Способ определения емкости химического источника тока

(59 Н .01 М 20/4 ОСУДДРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПо ДЕЛДМ ИЗОБ ЕТЕНИй И Ода Ь й фЪЕ1 Ц ц АИБОЯМА(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 819869, кл. Н 01 М 10/48, 1979.2, Авторское свидетельство СССРВ б 79559, кл. Н 01 М 10/48, 1977,3, Авторское свидетельство СССР9 550708, кл, Н 01 М 10/48, 1973. едователь"й и техинститут НИЯ ЕМКОСТИКА, заклюимическогорежимом, изм в началеследующем ВТОРСКОМУ СВИД(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТО чающийся в поляризации х источника тока заданным меренин напряжения на не и конце поляризации и по,.ЯО 108536, А определении емкости по измеренным параметрам, отличающийся тем; что,. с целью ускорения процесса определения при уменьшении снимаемой с химического источника тока емкости, поляризацию химического источника тока проводят стабилизированным током, при этом через химический источник тока пропускают 0,001-0,01 от его номинальной емкости количество электричества, поляризацию заканчивают по достижении напряжения на химическом источнике тока 1,05-5 от напряжения измеренного в начале поляризации, после чего измеряют скорость изменения напряжения на химическом источнике тока и определяют емкость Е химического источника тока по экспериментально определенной для данного типа зависимости этой емкости от скорости изменения напряжения на источнике.Изобретение относится к электротехнике, а именно к производству химических источников тока, и может быть применено для контроля энергоресурса химических источников тока перед прюуейением их в различных автоном ных электрических системах.Известен способ определения емкости дисковых аккумуляторов, основанный на том, что после разряда аккуму" ляторы соединяют последовательно и подключают к резистору определенного номинала и далее в любой момент 5-часового интервала осуществляют контроль аккумуляторов вольтметром с подключенной нагрузкой Г 13.15Однако данный способ абсолютно неприменим для определения емкости первичных химических источников тока, так как предусматривает их разряд. Кроме того, для определения емкости по данному методу требуется длитель ное время.Известен также способ определения емкости аккумулятора по величине его ЭДС с коррекцией величины этой ЭДС от плотности электролита, включающий 25 стабилизацию ЭДС заданными зарядными или разрядными импульсами тока Г 2 3.Однако данный способ определения емкости аккумулятора неприменим для контроля герметичных и малогабарит ных химических источников тока.Наиболее близким к изобретению по технкческой сущности и достигаемому результату является способ 33 определения емкости химического источ ника тока, в котором емкость химического источника токаопределяют путем измерения напряжения О на источнике в момент подключения контрольной нагрузки и определения емкости 40 0 по Формулеа:к,,")45где 6 - емкость химического источника тока;Кр и - коэффициенты корреляционнойзависимости;О - конечное напряжение разряда;Е - ЭДС химического источникатока.Однако данный способ мало пригоден для определения емкости химических источников тока с плоской разряд-. ной характеристикой, например, для химических источников тока на основе систем А 2 0-Епэ АВО-Еп НКО-Са НКО-Еп; и т.д. Кроме того, для определения емкости по данному способу . в отдельных случаях необходимо сня тие с химического источника тока заметной емкости и процесс определения емкости длителен.Целью изобретения является ускорение процесса определения при уменьше-у 5 нии снимаемой с химического источниа тока емкости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения емкости химического источника тока,заключающемуся в поляризации источника заданным режимом, измерении напряжения на нем в начале и конце поляризации и последующем определении емкости, поляризацию проводят стабилизированным током, при количестве электричества, пропускаемом при этом, равном О, 001-0, 01 от номинальной емкости источника, заканчивают поляризацию при достижении напряжения на источнике 1,05-5 от напряжения в начале поляризации с последующим измерением скорости изменения.напряжения на источнике после прекращения поляризации и определении емкости источника по экспериментально определенной зависимости этой емкости от скорости изменения напряжения на источнике.Полное внутреннее сопротивление химического источника тока состоит из двух составляющих.Первая омическая составляющая, величина которой определяется проводимостью активных масс положительного и отрицательного электродов, электролита, находящегося в порах этих электродов, и сепарационного материала, и вторая - электрохимическая составляющая полного внутреннего сопротивления, величина. которой определяется параметрами электрохимической реакции, нроходящей на электродах при данном поляризующем токе, структурными параметрами электродов и некоторыми другими факторами.Величина полного внутреннего сопротивления изменяется при поляризации химического источника тока вследствие протекания при этом химических реакций на его электродах. Причем изменение полного внутреннего сопротивления химического источника тока зависит от количества электричества, пропускаемого через химический источник тока и величины.поляризующего тока. Это выражается в изменении напряжения на зажимах химического источника тока при поляризации его стабилизированным током. Необходимо отметить, что после выключения поляризующего тока напряжение на химическом источнике тока не устанавливается мгновенно до значения его ЭДС, а продолжает изменяться от определенной величины в течение промежутка времени, который определяется количеством электричества, прошедшего через химический источник тока, величиной поляризующего тока, количеством и состоянием активных масс электродов и электролита,1108536 имеющихся на данный момент в химическом источнике тока.Предлагаемый способ определения емкости химического источника тока основывается на установлении зависимости между емкостью химичеокого 5 источника тока конкретного типа, количеством электричества пропускаемого через химический источник тока, и скоростью изменения напряжения на химическом источнике тока, измерен ной сразу после выключения поляризации при выбранном оптимальном значении стабилизированного поляризующего тока, вызывающего определенное изменение полного внутреннего сопротивления химического источника тока, и последующего сравнения параметра испытуемого химического источника тока с полученной зависимостью. Причем эта. зависимость предварительно устанавливается по химическим источникам тока с известной. емкостью.Величина поляризующего тока выбирается из условия снятия с химического источника тока конкретного типа минимальной емкости при максимальной за 25 висимости прошедшего через химичес ский источник тока количества электричества и измеренной сразу после прекращения поляризации скорости изменения напряжения на химическом источни- ЗО ке тока от имеющейся в нем емкости.При этом следует учитывать, .что при значительных токах поляризации в химическом источнике тока возможно интенсивное газовыделение. При поляри зации химического источника тока в сторону разряда большими плотностями тока превышающими ток короткого заНаблюдаемый эффект Количество электричества, пропускаемое через ХИТСном) Пкон игнац Ор ОООВ С д 1,05 О, 001 С,1,05 Предлагаемый параметр мыкания ) имеет место выделение водорода на его положительном электроде и кислорода на отрицательном. Величинаизменения напряжения на химическом сточнике тока при поляризации его ольшими цлотностями тока .определяется допустимым изменением давления в герметичных химических источниках тока и максимально возможным повьааением температуры внутри него При пропускании через испытуемый химический источник тока количества электричества меньшего 0,001 его номинальной емкости невозможно установить зависимость между емкостью химического источника тока и замеряемыми параметрами даже при больших плотностях тока, а пропускание через химический источник тока количества электричества, большего 0,01 его номинальной емкости нежелательно ввиду снятия при этом с химического источника тока заметной емкости (см, табл. 1) . При соотношенииО,Щ,1,05 невозможно установить зависимость между измеряемыми величинами и емкостью химического источника тока. где О- напряжение на химическомисточнике тока в конце поляризации;Он- напряжение на химическомисточнике тока в начале поляризацииПри соотношенииО,)0 5 возникают деформации герметичйых химических источников тока давлением газов, выделившихся при пропускании импульса тока и перегрев химического источника тока 1 см. табл. 1).Т а б л и ц а 1 Невозможно установить зависимостьмежду измеряемыми.параметрами иемкостью ХИТ Невозможно установить зависимостьМежду измеряемыми параметрами и емкостью ХИТВозможно определение ХИТ с емкостьюменьшей О, 2 С .Возможно определение ХИТ с емкостьюменьшей 0,5 С,Возникают деформации и перегрев УИТа,1108536 Продолжение табл. 1 Наблюдаемый эффект Количество электрикчества, пропускаемое через ХИТсн ) кон нач Оф 005 Смом 1,05 0 у 01 Сном 1,б 5 О,02 1,05 Скорость изменения напряжения на элементепослепрекраще ния поля ризации, В/с Количествопропускаемого через элементэлектричества,Ъ отСно Ток разря- кон да Онауч Емкость-85 Сном 0,7 5 О, 8 СномО, 4 Сном -30 0,5 0,4 О 1 Сном 21 Предлагаемый параметр П р и м е р . Определяют емкостьэлемента типа ЭСЦГД - 0,2. Номинальная емкость (Ско) элемента 0,2 Ач,высота 5,4 мм, диаметр 11,6 мм,электрическая система А 0-2 н,Зависимость измеряемых параметровэлементов ЭСЦГД - 0,2 одной партиипредставлена в табл. 2.Таблица 2 Невозможно установить зависимостьмежду измеряемыми параметрами иемкостью ХИТаВозможно определение ХИТ с емкостьюменьшей .0,4Возможно определение ХИТ с емкостьюменьшей 0,9 СноВозникают деформации и перегрев ХИТа. Невозможно установить зависимостьмежду измеряемыми параметрами иемкостью ХИТВозможно определение ХИТ с емкостьюменьшей 0,9 С ,Возможно определение ХИТ во всемдиапазоне емкостей,Возникают деформации и перегрев ХИТ При определении ХИТ с него снимаетсязначительная емкость Экспериментально найденный оптимальный стабилизированный ток поляризации для данного элемента - 5 А.А отношение напряжения в конце поляризации к напряжению на нем в началеполяризации составляет 3, При этомколичество электричества, пропускаемое через элемент, в процессе определения составляет О, 01 Спри нали чии в нем номинальной емкости.Напряжение на элементе контролируют электронным осциллографом. По достижении напряжения на элементе, превышающего утроенное значение напряжения на нем в начале поляризации,специальное устройство выключает поляризующий ток и дальнейшее изменениенапряжения на элементе фиксируетсяэлектронным осциллографом.В начале поляризации элемента напряжение на нем составляло 15 В, а к мо.менту отключения - 45 В. При этомвремя поляризации 1,17 с, за это время через элемент прошло 5,86 Клэлектричества или 0,0182 от С. А 60 измеренная скорость изменения напряжения на элементе после прекращенияполяризации 79 В/с. Сравнивая полученный результат с зависимостью, приведенной в табл. 2, получаем, что у,емкость данного элемента 0,19 А ч.Заказ 5876/39 Тираж 683 ПодписноеВНИ 1 ПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Таким образом, предлагаемый способ определения емкости химического источника тока по сравнению с прототипом характеризуется быстротой определения, малой емкостью, снимаемой с химического источника тока в процесе определения.Кроме того, предлагаемый способ применим к химическим источникам тока различных электродных систем и конструкций.