ЩЕЛОЧНОЙ АККУМУЛЯТОР

ЩЕЛОЧНОЙ АККУМУЛЯТОР


RU (11) 2173919 (13) C1

(51) 7 H01M10/24 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

(21) Заявка: 2000110058/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.04.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.04.20 
(45) Опубликовано: 2001.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 890489, 15.12.1981. US 5601946 A, 11.02.1997. GB 1527237, 04.10.1978. EP 0907216 А1, 07.04.1999. US 3597278 A, 03.08.1971. 
(71) Заявитель(и): Григорчук Владимир Степанович 
(72) Автор(ы): Григорчук В.С. 
(73) Патентообладатель(и): Григорчук Владимир Степанович 
Адрес для переписки: 193036, Санкт-Петербург, С-36, 6-я Советская ул., 25/20, кв.5, В.С.Григорчуку 

(54) ЩЕЛОЧНОЙ АККУМУЛЯТОР 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве аккумуляторов. Щелочной аккумулятор содержит корпус с крышкой, выполненные из изоляционного материала, устойчивого к действию щелочей. Внутри корпуса размещены блоки положительных и отрицательных электродов. На каждом из блоков установлено по два дополнительных электрода, расположенных под углом к крайним основным электродам, причем каждая пара дополнительных электродов противоположной полярности параллельна друг другу и заключена между полюсами верхних и нижних постоянных магнитов, первые из которых размещены на крышке и повернуты вниз своими северными полюсами, а вторые установлены на дне корпуса и повернуты вверх своими южными полюсами. Все магниты изолированы от электролита, находящегося внутри корпуса и представляющего собой водный раствор щелочи. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных качеств аккумулятора. 9 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в качестве аккумулятора электрической энергии.

Известна кислотная аккумуляторная батарея, содержащая несколько элементов, каждый из которых представляет собой пластмассовый бачок, внутри которого размещены положительные и отрицательные пластины. Положительные пластины выполнены из чистого свинца и имеют в качестве активного вещества двуокись свинца. Отрицательные пластины выполнены из решетчатого свинца с примесью сурьмы и имеют в качестве активного вещества губчатый свинец. Между пластинами установлены сепараторы. Пластмассовый бачок заполнен электролитом, содержащим серную кислоту в дистиллированной воде. Плотность электролита - 1,24 - 2,26 г/см3. Напряжение одного элемента - 2,21 В /В.М.Кленников, Н. М. Ильин, Ю. В. Буралев. Автомобиль категории "В". Учебник водителя. М.: Транспорт, 1981, с. 68-73/.

Недостатками известной аккумуляторной батареи являются: зависимость заряда от плотности электролита, высокий саморазряд, повышенная чувствительность к недозаряду и перезаряду, сульфатация пластин при недостаточном уровне электролита.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией аккумуляторной батареи.

Известен также щелочной аккумулятор, содержащий корпус с крышкой, внутри которого размещены блоки положительных и отрицательных электродов, выполненных из стальных никелированных решеток, в ячейки которых впрессованы ламели, представляющие собой коробочки с большим количеством отверстий, наполненные активной массой, причем активной массой положительных электродов является гидрат окиси никеля с графитом, а активной массой отрицательных электродов является губчатое железо. Корпус заполнен электролитом, представляющим собой водный раствор щелочи КОН. Плотность электролита 1,19-1,21 г/см3. Напряжение 1,5 В /М.М.Авдеев и др. Электропоезда переменного тока. М. : Транспорт, 1973, с. 328-334/.

Известный щелочной аккумулятор как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату принят за прототип.

Недостатками известного щелочного аккумулятора, принятого за прототип, являются: малое напряжение, низкий коэффициент отдачи по емкости и энергии, чувствительность к низким температурам, саморазряд.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией щелочного аккумулятора.

Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационных качеств щелочного аккумулятора.

Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что на блоках положительных и отрицательных электродов установлено по два дополнительных электрода без наполнителей, расположенных около крайних электродов каждого блока и размещенных под углом 90o к основным электродам, кроме того, обе пары дополнительных электродов противоположной полярности параллельны друг другу и заключены между полюсами верхних и нижних постоянных магнитов, причем верхние постоянные магниты закреплены на крышке, изолированы от электролита и направлены внутрь корпуса своими северными полюсами, а нижние постоянные магниты закреплены внутри корпуса, на его дне, изолированы от электролита и своими нижними полюсами направлены вверх навстречу полюсам верхних постоянных магнитов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид щелочного аккумулятора, на фиг. 2 - вид сверху на щелочной аккумулятор, на фиг. 3 - продольный разрез щелочного аккумулятора, на фиг. 4 - вид сверху на щелочной аккумулятор при снятой верхней крышке, на фиг. 5 - общий вид блока отрицательных электродов, на фиг. 6 - вид сверху на блок отрицательных электродов, на фиг. 7 - общий вид блока положительных электродов, на фиг. 8 - вид сверху на блок положительных электродов, на фиг. 9 - схема разделения ионов электролита.

Предлагаемый щелочной аккумулятор содержит корпус 1, выполненный из пластмассы, устойчивой к действию щелочи, и закрытый крышкой 2, выполненной из такого же материала. Внутри корпуса установлены блоки положительных и отрицательных электродов. Блок положительных электродов содержит прямоугольный брус 3, соединенный с клеммой 4, к которому прикреплены основные электроды 5, выполненные из стальных никелированных решеток, в ячейки которых впрессованы ламели 6, представляющие собой коробочки с многочисленными отверстиями, наполненные активной массой, в качестве которой использован гидрат окиси никеля с графитом. На блоке установлены дополнительные электроды без наполнителей 7 и 8, расположенные около крайних электродов и размещенные под углом 90o к основным электродам. Блок отрицательных электродов содержит прямоугольный брус 9 с клеммой 10, к которому прикреплены основные электроды 11, выполненные из стальных никелированных решеток, в ячейки которых впрессованы ламели 12, представляющие собой коробочки с многочисленными отверстиями, наполненные активной массой, в качестве которой использовано губчатое железо. На блоке установлены дополнительные электроды без наполнителей 13 и 14, расположенные около крайних электродов и размещенные под углом 90o к основным электродам. Каждая пара дополнительных электродов противоположной полярности параллельна друг другу и заключена между полюсами верхних 15, 16 и нижних 17, 18 постоянных магнитов. Верхние постоянные магниты закреплены на крышке корпуса, изолированы от электролита и направлены внутрь корпуса своими северными полюсами, а нижние постоянные магниты закреплены внутри корпуса, на его дне, изолированы от электролита и своими нижними полюсами направлены вверх навстречу верхним постоянным магнитам. На крышке расположено заливное отверстие, закрытое пробкой 19 с отверстием для прохода газов. Внутрь корпуса залит электролит, представляющий собой водный раствор щелочи.

Работа щелочного аккумулятора

Перед зарядкой щелочного аккумулятора необходимо проверить плотность электролита и его уровень. После этого подключить клеммы 4, 10 к зарядной цепи и выдержать необходимое время. Во время заряда аккумулятора под действием электрической энергии внешнего тока происходит окисление активной массы положительных электродов 5 и восстановление активной массы отрицательных электродов 11. При включении щелочного аккумулятора в нагрузочную цепь происходит его разряд и уменьшение потенциалов на его электродах 5, 11. Разряд щелочного аккумулятора происходит также и при длительном хранении. При наличии потенциала на положительном и отрицательном блоках электродов часть потенциала располагается на дополнительных электродах 7, 8 и 13, 14 и между ними возникает электрическое поле, перпендикулярное магнитным силовым линиям верхних 15, 16 и нижних 17, 18 постоянных магнитов. Ионы K+ и OH-, находящиеся между дополнительными электродами 7, 8, 13, 14, начинают двигаться в электрическом поле. Ионы K+ движутся в сторону отрицательных дополнительных электродов 13, 14, а ионы OH- движутся в сторону положительных дополнительных электродов 7, 8. Положительные ионы K+, пересекая магнитные силовые линии постоянных магнитов 16, 18, по правилу "левой руки" отбрасываются на крайний положительный основной электрод 5, прилипают к нему, увеличивая положительный заряд на блоке положительных электродов. Отрицательные ионы OH-, пересекая магнитные силовые линии постоянных магнитов 16,18, отбрасываются по правилу "левой руки" в противоположную сторону в промежуток, образованный электрическим полем дополнительных электродов 8, 14 и корпусом. Накапливаясь в этом промежутке, ионы OH- оседают на дно и далее распространяются по всему объему. Отрицательные ионы OH-, пересекая магнитные силовые линии постоянных магнитов 15, 17, по правилу "левой руки", отбрасываются на крайний основной электрод 11 отрицательного блока электродов, прилипают к нему, увеличивая отрицательный потенциал на блоке отрицательных электродов. Положительные ионы K+, пересекая силовые линии постоянных магнитов 15, 17, отбрасываются по правилу "левой руки" в противоположную сторону и скапливаются в промежутке между электрическим полем дополнительных электродов 7, 13 и корпусом. Накапливаясь в этом промежутке, положительные ионы K+ опускаются вниз и далее распространяются по всему объему за счет броуновского движения или за счет циркуляции при нагревании электролита во время разряда щелочного аккумулятора (на фиг. 9 показано пунктирными линиями). При разряде щелочного аккумулятора электрические заряды с отрицательных дополнительных электродов 13, 14 через внешнюю электрическую цепь станут поступать на положительные дополнительные электроды 7, 8. В результате этого на дополнительных положительных электродах 7, 8 будет протекать реакция а на дополнительных отрицательных электродах будет протекать реакция OH-+H3O=2H2O, где H3O - гидратированный ион водорода. Образовавшиеся металлический калий и вода будут отделяться от крайних основных электродов и снова вступать между собой в реакцию с образованием КОН и затем снова диссоциировать. Таким образом при хранении и разряде щелочного аккумулятора будет происходить разделение положительных и отрицательных ионов, находящихся в электролите, и присоединение их к соответствующим электродам. Выделение ионов из электролита и присоединение их к электродам является дополнительным средством увеличения емкости и силы тока разряда.

Предлагаемый щелочной аккумулятор может быть использован в метеостанциях, электромобилях, переносной радиоаппаратуре.

Положительный эффект - уменьшение скорости саморазряда, повышение потенциала на электродах, увеличение тока разряда, повышение коэффициента отдачи по емкости и энергии. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Щелочной аккумулятор, содержащий корпус с крышкой, внутри которого размещены блоки положительных и отрицательных электродов с активными массами, клеммы, установленные на крышке, электролит, залитый внутрь корпуса, отличающийся тем, что на блоках положительных и отрицательных электродов установлено по два дополнительных электрода без наполнителей, расположенных под углом к основным электродам, кроме того, обе пары дополнительных электродов противоположной полярности параллельны друг другу и заключены между полюсами верхних и нижних постоянных магнитов, причем первые закреплены на крышке, изолированы от электролита и направлены внутрь корпуса своими северными полюсами, а вторые закреплены на дне корпуса, изолированы от электролита и своими южными полюсами направлены вверх навстречу полюсам верхних постоянных магнитов.




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