Свинцовый аккумулятор

Изобретение относится к области электротехники, а именно к свинцовому аккумулятору, в котором содержится электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, при этом в активную массу каждого положительного электрода с обеих сторон впрессованы кислотоустойчивые полотна из AGM ткани, толщиной 0,1-0,2 мм. Абсорбирующее стеклянное полотно выполнено из стекловолокон диаметром 0,5-4 мкм и стекловолокон диаметром 12 мкм. Увеличение емкостных характеристик и срока службы аккумулятора является техническим результатом изобретения. Заявляемое изобретение увеличивает емкость аккумулятора с 6,8-7,0 до 7,4-8,1 А⋅ч (на 8,8-15,7%), а также срок его службы с 340-360 до 390-410 циклов (на 14,7-17,1%). 1 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и касается производства свинцовых аккумуляторов с повышенным сроком эксплуатации (службы).

В настоящее время для автомобилей с системой «Старт-Стоп» изготавливают аккумуляторные батареи, в которых используют комбинированные сепараторы. Это обычные полиэтиленовые сепараторы, на одну из поверхностей которых наклеена ворсистая стеклоткань. Стороной со стеклотканью. сепараторы прилегают к положительным электродам и, тем самым, предохраняют активную массу от оползания с поверхности электродов.

Недостатком этой технологии является то, что стеклоткань затрудняет диффузию электролита, создает дополнительное электрическое сопротивление и, как результат, снижается разрядное напряжение аккумулятора. Для устранения этого недостатка в батареи приходится закладывать дополнительное количество активной массы, батареи становятся на ~ 10% тяжелее обычных и, соответственно, дороже.

Известен свинцовый аккумулятор (патент Японии 59-37656, Н01М 4/20, опубл. 1984 г.), содержащий электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, обернутых в кислотоустойчивую ткань на основе полихлорвинила, пропитанную термореактивной смолой, состоящей из смеси полиэфиров.

Недостатками известного аккумулятора являются его высокое электросопротивление при эксплуатации, загрязнение электролита продуктами разложения органических составляющих ткани обертки положительных электродов и относительно малый Срок службы аккумулятора.

Известен также свинцовый аккумулятор (патент РФ 1690027, Н01М 2/16, опубл. 1991 г.), содержащий электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, завернутых в конверт из кислотоустойчивой синтетической ткани, в котором в качестве ткани конверта взяты нити модифицированного полиакрилонитрила с карбоксильными группами в количестве 0,9-3,0 мг-экв/г и аминными группами в количестве 0,3-2,0 мг-экв/г; ткань дополнительно содержит нити полиэтилентерефталата при соотношении компонентов, масс. %: полиэтилентерефталат 50-67; полиакрилонитрил 33-50.

Недостатками известного свинцового аккумулятора являются высокое относительное электросопротивление ткани, изготовленной из модифицированного полиакрилонитрила и полиэтилентерефталата, низкая электрохимическая стойкость полиакриловых нитей в условиях работы свинцового аккумулятора, их низкая термопластичность, препятствующая надежной сварке ткани в конверт, и недостаточное сцепление ткани конверта с активной массой, что ведет к снижению емкости и срока службы аккумулятора.

Наиболее близким (прототип) по технической сущности и достигаемому результату является свинцовый аккумулятор (патент Англии 860211, Н01М 4/20, опубл. 1961 г.), содержащий электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, в активную массу которых впрессована с обеих сторон кислотоустойчивая ткань на основе полиэтилентерефталата, полихлорвинила или полиэтилена, изготовленная из синтетических нитей диаметром около 0,01 мм.

Недостатком известного аккумулятора является достаточно -высокая степень открытия ткани, что ведет к оплыванию активной массы, уменьшению емкости аккумулятора и снижение срока его службы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение емкостных характеристик и срока службы свинцового аккумулятора.

Указанный технический результат достигается тем, что в свинцовом аккумуляторе, содержащем электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, в активную массу которых впрессовано с обеих сторон кислотоустойчивое полотно, в качестве полотна использована AGM ткань толщиной 0,1-0,2 мм. AGM ткань - это абсорбирующий стеклянный мат, набранный из супертонких (диаметром 0,5-4 мкм) стекловолокон и стекловолокон диаметром 12 мкм. Электролит является структурированным и находится в порах пропитанного мата.

Сущность изобретения поясняется примерами его осуществления (таблица).

Схема устройства свинцового аккумулятора представлена на чертеже.

Свинцовый аккумулятор содержит корпус 2 с расположенными в нем блоком 1 отрицательных электродов и блоком 3 положительных электродов. В активную массу каждого положительного электрода с обеих сторон впрессованы (усилием около 30 кг) цилиндрическим роликом кислотоустойчивые полотна 4 из AGM ткани толщиной 0,1-0,2 мм Положительные и отрицательные электроды в блоках 2 и 3 разделены сепараторами 5. Аккумулятор заполнен электролитом 6.

При вдавливании (намазке) роликом происходит адгезионное взаимодействие и прилипание AGM ткани к поверхности активных масс положительных электродов.

В результате прочного сцепления AGM ткани и активных масс происходит снижение степени оплывания с положительных электродов активной массы, в основном

состоящей из диоксида свинца. При отсутствии оплывания диоксид свинца препятствует переносу сурьмы на отрицательный электрод, за счет чего снижается выделение газов и увеличивается срок службы аккумулятора.

Для оценки эффективности предлагаемого изобретения и сравнения его с контрольным аккумулятором изготовили батарею 6CT-60L с пластинами, покрытыми AGM тканью толщиной 0,1 мм с (пример 1), батарею 6CT-60L с пластинами, покрытыми AGM тканью толщиной 0,2 мм (пример 2), батарею 6CT-190L с пластинами, покрытыми AGM тканью толщиной 0,1 мм (пример 3), а также контрольные батареи согласно прототипу для каждого примера. Нижний предел толщины AGM ткани - 0,1 мм обусловлен условиями ее изготовления: при меньшей толщине наблюдается частое замятие AGM ткани при вдавливании (намазке) на пластины, что в ряде случаев приводит к разрыву ткани. При толщине AGM ткани более 0,2 мм возрастает электросопротивление аккумулятора.

При проверке батарей высоким током на специальной установке получены следующие результаты:

1. Конечное напряжение у батарей с AGM тканью на 1,0-1,5% ниже, чем у контрольных батарей.

2. Напряжение разряда у батарей с AGM тканью на 2-3% ниже, чем у контрольных батарей.

Сравнительные данные эксплуатационных параметров исследованных аккумуляторов приведены в таблице.

Заявляемое изобретение позволяет увеличить емкость аккумулятора с 6,8-7,0 до 7,4-8,1 А⋅ч (на 8,8-15,7%), а срок службы с 340-360 до 390-410 циклов (на 14,7-17,1%).

Технические решения, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение вышеописанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в увеличении емкости аккумуляторов и срока их эксплуатации, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Свинцовый аккумулятор, содержащий электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, в активную массу которых впрессовано с обеих сторон кислотоустойчивое полотно, отличающийся тем, что в качестве полотна использован AGM материал в виде ткани толщиной 0,1-0,2 мм, выполненной из стекловолокон диаметром 0,5-4 мкм и стекловолокон диаметром 12 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к свинцово-кислотным аккумуляторам, более конкретно к нетканым волоконным плитам для использования в свинцово-кислотных аккумуляторах. Обеспечивается нетканая волоконная приклеиваемая плита для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сепаратору, включающему в себя выстроенные частицы для улучшенной удельной ионной проводимости, способу его получения, и может быть использовано при изготовлении перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов.

Изобретение относится к сепараторным матам, которые используются в аккумуляторных батареях для физического разделения и электрической изоляции положительных и отрицательных электродов батареи.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к перезаряжаемому аккумуляторному элементу, преимущественно ионно-литиевому элементу, и способу его изготовления.

Изобретение относится к разделительной мембране для литий-серного аккумулятора. Мембрана содержит первый слой, включающий в себя проводящее по ионам лития соединение, имеющее функциональную группу -SО3Li, второй слой, включающий в себя частицу неорганического оксида и связующее, и третий слой, включающий в себя пористый материал основы, предусмотренный между первым слоем и вторым слоем.

Изобретение относится к устройствам для хранения энергии, таким как аккумуляторы. Композиция для применения в качестве связующего материала, электролитического материала или материала сепараторной пленки в устройстве для хранения или накопления энергии, содержащая множество волокон на основе дискретных углеродных нанотрубок, при этом аспектное отношение указанных волокон составляет от примерно 10 до примерно 500, и при этом по меньшей мере часть волокон на основе дискретных углеродных нанотрубок имеет открытый конец, причем часть волокон на основе углеродных нанотрубок с открытым концом содержит электролит.

Изобретение относится к бумаге для пастирования для применения в свинцово-кислотной батарее, для поддержки свинцовой пасты, содержащей природные волокна, термосвариваемые волокна и влагоудерживающий агент, в состав которого входит смола полиамин-полиамид-эпихлоргидрид.

Изобретение относится к сепаратору свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, имеющему проводящий слой или поверхность, а также к способу его изготовления. В одном варианте реализации сепаратор батареи может включать проводящую поверхность или проводящий слой, по которым могут протекать электроны.

Изобретение относится к литиевым аккумуляторам. Безрамный литиевый аккумулятор с корпусом содержит по меньшей мере одну ячейку, включающую в себя два электрода, не имеющих органических связывающих веществ, токосъемники, разделенные сепараторами, и жидкий электролит, состоящий из раствора соли лития в органическом растворителе.

Изобретение предлагает удерживатель электролита для литиевой аккумуляторной батареи, способный удерживать электролитический раствор внутри электродов или на границе раздела между удерживателем (сепаратором) и каждым из электродов, предотвращать нехватку электролита внутри электродов и ограничивать осаждение и рост дендритов в литиевой аккумуляторной батарее.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к стационарным свинцово-кислотным аккумуляторам. В свинцово-кислотном аккумуляторе, включающем корпус с крышкой, в котором размещены блоки положительных и отрицательных электродных пластин, соединенных соответственно с положительным и отрицательным выводными борнами, сопряженными с крышкой корпуса с зазором, при этом между крышкой корпуса и выводными борнами размещены кольцевые уплотнения, кольцевое уплотнение положительного выводного борна выполнено ступенчатым, при этом его нижняя ступень размещена в зазоре между положительным выводным борном и крышкой корпуса; нижняя ступень кольцевого уплотнения положительного выводного борна выполнена с кольцевым буртом, контактирующим с нижней поверхностью крышки корпуса; на крышку корпуса сверху надеты с зазорами относительно выводных борнов защитные кольца, при этом кольцевые уплотнения выполнены с верхними ступенями, которые размещены в зазорах между защитными кольцами и выводными борнами.
Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к производству свинцово-кислотных аккумуляторов различных назначений: тяговых, стационарных, стартерных, и может быть использовано в автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, электрических подстанциях, где требуются резервные источники тока.

Изобретение относится к выводу для аккумуляторной батареи, расположенному на крышке, а также к способу формования вывода в крышке батареи. Вывод для батареи имеет монтажный участок и контактный участок.

Изобретение относится к батарее с жидким электролитом, которая предпочтительно используется в транспортных средствах, причем батарея имеет следующие признаки: корпус (1) батареи с боковыми стенками (3, 4), дном (2) корпуса и крышкой, жидкий электролит (6), уровень (7) которого находится в заранее заданных допустимых пределах (7а, 7b), электроды (5), по меньшей мере у одной боковой стенки (3) расположена проточно-канальная пластина (8), так что образован проточный канал (9), причем верхний конец проточного канала (9) служит в качестве выпускной прорези (9а), над электродами (5) расположена смесительная ванна (10) с дном (12) смесительной ванны и боковыми стенками (11а, 11b, 11c) смесительной ванны, при этом граничащая с выпускной прорезью (9а) боковая стенка смесительной ванны выполнена в виде переливного ребра (13), дно (12) смесительной ванны расположено ниже предусмотренного согласно режиму работы минимального уровня (7b) жидкого электролита (6), и в дне (12) смесительной ванны предусмотрено по меньшей мере одно донное отверстие (14).

Электрохимическое устройство для накопления энергии относится к электротехнике, в частности к конструкции электрохимического устройства, аккумулирующего электрическую энергию, и может быть использовано в современной энергетике, например в системах аварийного энергоснабжения, в устройствах, аккумулирующих энергию рекуперативного торможения на транспорте, в качестве тяговых батарей для электротранспорта (электромобилях, гибридных электромобилях).

Изобретение относится к области электротехники. Устройство электропитания содержит корпус (1), в котором размещен по меньшей мере один химический источник тока (2), который может быть выполнен в виде аккумулятора, выводы (3) разной полярности которого соединены с размещенными на боковой поверхности корпуса (1) соответствующими выводными контактами (4), (5), образующими по меньшей мере две пары таких контактов разной полярности.
Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к технологии производства свинцово-кислотных аккумуляторов. Способ изготовления электрода свинцово-кислотного аккумулятора, включающий электрохимическое получение активной массы из поверхностного слоя свинцового токоотвода, включает проведение электрохимического процесса с получением активной массы на поверхности свинцового токоотвода с применением реверсивного тока с параметрами: положительная фаза 5-10 с, отрицательная фаза 0,5-3,0 с.
Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к технологии производства свинцово-кислотных аккумуляторов. Техническим результатом изобретения является повышение электрических характеристик электрода, а также повышение ресурса работы свинцового токоотвода за счет снижения коррозионных потерь.

Изобретение относится к свинцово-кислотной аккумуляторной батарее с клапанным регулированием, в которой зарядка выполняется периодически за очень короткое время, а стартерный разряд на нагрузку выполняется в состоянии частичного заряда.

Изобретение относится к свинцово-кислотной аккумуляторной батарее заливного типа, содержащей контейнер, заключающий в себе: пакет пластин, полученный укладкой отрицательной пластины с набитым в отрицательный токосъемник отрицательным активным материалом, положительной пластины с набитым в положительный токосъемник положительным активным материалом и проложенного между ними сепаратора; и электролит.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к свинцовому аккумулятору, в котором содержится электролит, разделенные сепараторами блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, при этом в активную массу каждого положительного электрода с обеих сторон впрессованы кислотоустойчивые полотна из AGM ткани, толщиной 0,1-0,2 мм. Абсорбирующее стеклянное полотно выполнено из стекловолокон диаметром 0,5-4 мкм и стекловолокон диаметром 12 мкм. Увеличение емкостных характеристик и срока службы аккумулятора является техническим результатом изобретения. Заявляемое изобретение увеличивает емкость аккумулятора с 6,8-7,0 до 7,4-8,1 А⋅ч, а также срок его службы с 340-360 до 390-410 циклов. 1 ил., 1 табл.

Наверх