Абсорбирующий сепаратор для свинцово-кислотного аккумулятора

Изобретение относится к области электротехники, а именно к абсорбирующему сепаратору для свинцово-кислотного аккумулятора. Предлагаемый сепаратор не имеет проводящих электрических слоев и представляет отличный изолятор для электронных проводимостей. Высокая пористость сепаратора увеличивает скорость пропитки электролитом, в объеме которого перемещаются заряженные ионы сульфатов и оксидов свинца, обеспечивая хорошую ионную проводимость. Соотношение размеров газовых каналов или пор сепаратора, расположенных перпендикулярно плоскости сепаратора, и размеров пор, лежащих в плоскости сепаратора, составляет 4÷8 к 1, при этом указанные соотношения размеров пор обеспечивают предпочтительное течение электролита в горизонтальном направлении. Повышение срока службы аккумулятора с таким сепаратором является техническим результатом изобретения. 1 табл.

 

Изобретение относится к производству свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, в частности, к технологии изготовления абсорбирующих стекломат сепараторов (AGM сепараторы).

Известен свинцово-кислотный аккумулятор, где в качестве сепаратора используют мат из стеклянных волокон или из полиолефиновых волокон, имеющий проводящий слой В одном из вариантов реализации данного изобретения сепаратор батареи может включать проводящую поверхность или проводящий слой, по которым могут протекать электроны (Патент RU 2598357, БИ №26 2016 г., ближайший аналог-прототип). Отличительной характеристикой известного сепаратора является наличие одного или двух слоев на поверхности сепаратора. Наличие электропроводящих слоев на обеих поверхностях сепаратора напоминает конденсатор, на обкладках которого накапливаются электроны, позволяющие повысить разрядную емкость аккумулятора. В состав отрицательной активной массы входит технический углерод. В процессе эксплуатации аккумулятора встречаются случаи, когда углерод вымывается из пластин, забивает поры сепаратора и превращает его в угольный электрод, что приводит к замыканию пластин.

Согласно известному изобретению сепаратор включает множество электроизолирующих волокон и преимущество его использования достигаются за счет того, что соблюдается требование наличия заданной пористости. Однако, какие - либо данные по количеству, распределению и характеристике пор, относящиеся к известному изобретению, отсутствуют.

Предлагаемый абсорбирующий сепаратор не имеет проводящих электрических слоев и представляет отличный изолятор для электронных проводимостей. Никакие электропроводящие добавки в сепаратор недопустимы. За счет высокой пористости сепаратор пропитан электролитом, в объеме которого перемещаются заряженные ионы сульфатов и оксидов свинца и, тем самым, обеспечивается хорошая ионная проводимость.

При заряде аккумулятора на положительном электроде образуется атомарный кислород, а на отрицательном - водород. Газы вытесняются из пор сепаратора электролитом и по газовым мостикам кислород перемещается к отрицательному электроду, соединяется с водородом с образованием воды. Газовые каналы (поры сепаратора), расположенные перпендикулярно плоскости сепаратора, по размеру больше, чем поры, лежащие в плоскости сепаратора, поэтому газы перемещаются быстрее от электрода к электроду, чем поднимаются вверх. Согласно этому принципу работы сепаратора весь электролит связан и находится в порах сепаратора. Аккумулятор со связанным электролитом может эксплуатироваться в любом расположении в пространстве, даже крышкой вниз, т.к. электролит из аккумулятора не вытекает.

Соотношение размеров горизонтальных и вертикальных пор сепаратора является одним из определяющих факторов при выборе оптимальных параметров работы аккумулятора, что подтверждается результатами сравнительных испытаний образцов абсорбционных сепараторов, изготовленных по заявляемому изобретению и прототипу.

Согласно предлагаемому изобретению соотношение размеров пор сепаратора, расположенных перпендикулярно плоскости сепаратора (горизонтальных), и пор, лежащих в плоскости сепаратора (вертикальных), должно варьироваться в пределах 4÷8 к1.

Как следует из данных, приведенных в таблице, при соотношении размеров горизонтальных и вертикальных пор меньше рекомендуемого значения, т.е. меньше 4,00 (образец 1) наблюдается повышение электросопротивления. Одновременно емкость аккумулятора понижается в результате ухудшения абсорбции электролита.

Важно отметить, что горизонтальные поры более склонны к изменению размеров, чем вертикальные: если в рекомендуемом диапазоне изменения «отношения размеров пор» от 4÷8 к 1 размер горизонтальных пор увеличивается на 60%, то размер вертикальных пор изменяется незначительно, в пределах 20%.

При увеличении размеров горизонтальных пор по сравнению с вертикальными более чем в 8 раз (образец 6) теряется эластичность сепаратора, снижается абсорбционная способность электролита и наблюдается сверхнормативное увеличение электросопротивления. Вместе с тем, при соблюдении граничных условий соотношения размеров пор, сепаратор характеризуется повышением предела прочности, что способствует увеличению срока службы аккумулятора, который соответствует среднему значению срока службы - 380 циклов «заряд-разряд» в рекомендуемом диапазоне «отношений размера пор».

Испытания сепаратора согласно прототипу показали, что при общей пористости существенно отличающейся от заявляемых образцов, за счет рекомбинации пор происходит ухудшение практически всех показателей сепаратора: теряется эластичность, снижается предел прочности при растяжении, уменьшается абсорбция электролита и в итоге срок службы аккумулятора сокращается на 15% по отношению к лучшему результату с использованием предлагаемого сепаратора (образец 4).

Предлагаемый абсорбирующий сепаратор превосходит прототип по величине абсорбции сернокислого электролита на 1,5-4,6%. При этом величина пористости сепаратора повышается на 1,4-3,4%, что положительно сказывается на скорости пропитки сепаратора.

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».

Абсорбирующий сепаратор для свинцово-кислотного аккумулятора, выполненный в виде волокнистого мата, включающего множество электроизолирующих волокон, образующих газовые каналы, отличающийся тем, что соотношение размеров газовых каналов или пор сепаратора, расположенных перпендикулярно плоскости сепаратора, и размеров пор, лежащих в плоскости сепаратора, составляет 4÷8 к 1.



 

Похожие патенты:

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.

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 относится к системе для обработки аккумуляторных пластин и их размещения в корпусе аккумулятора, содержащей транспортирующие устройства и отдельные обрабатывающие станции, такие как вставочные станции, лудильная ванна, литейная станция для свинцового литья, при этом аккумуляторные пластины, предназначенные для обработки, размещены для обработки в виде блоков пластин в нескольких зажимных кассетах, которые предусмотрены для этой цели, для обработки, при этом зажимные кассеты, которые оснащены блоками пластин, расположены в вертикально расположенном транспортирующем устройстве (1), которое вращается по кругу в этом положении, и отдельные обрабатывающие станции (2.1-2.n) расположены сверху, снизу и/или снаружи сбоку транспортирующего устройства, которое вращается по кругу в вертикальном положении, и так что их можно переместить из указанного положения к зажимной кассете, расположенной в каждом случае у местоположения обрабатывающей станции (2.1-2.n).

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 электротехнической промышленности и может быть использовано при промышленном производстве электродов свинцово-кислотных электродов аккумулятора.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для поштучной выдачи электродов и сепараторов аккумуляторов. .

Изобретение относится к :.,агротехнике и касается производства электрических аккумуляторов Цель изобретшим - упрощение конструкции и повышение надежности. .

Изобретение относится к электротехнике и касается производства аккумуляторов. .
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве свинцовых аккумуляторов. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к абсорбирующему сепаратору для свинцово-кислотного аккумулятора. Предлагаемый сепаратор не имеет проводящих электрических слоев и представляет отличный изолятор для электронных проводимостей. Высокая пористость сепаратора увеличивает скорость пропитки электролитом, в объеме которого перемещаются заряженные ионы сульфатов и оксидов свинца, обеспечивая хорошую ионную проводимость. Соотношение размеров газовых каналов или пор сепаратора, расположенных перпендикулярно плоскости сепаратора, и размеров пор, лежащих в плоскости сепаратора, составляет 4÷8 к 1, при этом указанные соотношения размеров пор обеспечивают предпочтительное течение электролита в горизонтальном направлении. Повышение срока службы аккумулятора с таким сепаратором является техническим результатом изобретения. 1 табл.

Наверх