СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ


RU (11) 2294582 (13) C2

(51) МПК
H01M 10/54 (2006.01)
H01M 10/12 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 17.03.2008 - действует

Документ: В формате PDF
(21) Заявка: 2004136082/09
(22) Дата подачи заявки: 2004.12.09
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.12.09
(43) Дата публикации заявки: 2006.06.10
(45) Опубликовано: 2007.02.27
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2158047 C1, 20.10.2000. RU 2088002 C1, 20.08.1997. RU 2076403 C1, 27.03,1997. SU 550707 A, 15.03.1977. DE 6990436 Т, 29.04.2004. US 2004113588 A, 17.06.2004. FR 2685548 A, 25.06.1993.
(72) Автор(ы): Кочуров Алексей Алексеевич (RU); Шевченко Николай Павлович (RU)
(73) Патентообладатель(и): Рязанский военный автомобильный институт им. ген. армии В.П. Дубынина (RU)
Адрес для переписки: 390014, г.Рязань, Рязанский военный автомобильный институт, НИО, А.Д. Герасимову


(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к восстановлению аккумуляторных батарей. Техническим результатом изобретения является повышение срока службы и отдаваемой емкости восстановленных аккумуляторов, уменьшение их саморазряда, экономия материалов и полнота использования исходного материала. Это достигается за счет того, что в способе восстановления свинцовых аккумуляторов для сборки полублоков электродов повторно используют сепараторы, восстановленные после разборки отработанных аккумуляторов путем очистки их поверхности от продуктов электролитического переноса механическим путем и кипячения в дистиллированной воде в течение 5 минут.


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и касается восстановления аккумуляторных батарей.

Известен способ восстановления свинцовых аккумуляторов (Патент РФ №2158047, МПК Н 01 М 10/12, 2000 г.), состоящий в том, что отработанные аккумуляторы разбирают. Активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета. После чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см3 из расчета на 1 кг порошка 120 мл воды и 77 мл кислоты. Пасту втирают в решетку, уплотняют прокатыванием пластин между резиновыми валиками. После этого пластины подсушивают при температуре 120°С в течение 20-25 секунд или выдерживают на воздухе 4-6 минут, повторно прокатывают между валиками, обернутыми марлей. Далее пластины выдерживают при температуре 45-50°С и влажности воздуха не менее 95% 16-18 часов, затем при этой же температуре с уменьшением влажности до 75% еще 20 часов. После выдержки пластины сушат при температуре 68-70°С и влажности не более 20% в течение 12-14 часов.

Отрицательные электроды восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками. Восстановленные отрицательные электроды собирают с положительными в блок.

Собранный аккумулятор заливается электролитом плотностью 1,12 г/см3 , заряжается при нормальной величине тока.

Недостатком данного способа является снижение фактической емкости аккумулятора, величины силы отдаваемого тока в стартерном режиме, повышенный саморазряд в процессе использования или хранения аккумулятора в случае повторного использования при его сборке сепараторов, полученных в результате разборки отработанных аккумуляторов, без их предварительной специальной обработки, хотя известно, что в процессе эксплуатации их поверхность, включая поры, загрязняется продуктами электролитического переноса, уменьшая количество протекающего электролита, а, следовательно, емкость аккумулятора и величину силы отдаваемого тока, и увеличивая саморазряд (Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцового аккумулятора. М.: Энергия, 1975; Шевченко Н.П. Метод и средства восстановления изношенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Рязань: ВАИ, 2000, с.74-77, 89).

Короткие замыкания вокруг сепараторов или сквозь поры увеличивают саморазряд и уменьшают срок службы аккумуляторов. Образование токопроводящих мостиков происходит в результате трех процессов:

1) активная масса, оплывая с положительного электрода, профильтровывается сквозь поры сепараторов, заполняет некоторые из них на всю его толщину и, контактируя с отрицательным электродом, восстанавливается до металлического свинца;

2) сульфат свинца попадает в поры сепараторов и восстанавливается там при контакте с отрицательным электродом;

3) при циклировании происходит рост дендридов свинца по направлению к положительному электроду.

Наибольшую опасность из перечисленных процессов создает проникновение сквозь сепараторы двуокиси свинца, оплывающей с положительного электрода.

Сепаратор тем лучше предупреждает появление коротких замыканий, чем мельче и извилистей его поры. Однако повышение извилистости и уменьшение диаметров пор сепараторов снижают емкость аккумуляторов. Чем крупнее поры, тем выше емкость в начале и тем быстрее она снижается к концу срока службы.

Влияние сепараторов на доступ кислоты к электродам в значительной степени обусловлено их пористостью. Отрицательные электроды в процессе циклирования разбухают, плотно прижимаясь к сепараторам. Кислота может проникать к активной массе в основном сквозь поры сепараторов, либо посредством диффузии, либо под действием пузырьков газа, которые, проталкиваясь наружу сквозь поры активной массы и поры сепараторов, заставляют перемещаться и жидкость.

Технический результат направлен на повышение срока службы и отдаваемой емкости восстановленных аккумуляторов, уменьшение их саморазряда, экономию материалов и полноту использования исходного материала.

Технический результат достигается тем, что в способе восстановления свинцовых аккумуляторов, заключающемся в том, что после разборки блоков отрицательные электроды с разбухшей активной массой восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки электродов с брезентовыми прокладками, активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета, после чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см3 при интенсивном перемешивании, которая втирается в электрод один раз, а уплотнение осуществляется дважды путем прокатывания вначале между резиновыми валиками, затем после подсушивания при 120°С в течение 20-25 секунд или после выдержки на воздухе в течение 4-6 минут, прокатывают повторно между валиками, обернутыми марлей, при этом изготовленные пластины выдерживают при температуре 45-50°С и влажности воздуха не менее 95% 16-18 часов, затем при этой же температуре с уменьшением влажности до 75% еще 20 часов, а сушка осуществляется при температуре 68-70°С и влажности воздуха не более 20% в течение 12-14 часов и после сборки аккумулятор заряжают, при этом для сборки полублоков электродов повторно используют сепараторы, восстановленные после разборки отработанных аккумуляторов путем очистки их поверхности от продуктов электролитического переноса механическим путем и кипячения в дистиллированной воде в течение 5 минут.

Отличительными признаками является то, что для сборки полублоков электродов повторно используют сепараторы, восстановленные после разборки отработанных аккумуляторов путем очистки их поверхности от продуктов электролитического переноса механическим путем и кипячения в дистиллированной воде в течение 5 минут.

Предлагаемый способ восстановления свинцовых аккумуляторов заключается в следующем.

Отработанные аккумуляторы разбирают. Активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета. После чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см3 из расчета на 1 кг порошка 120 мл воды и 77 мл кислоты. Пасту втирают в решетку, уплотняют прокатыванием пластин между резиновыми валиками. После этого пластины подсушивают при температуре 120°С в течение 20-25 секунд или выдерживают на воздухе 4-6 минут, повторно прокатывают между валиками, обернутыми марлей. Далее пластины выдерживают при температуре 45-50°С и влажности воздуха не менее 95% 16-18 часов, затем при этой же температуре с уменьшением влажности до 75% еще 20 часов. После выдержки пластины сушат при температуре 68-70°С и влажности не более 20% в течение 12-14 часов.

Отрицательные электроды восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки их с брезентовыми прокладками.

Сепараторы восстанавливают путем удаления с их поверхности продуктов электролитического переноса механическим путем и кипячения в дистиллированной воде в течение 5 минут.

Восстановленные отрицательные электроды собирают с положительными в блок с повторным использованием восстановленных сепараторов.

Собранный аккумулятор заливается электролитом плотностью 1,12 г/см3, заряжается при нормальной величине тока.

Предлагаемый способ более совершенен по сравнению с известным, так как обеспечивает увеличение емкости аккумуляторов в стартерном режиме на 15-20% и уменьшение саморазряда на 25-30%.

Сепараторы в процессе работы изменяют свою проводимость за счет образования токопроводящих мостиков через поры в результате оплывания положительной и разбухания отрицательной активных масс. С увеличением проводимости увеличивается и саморазряд аккумулятора.

При очистке поверхности сепараторов механическим путем удаляются продукты электролитического переноса, устраняются короткие замыкания вокруг сепараторов или сквозь поры, что снижает саморазряд и увеличивает срок службы аккумуляторов. Кипячение сепараторов, после их механической обработки в дистиллированной воде в течение 5 минут, завершает процесс восстановления сепараторов, после чего их повторно используют при сборке восстанавливаемых аккумуляторов, обеспечивая при этом их высокие электрические характеристики (Шевченко Н.П. Метод и средства восстановления изношенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Рязань: ВАИ, 2000, с.74-77, 89).


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ восстановления свинцовых аккумуляторов, заключающийся в том, что после разборки блоков отрицательные электроды с разбухшей активной массой восстанавливают без удаления массы из решеток путем прессовки электродов с брезентовыми прокладками, активную массу положительных электродов с решеткой промывают в дистиллированной воде, сушат, размалывают, подвергают термической обработке при температуре 450-500°С до желтого цвета, после чего готовится паста путем смешивания порошка с дистиллированной водой с последующим добавлением раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/см 3 при интенсивном перемешивании, которая втирается в электрод один раз, а уплотнение осуществляется дважды путем прокатывания вначале между резиновыми валиками, затем после подсушивания при 120°С в течение 20-25 с или после выдержки на воздухе в течение 4-6 мин прокатывают повторно между валиками, обернутыми марлей, при этом изготовленные пластины выдерживают при температуре 45-50°С и влажности воздуха не менее 95% 16-18 ч, затем при этой же температуре с уменьшением влажности до 75% еще 20 ч, а сушка осуществляется при температуре 68-70°С и влажности воздуха не более 20% в течение 12-14 ч и после сборки аккумулятор заряжают, отличающийся тем, что для сборки полублоков электродов повторно используют сепараторы, восстановленные после разборки отработанных аккумуляторов путем очистки их поверхности от продуктов электролитического переноса механическим путем и кипячения в дистиллированной воде в течение 5 мин.