди; позитивні електроди в більщо складається з акумуляторів, з'єднаних послішому ступені піддаються руйнуванню, ніж негадовно за допомогою між елементних з'єднань, тивні, зокрема позитивні електроди піддаються кожен акумулятор складається з блока різнопокорозії струмовідводів (в умовах неминучого пелярних електродів, розділених сепараторами й резаряду і підвищених робочих температур), електролітом, кожен електрод складається з акопливанню активної маси, що також підсилює тивної маси, вкритої фіксуючими шарами з поритехнічне протиріччя між вимогою високої питомої стого матеріалу, і перфорованого (просічного) енергії і високої надійності. Тому вимоги до струструмовідвода, що має ґратчасту сітку і верхню мовідвода в позитивних електродах, крім перерарамку, на якій знаходиться вушко, що служить хованих ви ще умов, містять ряд додаткових пункдля з'єднання електродів в електродний блок, тів: конструкція і склад сплаву стр умовідводів причому стр умовідводи позитивних електродів повинні забезпечити високу їхню корозійну стійвиготовлені зі свинцево-олов'яно-кальцієвого кість і опір корозійній деформації, надійне зчепсплаву, що містить 0,5-1,5мас.% Sn, 0,04лення з активною масою і запобігання утворенню 0,06мас.% Са, 0,001-0,05мас.% Ag, 0,01в електродах пасивуючого шару; крім того, склад 0,05мас.% Аl, залишок свинець [Патент №47915 сплаву стр умовідводів повинен забезпечити маУкраїна, Н01М4/14, 15.07.2004р., бюл. №7]. лий саморозряд і знижене газовиділення (витрату Така акумуляторна батарея має ряд переваг: води) в акумуляторах. у неї висока питома енергія за рахунок викорисВідомий свинцево-кислотний акумулятор, що тання перфорованих струмовідводів, конструкція складається з блока різнополярних електродів, яких забезпечує знижену витрату матеріалу; тророзділених сепараторами й електролітом, кожен хи підвищена, у порівнянні з акумуляторомелектрод складається з активної маси і просічноаналогом, надійність через використання фіксуюго (перфорованого) струмовідвода, що має ґратчих шарів з пористого матеріалу, що вкривають і часту сітк у і верхню рамку, на якій знаходиться утримують активну масу; низький рівень експлуавушко, що служить для з'єднання електродів в таційних витрат, досягнутий завдяки застосуванелектродний блок, виготовленого зі свинцевоню в позитивних струмовідводах безсурьм'я ниссурм'янистого сплаву, що містить 0,5-2,5% Sb, того свинцево-олов'яно-кальцієвого сплаву. 0,05-0,40% As, 0,01-0,06% Se, 0,02-0,08% Те, Застосування зазначеного сплаву дозволяє зазалишок свинець [Заявка №5057710 Японія, безпечити низький саморозряд (до 0,1% номінаН01М4/68, 24.08.93p.]. льної ємності за добу), малі втрати води в процеПеревагою такого акумулятора є висока писі експлуатації. Усе це спрощує те хнічне тома енергія за рахунок використання просіяних обслуговування батареї. (перфорованих) стр умовідводів, що передбачаПереваги батареї-прототипу викликані тією ють знижену витрату матеріалу. Недоліками такообставиною, що в ній частково враховані відмін 5 78061 6 ності в умовах експлуатації струмовідводів у порази більше кількості горизонтальних жилок, у зитивних і негативних електродах. Однак, у зв'язверхній частині ґратчастої сітки, що складає не ку з тим, що зазначені відмінності враховані не менш 2/3 від загальної площі ґратчастої сітки, повною мірою, батареї-прототипові притаманні розподіл горизонтальних жилок характеризується певні недоліки. ущільненням у бік нижньої частини ґратчастої Недоліком такої акумуляторної батареї є несітки, у вузлах сполучення горизонтальних жилок висока надійність унаслідок недостатньої короз вертикальними маються закруглення радіусом зійної стійкості струмовідводів позитивних елект0,40-2,00мм, до складу сплаву струмовідвода для родів, а також їхнього низького опору корозійній позитивного електрода включені 0,70-1,20мас.% деформації. Як уже відзначалося, зазначені якосSn, 0,03-0,05мас.% Са, 0,0003-0,02мас.% Ag, ті позитивних струмовідводів обумовлені їхніми 0,01-0,025мас.% Al, 0,0002-0,03мас.% Ві, сумарконструктивними особливостями і технологією ний вміст інших домішок не більш 0,01мас.% при виготовлення: відсутністю вертикальних жилок і максимальному вмісті будь-якого доданку домішрамок; невисокою механічною міцністю розтягнукового елемента 0,002мас.%, при співвідношенні тої ґратчастої сітки; наявністю безлічі дефектів масового вмісту олова до масового вмісту кальжилок і мікродефектів структури сплаву, що прицію в сплаві KSn/Ca рівному 23-40; до складу сплазводять до прискорення корозійних процесів. ву стр умовідвода для негативного електрода Крім того, існує ще одна причина, що відповідає включені 0,20-0,35мас.% Sn, 0,07-0,11мас.% Са, за рівень корозійної стійкості і механічної міцності 0,0003-0,02мас.% Ag, 0,01-0,025мас.% Al, 0,0002струмовідводів зі свинцево-олов'яно-кальцієвих 0,03мас.% Ві, сумарний вміст інших домішок не сплавів - співвідношення (KSn/Ca) масового вмісту більш 0,01мас.% при максимальному вмісті будьолова до масового вмісту кальцію в сплаві (відякого доданку домішкового елемента ношення маси олова до маси кальцію). Стабіль0,002мас.%. ність сплавів у часі досягається при KSn/Ca рівному Розкриємо суть заявленого технічного рі23-40. У батареї-прототипі в цілому витримані шення. досить задовільні діапазони концентрації зазнаОскільки конструкція струмовідвода для почених легуючи х домішок (0,5-1,5мас.% Sn, 0,04зитивного електрода досить проста у виготов0,06мас.% Са), однак у багатьох випадках співленні, а саме - являє собою ґратчасту сітку з говідношення їхнього масового вмісту (KSn/Ca) не ризонтальних і вертикальних жилок постійного забезпечує стабільність сплавів, що призводить перерізу, розташованих усередині рамки, у верхдо поступової втрати механічної міцності, а також ній частині якої знаходиться вушко (що служить до зниження корозійної стійкості внаслідок змін у для з'єднання електродів в електродний блок), то структурі сплавів. Наприклад, при вмісті олова зменшується імовірність виробничого браку й 1,1мас.% і кальцію 0,044мас.% співвідношення утворення різних дефектів, що сприяють зниженKSn/Ca складає 25, що забезпечує стабільність ню механічної міцності і корозійної стійкості струсплавів; при вмісті олова 0,9мас.% і кальцію мовідвода. Крім того, наявність вертикальних 0,06мас.% співвідношення KSn/Ca складає 15, і жилок і рамки істотно зміцнює конструкцію і запотакий сплав уже є нестабільним. бігає корозійній деформації струмовідвода. За В основу винаходу поставлена задача підвирахунок того, що в позитивному струмовідводі щення надійності акумуляторної батареї за умови кількість вертикальних жилок у 1,6-2,4 рази більзбереження її високої питомої енергії і низького ше кількості горизонтальних жилок, досягається рівня експлуатаційних витрат за рахунок підвизбільшення рівномірності розподілу струму і пощення механічних і електричних властивостей тенціалу по висоті електрода, збільшення струелектродів, збільшення корозійної стійкості позимознімання. Крім того, таке співвідношення жилок тивних струмовідводів, з ура хуванням відмінноспризводить до збільшення механічних властивостей в умовах роботи струмовідводів у позитивних тей струмовідвода, зниження деформаційного і негативних електродах. росту позитивних електродів у період експлуатаПоставлена задача вирішується тим, що у ції, збільшення терміну служби акумуляторної свинцево-кислотній батареї, що складається з батареї. Якщо співвідношення числа вертикальакумуляторів, з'єднаних послідовно за допомогою них жилок до числа горизонтальних менше 1,6, міжелементних з'єднань, кожен акумулятор склато зникає корисний ефект; якщо зазначене співдається з блока різнополярних електродів, роздівідношення більше 2,4, то виникає перевитрата лених сепараторами й електролітом, кожен елекматеріалу, що веде до зниження питомої енергії трод складається з активної маси і електрода. Наявність у верхній частині ґратчастої струмовідвода, причому негативні електроди міссітки ущільнення розподілу горизонтальних житять перфоровані струмовідводи, що мають ґратлок убік нижньої частини ґратчастої сітки струмочасту сітк у і верхню рамку, на якій знаходиться відвода дозволяє знизити омічні втрати при вушко, що служить для з'єднання електродів в струмозніманні. Це досягається за рахунок більш електродний блок, відповідно до винаходу, стр урівномірного струмознімання практично по всій мовідвід для поверхні електрода, а також за рахунок збільпозитивного електрода являє собою ґратчасшення рівномірності розподілу струму і потенціату сітку з горизонтальних і вертикальних жилок лу по висоті електрода. Причому зазначена рівпостійного перерізу, розташованих усередині номірність досягається, якщо ущільнення рамки, у верхній частині якої знаходиться вушко, розподілу горизонтальних жилок виконується в що служить для з'єднання електродів в електронайбільш відповідальній верхній частині ґратчасдний блок, кількість вертикальних жилок у 1,6-2,4 тої сітки - хоча б у верхніх двох третинах по пло 7 78061 8 щі. Усе це разом призводить до підвищення коенадійну адгезію позитивної пасти й активної маси фіцієнта використання активної маси, збільшення до струмовідвода. Зазначена умова пов'язана з потужності акумуляторної батареї при ємнісних і утворенням зміцнюючої сплав інтерметалевої стартерних розрядах, перешкоджає процесу сполуки Sn3Са, а також з характером ліквації (сеопливання активної маси в нижній частині електгрегації) олова і кальцію усередині кристалічних рода при експлуатації акумуляторної батареї. зерен свинцевого сплаву: кальцій прагне розтаДосягнутий рівномірний розподіл струму і потеншуватися переважно в середині зерна, а олово ціалу по висоті електрода призводить до зниженпереважно на границях зерен, тобто в найбільш ня швидкості корозії. Підвищенню корозійної стійвідповідальних місцях з погляду корозії сплаву й кості струмовідвода сприяє і наявність закруглень адгезії активної маси. Продемонструємо можлирадіусом 0,40-2,00мм у вузлах сполучення горивість одночасного виконання перерахованих зонтальних жилок з вертикальними на всій териумов по олову і кальцію: при вмісті олова торії ґратчастого поля (сітки). Якщо радіус закру0,70мас.% вміст кальцію повинен бути в межах глень менше 0,40мм, то велика кривизна 0,03-0,0304мас.%; при вмісті олова 0,90мас.% поверхні металу сприяє збільшенню швидкості вміст кальцію повинен бути 0,03-0,0391мас.%, а корозії за рахунок локальної нерівномірності розпри вмісті олова 1,20мас.% вміст кальцію повиподілу електричного струму і потенціалу у вузлах нен бути 0,03-0,05мас.%, щоб одночасно виконуґратчастої сітки, підвищеній концентрації механівалася умова KSn/Ca=23-40. чних напруг і дефектів структури свинцевого Срібло в сплаві підвищує механічну міцність і сплаву. При радіусі закруглень більше 2,00мм корозійну стійкість за рахунок диспергування помітного збільшення корисного ефекту не споструктури сплаву і збільшення щільності анодної стерігається, зате починає збільшуватися витраокісної плівки, а також підвищує електропровідта матеріалу, що тягне за собою зниження питоність, що дає виграш у довговічності, віброміцномої енергії електрода. сті й електричних характеристиках. При концентДосягненню необхідного технічного резульрації срібла менше 0,0003мас.% його вплив тату сприяє також склад сплаву позитивного невідчутний, при концентрації більше 0,02мас.% струмовідвода. Олово в сплаві знижує "гаряче" срібло призводить до помітного зниження киснетріщиноутворення струмовідводів, поліпшує ливої перенапруги, що підсилює газовиділення і варні властивості сплаву, підвищує механічну саморозряд батареї. Концентрація срібла підіміцність і корозійну стійкість струмовідводів. Крім брана відповідно до концентрацій олова і кальцію того, олово перешкоджає пасивації електродів і визначається специфічним характером ліквації при експлуатації, підсилюючи електричний конусередині кристалічних зерен свинцевого сплаву такт між струмовідводом і позитивною активною - срібло, як і олово, концентрується в основному масою за рахунок утворення в цій зоні кристалів на границях зерен. Алюміній у кількості 0,01напівпровідника n-типу з високою електропровід0,025мас.% дозволяє скоротити втрати (вигорянністю. Усе це разом збільшує довговічність, вібня) кальцію при плавленні сплаву, утворюючи роміцність і електричні характеристики батареї. захисний поверхневий шар у розплаві. Наявність При вмісті олова менше 0,70мас.% збільшується алюмінію дає можливість вірогідно контролювати імовірність утворення шару, що пасивує, між кількість кальцію, що задається, у сплаві, забезструмовідводами і позитивною активною масою, печуючи властивості, обумовлені кальцієм. Вміст при вмісті олова більш 1,20мас.% починає збільалюмінію підібраний з урахуванням вмісту кальшуватися час природного "старіння" і затвердіння цію й олова, що також сприяє захисту кальцію від стрічки з такого сплаву, що веде до збільшення вигоряння шляхом утворення інтерметалевої тривалості технологічного процесу виготовлення сполуки Sn3Са, а також з урахуванням технології електродів. Наявність у сплаві позитивних струвиготовлення струмовідводів, що передбачає мовідводів кальцію забезпечує високу механічну багаторазове переплавляння сплаву. При концеміцність струмовідводів, достатню корозійну стійнтрації алюмінію менше 0,01мас.% можливі втракість їх в умовах високих робочих температур, а ти кальцію при багаторазовому переплавлянні також опір корозійній деформації. Зниження кільсплаву. Концентрація алюмінію більше кості кальцію в сплаві менше 0,03мас.%, збіль0,025мас.% недоцільна, оскільки створює додатшуючи корозійну стійкість, призводить до погіркові витрати на легування сплаву. Вісмут у сплаві шення механічних властивостей струмовідводів і відіграє суперечливу роль: з одного боку, вісмут погіршення зчеплення з активною масою, що тягпідвищує водневу перенапругу і трохи підвищує не за собою скорочення терміну служби акумулякисневу перенапругу за рахунок попадання іонів торної батареї. Збільшення кількості кальцію в Ві3+ в електроліт; крім того, вісмут позитивно сплаві більше 0,05мас.% трохи знижує корозійну впливає на адгезію позитивної активної маси до стійкість позитивних стр умовідводів. Важливо струмовідвода; з іншого боку, починаючи з деяких відзначити, що вміст олова 0,70-1,20мас.% і концентрацій, вісмут зменшує корозійну стійкість кальцію 0,03-0,05мас.% взаємообумовлено, присплаву. Таким чином, вісмут у сплаві трохи зничому одночасно повинна виконуватися умова, що жує газовиділення і саморозряд. Крім того, у заспіввідношення масового вмісту олова до масозначених концентраціях вісмут підвищує довговівого вмісту кальцію в сплаві KSn/Ca складає 23-40. чність, віброміцність і електричні характеристики Виконання цієї умови необхідно для забезпеченбатареї за рахунок поліпшення адгезії позитивної ня стабільності свинцевих сплавів у часі, що гаактивної маси до струмовідвода. При меншому рантувало б стабільність їхніх механічних влас(менше 0,0002мас.%) вмісті ефект вісмуту не тивостей, високий рівень корозійної стійкості і виявляється. При більшому (більше 0,03мас.%) 9 78061 10 вмісті вісмут призводить до зменшення корозійної ляння сплаву, а це знижує необхідну кількість стійкості струмовідводів, що, навпаки знижує вібалюмінію. При концентрації алюмінію менше роміцність і довговічність батареї. Як видно з 0,01мас.% можливі втрати кальцію в сплаві. Конпредставленого опису, вміст усіх перерахованих центрація алюмінію більш 0,025мас.% недоцільлегуючи х елементів взаємозалежний і взаємона, оскільки створює додаткові витрати на легуобумовлений синергічними ефектами, і повинен вання сплаву. Вміст вісмуту 0,0002-0,03мас.% у розглядатися як єдина ознака, що характеризує сплаві дозволяє знизити газовиділення і самосвинцевий сплав у цілому, і що дозволяє досягти розряд за рахунок попадання іонів Ві 3+ в електнеобхідного технічного результату. роліт. При концентрації вісмуту менше За рахунок того, що стр умовідвід для негати0,0002мас.% зникає ефект його присутності, при вного електрода має перфоровану (просічну) вмісті більш 0,03мас.% починає знижуватися меконструкцію, досягається мінімальна витрата маханічна міцність сплаву. Як і для позитивного теріалу і максимальна питома енергія електрода. струмовідвода, вміст усіх легуючи х елементів у При цьому міцність такого струмовідвода достатсплаві для негативного струмовідвода взаємозаня в умовах роботи негативного електрода, де не лежний і взаємообумовлений синергічними ефеквиникає корозії і корозійної деформації. Наявтами, і повинен розглядатися як єдина ознака, що ність верхньої рамки поліпшує стр умознімання і характеризує свинцевий сплав у цілому. забезпечує міцне з'єднання з вушком, що слуКрім корисних легуючи х добавок, у сплаві жить для з'єднання електродів в електродний обох струмовідводів можуть міститися нейтральні блок. Досягненню необхідного технічного резульчи шкідливі домішки Sb, As, Se, Cu, Fe, Ni, Zn, S у тату сприяє також склад сплаву негативного сумарній кількості не більш 0,01мас.%. Однак, струмовідвода, у якому знижено вміст олова і при такому малому сумарному вмісті, з врахуванпідвищений вміст кальцію в порівнянні з позитивням того, що вміст будь-якого доданку домішконим струмовідводом, що і забезпечує його мехавого елемента не більше 0,002мас.%, зазначені нічні властивості. При вмісті олова менше домішки практично не впливають на властивості 0,20мас.% погіршуються ливарні властивості струмовідводів. сплаву, посилюється трищиноутворення струмоЗа наявними в авторів відомостями, запровідводів; вміст олова більше 0,35мас.% в умовах поновані істотні ознаки, що характеризують суть негативного струмовідвода економічно недоцільвинаходу, не відомі в даному розділі техніки. Зано, оскільки при цьому збільшується собівартість пропоноване технічне рішення може бути викосплаву, тоді як необхідна механічна міцність уже ристане на підприємствах по виробництву свиндосягнута за рахунок високої концентрації кальцево-кислотних акумуляторних батарей, зокрема цію. У першу чергу підвищений вміст кальцію - у виробництві герметизованих акумуляторних забезпечує механічні властивості перфорованого батарей, у яких використовуються низьколеговані струмовідвода. При вмісті кальцію менше свинцеві сплави і сучасні технології безперервно0,07мас.% знижуються механічні властивості го виготовлення струмовідводів. струмовідвода, при вмісті кальцію більше На Фіг.1 приведено загальний вигляд акуму0,11мас.% збільшується крихкість струмовідвода. ляторної батареї. Проблема стабільності свинцевого сплаву для На Фіг.2 приведено загальний вигляд поодинегативного струмовідвода не є актуальною, нокого позитивного струмовідвода з указівкою оскільки негативний струмовідвід не піддається його основних розмірів. корозії і корозійній деформації; це звільняє сплав На Фіг.3 приведено фрагмент ґратчастої сітки від додаткових умов по співвідношенню олова і і бічної частини рамки позитивного струмовідвода кальцію. Срібло в сплаві підвищує його механічну з указівкою розмірів ячейок і товщини горизонтаміцність і забезпечує пластичність в умовах підльних і вертикальних жилок. вищеного вмісту кальцію. При вмісті срібла менНа Фіг.4 приведено загальний вигляд поодише 0,0003мас.% зникає ефект його присутності, нокого негативного струмовідвода з указівкою при вмісті більше 0,02мас.% срібло призводить його основних розмірів. до помітного зниження водневої перенапруги, що Свинцево-кислотна акумуляторна батарея посилює газовиділення і саморозряд. Як і в позимістить корпус (1), закритий у верхній частині тивному стр умовідводі, у негативному стр умовідкришкою (2), до якої кріпиться ручка (3) для переводі концентрація срібла підібрана відповідно до несення. У кришці пророблені заливальні отвори, концентрацій олова і кальцію по причині дії особщо загвинчуються пробками (4), що одночасно ливого механізму ліквації цих легуючих домішок у можуть служити клапанами. Клапани встановлюсвинцевому сплаві. Концентрація алюмінію 0,01ються тільки в герметизованому варіанті вико0,025мас.% у сплаві диктується необхідністю занання акумуляторної батареї. Усередині кришки хистити кальцій від вигоряння і підібрана з ураху(2) розташований центральний газовідвідний каванням концентрації кальцію й олова, а також з нал (на Фіг.1 не показаний), що з'єднує заливальурахуванням технології виготовлення струмовідні отвори і служить для відводу газів, що виділяводів. У порівнянні зі сплавом позитивного струються при заряді батареї. Вихід газовідвідного мовідвода в сплаві негативного струмовідвода каналу може бути в будь-якому заливальним міститься менше олова і більше кальцію. Тому, з отворі, де буде здійснюватися вихід газів через однієї сторони потрібно більше алюмінію для відповідну пробку (чи клапан) (4), що затримує захисту кальцію від утрат. Але, з іншого боку, краплі й аерозолі електроліту і перешкоджає технологія виготовлення перфорованих струмопроникненню усередину батареї полум'я й іскор, відводів не припускає багаторазове переплавщо можливо є присутніми у зовнішньому середо 11 78061 12 вищі, а також виключає попадання пилу. ЗокреН=135,0+1,5 або 118,0+1,5 або 103,0+1,5мм. Шима, одним з найкращих варіантів відводу газів є рина струмовідвода Z=144,0+1,5мм. Розміри, відвід через дві пробки (клапана) - третю і четвепов'язані з розташуванням вушка у верхній часрту, розташовані в середині кришки, на максиматині рамки рівні: F=39,0±0,1MM, G=14,0±0,1мм. льній відстані від полюсних відводів. С трумоутРадіус закруглення R6=6,0±0,05мм. Висота рамки ворюючими елементами батареї є позитивні і Н1=5,0±0,05мм. Ширина і висота ячейок рівні: негативні електроди (5). х=12,0±0,05мм, у=6,95-8,35мм. Ширина жилок Позитивний струмовідвід (струмовідвід для дорівнює 1,0±0,05мм. Розміри ячейок і ширина позитивного електрода) являє собою ґратчасту жилок у даній конструкції підібрані для ефективсітку з горизонтальних і вертикальних жилок поного намазування пастою, а також надійного стійного перерізу, розташованих усередині рамутримання пасти й активної маси. Товщина негаки, у верхній частині якої знаходиться вушко, що тивного струмовідвода складає 0,75-0,90мм. служить для з'єднання електродів в електродний Виготовлення свинцево-кислотної акумуляблок. Висота А і ширина W струмовідвода рівні: торної батареї, що заявляється, провадиться в А=135,0±0,1мм, W=144,0±0,1мм. Розміри, зв'язані такий спосіб. Одержання низьколегованих свинз розташуванням вушка у верхній частині рамки цево-олов'яно-кальцієвих сплавів (з домішками) рівні: D=3,0-39,0мм, Е=14,0-16,0мм. Крім того, у для струмовідводів здійснюється по відомих технашому прикладі зазначені розміри В і С, що ханологіях безпосередньо в ливарному цеху акумурактеризують висоту струмовідводів двох менляторного підприємства. Склад сплавів задаєтьших типорозмірів, що застосовуються в акумуляся відповідно до формули винаходу. Позитивні торному виробництві, відповідно до діючої струмовідводи виробляються за допомогою новінормативній документації. Зазначені розміри рівтньої технології безперервного виготовлення, що ні: В=118,0±0,1мм, С=103,0±0,1мм. Технологія включає, загалом, наступну послідовність операвиробництва позитивного струмовідвода допусцій. Спочатку відливають смугу необхідної ширикає одержання кожного з трьох варіантів конструни (як правило, рівній висоті здвоєного струмовікцій шляхом нескладного переналагодження двода) зі свинцевого сплаву для позитивних устаткування. Ущільнення розподілу горизонтаструмовідводів, при цьому кристалізація смуги льних жилок у бік нижньої частини ґратчастої здійснюється між двома ливарними барабанами, сітки струмовідвода суворо виконується у верхній до яких підведене примусове охолодження з одчастині ґратчастої сітки, що складає не менше 2/3 наковою інтенсивністю тепловідводу. Після цього від загальної площі ґратчастої сітки, де відстані а; смугу піддають прокатці за певних умов (у визнаутворюють убутн у послідовність чисел, що харакченому температурному інтервалі поблизу точки теризується відношенням аі+1/аі=0,85-0,97. У нарекристалізації, при визначеному ступені дефоршому прикладі горизонтальні жилки, розташовані мації) з метою зміцнення сплаву й одержання в зазначеній верхній частині, відстоять друг від свинцевої стрічки необхідної товщини. При цьодруга на відстанях: а1=14±0,05мм, а2=13±0,05мм, му, як правило, ширина отриманої стрічки доріва3=12,5±0,05мм, а4=12±0,05мм, а5=11,5±0,05мм, нює ширині початкової смуги, а довжина більше а6=11±0,05мм, а7=9,5±0,05мм. Інші розміри а; за рахунок зменшення товщини. Потім стрічку зі рівні: a8=9±0,05мм, а9=6±0,05мм, а10=6±0,05мм, свинцевого сплаву піддають штампуванню з меа11=7±0,05мм, а12=7±0,05мм. Розмір b задає шитою одержання ячейок (ґратчастої сітки). Після рину ячейки ґратчастої сітки і дорівнює: зазначеної операції позитивні струмовідводи явb=4,9±0,05мм. Розміри ячейок у даній конструкції ляють собою цільну безперервну стрічку з'єднапідібрані для ефективного намазування пастою, а них один з одним здвоєних струмовідводів. У також надійного утримання пасти й активної марезультаті штампування утворюється велика кіси. Розміри d1 і d2 показують ширину вертикальлькість матеріалу стрічки, у вигляді шматочків них жилок, причому d1=0,83±0,05мм, металу (висічки), що потім піддається переплавd2=1,9±0,05мм. У нашому прикладі кожна 4-а верлянню і повторному використанню. тикальна жилка має ширину d2, тобто розширена. (Оскільки кількість висічки досить велика, то Наявність розширених "силових" жилок сприяє значна частка сплаву бере участь у бага торазопідвищенню жорсткості конструкції струмовідвових переплавляннях, що і посилює актуальність да, успішному застосуванню низьколегованих захисту кальцію від вигоряння в позитивних свинцевих сплавів з дуже малою кількістю легуюструмовідводах.) Негативні струмовідводи вирочих домішок. Розміри d3 і d4 демонструють ширибляються за допомогою відомої технології безпену горизонтальних жилок: d3=1±0,05мм, рервного виготовлення, що включає, загалом, d4=2±0,05мм, причому в нашому прикладі d4 наступну послідовність операцій. Спочатку відлиширина горизонтальних жилок у нижній частині вають смугу зі свинцевого сплаву для негативних сітки, що відповідають розташуванню нижньої струмовідводів, потім смугу піддають прокатці з частини рамки для струмовідводів менших типометою зміцнення сплаву й одержання свинцевої розмірів. Товщина позитивного струмовідвода стрічки необхідної товщини. Після цього стрічку зі складає 0,75-0,90мм. свинцевого сплаву піддають перфоруванню (проНегативний струмовідвід (струмовідвід для січці) і одночасному розтягуванню з метою одернегативного електрода) являє собою перфороважання ґратчастої сітки. У результаті негативні ну ґратчасту сітку і верхню рамку, на якій знахострумовідводи також являють собою цільну бездиться вушко, що служить для з'єднання електперервну стрічку з'єднаних один з одним здвоєродів в електродний блок. Висота струмовідвода, них стр умовідводів. Однак, на відміну від позитиу залежності від типорозміру, складає: вних стр умовідводів, при технології 13 78061 14 перфорування утворюється мінімальна кількість батареї в складальному цеху. Акумуляторні бависічки, що вимагає переплавляння і повторного тареї, які пройшли зборку піддаються формуванвикористання. Одночасно з виробництвом струню (першому заряду) у це ху батарейного формумовідводів у цеху пастовиготовлення і пастонавання, у результаті чого формується активна мазування готується свинцева паста для формумаса позитивних і негативних електродів. Після вання позитивної і негативний активних мас. формування батареї надходять на склад готової Потім стрічки здвоєних позитивних і негативних продукції. струмовідводів піддаються намазуванню позитиЛабораторні випробування дослідних партій вною і негативною пастою, відповідно, після чого акумуляторних батарей, що заявляються, підтвевиконується поділ намазаних електродних пласрдили їхню високу безвідмовність, довговічність, тин на одиничні. Намазані позитивні і негативні а також низький рівень газовиділення і саморозелектродні пластини піддаються термогідростаряду. Електричні характеристики батарей із запатуванню (сушінню і дозріванню) у спеціальних сом задовольняють вимогам стандарту. камерах, після чого збираються акумуляторні Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюLead-acid accumulator battery
Автори англійськоюDzenzerskyi Viktor Oleksandrovych, Dzenzerskyi Denis Viktorovych
Назва патенту російськоюСвинцово-кислотная аккумуляторная батарея
Автори російськоюДзензерский Виктор Александрович, Дзензерський Виктор Александрович, Дзензерский Денис Викторович, Васильев Сергей Владимирович
МПК / Мітки
МПК: H01M 4/72, C22C 11/00, H01M 4/66, H01M 10/06
Мітки: батарея, свинцево-кислотна, акумуляторна
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-78061-svincevo-kislotna-akumulyatorna-batareya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Свинцево-кислотна акумуляторна батарея</a>
Попередній патент: Спосіб покращення якості чубуків підщепних і прищепних сортів винограду
Наступний патент: Естроген(прогестин) – антипрогестиновий метод та набір для оральної контрацепції
Випадковий патент: Спосіб підвищення агрохімічних властивостей аміачної селітри