НИКЕЛЬ-ЦИНКОВЫЙ АККУМУЛЯТОР

НИКЕЛЬ-ЦИНКОВЫЙ АККУМУЛЯТОР


RU (11) 2069924 (13) C1

(51) 6 H01M10/30, H01M10/34 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94038101/07 
(22) Дата подачи заявки: 1994.10.05 
(45) Опубликовано: 1996.11.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Заявка Японии N 63-124380, кл. H 01 M 2/16, 1988. Патент ФРГ N 1496294, кл. H 01 M 3/04, 1971. Патент Великобритании N 1474720, кл. H 01 M 10/34, 1977. РЖ "Химия" N 13, 1978, реферат N 13Л467. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество "Электрозаряд" 
(72) Автор(ы): Григорьева Л.К.; Оршанский Ю.И.; Павлов А.П.; Солдатенко В.А.; Станьков В.Х.; Чижик С.П. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество "Электрозаряд" 

(54) НИКЕЛЬ-ЦИНКОВЫЙ АККУМУЛЯТОР 

Использование: щелочные аккумуляторы. Сущность изобретения: устройство содержит никелевый катод и цинковый анод, разделенные многослойным сепаратором, между слоями которого помещен вспомогательный пористый электрод, выполненный с возможностью коммутации с анодом или катодом. Аккумулятор имеет повышенный ресурс работы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве и эксплуатации никель-цинковых аккумуляторов.

Известен никель-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором [1]

Недостатком указанного аккумулятора является низкий ресурс, связанный с неоптимальным режимом эксплуатации. Наличие избыточной емкости цинкового электрода ведет к его перезаряду и ускоренному росту дендритов, закорачивающих электроды.

Известен никель-цинковый аккумулятор, в котором для повышения ресурса используют кислород, выделяющийся при заряде на положительном электроде, для окисления дендритов цинка, зарождающихся на отрицательном электроде. Аккумулятор содержит корпус, электролит, положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором. Для облегчения диффузии кислорода к отрицательному электроду сепаратор имеет гладкую поверхность со стороны отрицательного электрода и ребристую со стороны положительного электрода [2]

Недостатком этого аккумулятора является избыточность емкости цинкового электрода, что снижает удельные характеристики, а также требует периодического разряда аккумулятора до нуля, чтобы предотвратить перезаряд цинкового электрода и усиленное дендритообразование. Это усложняет технологию эксплуатации аккумулятора.

Из известных аккумуляторов наиболее близким по совокупности существенных признаков является никель-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительный и отрицательный электроды, разделенные многослойным сепаратором, и вспомогательный электрод, предназначенный для подавления выделения кислорода в конце заряда. Вспомогательный электрод расположен с тыльной стороны отрицательного электрода и соединен с ним электрически [3]

Недостатком этого аккумулятора является закорачивание электродов дендритами, прорастающими через сепаратор. Это ограничивает ресурс никель-цинкового аккумулятора.

Задачей изобретения является создание никель-цинкового аккумулятора, обладающего повышенным ресурсом.

Результат достигается тем, что в никель-цинковом аккумуляторе вспомогательный электрод выполнен пористым и размещен между слоями сепаратора. Наличие пористого гидрофильного электрода между слоями сепаратора, не влияя на протекание электрохимических процессов, позволяет оптимально эксплуатировать аккумулятор. Коммутируя вспомогательный электрод с положительным или отрицательным электродами, можно ограничить выделение газа на соответствующем электроде. Кроме того, вспомогательный электрод позволяет использовать избыточную емкость цинкового электрода в процессе разряда путем периодической коммутации с этим электродом. Кроме того, этот электрод механически защищает электроды от закорачивания, образовавшимися в процессе эксплуатации дендритами. Целесообразно вспомогательный электрод выполнять с внешним электрическим выводом, что дает возможность коммутации в процессе эксплуатации вспомогательного электрода с положительным или отрицательным электродами.

Наличие вывода на вспомогательном электроде позволяет производить оптимальный раздельный заряд и разряд электродов аккумулятора. Это связано с тем, что обычно в никель-цинковом аккумуляторе цинковый электрод имеет избыточную по отношению к никелевому электроду емкость. При обычном циклировании один электрод либо недозаряжен, либо другой перезаряжен.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "новизна".

Для определения соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения.

Установлено, что данное изобретение не следует для специалиста в данной области явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведены зависимости зарядного и разрядного напряжений от числа циклов.

На базе никель-цинкового аккумулятора НЦ-30 емкостью 30 А.ч был собран аккумулятор в соответствие с заявленным изобретением. Для реализации сборки блока электродов извлекались из корпуса, между слоями полипропиленового сепаратора устанавливался вспомогательный электрод из пористой никелевой фольги толщиной 70 мкм, пористостью 40 и средним размером пор 5 мкм. После установки вспомогательного электрода блоки электродов вновь устанавливались в корпус, аккумулятор заправляется электролитом и устанавливался на циклировании. Заряд аккумулятора проводился до напряжения 2,0 В, разряд проводился в течение часа. Зарядный и разрядный токи равнялись 6,0 А. Испытания проводились в течение более 100 циклов. Периодически проводились контрольные циклы разряда до конечного напряжения 1,65 В. Контрольные циклы разряда (50 и 100) показали значение емкости выше номинального 39 и 37 А.ч соответственно. Эффективность отдачи по току достигала 98 В процессе испытаний вспомогательный электрод подключался к положительному электроду на несколько мин или к зарядному устройству. Вспомогательный электрод быстро заряжался и отдавал емкость около 300 кулон за несколько секунд. Вспомогательный электрод может использоваться как противоэлектрод для циклирования основных электродов и как накопитель энергии.

Контрольная проверка электродов аккумулятора в процессе циклирования визуальным осмотром дендритов не обнаружила.

Характеристики аккумуляторов НЦ-30 с вспомогательным электродом и без него практически совпадают. Это дает основание утверждать, что вспомогательный электрод из пористой фольги практически не вносит вклада во внутреннее сопротивление аккумулятора.

В процессе циклирования обычного аккумулятора НЦ-30 без вспомогательного электрода наблюдается падения напряжения. Для обеспечения номинального ресурса 60 70 циклов в соответствие с технической документацией на НЦ-30 необходимо через каждые 5 циклов проводить глубокий разряд до конечного напряжения 0,15 0,30 В, так называемый "лечебный" цикл разряда. Указанный цикл предназначен для полного разряда цинкового электрода и растворения зарождающихся дендритов. Если лечебный цикл не проводить, аккумулятор выходит из строя через 15 20 циклов.

Таким образом, вышеизложенные данные свидетельствуют о том, что заявленный аккумулятор обладает повышенным ресурсом и возможностью оптимальной его эксплуатации при использовании вспомогательного электрода. Приведенные данные подтверждают возможность практической реализации заявленного аккумулятора с получением заявленного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Никель-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительный и отрицательный электроды, разделенные многослойным сепаратором, и вспомогательный электрод, отличающийся тем, что вспомогательный электрод выполнен пористым и размещен между слоями сепаратора.

2. Аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательный электрод выполнен с возможностью коммутации с положительным или отрицательным электродами.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru