Способ заряда негерметичного аккумулятора

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. )(л,2 с присоединением заявки йо Н 01 М 10/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ЗАРЯДА НЕГЕРМЕТИЧНОГО АККУМУЛЯТОРА 10 20 Изобретение относится к химическим источникам тока.Известны различные способы заряда негерметичных аккумуляторов: заряд при постоянных значениях тока или напряжения 11, комбинированный заряд, который осуществляется при постоянном токе с последующим переходом на заряд при постоянном значении напряжения (21 ит д фИзвестен, также заряд аккумулятора с использованием дополнительного электрода для поглощения выделяющегося кислорода и контроля окончания процесса по напряжению мекду дополнительным и отрицательным электродами 31 .Известные способы заряда не позволяют получать информацию об окончании зарядных процессов в аккумуляторе, т.е. об оптимальном моменте отключения аккумулятора из зарядной цепи, что приводит к систематическим недозарядам либо перезаряддмеВ то же время известно вредное действие,перезаряда. Энергия, затраченная на перезаряд аккумулятора,расходуется на его перегрев и выкипание электролита.Известен также электрический не- герметичный аккумулятор, содержащий кроме основных электродов - положительного и отрицательного, дополнительный электрод, который плотно прижат через сепаратор к положительному электроду, а через анод электрически соединен с отрицательным электродом (41.При заряде аккумулятора такой конструкции в цепи положительный электрод - дополнительный электрод протекает ток, величина которого пропорциональна степени заряженности аккумулятора. В момент полной заряженности аккумулятора эта величина достигает своего максимального значения (при данном значении тока заряда), что позволяет своевременно прекращать заряд. Однако степень заряженности аккумулятора зависит не только от количества сообщенного ему электричества, но и плотности зарядного тока, а следовательно, и величина тока в цепи положительный электрод - дополнительный электрод (сигнального.(2) 65 тока) должна быть связана с величиной тока заряда некоторым соотношением, в пределах которого возмож.на индикация конца заряда.Таким образом, несмотря на то,что в конструкции негерметичногоаккумулятора с дополнительнымэлектродам принципиально верно решен вопрос индикации конца заряда,существует неопределенность в выборе отношения величины сигнальноготока, т.е. тока в цепи положительныйэлектрод - дополнительный электрод,к величине тока заряда аккумулятора.С целью улучшения электрическихи эксплуатационных характеристик негерметичного аккумулятора с дополнительным электродом при ега зарядепутем подачи тока заряда ( 1 зс 1 р ),контроля величины сигнального тока(сиг ), протекающего в цепи между р 0положительным и дополнительным электродами, и отключения тока заряда придостижении сигнальным током ранееустановленной величины, выбирают отношение плотности сигнального тока. к йлотности тока заряда аккумуляторар пределахф "счг1- оэар30На чертеже изображена кривая изменения плотности сигнального тока в функции плотности тока заряда,При заряде негерметичного аккумулятора с дополнительным электро дом выделяющийся на положительном электроде кислород частично восстанавливается на дополнительном электроде и в цепи положительный электрод - дополнительный электрод проте кает ток, величина которого пропорциональна доле зарядного тока, расходуемой на выделение кислорода.Действительно, величина тока восстановления кислорода на дополнительном электроде прямо пропорциональна концентрации кислорода в электролите у поверхности положительного электрода, т.е.сиг кф 50 где А, - постоянная, зависящая оттолщины и проницаемостисепаратора дополнительного электрода, а такжеприроды и концентрации 55электролита,С - концентрация растворенного в электролите кислорода у поверхности положительного электрода.В свою очередь величина С 1, пропорциональна доле зарядного тока, расходуемой на выделение кислорода, т.е. Объединяя выражения (1) и (2),получаемсг = АГ(1 зар) (3)В негерметичном аккумуляторе с избытком электролита эта пропорциональность обусловлена эффектом пересыщения электролита кислородом у поверхности положительного электрода, Степень пересыщения кислородом приэлектродного слоя электролита растет с плотностью тока генерации кислорода,т.е. долей тока, расходуемой на выделение кислорода, только до некоторого предела.Степень пересыщения практически остается постоянной, и, таким образом, при некотором относительно низком значении отношениясиг1 ар индикация конца заряда становится невозможный (нижний предел).С другой стороны, при малых плотностях зарядного тока степень пересыщения приэлектраднога слоя электролита может быть настолько снижена, что величина СК приблизится к равновесной концентрации кислорода в электролите С , ответственной эа постоянной фоновый ток в цепи положительный электрод - дополнительный электрод, плотность которого равна1 Р = чСрСледовательно, при некотором, относительно высоком значении относигиндикация конца заряда становится невозможной (верхний предел), так как величина сигнальноГо тока приближается к величине фонового тока, т.е.=Д 1 РоР)=АСРСуществование предельных отношений сигнального тока к зарядному иллюстрирует чертеж, на котором изображена, полученная на полностью, заряженном аккумуляторе экспериментальная зависимость плотности сигнального тока в функции плотности тока заряда, равной плотности тока генерации кислорода на положительном электроде.Как видно на чертеже, при отношениях плотности тока , больших 1ЗаР(см, на чертеже область А) или 3меньших - кривая становится прак 50тически параллельна оси абсцисс, а это значит, что плотность сигнального тока перестает зависеть ат плотности зарядного тока.Таким образом, на основании экспериментальной зависимости, полученной для аккумуляторанегерметичной5 748590 конструкции, очевидно, что связь между током заряда аккумулятора и сигнальным током имеет место лишь приусловии си ГЬОРИменно с учетом этого отношения необходимо конструировать устройство для заряда аккумулятора, автоматически отключающее последний при достижении полной заряженности., "сиг5 о Формула изобретения Способ заряда негерметичного аккумулятора с дополнительным электродом путем подачи тока заряда ( , контроля величины сигнального тока (с), протекающего в цепи между положительным и дополнительным электродами, и отключения тока заряда при достижении сигнальСоставитель И. Найдинакончик Техред М, Петко Корректор Е. Папп акто Подписноевенного комитета СССРбретений и открытий5,Раушская наб., д, 4 Тираж 844 И Государ о делам и Москва, Ж к аз 4251/42ЦНИ Па Филиал 1 Ьр ь1,5 ным током ранее установленйой величины, отличающийся, тем,что, с целью улучшения электрическихи эксплуатационных характеристик аккумулятора, отношение плотности сигнального тока к плотности тока зарядааккумулятора выбирают в пределах 10 Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вайнел Дж. Аккумуляторные ба. -тареи., изд .4, ГЭИ, 1960, с . 265-273 . 15 2. Патент ПНР Р 67815,кл. 21 к 9 45/04, 1973.3. Патент США Р 3522507,кл. 320-31, 1970Щ 4, Авторское свидетельство СССРпо заявке 92040172/07,кл,Н 01 М 10/48,1974 (прототип) . г, Ужгород, ул. Проектная,4