Способ заряда негерметичного аккумулятора
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
„г
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 221176 (21) 2418902/24-07 (51)м. КЛ.2 с присоединением заявки ¹
Н 01 М 10/44
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 150780, Бюллетень ¹ 26
Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 621. 355. 16 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.М. Лавренов, Б.И. Центер и М.Б. Гершман (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАРЯДА НЕГЕРМЕТИЧНОГО АККУМУЛЯТОРА
20
Изобретение относится к химическим источникам тока.
Известны различные способы заряда негерметичных аккумуляторов: заряд при постоянных значениях тока или напряжения (11, комбинированный заряд, который осуществляется при постоянном токе с последующим переходом на заряд при постоянном значении напряжения (2) и т.д.
Известен, также заряд аккумулятора с использованием дополнительного электрода для поглощения выделяющегося кислорода и контроля окончания процесса по напряжению ме>кду дополнительным и отрицательным электродами (3) .
Известные способы заряда не позволяют получать информацию об окончании зарядных процессов в аккумуляторе, т.е. об оптимальном моменте отключения аккумулятора из зарядной цепи, что приводит к система-25 тическим недозарядам либо перезарядам.
В то же время известно вредное действие, перезаряда. Энергия, затраченная на перезаряд аккумулятора, расходуется на его перегрев и выкипание электролита.
Известен также электрический негерметичный аккумулятор, содержащий кроме основных электродов — положительного и отрицательного, дополнительный электрод, который плотно прижат через сепаратор к положительному электроду, а через анод электрически соединен с отрицательным электродом $4$.
При заряде аккумулятора такой конструкции в цепи положительный электрод — дополнительный электрод протекает ток, величина которого пропорциональна степени заряженности аккумулятора. В момент полной заряженности аккумулятора эта величина достигает своего максимального значения (при данном значении тока заряда), что позволяет своевременно прекращать заряд.
Однако степень заряженности аккумулятора зависит не только от количества сообщенного ему электричества, но и плотности зарядного тока, а следовательно, и величина тока в цепи положительный электрод— дополнительный электрод (сигнального.
748590 с1, = г(1э р (2) 65 тока) должна быть связана с величиной тока заряда некоторым соотношением, в пределах которого возмож». на индикация конца заряда.
Таким образом, несмотря на то, что в конструкции негерметичного аккумулятора с дополнительным электродом принципиально верно решен вопрос индикации конца заряда, существует неопределенность в выбо ре отношения величины сигнального тока, т.е. тока в цепи положительный электрод — дополнительный электрод, к величине тока заряда аккумулятора.
С целью улучшения электрических и эксплуатационных характеристик не- f5 герметичного аккумулятора с дополнительным электродом при его заряде путем подачи тока заряда (< с1р ), контроля величины сигнального тока (g - к йлотности тока заряда аккумулятора р пределах счг — о эар На чертеже -изображена кривая изменения плотности сигнального тока в функции плотности тока заряда. При заряде негерметичного аккумулятора с дополнительным электро- 35 дом выделяющийся на положительном электроде кислород частично вос станавливается на дополнительном электроде и в цепи положительный электрод — дополнительный электрод проте- 40 кает ток, величина которого пропорциональна доле зарядного тока, расходуемой на выделение кислорода. Действительно, величина тока восстановления кислорода на дополнительном электроде прямо пропорциональ-45 на концентрации кислорода в электролите у поверхности положительного электрода, т.е. сиг 50 где A — постоянная, зависящая от толщины и проницаемости сепаратора дополнительного электрода, а также природы и концентрации электролита, С вЂ” концентрация растворенного в электролите кислорода у поверхности положительного электрода. В свою очередь величина С пропорциональна доле зарядного тока, расходуемой на выделение кислорода, т.е. Объединяя выражения (1) и (2), получаем шг = "Г("зсфср) (3) В негерметичном аккумуляторе с избытком электролита эта пропорциональность обусловлена эффектом пересыщения электролита кислородом у поверхности положительного электрода. Степень пересыщения кислородом приэлектродного слоя электролита растет с плотностью тока генерации кислорода,т.е. долей тока, расходуемой на выделение кислорода, только до некоторого предела. Степень пересыщения практически остается постоянной, и, таким образом, при некотором относительно низком значении отношения сиг ар индикация конца заряда становится невозможный (нижний предел). С другой стороны, при малых плотностях зарядного тока степень пересыщения приэлектродного слоя электролита может быть настолько снижена, что величина С< приблизится к равновесной концентрации кислорода в электролите С>, ответственной эа постоянной фоновый ток в цепи положительный электрод — дополнительный электрод, плотность которого равна . .Ср Следовательно, при некотором, относительно высоком значении отно сииндикация конца заряда становится невозможной (верхний предел), так как величина сигнальноГо тока приближается к величине фонового тока, т.е. " и ="Х (. ар)=АСР Существование предельных отношений сигнального тока к зарядному иллюстрирует чертеж, на котором изображена, полученная на полностью, заряженном аккумуляторе экспериментальная зависимость плотности сигнального тока в функции плотности тока заряда, равной плотности тока генерации кислорода на положительном электроде. Как видно на чертеже, при отношениях плотности тока, больших 1 заР (см. на чертеже область А) или 3 меньших — кривая становится прак50 тически параллельна оси абсцисс, а это значит, что плотность сигнального тока перестает зависеть от плотности зарядного тока. Таким образом, на основании экспериментальной зависимости, полученной для аккумулятора негерметичной 5,748590 конструкции, очевидно, что связь между током заряда аккумулятора и сигнальным током имеет место лишь при условии CH f ЬОР Именно с учетом этого отношения необходимо конструировать устройство для заряда аккумулятора, автоматически отключающее последний при достижении полной заряженности., Cqf 6 о Формула изобретения Способ заряда негерметичного аккумулятора с дополнительным электродом путем подачи тока заряда (j><>), контроля величины сигнального тока (cMf ), протекающего в цепи между положительным и дополнительным электродами, и отключения тока .заряда при достижении сигналь рцйи ® + м/и Составитель И Найдина Техред М. Петко КоРРектоР Е. Папп Редактор E. Яковчик Тираж 844 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4251/42 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 1 р 0Ì 15 ным током ранее установленйой величины, отличающийся, тем, что, с целью улучшения электрических и эксплуатационных характеристик аккумулятора, отношение плотности сигнального тока к плотности тока заряда аккумулятора выбирают в пределах 10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вайнел Дж. Аккумуляторные ба.— тареи., изд .4, ГЭИ, 1960, с . 265-273 . 2. Патент ПНР Р 67815, кл. — 21 к9 45/04, 1973. 3. Патент США Р 3522507, кл. 320-31, 1970 gQ 4. Авторское свидетельство СССР по заявке 92040172/07,кл,Н Ol М 10/48, 1974 (прототип) .
