RU2011243C1 - Sealed lead-acid storage battery - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity. SUBSTANCE: battery has electrode blocks placed in container 3 closed with common cover 1 having a solid spindle along the central axis, the spindle presses valves 5 of individual battery cells. Cover 1 can move in the horizontal direction. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (СКАВ). The invention relates to electrical engineering, in particular to the design of lead-acid batteries (SCAV).

Известен герметичный свинцовый аккумулятор, в котором обеспечена подпитка электролитом электродного блока за счет того, что на дне аккумуляторного бака имеются выступы, заполненные пористым материалом, абсорбирующим электролит. Сепараторы делаются более длинными, чем электроды и находятся в непосредственном контакте с пористым материалом на дне аккумулятора. Known sealed lead-acid battery in which the electrode block is provided with electrolyte due to the fact that at the bottom of the battery tank there are protrusions filled with porous material absorbing the electrolyte. The separators are made longer than the electrodes and are in direct contact with the porous material at the bottom of the battery.

Недостатком данного изобретения является необходимость использования для корректировки состава электролита раствора серной кислоты той же концентрации, что и электролит. Поскольку в процессе эксплуатации происходит разложение воды, взамен которой добавляется электролит, неизбежно возрастание концентрации последнего, что ведет к сульфатации электродов и снижению срока службы аккумулятора. Кроме того, наличие выступов на дне сосуда неизбежно снижает удельные электрические характеристики аккумулятора, рассчитанные на единицу его объема. The disadvantage of this invention is the need to use to adjust the composition of the electrolyte solution of sulfuric acid of the same concentration as the electrolyte. Since water decomposition occurs during operation, and electrolyte is added to replace it, an increase in the concentration of the latter is inevitable, which leads to sulfation of the electrodes and a decrease in battery life. In addition, the presence of protrusions at the bottom of the vessel inevitably reduces the specific electrical characteristics of the battery, calculated per unit volume.

Наиболее близким к заявляемому решению является свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, состоящая из корпуса, крышки, клапанов, электронных блоков (2). Closest to the claimed solution is a lead-acid storage battery consisting of a housing, a cover, valves, electronic units (2).

В данном аккумуляторе предусмотрена возможность введения жидкости через щель в вогнутой части крышки, причем эта вогнутая часть заполнена кусочками неорганического материала с целью сорбции аэрозоля серной кислоты. Указанная щель одновременно служит клапаном для стравливания газов при повышенном внутреннем давлении. This battery provides the possibility of introducing liquid through a gap in the concave part of the lid, and this concave part is filled with pieces of inorganic material in order to sorb an aerosol of sulfuric acid. The specified gap at the same time serves as a valve for bleeding gases with increased internal pressure.

Недостатком данной конструкции является, во-первых, использование жидкого электролита, что не позволяет эксплуатировать данный аккумулятор при различном расположении его в пространстве. Во-вторых, использование щели в качестве клапанного устройства не может обеспечить его надежной работы при определенном заданном избыточном давлении внутри аккумулятора. Применение сорбентов усложняет конструкцию аккумулятора и его эксплуатацию, поскольку возникает необходимость периодической замены сорбента по мере насыщения его электролитом. The disadvantage of this design is, firstly, the use of liquid electrolyte, which does not allow to operate this battery with a different arrangement of it in space. Secondly, the use of a slot as a valve device cannot ensure its reliable operation at a certain predetermined overpressure inside the battery. The use of sorbents complicates the design of the battery and its operation, since it becomes necessary to periodically replace the sorbent as it is saturated with electrolyte.

Герметичные СКАБ отличаются от негерметичных батарей наличием стекловойлочного сепаратора между положительными и отрицательными пластинами, а также применением свинцово-кальциевых сплавов для изготовления токоведущих основ электродов. Структура сепаратора такова, что кислород фильтруется через микропоры от положительного электрода к отрицательному, где восстанавливается по схеме
2Н₃О⁺+1/2O₂+2e^- -> 3H₂O
Необходимый для разряда запас электролита удерживается в микропорах сепаратора при любом пространственном расположении батареи. Клапанное устройство батареи служит для надежного отделения электролита от газа и препятствует конвективному уносу электролита.Sealed SCABs differ from unsealed batteries in the presence of a glass-glass separator between positive and negative plates, as well as the use of lead-calcium alloys for the manufacture of current-carrying electrode bases. The separator structure is such that oxygen is filtered through micropores from the positive electrode to the negative one, where it is reduced according to the scheme
2H ₃ O ⁺ + 1 / 2O ₂ + 2e ^- -> 3H ₂ O
The electrolyte reserve required for the discharge is held in the micropores of the separator for any spatial arrangement of the battery. The valve device of the battery serves to reliably separate the electrolyte from the gas and prevents convective entrainment of the electrolyte.

Данное изобретение направлено на увеличение ресурса путем корректировки концентрации электролита. This invention is aimed at increasing the resource by adjusting the electrolyte concentration.

Поставленная цель достигается тем, что крышка выполнена с возможностью ее горизонтального перемещения и имеет выполненный вдоль центральной оси сплошной валик для поджатия клапанов к отверстиям с силой, рассчитанной на критическое давление газа в корпусе (0,3-0,4 атм. ). This goal is achieved by the fact that the cover is made with the possibility of horizontal movement and has a continuous roller made along the central axis to tighten the valves to the holes with a force calculated on the critical gas pressure in the body (0.3-0.4 atm.).

На фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1, где приняты следующие обозначения: 1 - крышка, 2 - герметизирующая часть корпуса, 3 - корпус, 4 - перемычка, 5 - клапан. In FIG. 1 shows the proposed design; in FIG. 2 - the same side view; in FIG. 3 - node I in FIG. 1, where the following designations are accepted: 1 - cover, 2 - sealing part of the housing, 3 - housing, 4 - jumper, 5 - valve.

Перед началом работы герметизирующая часть 2 корпуса в перевернутом положении заливается с внутренней стороны герметиком. После этого корпус 3 с собранными полублоками положительных и отрицательных пластин стыкуется в перевернутом положении с герметизирующей часть 2 корпуса и герметик заполняет при этом зазоры и перемычки 4 между моноблоками, надежно изолируя их друг от друга. После полимеризации и застывания герметика, через отверстия в горловинках заливаются дозированные объемы сернокислого электролита. После этого устанавливаются колпачковые клапаны 5 на горловинки и вставляется крышка 1, последовательно поджимающая при этом колпачковые клапаны 5. Before starting work, the sealing part 2 of the housing in an inverted position is filled with sealant from the inside. After that, the housing 3 with the assembled half-blocks of positive and negative plates is joined upside down with the sealing part 2 of the housing and the sealant fills the gaps and jumpers 4 between the monoblocks, reliably isolating them from each other. After polymerization and solidification of the sealant, metered volumes of sulfate electrolyte are poured through holes in the necks. After that, the cap valves 5 are installed on the necks and the cover 1 is inserted, sequentially pressing the cap valves 5 in this case.

После этого батарея готова к эксплуатации. В конце установленного срока службы (ресурса), если разрядная емкость упала более, чем на 20% от первоначального значения, батарея подвергается временной разгерметизации путем перемещения и снятия крышки. При этом сплошной валик крышки последовательно освобождает клапаны, соскальзывая с них. Для лучшего скольжения клапаны смазаны кислотостойкой смазкой (вазелин и др. ). После снятия крышки колпачковые клапаны снимаются с горловинок и производится корректировка концентрации электролита. After that, the battery is ready for use. At the end of the specified service life (resource), if the discharge capacity drops by more than 20% of the initial value, the battery undergoes temporary depressurization by moving and removing the cover. In this case, the continuous cover roller sequentially releases the valves, sliding off them. For better glide, the valves are lubricated with acid-resistant grease (petroleum jelly, etc.). After removing the cap, the cap valves are removed from the necks and the electrolyte concentration is adjusted.

Объем доливаемой в каждый аккумулятор воды рассчитывается по формуле
V =

, где V - объем дистиллированной воды, доливаемый в каждый аккумулятор батареи, см³;
К - коэффициент перезаряда (К= 1,15-1,20);
Q - разрядная емкость батареи, А. ч. ;
N - число наработанных зарядно-разрядных циклов;
R - степень рекомбинации, % .The volume of water added to each battery is calculated by the formula
V =

where V is the volume of distilled water topped up in each battery of the battery, cm ³ ;
K is the recharge coefficient (K = 1.15-1.20);
Q is the discharge capacity of the battery, A. h;
N is the number of accumulated charge-discharge cycles;
R is the degree of recombination,%.

Например, при Q= 2 А. ч. , N= 200, К= 1,2, R= 97% , будем иметь
V =

= 4,83 = 5 см³
Таким образом, в каждый аккумулятор (моноблок) требуется долить по 5 см³ дистиллированной воды.For example, with Q = 2 A. hours, N = 200, K = 1.2, R = 97%, we will have
V =

= 4.83 = 5 cm ³
Thus, in each battery (monoblock) you need to add 5 cm ^{3 of} distilled water.

После введения дозированных объемов дистиллированной воды устанавливаются колпачковые клапаны 5 и вставляется крышка 1, последовательно поджимающая при этом колпачковые клапаны 5. Батарея ставится на заряд. After introducing the metered volumes of distilled water, the cap valves 5 are installed and the cap 1 is inserted, sequentially pressing the cap valves 5. The battery is put on charge.

После заряда разрядная емкость и работоспособность батареи восстанавливаются практически до первоначального уровня. Батарея готова к дальнейшей эксплуатации. After charging, the discharge capacity and battery performance are restored to almost the original level. The battery is ready for further use.

Экономический эффект может быть определен исходя из того, что стоимость батареи не меняется, а ресурс увеличивается в 1,5-2 раза, т. е. вместо 200-250 зарядно-разрядных циклов ресурс возрастает до 300-400 циклов. (56) Заявка Японии N 60-131773, кл. Н 01 М 2/12, 1985. The economic effect can be determined on the basis that the battery cost does not change, and the resource increases by 1.5-2 times, i.e., instead of 200-250 charge-discharge cycles, the resource increases to 300-400 cycles. (56) Japanese Application N 60-131773, cl. H 01 M 2/12, 1985.

Заявка Японии N 60-115150, кл. Н 01 М 2/12, 1985. Japanese Application N 60-115150, cl. H 01 M 2/12, 1985.

Claims (1)

ГЕРМЕТИЧНАЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ, состоящая из корпуса, крышки, клапанов, электродных блоков, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса путем корректировки концентрации электролита, крышка выполнена с возможностью ее горизонтального перемещения и имеет выполненный вдоль центральной оси сплошной валик для поджатия клапанов. SEALED LEAD ACID BATTERY, consisting of a housing, a cover, valves, electrode blocks, characterized in that, in order to increase the resource by adjusting the concentration of the electrolyte, the cover is made with the possibility of horizontal movement and has a continuous roller made along the central axis for preloading the valves .

Images