Электрический аккумулятор

О П И С А Н И Е (а 746780ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Опубликовано 07. 01 М 1048 иГееудерстееинмй кемите СССР ио делам изобретений) УДК 621.355, .1 (088.8) юллетень25 и еткрыти Дата опубликования описания 17.07,80- Аккумуляторный завод Ленинская иск(54) ЭЛ ЕКТРИЧЕ С АККУМУЛ О 1Изобретение относится к электротехнической промышленности и касается вопроса контроля степени заряженности вторичных химических источников тока, в частности щелочных, в процессе их эксплуатации.Известны герметичные аккумуляторы, содержащие пористый дополнительный электрод, одна сторона которого прилегает к сепаратору, а другая обращена в газовую фазу аккумулятора, причем часть пор дополнительного электрода свободна от электролита. В этом аккумуляторе сигнал, снимаемый с дополнительного электрода, линейно зависит от парциального давления кислорода а газовой фазе 1.Известны также аккумуляторы с пористым дополнительным электродом, часть которого контактирует с электролитом, а другая выходит в пространство, заполненное газом 2.Известны аккумуляторы, в которых дополнительный пористый электрод расположен вплотную к крайнему электроду аккумулятора 3.Известен также электрический аккуму- лятор, содержащий положительный и отрицательный электроды, разделенные двумя сепараторами, избыток электролита и дополнительный электрод, расположенный между двумя сепараторами и соединенный через диод с отрицательным электродом 4.Во всех известных конструкциях аккумуляторов дополнительный электрод работает как газовый, т. е. часть пор электрода свободна от электролита. Это возможно достигнуть только в условиях герметичного аккумулятора, имеющего ограниченный обьем электролита. Кроме того, известные аккумуляторы с дополнительным электродом не позволяют фиксировать состояние полной его заряженности в процессе эксплуатации, что отрицательно сказывается на эскплуатационных характеристиках аккумулятора.В предлагаемом аккумуляторе, выполйенном с избытком электролита, дополнительный электрод расположен вплотную к сепаратору, прилегающему к положительному электроду.На фиг. 1 представлен предлагаемый аккумулятор; на фиг, 2 - кривые изменения напряжения на аккумуляторе (А) и тока в цепи: дополнительный электрод - отрицательный электрод (Б) в "зависимости отсообщенной при заряде. емкости; на фиг. 3 -кривые изменения тока в цепи: дополнительный электрод - отрицательный электрод (для пятого (В), пятидесятого (Г) исотого (Д) циклов), от сообщенной при заряде емкости.В аккумуляторе дополнительный электрод работает как жидкостный; т. е. полностью заполнен электролитом. Это позво ляет"использовать его для регистрации тока выделения кислорода в негерметичномаккумуляторе, имеющем избыток электролита,Аккумулятор (фиг. 1) содержит основные электроды - отрицательный 1 и положительный 2, между сепараторами 3 и4 установлен дополнительный электрод 5,Последний через сепаратор 4 плотно прижатк положительному электроду 2, а через диод 6 и регистрирующий прибор 7 электрически соединен с отрицательным элеКтродом.При заряде аккумулятора выделяющийся на положительном электроде кислород частично ионизируется на дополнительном электроде. В цепи: дополнительный электрод-отрицательный электрод, протекает ток, величина которого пропорциональна скорос ти выделения кислорода и, следовательно,степени заряженности положительного электрода.При полной заряженности положительного электрода ток ионизации на дополнительном электроде будет максимальным,- таК как в этом случае весь зарядный токрасходуется на выделение кислорода.Таким образом, величина сигнала черезрегистрирующий прибор в цепи: дополнительный электрод-отрицательный электрод,позволяет однозначно судить о полноте заряженности аккумулятора,Для исключения- ложного сигнала, связанногосвыделением водорода на допол-нительном электроде при заряде аккумулятора, в цепь; дополнительный электрод-отрицательный электрод, включен диод. При прохождении тока через диод потенциал дополнительного электрода сдвигается на 0,5 - ;1,0 В положительйее потенциала отрица"тельйого, исключая тем самым выделение "водорода;а следовательно, и ложного сигнала.Вспомогательный электрод, работающийв режиме предельного тока ионизации кислорода, может быть выполнен из любого электропроводящего материала, устойчиво го "в щелочи или кислоте соответственно =" для йелОчного или- кислотного аккумулятора. Для щелочного аккумулятора вспомогательный электрод выполняется, напри 4мер, из никеля, угля или платины; для кислотного - из угля и платины.Работу аккумулятора с дополнительным электродом рассмотрим на примере никелькадмиевого ламельного аккумулятора с электродом-датчиком, выполненным из пористой никелевой основы. На фиг. 2 изображены кривые изменения напряжения на аккумуляторе (А) и тока цепи: дополнительный электрод-отрицательный электрод (Б). Номинальная емкость аккумулятора (С) - 350 ач, зарядный ток составляет величину, равную С/4. 10 Стабильность сигнала в цепи: дополни 30 тельный электрод-отрицательный электрод,в процессе эксплуатации аккумулятора показана на фиг. 3, где изображены кривые изменения тока в цепи с вспомогательным электродом от сообщенной при заряде емкости для пятого (кривая В), пятидесятого (кривая Г) и сотого (кривая Д) циклов, Небольшое расхождение между кривыми свя зано с различной степенью разряженности аккумулятора,Информация о полной заряженности аккумулятора дает возможность своевременно отключить его из заряда, что позволяет устранить доразр яды, существенно упростить уход за аккумуляторами и увеличить срок службы. 40 ез формула изобретения Электрический аккумулятор, содержащий положительный и отрицательный электроды, разделенные двумя сепараторами, избыток электролита и дополнительный электрод, расположенный между двумя сепараторами и соединенный через диод с отри 1.цательным электродом, отличающийся тем, что, с целью определения полной заряженности аккумулятора в процессе эксплуатации и улучшения его эксплуатационных характеристик, дополнительный электрод рас 0 53 В начале заряда (область а), когда генерация кислорода на положительном электроде аккумулятора практически отсутствует, отсутствует ток в цепи с дополнительным электродом. По мере роста скорости выделения кислорода на положительном электроде в процессе заряда аккумулятора 20 (область б) растет скорость ионизации кислорода на вспомогательном электроде, т. е.ток в цепи: дополнительный электрод-отрицательный электрод, достигая своего максимального значения (область в) при сообщении полностью разряженному аккумулятору примерно 150% от номинальной емкости (1,5 С), что соответствует его полной заряженности..г положен вплотную к сепаратору, прилегающему к положительному электроду.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Франции2058623,кл, Н 01 гп 1/00, 1971.7 ь 2. Патент Японии307, кл. 57 С 2, сер. 4, сб. 813, 1971. 3. Патент Японии25713, сер. 4,сб. 1436, 1968. 4. Патент ФРГ1496344, кл. 21 кв 45/04,1971.ЕжлтюДующих ОЮ НОнинальнвиС 1.Шу4 го ком й и о аушска город,113035,Филиал П едактор О. Филаказ 3964/47ЦНИИ Сост пова Техред Тираж И Государственно делам изобретени Москва, Ж - 35, Р П Патент, г. УжИ. Найдинафрич Корректор Е. ПапПодписноентета СССРткрытийя на 6., д. 4/5ул. Проектная, 4