Способ заряда щелочного никелькадмиевого аккумулятора

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфюз Советских Сфинвинстнчесинк Реснубини(51) М. Кл. Н 01 М 10/44 УН 01 М 10/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретении ИностранецРаймон Боннатер (Франция) Иностранная фирмаСосьете дез Аккюмюлятер фикс э де Траксьов. -(54) СПОСОБ ЗАРЯДА ЩЕЛОЧНОГО НИКЕЛЬКАДМИЕВОГО АККУМУЛЯТОРАИзобретение относится к электротехнической промышленности и можетбыть использовано при производствещелочных никель-кадмиевых аккумуляторов,бИзвестен способ заряда щелочногоникель-кадмиевого аккумулятора путемустановки в корпус электродов и сепараторов, .заливки электролита и подачи зарядного тока.ЮПри этом емкости отрицательногои положительного электродов равны,что приводит к выделению водорода1)Наиболее близким к изобретению по 1 фтехнической сущности и достигаемомурезультату является способ зарядащелочного никель-кадмиевого аккумулятора путем установки в аккумуляторэлектродов, по меньшей мере, частич- фно разряженных, и подачи зарядноготока с сообщением отрицательномуэлектроду большей емкости, чем положительному (2.И Однако этот способ сложен, так как требует дополнительного заряда при низких температурах и, кроме того, точного определения излишка ем,кости отрицательного электрода,Цель изобретения - упрощение тех-нологииПоставленная цель достигается тем,что перед подачей зарядного тока ваккумулятор вводят соединение, необратимо окисляющееся в щелочной средебез газовыделения, при потенциалеанодного окисления ниже потенциалаанодного окисления гидроокиси никеля - метанол,этанол или пропанол.Кадмий образуется после закрытияаккумулятора, эа счет чего возможноисключить предварительнуюзарядку перед монтажом и, следовательно, реакцию разрядки кадмияпри егоконтакте с кислородом воздуха, согласно схеме2 са + О +2 НО -2 са(ОН)Кроме того, норма предварительной задержки может быть точно определена путем мбдуляции количестваприсадок в электролит.Метанол анодно окисляется в щелочной среде, согласно реакционной схемеСНОН + 8 ОН - 6 е=ьСО + 6 НО.Такая реакция является необратимой,Когда метанол введен в никелькадмиевый аккумулятор. общая реакциязаряда аккумулятора во время окис841615 Комплект 3: аккумулятор аналогичен, предварительный заряд составля-ет 300 мАч.Комплект М: аккумулятор, отрицательный электрод которого не получает никакой предварительной зарядкиперед монтажом, но в электролит которого добавлено 20 мг метанола, чтосоответствует предварительному зарядУ, равному 100 мАч,Комплект М : аккумулятор аналогичен, в электролит добавленЬ 40 мгметанола, что соответствует предварительному заряду в 200 мАч,Комплект М : аккумулятор аналогичен, в электролит добавлено 60 мгметанола, что соответствует предварительному заряду в 300 мАч. ления метанола выглядит следующимобразом:ЗСЙ(ОН) + СНОН + 2 ОН - ф СО + 2 Сс 1 ++ 6 Нг 10.Металлический кадмий, образовавшийся таким образом, представля 6 тсобой предварительно заряженный кадмий.После того, как метанол израсходуется, классическая реакция зарядкиаккумулятора идет нормально.П р и м е р. Монтируют несколько. комплектов герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов, имеющих номинальную емкость 0,5 Ая каждый,Стандартный комплект: аккумулятор,,отрицательный электрод которого не 15получает никакого предварительногозаряда.Комплект 1: аккумулятор, отрицательный электрод которого предварительно заряжен электрохимическим путем перед монтажом электродов электричеством в количестве 100 мАч.Комплект 2: аккумулятор аналЬгичен, предварительный заряд составляет 200 мАч. Эти аккумуляторы испытываются вциклах, каждый из которых состоит иззаряда в 50 мА, в течение 14 ч, закоторым немедленно следует разрядна клеммах, разный 0,9 В,В табл, 1 показаны значения емкости различных аккумуляторов. Таблица 1 Значение емкости при.предварительной электрохимической зарядке Стан -дарто Цикл,Р 1 2 3 1 - 3 322 377 432 454 304 348 428 446 327 395 416 401 434 404 437 394 419 371 400 325 360 292 305 331 15 324 304 309 292 302 62 280 384 238 Как видно из табл. 1, предварител ьи ая зарядка аккумуляторов з начительо повышает емкость цикла: с третьего цикла стандартный аккумулятор имеет емкость, равную 322 мАч вместо номинальной емкости в 500 мАч. мия. Таким образом, предварительная разрядка играет роль резерва кадмия, 55 способного к разрядке.Эффективность Е предварительногозаряда определена по разнице между емкостью предварительного заряженного аккумулятора и емкостью аккумуля тора без предварительной зарядки,разделенной на значение использованного предварительного заряда,Значение эффективности Е показано65 в процентах в табл. 2. Емкость остается тем выше, чем больше значение предварительного заряда, так как на протяжении циклов типа медленная зарядка - быстрая зарядка имеет место интенсивное разбухание и увеличение частиц кадЗначение емкости при зарядке с помощью метанола 407 417 451 389 430 450 357 405 428 363 409 430 360 416 451 362 415 453 343 410. 446 314 376 410841615 Таблица 2 начение эффективности при арядке с помощью метанола Значение эффективности припредварительной электронны.мической зарядке Цикл, 9 мм м 85 46 43 85 63 49 65 56 45 58 52 42 56.56 49 51 53 48 51 59 51 34 43 43 55 55 44 44 62 47 35 51 41 26 48 43 20 50 41 20 47 37 10 40 36 4 22 37 15 36 62 138 Формула изобретения Составитель Ю.Драгомирова,Редактор Г,Кацалап Техред М.Коштура Корректор С.Шекмар Заказ 4894/86 Тираж 784 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из табл. 2, эффективность предварительной электрохимической зарядки значительно более низкая, чем эффективность предварительной зарядки, .осуществляемой с помощью метанола, которая остается значи- З 0 тельно более постоянной и составляетпримерно 50.Любое соединение, содержащее атомы,углерода, водорода и кислорода, 35 может быть использовано при условии, что это соединение может необратимо анодно окислять без газовыделений, например, с образованием воды и ионов углерода 40 СуНО + (у + бк - 2)ОН (у + 4- 2)е.ъ - ьх СОЗ + у + Зх - г) + НО.Х должен иметь значение возможно низкое, Таким образом, .предлагаемый способ позволяет сообщить отрицательному электроду щелочного аккумулято ра, например никель-кадмиевого, предварительный заряд, значение которого :заранее точно определено, причем это возможно осуществлять после эакатки или закрытия этого аккумулятора. Кро- И ме того, предлагаемый способ позволяет устранить недостатки, свойственные электрохимическим методам, и значительно проще, так как позволяет исключить дополнительный заряд принизких температурах с точным регулированием избытка емкости отрицательного электрода. Способ заряда щелочного никелькадмиевого аккумулятора путем установки в аккумулятор электродов, поменьшей мере, частично разряженных,и подачи зарядного тока с сообщениемотрицательному электроду большей емкости, чем,положительному, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения технологии, перед подачейзарядного тока в аккумулятор вводятсоединение, необратимо окисляющеесяв щелочной среде без газовыделенияпри потенциале анодного окисления нижепотенциала анодного окисления гидроокиси никеля - метанол, этанол илипропанол.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Грачев К,Я., Щелочные аккумуляторы. М.-Л Госэнергоиздат, 1951,с. 127.2. Патент франции В 2115704,кл Н 01 щ 43/ОО, 1972.