RU2344519C1 - Герметичный никель-цинковый аккумулятор - Google Patents
Герметичный никель-цинковый аккумулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344519C1 RU2344519C1 RU2007120920/09A RU2007120920A RU2344519C1 RU 2344519 C1 RU2344519 C1 RU 2344519C1 RU 2007120920/09 A RU2007120920/09 A RU 2007120920/09A RU 2007120920 A RU2007120920 A RU 2007120920A RU 2344519 C1 RU2344519 C1 RU 2344519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- kpa
- battery
- zinc
- accumulator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в щелочных аккумуляторах, включающих положительный электрод из сферического гидроксида никеля и отрицательный электрод из оксида цинка, разделенные комбинированным пористым сепаратором, щелочной электролит и корпус с клапаном. Согласно изобретению для поглощения выделяющихся газов и обеспечения длительного функционирования аккумулятора использован клапан с давлением открытия (3,0-3,5)·102 кПа, что обеспечивает стабилизацию суммарного давления газов на уровне (1,0-1,2)·102 кПа. Техническим результатом является длительное функционирование аккумулятора (до 400-450 циклов) в герметичном состоянии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в щелочных аккумуляторах, включающих положительный электрод из сферического гидроксида никеля и отрицательный цинковый электрод, разделенные пористым сепаратором, щелочной электролит и корпус с клапаном.
Известен никель-цинковый (НЦ) аккумулятор, содержащий в корпусе с клапаном положительный оксидно-никелевый электрод прессованного типа на пеноникелевой основе и отрицательный электрод с пористой активной массой из смеси оксида цинка с металлическим цинковым порошком с добавками связующих и поверхностно-активных веществ, а также ингибитор коррозии цинка, разделенные комбинированным пористым сепаратором, состоящим из слоев нетканого полипропилена, щелочестойкой бумаги и гидратцеллюлозной пленки, и щелочной электролит (З.П.Архангельская, Т.Б.Касьян, М.М.Логинова, Л.Б.Райхельсон. Процессы в никель-цинковом аккумуляторе с оксидно-никелевым электродом из сферического гидроксида никеля в основе. Журнал прикладной химии. 2003. Т.76. В.5. С.779-782).
Этот аккумулятор в процессе эксплуатации в связи с выделением на электродах газов (кислорода и водорода) используется в вентилируемом состоянии при наличии клапана низкого давления - (0,1-0,4)·102 кПа для предотвращения проникновения внутрь аккумулятора углекислого газа, ухудшающего работоспособность электродов и повышающего сопротивление электролита.
Недостатком вентилируемого НЦ аккумулятора является необходимость в уходе за ним (периодическая добавка электролита и глубокие разряды). При этом корректировка состава электролита при необходимой для устойчивой работы плотной упаковке электродного блока в корпусе затруднительна. Кроме того, в связи с различной затратой тока на выделение кислорода на положительном электроде и водорода - на отрицательном, эксплуатация вентилируемого НЦ аккумулятора сопровождается нарушением баланса в степени заряженности положительного и отрицательного электродов и снижением емкости аккумулятора. Поэтому для обеспечения стабильных характеристик НЦ аккумулятора и длительного срока службы необходимо регенерировать выделяющиеся газы и обеспечить их безуходность при эксплуатации.
Известен НЦ аккумулятор, в котором регенерация газов достигается применением вспомогательных электродов (patent US 5460899, H01M 4/48, H01M 10/24. Oct.24, 1995. A.Charkey. Sealed zinc secondary battery and zinc electrode therefor).
Однако рассматриваемый аккумулятор имеет усложненную конструкцию, что ограничивает его распространение.
Известен НЦ аккумулятор, в котором выделяющиеся кислород и водород поглощаются непосредственно на основных электродах (соответственно отрицательном и положительном), являющихся противоэлектродами друг другу (З.П.Архангельская, М.М.Логинова, Т.Б.Касьян, Д.А.Виноградова. Газовыделение и газопоглощение в герметизированном никель-цинковом аккумуляторе с оксидно-никелевым электродом из сферического гидроксида никеля. Журнал прикладной химии. 2004. Т.77. В.1. С.70-74).
Скорости ионизации кислорода и окисления водорода при этом зависят от их давления и увеличиваются по мере его повышения. Экспериментально определено, что на протяжении каждого цикла в период заряда кислород накапливается в газовом пространстве аккумулятора с повышением давления до (0,5-0,7)·102 кПа, а затем во время пауз и разряда практически полностью поглощается. Давление водорода во время заряда также возрастает, а на последующих стадиях снижается, но не до нуля. Количество выделяющегося и поглощаемого водорода в циклирующемся аккумуляторе уравновешивается при его давлении (1,0-1,5)·102 кПа при суммарном давлении водорода и кислорода в загерметизированном аккумуляторе (2,0-2,5)·10 кПа.
В связи с установленными зависимостями для регенерации накапливающихся газов в известном НЦ аккумуляторе применяется клапан с давлением открытия (2,0-2,5)·102 кПа, что позволяет ему циклироваться при изменении суммарного давления кислорода и водорода от 0 до (2,0-2,5)·102 кПа на протяжении 200 циклов. При этом НЦ аккумулятор функционирует с периодическим открытием клапана и сбрасыванием накапливающихся газов, то есть в режиме герметизированного аккумулятора. В связи с неполной ионизацией газов это приводит к возникновению дисбаланса в степени заряженности положительного и отрицательного электродов (хотя и более медленному, чем в вентилируемом аккумуляторе) и постепенному снижению емкости. Срок службы аккумулятора при этом составляет 200-250 циклов.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков. Поставленная задача решается тем, что с целью достижения длительного функционирования НЦ аккумулятора в герметичном виде в рассмотренном герметизированном аккумуляторе, содержащем положительные электроды прессованного типа из сферического гидроксида никеля с 4-7% кобальта с преобладающим размером пор 5-50 мкм, отрицательные электроды с активной массой из оксида цинка и цинкового порошка с добавлением связующих и поверхностно-активных веществ и ингибиторов коррозии цинка (оксид кадмия и другие), а также микропористый сепаратор из полипропилена толщиной 20-25 мкм с размером пор 50-100 мкм и щелочной электролит, для обеспечения поглощения выделяющихся газов под их собственным давлением предлагается проводить его герметизацию установкой клапана с давлением открытия (3,0-3,5)·102 кПа.
Предлагается формирование аккумулятора проводить с клапаном низкого давления - (0,1-0,4)·102 кПа, а последующее циклирование и хранение проводить после установки клапана с давлением открытия (3,0-3,5)·102 кПа. При этом, как показано на фиг.1, на протяжении нескольких первоначальных циклов (от 5 до 40 циклов) давление внутри аккумулятора может повышаться до (3,0-3,5)·102 кПа с возможным открытием клапана и выпуском газа), а затем стабилизируется на уровне (1,0-1,2)·102 кПа. В дальнейшем клапан выполняет роль аварийного клапана с давлением открытия (3,0-3,5)·102 кПа.
Применение в НЦ аккумуляторе клапана с более низким давлением открытия по сравнению с предлагаемым не обеспечивает снижения максимального суммарного давления газов в аккумуляторе до уровня, необходимого для длительного его функционирования в герметичном виде. Аккумулятор длительно функционирует при давлении, превышающем предел (2,0-2,5)·10 кПа при открытом клапане, то есть может использоваться только в виде герметизированного аккумулятора. Это хотя и более медленно, чем в случае вентилируемого аккумулятора, сопровождается нарушением баланса в степени заряженности электродов и снижением емкости.
Повышение давления открытия свыше предлагаемых значений (3,0-3,5)·102 кПа нежелательно из-за возможной разгерметизации корпуса.
Таким образом, реализация предлагаемого НЦ аккумулятора при применении клапана с давлением открытия (3,0-3,5)·102 кПа позволяет обеспечить длительное функционирование (до 400-450 циклов) НЦ аккумулятора в герметичном состоянии.
Claims (1)
- Герметичный никель-цинковый аккумулятор, включающий корпус с клапаном, с расположенными в нем положительными электродами прессованного типа из сферического гидроксида никеля с добавкой 4-7% кобальта и связующего, отрицательными электродами из смеси оксида цинка и цинкового порошка с добавками связующих, поверхностно-активных веществ и ингибиторов коррозии цинка, разделенными пористым сепаратором из микропористой пленки толщиной 20-25 мкм с порами диаметром 50-100 мкм, и залитым в него щелочным электролитом, отличающийся тем, что для поглощения выделяющихся газов и обеспечения длительного функционирования аккумулятора использован клапан с давлением открытия (3,0-3,5)·102 кПа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120920/09A RU2344519C1 (ru) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Герметичный никель-цинковый аккумулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007120920/09A RU2344519C1 (ru) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Герметичный никель-цинковый аккумулятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2344519C1 true RU2344519C1 (ru) | 2009-01-20 |
Family
ID=40376149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007120920/09A RU2344519C1 (ru) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Герметичный никель-цинковый аккумулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2344519C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671836C2 (ru) * | 2014-02-10 | 2018-11-07 | Эгзерджи Пауэр Системз, Инк. | Щелочной аккумуляторный элемент |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120920/09A patent/RU2344519C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АРХАНГЕЛЬСКАЯ З.П. и др. Газовыделение и газопоглощение в герметизированном никель-цинковом аккумуляторе с оксидно-никелевым электродом из сферического гидроксида никеля. Журнал прикладной химии. 2004. Т.77. В.1. С.70-74. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671836C2 (ru) * | 2014-02-10 | 2018-11-07 | Эгзерджи Пауэр Системз, Инк. | Щелочной аккумуляторный элемент |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5361712B2 (ja) | 新規なアルカリ蓄電池用銀正極 | |
ES2537214T3 (es) | Batería de plomo-ácido y método de fabricación de una placa de condensador negativa de material compuesto para su uso en una batería de plomo-ácido | |
WO2013046499A1 (ja) | エネルギー貯蔵用鉛蓄電池 | |
KR20100051403A (ko) | 보충액의 자동 공급이 가능한 이차전지 | |
JPH07254431A (ja) | 保守不要の電解質水溶液を含む二次電池 | |
US5069990A (en) | Sealed alkaline secondary battery | |
RU2344519C1 (ru) | Герметичный никель-цинковый аккумулятор | |
JP3287367B2 (ja) | 密閉形ニッケル亜鉛電池 | |
JP2003297375A (ja) | アルカリ亜鉛電池 | |
JP4248119B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
JP4091294B2 (ja) | アルカリ蓄電池 | |
JPH01187760A (ja) | 円筒型アルカリ亜鉛蓄電池 | |
WO2011077640A1 (ja) | 制御弁式鉛蓄電池 | |
JPS6237882A (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
FR2766973A1 (fr) | Accumulateur ouvert de type industriel sans maintenance | |
JPH04349348A (ja) | 酸化金属−水素蓄電池 | |
JP4675156B2 (ja) | 制御弁式鉛蓄電池 | |
JP2020061224A (ja) | ニッケル水素蓄電池の製造方法 | |
JP2884570B2 (ja) | 密閉形アルカリ二次電池 | |
JP2995893B2 (ja) | ニッケル・金属水素化物蓄電池 | |
JP4839575B2 (ja) | ニッケル水素電池 | |
KR100548123B1 (ko) | 배기식 니켈-수소 전지 | |
JP3558082B2 (ja) | ニッケル−カドミウム系二次電池 | |
CN117352862A (zh) | 一种阀控平压式单体电池、阀控平压式铅酸蓄电池、设备 | |
JP3242501B2 (ja) | アルカリ電池用セパレータ及びこれを用いたアルカリ電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130605 |