Способ заряда негерметичного аккумулятора

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 750617(51) М. К-. Н 01 Ч 10/44 Государствеииый комитет ло делам изаоретеиий и открытий(54) СПОСОБ ЗАРЯДА НЕГЕРМЕТИЧНОГО АККУМУЛЯТОРА Изобретение относится к области химических источников тока.Известен электрический негерметичный аккумулятор с дополнительным электродом, позволяющий в процессе заряда получать информацию о полноте его заряженности в виде электрического сигнала независимо от способа подачи тока и условий заряда 1.Величина сигнального тока, т. е, тока в цепи положительный электрод - дополнительный электрод, в общем случае зависит от целого ряда факторов: конструкции аккумулятора, зарядного тока, температуры электролита и т. д., что приводит к определенным трудностям при разработке устройства автоматического отключения аккумулятора из заряда. Таким образом, несмотря на то, что в негерметичном аккумуляторе с дополнительным электродом имеется принципиальная возможность непрерывно получать информацию о степени его заряженности в процессе заряда, существуют трудности в регистрации этой информации, заключающиеся в значительнем изменении величины сигнального тока в зависимости от конструкции аккумулятора и условий его эксплуатации.Известен также заряд аккумулятора с дополнительным электродом, поглощающим кислород и с отключением аккумулятора из зарядной цепи при достижении напряжения между дополнительным и отрицательным электродами определенной величины 2. Известны способы заряда аккумуляторас использованием дополнительного электрода и контролем за процессом заряда путем сравнения напряжения дополнительного электрода с эталонным напряжением 3.Известен способ заряда аккумуляторав режиме постоянного напряжения, по которому контроль процесса окончания заряда осуществляется по величине первой производной зарядного тока (по времени ф в ) 41,Существуют также системы для быстрого заряда, например, для герметичных малогабаритных никелькадмиевых аккумулято ров, в которых в качестве сигнальных параметров используется скорость изменения напряжения аккумуляторов или скорость изменения тока в цепи дополнительного электрода, адсорбирующего кислород 5) .75061 Однако все известные способы контроляза процессом заряда не позволяют с достаточной точностью определить конец заряда, что в итоге приводит -к перезарядамили недозарядам аккумуляторов,Целью изобретения является улучшениеэлектрических и эксплуатационных характеристик аккумулятора.С этой целью при заряде негерметичногоаккумулятора с дополнительным электродом путем подачи тока заряда контролявеличины первой производной сигнального 1 Отока по времени, протекающего в цепи между положительным и дополнительным электродами, и отключения тока заряда при достижении указанного контрольного параметра ранее установленной величины осуществ 15ляют это отключение при значении первоипроизводной сигнального тока, по времениравной нулю,и предшествующему отрицательному значению второй производной сигнального тока по времени.На чертеже изображены зависимости то- оков в цепи положительный электрод - дополнительный электрод (т. е. сигнальныхтоков) в функции, сообщенной при зарядеаккумулятору емкости для двух различныхтоков заряда.Известно, что в начале заряда аккумулятора, независимо от способа подачи токаи его величины, коэффициент использования тока на положительном электроде практически равен 100% и соответственно долятока, расходуемая на выделение кислорода,равна нулю. Следовательно, величина сигнального тока в начале заряда должна равняться постоянной величине, обусловленнойрастворимостью кислорода в электролите.Действительно, в начале заряда как на кривой 1, так и на кривой 2 имеется прямо- Зялинейный участок параллельный оси абсцисс,отсекаюший на ординате некоторую небольшую величину. Величина первой производной от тока по времени .Дфцна этом участке равна нулю, однако поскольку втораяпроизводная не проходила через отрицательное значение (на горизонтальном участкеона также равнялась нулю) преждевременного выключения аккумулятора из зарядной цепи не происходит.По мере заряда аккумулятора сигналь- нный ток изменяется от некоторого минимального значения до определенного максимального значения, после чего остается постоянной (второй горизонтальный участок накривых 1 и 2). Величина максимальногозначения сигнального тока, отвечающая дозостижению аккумулятором полной заряженности, для данной конструкции аккумулятора зависит от величины зарядного токаи температуры электролита в конце заряда,однако характер изменения первой и вто-рой производных от сигнального тока по времени остается неизменным: первая произ 74водная вначале возрастает от нуля до некоторого максимального значения, затемвновь убывает до нуля, вторая производнаяв точке максимального значения первой производной меняет свой знак на обратный.Кривая иллюстрирует изменение сигнального тока в функции, сообщенной на зарядеемкости щелочному никель-железному аккумулятору током 75 А, номинальная емкость аккумулятора 250 А-ч, температураэлектролита в конце заряда составляла 40 С,Кривая 2 илл острирует изменение сигнального тока того же.аккумулятора при зарядетоком 10 А, причем температура электролита в конце заряда составляла 20 С.Как следует из чертежа, несмотря на то,что абсолютные величина сигнальных токов в конце заряда равняется почти в 3раза, точкам на кривых 1 и 2, в которыхпервая производная становится равной О,а вторая уже имела отрицательное значение, т, е. точкам, соответствующим достижению полной заряженности аккумулятора,отвечает на оси абсцисс почти одно и то жезначение зарядной емкости,Таким образом, предложенный метод заряда позволяет отключать негерметичный аккумулятор в момент его полной заряженности из зарядной цепи безотносительно кконструктизным элементам или эксплуатационным условиям.Формула изобретенияСпособ заряда негерметичного аккумулятора с дополнительным электродом путем подачи тока заряда, контроля величины первой производной сигнального тока по времени, протекающего в цепи между положительным и дополнительным электродами и отключения тока заряда при достижении указанного контрольного параметра ранее установленной величины, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрических и эксплуатационных характеристик, осуществляют указанное отключение при значении первой производной сигнального тока по времени равной нулю и предшествующему отрицательному значению второй производной сигнального тока по времени.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка2040172/07, кл, Н 01 М 10/48, 1974.2. Патент США3522507, кл, 320 - 31, опублик. 1970,3. Патент Англии1347500, кл. Н 2 Н, опублик. 1971.4. Патент США3889172, кл. 320 в , опублик. 1975.5. 1 ЕЕЕ Тгапз.,1 пд апд реп. Арр 11 с, 1968,4, 5 (прототип).750617 ЦНИИП ком ите и откр шская н од, ул. 113035,Филиал ПП Редактор П. Горьков ЗакаЗ 4 ббО/41 а яянмони Составитель И. НТехред К. ШуфрнчТираж 844 И Государственного делам изобретений осква, Ж - 35, РауПатент, г. Ужго динаКорректор В. СиницкаяПодписноеа СССРытийабд. 4/5Проектная, 4