DE4123536A1 - Verfahren und vorrichtung zur ladung eines bleiakkumulators - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur ladung eines bleiakkumulatorsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ladung
eines Bleiakkumulators gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru
ches 1.
Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Bei der Entladung eines Bleiakkumulators entsteht an beiden
Elektroden Bleisulfat. Dabei nimmt die Schwefelsäurekonzentra
tion im Elektrolyt ab. Bei der Ladung eines Akkumulators durch
Zufuhr elektrischer Energie kehren sich die Reaktionen um und
das Bleisulfat der Elektroden wird in Blei und Bleidioxid zu
rückverwandelt. Da die hierbei sich entwickelnde Schwefelsäure
spezifisch schwerer als die in der Zelle vorhandene Elektrolyt
mischung ist, fällt der unmittelbar entstehende Säureanteil in
den unteren Zellenbereich ab, so daß der Elektrolyt eine un
gleich verteilte Säuredichte aufweist. Für den Ablauf der Reak
tionen ist aber die Säuredichte von wesentlicher Bedeutung, weil
hiervon die Leistung einer Batterie abhängt. Aus diesem Grunde
ist ein Ausgleich dieses Dichtegefälles im Elektrolyten geboten.
Zum Teil geschieht dies auch dadurch, daß bei genügend lang
andauerndem Ladungsvorgang die aufsteigenden Ladungsgase ein
Durchmischen des Elektrolyten verursachen. Um für diese ange
strebte Mischwirkung nicht ausschließlich vom Ablauf des La
dungsvorganges abhängig zu sein, hat man in der Praxis schon
versucht, durch Einblasen atmosphärischer Luft in den Elektroly
ten einer Zelle das Dichtegefälle rascher und vor allem wir
kungsvoller zu beseitigen. Durch das Einpumpen von Umgebungs-
bzw. Raumluft in die Zelle werden aber auch die Luftverunreini
gungen eingebracht, wodurch wiederum die chemischen Reaktionen
in der Zelle beeinträchtigt und mit der Zeit sogar verhindert
werden. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß die La
dungsgase und auch die eingeblasene und mit Säurebläschen behaf
tete Luft durch die Entlüftungslöcher der Batterieverschraubung
entweichen und so die unmittelbare Umgebung belasten, weshalb
der Ladungsvorgang auch nur in einem eigens dafür bestimmten
Raum ausgeführt werden soll.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung des Ladungsvor
ganges eines Bleiakkumulators vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Weiterentwicklungen dieses Verfahrens sind in Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Ver
fahrens ist im Patentanspruch 6 beansprucht, wozu die folgenden
Patentansprüche Weiterentwicklungen angeben.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelangt reines Misch
gas in die Elektrolytflüssigkeit zum Durchmischen und Beseitigen
des Dichtegefälles im Elektrolyt. Dadurch bleibt auch die Wirk
samkeit der Elektroden auf Dauer erhalten. Die Entnahme der
Ladungsgase unmittelbar aus dem Zellenraum verhindert auch eine
Belastung der Umgebung, weil nunmehr weniger Gase ins Freie
entweichen, insbesondere dann, wenn durch eine zusätzliche
Behandlung während des Umwälzbetriebes Schwefelsäureanteile
neutralisiert werden. Durch diese Umwälzung des Mischgases aus
dem Zellenraum wird eine Steigerung der Wirksamkeit des Elek
trolyten erreicht, weil infolge eines vollständigen Dichteaus
gleiches die Elektroden auf voller Höhe in gleichem Maße wirksam
sind. Die Mischzirkulation im Elektrolyten läßt sich noch da
durch steigern, daß dem umgewälzten Mischgas Luft beigemischt
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich durch eine ein
fache Vorrichtung durchführen, die im wesentlichen nur aus einem
Leitungssystem mit in die Zelle eingesetzten Absaug- und Aus
blasöffnungen sowie einer Umwälzpumpe besteht. Eine zusätzliche
Filtriereinrichtung kann zur Reinigung und Neutralisierung des
Mischgases dienen. Die Zumischung von zusätzlicher atmosphäri
scher Luft zum Mischgas, beispielsweise zur Verstärkung der
Mischwirkung, kann durch ein einfaches Mischventil verwirklicht
werden. Vorteilhaft sind Leitungssystem, Pumpe, Filtriereinrich
tung und Mischventil zu einer Baueinheit für eine stationäre
Aufstellung an der Ladungsstation ausgebildet, wobei mittels
Kupplungsorganen die Verbindung zu an der Batterie vorhandenen
Endstücken der Absaug- und Ausblasleitungen herstellbar ist.
Schließlich ermöglicht dieses Umwälzsystem ein automatisches
Nachfüllen von destilliertem Wasser in die Zelle über die Ab
saugleitung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spieles, das auch in einer Zeichnung schematisiert dargestellt
ist, näher beschrieben. In einer Zelle 1 eines Bleiakkumulators
sind ein Elektrodenpaar 2 eingesetzt und eine Elektrolytflüssig
keit 3 eingefüllt, deren Oberfläche 4 im Normalstand die Ober
kanten der Elektroden circa zwanzig Millimeter überdeckt. Die
Zelle ist mittels eines Zellendeckels 5 oben abgeschlossen. In
diesem Deckel befindet sich eine lösbare Verschraubung 7, die
zum Nachfüllen von destilliertem Wasser verwendet wird. In
dieser Verschraubung sind Entlüftungslöcher (nicht sichtbar)
ausgebildet, durch die während der Ladung entstehende Gase,
Wasserstoff und Sauerstoff entweichen können. Um das während
eines Ladungsvorganges sich bildende Gefälle in der Säuredichte
im Elektrolyt möglichst rasch zu beseitigen oder erst gar nicht
entstehen zu lassen, ist eine Umwälzvorrichtung 10 für ein
Mischgas vorgesehen. Diese Vorrichtung besteht aus einer Ab
saugleitung 11, die mit ihrer Absaugöffnung in einen Zellen
raum 13 oberhalb des Elektrolyten hineinragt. Unter Zwischen
schaltung einer Filtriereinrichtung 14, einer Umwälzpumpe 15
schließt sich an die Absaugleitung eine Einblasleitung 16 an.
Letztere erstreckt sich mit ihrem Standrohr 17 tief in die Zelle
hinein, so daß eine Ausblasöffnung 18 nahe dem Zellenboden
angeordnet ist. An der Filtriereinrichtung 14 kann noch ein
Mischventil 20 untergebracht sein, durch das zusätzlich atmo
sphärische bzw. Raumluft in das Leitungssystem eingeführt werden
kann. Zweckmäßig durchströmt zumindest diese Luft die Filtrier
einrichtung. Das Standrohr 17 der Einblasleitung sowie ein
Endstück 19 der Absaugleitung sind im Zellendeckel befestigt,
beispielsweise durch Eingießen. Die Umwälzeinrichtung mit Lei
tungssystem, Pumpe und gegebenenfalls Filtriereinrichtung sind
vorteilhaft zu einer stationären oder transportablen Baueinheit
zusammengefaßt, die zweckmäßig an einer Ladungsstation zum
Einsatz bereitgehalten wird.
Die Arbeitsweise ist folgende: Mit dem Anschluß einer
Batterie bzw. einer Zelle an ein Ladungsgerät kann auch die
Umwälzvorrichtung beispielsweise an ein an einer Zelle vorhande
nes Absaug-Endstück 19 und ein Einblas-Standrohr 17 angekuppelt
werden. Der Umwälzvorgang kann entweder sogleich oder erst
später einsetzen. Hat sich zu Beginn eines Umwälzbetriebes noch
kein oder zuwenig Gas im Zellenraum angesammelt, dann kann dies
durch Luftzufuhr ausgeglichen werden. Auf eine Luft-Beimischung
kann schließlich ganz verzichtet werden, wenn bei fortgeschrit
tenem Ladungsvorgang eine ausreichende Gasentwicklung für einen
wirksamen Umwälzbetrieb zur Verfügung steht. Aber auch in diesem
Fall kann eine Luft-Beimischung von Vorteil sein, wenn eine
gesteigerte Mischwirkung durch eine vergrößerte Mischgasmenge
erreicht werden soll. Das Entweichen von Gas durch die Entlüf
tungslöcher der Verschraubung 7 kann durch entsprechendes Ein
stellen der Absaug-Druckverhältnisse geregelt oder auch ganz
unterbunden werden. Durch eine Steigerung der Mischwirkung zum
Ausgleich der Säuredichte im Elektrolyt läßt sich der Ladungs
vorgang merklich beschleunigen, auch weil ein höherer Ladungs
strom Anwendung finden kann. Dabei kann eine unerwünschte Erwär
mung der Zelle dadurch verhindert werden, daß das umzuwälzende
Mischgas im Leitungssystem einer Kühlung unterworfen wird, z. B.
durch Einsatz eines mit Kühlwasser gespeisten Wärmetauschers.
Besonders vorteilhaft ist es, die Umwälzvorrichtung in
Abhängigkeit des Ladungsvorganges zu steuern, wobei festgelegte
Meßwerte zum Ein- oder Ausschalten der Umwälzpumpe 15 herangezo
gen werden können. In der Zeichnung ist diese Anordnung schema
tisiert in der Weise dargestellt, daß ein Ladungsgerät 27 über
eine Schaltleitung 28 mit der Umwälzpumpe 15 in Verbindung
steht.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungs
beispiel beschränkt. So kann die Umwälzvorrichtung anstelle
eines abkuppelbaren Anschlusses auch mit direkt in eine Zelle
einführbaren Absaug- und Einblas-Endstücken ausgestattet sein,
wozu im Zellendeckel nur von Hand oder selbsttätig verschließ
bare Einstecköffnungen vorhanden sein müssen. Damit nicht für
jede Zelle einer Batterie eine Umwälzvorrichtung erforderlich
wird, können die einzelnen Zellen durch Überbrückungsleitungen
miteinander verbunden sein.
Claims (13)
1. Verfahren zur Ladung eines Bleiakkumulators, wobei zum
Ausgleich der Dichte der beim Ladungsvorgang sich bildenden
Schwefelsäure innerhalb eines Elektrolyten einer Zelle ein
gasförmiges Medium zum Mischen der Elektrolytflüssigkeit in die
Zelle eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das dem
Elektolyten während der Ladung entweichende Gas gesammelt und
als Mischgas in den Elektrolyten unter Überdruck zurückgeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Mischgas dem geschlossenen Zellenraum oberhalb des Elek
trolyten entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Mischgas vor dem Einleiten in den Elektrolyten zur
Reinigung von Fremdstoffen und/oder zur Neutralisation von
Schwefelsäureanteilen behandelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Mischgas vor Eintritt in den Elektroly
ten Luft zugemischt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mischgas-Rückführung in Abhängigkeit vom
Ladungsvorgang gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mischgas während der Umwälzung gekühlt
wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, mit einer in eine Zelle eines Bleiakkumulators einge
setzten Luft-Einblasleitung, deren Ausblasöffnung im unteren
Bereich der Zelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einblasleitung (16) an eine Absaugleitung (11) angeschlossen
ist, deren Absaugöffnung (12) sich in einem abgeschlossenen Gas-
Sammelraum (13) der Zelle oberhalb des Elektrolyten befindet und
zum Transport des abgesaugten Gases ein Pumpgerät (15) in dieses
Leitungssystem eingebaut ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
im Leitungssystem eine Filtriereinrichtung (14) mit einem Fil
tereinsatz und/oder einem Flüssigkeits-Gaswäscher vorgesehen
ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß im Leitungssystem oder in der Filtriereinrichtung (14)
ein Mischventil (20) zur Lufteinführung vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (11) zur Einspeisung von
destilliertem Wasser in die Zelle an einen Vorratsbehälter
anschließbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß im Leitungssystem ein Meßgerät zum Messen
der Temperatur der abgezogenen Gase zur Überwachung des Ladevor
ganges vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einblas-Standrohr (17) und das Absaugendstück
(19) im Zellendeckel (5) festsitzend verankert und die
Enden dieser Rohrteile mit Kupplungsorganen (24 bzw. 25) zum
Anschließen der Absaug- und Einblasleitungen (11 und 16) ausge
rüstet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Leitungssystem mit den Umwälzeinrichtun
gen zu einer stationären oder transportablen Baueinheit ausge
bildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4123536A DE4123536A1 (de) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Verfahren und vorrichtung zur ladung eines bleiakkumulators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4123536A DE4123536A1 (de) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Verfahren und vorrichtung zur ladung eines bleiakkumulators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4123536A1 true DE4123536A1 (de) | 1993-01-21 |
Family
ID=6436265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4123536A Ceased DE4123536A1 (de) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Verfahren und vorrichtung zur ladung eines bleiakkumulators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4123536A1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1246067B (de) * | 1963-10-09 | 1967-08-03 | Tudor Ab | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines hermetisch abgeschlossenen Akkumulators, insbesondere Bleiakkumulators |
DE2808192A1 (de) * | 1978-02-25 | 1979-09-06 | Basf Ag | Elektrochemische zelle mit integrierter vorrichtung fuer eine zwangskonvektion |
-
1991
- 1991-07-16 DE DE4123536A patent/DE4123536A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1246067B (de) * | 1963-10-09 | 1967-08-03 | Tudor Ab | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines hermetisch abgeschlossenen Akkumulators, insbesondere Bleiakkumulators |
DE2808192A1 (de) * | 1978-02-25 | 1979-09-06 | Basf Ag | Elektrochemische zelle mit integrierter vorrichtung fuer eine zwangskonvektion |
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