Способ заряда герметичного серебряно-кадмиевого аккумулятора

(51) Н 01 М 10/44 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Р.П.Иванова,кий, А.В,Ческий логи (53) (56)86 ьство СССР1979. ическим исияф,киеа ио( 1имическое р ч а ю щперемемоуголнием ДА ГЕРИЕТИЧНОАККУМУЛЯТОРА, и на ступен- нный ток отой 47-5 ого ток ой до тЭта гсМ(ще 0 Гц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОМУ С 834 ДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательпроектно-конструкторский техиоческий аккумуляторный институт621.35516(088,8)1. Авторское свидетел0180, кл. Н 01 М 10/442. Сборник работ по химточникам тока. Л., фЭнергВНИАИ, 1980, В 14, с. 59-63, Романов В.В. и др. Хисточники тока. М.фСоветс1968, с. 304,(54)(57) 1, СПОСОБ ЗАРЯГО СЕРЕБРЯНО-КАДМИЕВОГОэаключакщийся в наложеничато изменяющийся постояасимметричного тока част с отношением максимумов положительнбго и отрицательного импульсов переменного тока, равным 1,5-2,0 и отношением длительностей этих импульсов г-/г+=1,6-2,0, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения сохранности источников тока в заряженном состоянии путем снижения разрядного напряжения на верхней потенциальной ступени разрядной кривой беэ предварительного подразряда при режимах разряда длительнее 20-часового, отношение максимального значения переменного тока в положительном импульсе к величине постоянного тока составляет 7 55. 2. Способ заряда по и. 1, о т л и.ч)и й с я тем, что импульсы нн а имеют Форму от пря" ьн реугольной с отношеИзобретение относится.к электро" .технике, а точнее касается способазаряда аккумуляторов или батарей, основанного на использовании йсиммет"ричного тока с зарядньэав и разрядны"мн импульсам., величины максимумовкоторых находятся в ощщцелемиых со" .отношениях с величююй постояннойсоставлянаей тока.В настоящее время большое эааченне имеет длительная сохранность гер.метичиых серебряно-кащчиеэым айкумулятороэ (СКГ) в заряженном сестоянииа также Форма разрщиой кривой, которая должна иметь одну потенциалаиую площадку и обеспечивать эозможно малый перепад напряжения при Разрядах источника тока по граФику сизменяющимися токоэымн нагрузками.Эти характеристики в значительнойстепени зависят от применяющегося рспособа заряда рессматрмэаеуаа источников тока.Известен способ .заряда аккумулято. ров с серебряным электродом постоянным током со ступенчатым умемьшеиием дего величины, на начальной студеникоторого сообщается около 30 еьвостм, заряд производят при высокойплотности тока (1-2,5 А/диет), значительно превышающей плотности тока,применяющиеся обычно при зарядах ХИТс серебряным электродом. При переходе на каждую нз последующих ступеней . плотность тока снижается и на послед" ней четвертой ступени составляет 0,04-0,05 А/ди. Прн эксплуатации даннаак способом аккумулятор с серебрянным электродом может быть заряжен на 70"75 от теоретической емкости положительного электрода, что на 5-10 выше зарядной емкости, .которая может 4(быть сообщена аккумулятору другими известными способамм. Применение на первой ступени столь высокой плотности тока способствует образованию мел-кодисперсной структуры кадмиевого 45 и Серебряного электродов и вЕдет к развитию мх рабочей поверхности, что особенно важно для улучшения работоспособности кадмиевого электрода прн разрядах большнмн токами и в условиях пониженных температур. Такой аккумулятор обладает повьаюнной емкостью н высокой сохраНностью в заря" ,женном состоянии что определяется высокой степенью заряженности аккумулятора (11. Однако данные аккумуляторы имеют двухступенчатую разрядную кривую, что не всегда позволяет обеспечить требуемые интервалы разрядного на пряжения серебрянокадмиевых источников тока. Для обеспечения требуе" мых пределов напряжения приходится подразряжать источник тока на 20 - 40, что ведет к снижению его харак теристик и ухудшению сохранности в заряженном состоянии.Известен способ заряда серебряно- кадмиевого герметичного аккумулятора, который обеспечивает аккумулято" ры эого типа максимумом отдаваемой " емкости и предусматривает заряд аккумуляторав прямоугольными разнополярньвжи импульсами с частотой следоэаиий импульсов Ю бИ 3,75 Гц, относительной нродолжмтельностью зарядного импульса Ь/Т 0,015 и соотношением амнамтуд разрядного и зарядного иыпуЛьсов Х О,З - 0,019 при постоянной средней плотности зарядного ,тока. В данном способе указанным им.пульсным режимом обеспечивается увеличение разрядной емкости аккумуляторов на 4 - 20 по сравнению с емкостью при заряде постоянным током 12),Однако у аккумуляторов, заряженных известным ммпульснцм режимом,верхняя потенциальная ступень окисносеребрянного электрода при разряде более резко выражена, а начальное напряжение выше, чем у аккумуляторов,заряженных постояннью током. Кроме того, .наблюдается большой разброс э величинах разрэдной емкости 15, что свидетельствует о плохой воспроизводимости результатов. Наиболее близким к предлагаемому по.технической сущности является .спо соб заряда асюметрнчным током серебряноцинковых аккумуляторов,.соглас-.но,которому заряд производится.приследуквих параметрах .асимметричноготока с смнусоидальной Формой импульсовг частота переменного тока 50 Гц,отношение эФФективного значения переменного тока к величине постоянно"го тока равно 3 - 4. Отношение максимального значения положительного импульса переменного тока к величине постоянной составляющей тока при этом составляет 4,2-5,6, а ассиметричный синусоидальный ток выбирается с отношением величин максимумов положительного н отрицательного импульсов 1/1 1,б .- 2 и отношением продолжительности отрицательногоимпульса кпро,должительности положительного импульса/Сравном 1,51, 7. Прн использовании йзвестного способа заряда обеспечивается снижение начального напряжения на разрядной кривой серебряно- цинкового аккумулятора при режимах разряда не длительнее 20-часового.Одновременно обеспечивается увеличение разрядной емкости на 1,0 - 20 по сравнению с емкостью аккумулятора, заряжаемого постоянниа током Э),Однако известный способ заряда ме обеспечивает устранения верхней площадки на разрядной кривой при режимах длительнее 20-часового (плотностях тока менее 0,2 А/дм), которые не применяются при эксплуатации серебряно"цинковых аккумуляторов, но являются необходимыми при использовании серебряно-кадмиевыми источниками тока Кроме того, он разработан с5 учетоМ особенностей процессов только на серебряном электроде и не учитывает влияние параметров ассимметрич" ного тока на процессы, протекающие на электроде противоположной полярности. Характерными режимами, которые требуются от серебряно-кадмиевого источника тока, являются периодические кратковременные разряды токами от 0,03 до 5 " 10 А/дм в тече-. 5 ние длительного времени работы. При этом должен обеспечиваться эаданнйй ограниченный перепад напряжения.Цель изобретения - повышениесохранности герметичного серебряно" 2 О кадмиевого аккумулятора и комплектуемых из них батарей в .заряженном состоянии путем снижения начального разрядного напряжения беэ подразряда.Поставленная цель достигается тем,2 что согласно способу заряда герметяЧ. ного серебряно-кадмиевого аккумуля тора, эаключакщемуся в наложении иа ступенчато изменяющийся постоянный ток асимметричного тока частотой 47.- 50 Гц с отношением максимумов положительного и отрицательного импульсов переменного тока равным 1,5-2,0 и отношением длительностей этих импульсовГ /Г ше 1,6 - 2,0, от ношение максимального значения переменного тока в положительном импуль-.се к величине постоянного тока сосставляет 7 - 55. Кроме того, импульсы переменного тока имеют Форму от прямоугольной до треугольной о отношением 2-тот 1.- 2. ср ЭФФ.На чертеже представлены вольтамперные кривые аккумулятора СКГ-б.П р и м е р. Серебряно-кадмиевые аккумуляторы СКГ, применяющиеся для комплектации батарей 11 М 048, заряжают с наложением на ступенчато изменяющийся постоянный ток асимметричного тока. Параметры постоянного тока при заряде следующие: 1 ст.0,7 А (0,23 А/дм) - б ч; П ст.0,4 А (0,13 А/дв 4 - 10 ч ) ст.0,2 А (0,07 А/дм ) " 14 ч.Частота асимметричного тока 50 ГЬ. Максимальный ток положительного (зарядного) импульса 10 А . Отношение максимального тока положительного им. пульса к максимальному току отрицательного импульса 2,0. Отношение продолжительностей отрицательного им пульса к положительному 1,7, Отношение максимального тока положительного импульса к величине постоянного тока составляет: на 1 ст, - 14,3, на П ст. - 25,0, наст. - 50,0.При заряде сообщена емкость, равная 11 АчВ табл. 1 представлен режим заряда в сравнении с режимом, предусмотренным прототипом.1048535 На чертеже обозначено: 1 - вольт" амперная кривая после заряда предлагаемым режимом асимметричного тока;2 " после заряда известным режимом асимметричного тока; 3 - после заря" да постоянным током.5Установлено, что определяющим является максимальное значение импульс ного тока, поэтому в предлагаемом способе и даются эти значения, Максимальные значения можно пересчитать 10 на эффективные применив, коэффициент от 1 до 0,5 в зависимости от формы асимметричного тока.Аккумулятор, заряженный предлагаемым способом, имеет более низкое 15 начальное напряжение при практически Характеристики Способ заряда Асимметричный ток Постоянным током 11 с подраз,рядом без под- по прототи,разряда пу по предлагаемому Разрядная емкость,10,5.10 9,5 8,0 Ач Начальное напряж.,прн токе 0,2 А/дгл10-часовой режим,В 1,12 1,23 1,35 1,20. 1,16 1,36 1,37 9,5 9,0 9,0 8,0 8., 5 8, О 7,1 6,5 6,5 6,5 5,0 5,0 Как видно иэ табл. 2, аккумулятор заряженный предлагаемым способом, обладает более высокой емкостью в свежераэряженном виде и повышенной . вО емкостью после хранения по сравнению о серебряно-кадмиевым аккумулятором, заряженным известными способами.Предлагаемый способ заряда асимметричным током учитывает особенное 65 Начальное напряж.прн.токе 0,08 А/дм,(10-часовой режим),В Разрядная 90 сут 5,0 емКость 110 сут 4,3 после 180 сут 0 Хранения, 360 сут 0Ач,одинаковом напряжении в последующийпериод разряда и более пологую кривую, что свидетельствует о том, что.с повышением плотности тока сопротивление источника тока уменьшается.Благодаря этому при его работе обеспечивается более узкий интервал рабочих напряжений в процессе разряда.Емкость батареи, заряженной по предлагаемому способу, выше емкости батареи, заряженной способом-прототипом. В табл, 2 приведены данные по сохранности источников тока, заряженных известным и предлагаемым способами.Таблица 2 ти процессов как на серебряном, так и на кадмиевом электроде герметичного серебряно-кадмиевого аккумулятора.Для улучшения работоспособности кадмиевого электрода в широком диапазоне разрядных токов и при понижен- ных температурах, а также: для повышения стабильности его свойств и улучЭаказ .7941/57 Тираж 703 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП фПатент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 шения сохранности предложено производить его заряд при высоких плотностях тока и использовать для этой цели асимметричный ток с высоким отношением значения максимума импульсного тока к величине постоянной состав.лялей тока. При этом создаются условия для образования оптимальноймелкокристаллической структуры какна окисносеребряном, так и на кадмие"вом электроде, что способствует более эффективной их работе при эксплуатации. Таким образом, предЛагаемый спо-.соб заряда герметичного серебряно кадмиевого аккумулятора позволяетувеличить его сохранность, сузить интервал рабочих напряжений при разряде и дает возможность эксплуатировать .источники тока этого типа без 10 предварительного подразряда.