KR20120010805A - 배터리의 재생 및 충전방법 - Google Patents

배터리의 재생 및 충전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리의 재생 및 충전방법에 관한 것으로, (A) 양극(+) 및 음극(-) 도선을 연결한 후 전압 및 전류 측정부를 통해 배터리의 초기 전압과 전류를 측정하는 단계; (B1) 상기 (A) 단계를 통해 측정된 전압을 판단(S320)한 후, 측정된 전압이 10.5V 이하이면 배터리에 13.4V의 전압을 인가하여, 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전함과 동시에, 방전부를 통해 배터리의 전압이 10.5V가 될 때까지 방전시키는 단계; (C) 상기 배터리의 전압이 12V일 때의 전류를 측정한 후, 측정된 전류를 일정한 정전류로 배터리에 인가하여 배터리가 13V로 될 때까지 충전하는 단계(S340); 및 (D) 상기 (C) 단계의 정전류 충전시, 위상제어부를 통해 교류를 반파정류한 후 배터리의 전극에 60Hz의 펄스파를 인가하여 배터리를 재생시키는 단계를 포함하여, 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 자가진단 단계를 통해 배터리의 상태를 분석한 후 충전 및 재생여부를 결정함으로써, 배터리의 충전 및 방전시간을 최소한으로 단축함과 동시에 재생 및 충전을 효과적으로 수행할 수 있다.

Description

배터리의 재생 및 충전방법{METHOD FOR RECOVERYING AND CHARGING BATTERY}
본 발명은 배터리의 재생 및 충전방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 납축전지와 같은 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 자가진단 단계를 통해 배터리의 상태를 분석한 후 재생 및 충전여부를 결정함으로써, 배터리의 충전 및 방전시간을 최소한으로 단축함과 동시에 재생 및 충전을 효과적으로 수행할 수 있는 배터리의 재생 및 충전방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 등에 사용되는 납축전지와 같은 배터리는 케이스의 내부에 격리판 및 글라스매트에 의해 보호되고, 케이스의 외부로 노출된 전극과 연결되는 양극판과 음극판이 설치되며, 케이스 내측의 빈 공간에 무색, 무취의 진한 황산
을 정제수와 혼합한 전해액이 채워져 구성된다.
이러한 배터리는 이산화납으로 만든 극판과 전해액에 포함되어 있는 황산이 황산화납과 물로 변화하는 화학작용을 할 때 방전되고, 반대로 상기 황산화납과 물이 황산으로 변화하는 화학작용을 할 때 충전되는 작용을 반복하게 된다.
상기한 작용을 반복하는 과정에서 전해액이 오염되고 이산화납으로 이루어진 극판의 표면에 유산아연의 결정이 고착되고, 배터리의 충방전 효율이 떨어지게 되어 재활용이 불가능함에 따라 나중에는 새로운 배터리로 교체해야 하며, 교체된 배터리는 산업폐기물로 소각된다.
상기와 같이 사용이 완료된 배터리를 재사용할 수 있도록, 종래에는 폐기된 배터리를 수거하는 축전지수거단계; 폐기된 배터리에 재생액을 주입하는 재생액 주입단계; 폐기된 배터리를 충전 및 방전하는 충방전단계를 포함하여 배터리를 충전후 재사용하는 방법을 일반적으로 이용하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 배터리 재생방법은 별다른 사전 작업없이 폐기된 배터리에 재생액을 주입하게 되는데, 이는 재생액이 효과적으로 제역할을 수행할 수 있는 조건인 충전 및 방전 작용에 의해 열이 제대로 발생하지 않은 상태가 된다.
즉, 종래의 배터리 재생방법은 재생액이 제역할을 효과적으로 수행하지 못함에 따라 극판에 고착된 유산아연과 전해액의 이물질이 제거되지 못하게 되어, 배터리의 충전 및 재생이 제대로 이루어지지 않음과 동시에 사용수명이 단축되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 납축전지와 같은 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 자가진단 단계를 통해 배터리의 상태를 분석한 후 재생 및 충전여부를 결정함으로써, 배터리의 충전 및 방전시간을 최소한으로 단축함과 동시에 재생 및 충전을 효과적으로 수행할 수 있는 배터리의 재생 및 충전방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법은, (A) 양극(+) 및 음극(-) 도선을 연결한 후 전압 및 전류 측정부(210)를 통해 배터리(100)의 초기 전압과 전류를 측정하는 단계(S310); (B1) 상기 (A) 단계를 통해 측정된 전압을 판단(S320)한 후, 측정된 전압이 10.5V 이하이면 배터리(100)에 13.4V의 전압을 인가하여, 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전함과 동시에, 방전부(250)를 통해 배터리의 전압이 10.5V가 될 때까지 방전시키는 단계(S330); (C) 상기 배터리(100)의 전압이 12V일 때의 전류를 측정한 후, 측정된 전류를 일정한 정전류로 배터리(100)에 인가하여 배터리(100)가 13V로 될 때까지 충전하는 단계(S340); 및 (D) 상기 (C) 단계의 정전류 충전시, 위상제어부(260)를 통해 교류를 반파정류한 후 배터리(100)의 전극에 60Hz의 펄스파를 인가하여 배터리(100)를 재생시키는 단계(S350)를 포함한다.
바람직하게, (B2) 상기 (A) 단계를 통해 측정된 전압을 판단(S320)한 후, 측정된 전압이 10.5V ~ 13.2V 이면 배터리에(100)에 13.4V의 전압을 인가하여, 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전 및 방전시키는 단계(S335)를 더 포함한다.
더 바람직하게, 상기 (C) 단계에서, 배터리(100)를 충전시 배터리(100)의 전압이 12V일 때의 전압강하가 10% 초과하면 재생불가 배터리로 판단하여 디스플레이부(220)에 재생불능 적색 램프를 점등시키고, 전압강하가 10% 미만이면 배터리를 방전시킨다.
본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법에 따르면, 납축전지와 같은 배터리의 전압 및 전류를 측정하는 자가진단 단계를 통해 배터리의 상태를 분석한 후 재생 및 충전여부를 결정함으로써, 배터리의 충전 및 방전시간을 최소한으로 단축함과 동시에 재생 및 충전을 효과적으로 수행할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법에 적용되는 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 위상제어부를 통해 인가되는 파형이 일예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법을 나타내는 순서도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 도 1은 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법에 적용되는 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 위상제어부를 통해 인가되는 파형이 일예를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법에 적용되는 시스템은, 재생 및 충전의 대상이 되는 배터리(100)와, 상기 배터리(100)를 충전 및 재생하는 재생 및 충전장치(200)를 포함한다.
여기서, 상기 배터리(100)는 자동차용 납축전지를 일예를 들어 설명하지만, 선박용 및 항공용 배터리에 적용될 수도 있음은 물론이다.
한편, 상기 재생 및 충전장치(200)는 전압 및 전류 측정부(210), 디스플레이부(220), 정전류 인가부(230), 전압인가부(240), 방전부(250), 위상제어부(260) 및 제어부(270)로 구성된다.
구체적으로, 상기 전압 및 전류 측정부(210)는 상기 배터리(100)에 양극(+) 및 음극(-) 도선을 연결하여, 배터리의 전압 및 전류량을 측정한다.
디스플레이부(220)는 상기 전압 및 전류 측정부(210)를 통해 측정된 배터리(100)의 전압 및 전류량을 디스플레이 한다.
정전류 인가부(230)는 상기 배터리(100)의 측정된 전압 및 전류를 기초로 하여, 상기 배터리에 인가되는 전압폭에 관계없이 일정한 정전류를 공급한다.
전압 인가부(240)는 상기 전압 및 전류 측정부(210)의 측정값에 따라 배터리(100)에 소정의 전압을 인가한다.
방전부(250)는 상기 배터리(100)의 충전 전압 및 전류 상태에 따라 상기 배터리를 방전시킨다.
위상제어부(260)는 상기 정전류 인가부(240)에 의한 배터리(100) 충전시 인가되는 교류를 도 2에 도시된 바와 같이 반파정류하며, 이 반파정류된 위상 제어신호를 통해 배터리의 전극에 펄스파를 발생시켜, 배터리의 전극판에 부착된 황산납과 전해액의 황산납 부유물질을 환원시켜 전해액의 비중을 높이고 배터리의 내부저항을 감소시킨다.
제어부(270)는 상기 전압 및 전류 측정부(210), 디스플레이부(220), 정전류 인가부(230), 전압인가부(240), 방전부(250) 및 위상제어부(260)의 기능을 제어하여, 배터리(100)에 대한 충전, 방전 및 재생이 효과적으로 이루어지게 한다.
이하, 상술한 시스템을 통해 이루어지는 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리의 재생 및 충전방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 배터리(100)에 양극(+) 및 음극(-) 도선을 연결한 후, 전압 및 전류 측정부(210)를 통해 배터리(100)의 초기 전압과 전류를 측정한다(S310).
다음에, 상기 S310 단계를 통해 측정된 전압이 10.5V 이하인지, 10.5V ~ 13.2V 인지의 여부를 판단한다(S320).
그 다음, 상기 S320 단계의 판단 결과, 측정된 전압이 10.5V 이하이면, 배터리(100)에 13.4V의 전압을 인가하여, 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전함과 동시에, 방전부(250)를 통해 배터리의 전압이 10.5V가 될 때까지 방전시킨다(S330).
한편, 상기 S320 단계의 판단 결과, 측정된 전압이 10.5V ~ 13.2V 이면, 배터리에(100)에 13.4V의 전압을 인가하여, 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전 및 방전시킨다.(S335).
이후, 상기 S330 단계 및 S335 단계에서 배터리(100)의 전압이 12V일 때의 전류를 측정한 후, 측정된 전류를 일정한 정전류로 배터리(100)에 인가하여 배터리(100)가 13V로 될 때까지 충전한다(S340).
이때, 상기 S340 단계에서, 배터리(100)를 충전시 배터리(100)의 전압이 12V일 때의 전압강하가 10% 초과하면 재생불가 배터리로 판단하여 디스플레이부(220)에 예를 들어 적색 표시를 통해 재생불능 램프를 점등시키고, 전압강하가 10% 미만이면 배터리를 방전시킨다.
이어서, 상기 S340 단계에서의 정전류 충전시, 위상제어부(260)를 통해 교류를 반파정류한 후, 배터리(100)의 전극에 60Hz의 펄스파를 인가하여 전극에 부착된 황산납과 전해액의 황산납 부유물질을 환원시켜 전해액의 비중을 높이고 내부저항을 감소시켜 사용 불가능한 배터리(100)를 재생시킨다(S350).
따라서, 배터리의 초기 전압과 전류를 측정하는 S310 단계와 같은 자가진단을 통해 재생 및 충전여부를 결정함으로써, 배터리의 충전 및 방전시간을 최소한으로 단축함과 동시에 재생 및 충전을 효과적으로 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
100 : 배터리 210 : 전압 및 전류 측정부
220 : 디스플레이부 230 : 정전류 인가부
240 : 전압인가부 250 : 방전부
260 : 위상제어부 270 : 제어부

Claims (3)

  1. 납축전지와 같은 배터리의 재생 및 충전방법으로서,
    (A) 양극(+) 및 음극(-) 도선을 연결한 후 전압 및 전류 측정부(210)를 통해 배터리(100)의 초기 전압과 전류를 측정하는 단계(S310);
    (B1) 상기 (A) 단계를 통해 측정된 전압을 판단(S320)한 후, 측정된 전압이 10.5V 이하이면 배터리(100)에 13.4V의 전압을 인가하여 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전함과 동시에, 방전부(250)를 통해 배터리의 전압이 10.5V가 될 때까지 방전시키는 단계(S330);
    (C) 상기 배터리(100)의 전압이 12V일 때의 전류를 측정한 후, 측정된 전류를 일정한 정전류로 배터리(100)에 인가하여 배터리(100)가 13V로 될 때까지 충전하는 단계(S340); 및
    (D) 상기 (C) 단계의 정전류 충전시, 위상제어부(260)를 통해 교류를 반파정류한 후 배터리(100)의 전극에 60Hz의 펄스파를 인가하여 배터리(100)를 재생시키는 단계(S350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 재생 및 충전방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    (B2) 상기 (A) 단계를 통해 측정된 전압을 판단(S320)한 후,측정된 전압이 10.5V ~ 13.2V 이면 배터리에(100)에 13.4V의 전압을 인가하여, 배터리의 전압이 12V가 될 때까지 충전 및 방전시키는 단계(S335)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 재생 및 충전방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (C) 단계에서, 배터리(100)를 충전시 배터리(100)의 전압이 12V일 때의 전압강하가 10% 초과하면 재생불가 배터리로 판단하여 디스플레이부(220)에 재생불능 적색 램프를 점등시키고, 전압강하가 10% 미만이면 배터리를 방전시키는 것을 특징으로 하는 배터리의 재생 및 충전방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110649341A (zh) * 2019-11-06 2020-01-03 谈益 一种高能电源的电成型方法
KR20220023262A (ko) * 2020-08-20 2022-03-02 주식회사 에코유복원배터리 배터리 재생 방법 및 그 시스템

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