RU2316853C1 - Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery - Google Patents

Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery Download PDF

Info

Publication number
RU2316853C1
RU2316853C1 RU2006119896/09A RU2006119896A RU2316853C1 RU 2316853 C1 RU2316853 C1 RU 2316853C1 RU 2006119896/09 A RU2006119896/09 A RU 2006119896/09A RU 2006119896 A RU2006119896 A RU 2006119896A RU 2316853 C1 RU2316853 C1 RU 2316853C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyte
discharge
charge
battery
aqueous solution
Prior art date
Application number
RU2006119896/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Владимирович Теньковцев (RU)
Виталий Владимирович Теньковцев
Ирина Владимировна Морозова (RU)
Ирина Владимировна Морозова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт "Источник" (ОАО "НИАИ "Источник")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт "Источник" (ОАО "НИАИ "Источник") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт "Источник" (ОАО "НИАИ "Источник")
Priority to RU2006119896/09A priority Critical patent/RU2316853C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2316853C1 publication Critical patent/RU2316853C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

FIELD: electrical engineering; sealed nickel-cadmium batteries using cloth-separator.
SUBSTANCE: proposed method for manufacturing sealed nickel-cadmium batteries includes assembling stack of plates with separating material placed between positive and negative plates, placing this assembly into battery case, pouring electrolyte, conducting charge-discharge cycles, and replacing electrolyte. This is followed by cycling in aqueous solution of potassium hydroxide of 240-320g/l concentration and in aqueous solution of potassium hydroxide of 300-350 g/l concentration adding 15-35 g/l of lithium hydroxide in charge-discharge-charge sequence; by end of charge under current electrolyte is drained and cycling is conducted in aqueous solution of potassium hydroxide using electrolyte of 100-110 g/l concentration in discharge-charge-discharge sequence; by end of discharge electrolyte is drained. In the process plates are kept in electrolyte for 10-15 minutes prior to cycling in lithium hydroxide solution. Proposed battery is suited for use at temperatures as low as -40 to -50 °C.
EFFECT: ability of battery normal operation at sub-zero temperatures.
2 cl, 1 tbl

Description

Заявляемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов с тканевой сепарацией.The claimed invention relates to the electrical industry and can be used in the manufacture of sealed nickel-cadmium batteries with tissue separation.

Известен способ формирования герметичного щелочного аккумулятора (А.С. №1304685, Кл. Н01М 10/28, 1995 г.) путем проведения заряд-разрядных циклов в объеме электролита, равном 17-19 свободным объемам аккумулятора. В таком объеме электролита количество карбонатов остается в пределах нормы (до 10 г/л), что позволяет использовать его повторно. При этом количество карбонатов в электролите при его повторном использовании достигает 24,8 г/л.A known method of forming a sealed alkaline battery (AS No. 1304685, CL. H01M 10/28, 1995) by conducting charge-discharge cycles in an electrolyte volume equal to 17-19 free battery volumes. In such an electrolyte volume, the amount of carbonates remains within the normal range (up to 10 g / l), which makes it possible to reuse it. In this case, the amount of carbonates in the electrolyte during its reuse reaches 24.8 g / l.

Недостатком известного способа является то, что наличие значительного количества карбонатов в электролите при его повторном использовании ведет к повышению температуры замерзания электролита.The disadvantage of this method is that the presence of a significant amount of carbonates in the electrolyte when it is reused leads to an increase in the freezing temperature of the electrolyte.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ изготовления герметичного никель-кадмиевого аккумулятора большой энергоемкости (патент RU №2128870, Кл. Н01М 10/34, Н01М 10/26, 1999 г.), включающий сборку пакета электродных пластин с разделением положительных и отрицательных электродов сепарационным материалом, осадку блока в аккумуляторный корпус, заливку аккумулятора электролитом и проведение формировочных зарядно-разрядных циклов. После установки просепарарированного блока электродов в корпус его заливают водным раствором едкого лития с концентрацией 50-110 г/л, пропитывают в вакууме и заряжают, после чего сливают раствор едкого лития, заливают водным раствором едкого кали с концентрацией 300-350 г/л с добавкой едкого лития 15-35 г/л и проводят зарядно-разрядные циклы. Этот способ позволяет снизить потери емкости при герметизации.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed is a method of manufacturing a sealed nickel-cadmium battery of high energy consumption (patent RU No. 2128870, Cl. Н01М 10/34, Н01М 10/26, 1999), including assembling a package of electrode plates with separation positive and negative electrodes with separation material, block sediment in the battery case, filling the battery with electrolyte and conducting forming charge-discharge cycles. After installing the separated electrode block in the casing, it is poured with an aqueous solution of caustic lithium with a concentration of 50-110 g / l, impregnated in a vacuum and charged, after which the solution of caustic lithium is drained, filled with an aqueous solution of caustic potassium with a concentration of 300-350 g / l with the addition of caustic lithium 15-35 g / l and conduct charge-discharge cycles. This method allows to reduce the loss of capacity during sealing.

Недостатком известного способа является невозможность обеспечить работу аккумулятора при температуре ниже -30°С.The disadvantage of this method is the inability to ensure battery operation at temperatures below -30 ° C.

Целью изобретения является обеспечение работоспособности герметичного щелочного аккумулятора в условиях низких температур (до -40°С-50°С).The aim of the invention is to ensure the operability of a sealed alkaline battery at low temperatures (up to -40 ° C-50 ° C).

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе изготовления герметичного никель-кадмиевого аккумулятора, включающем сборку пакета электродных пластин с разделением положительных и отрицательных электродов сепарационным материалом, осадку блока в аккумуляторный корпус, заливку аккумулятора электролитом, проведение формировочных зарядно-разрядных циклов и замену электролита, формирование в водном растворе едкого кали с концентрацией 240-320 г/л и в водном растворе едкого кали с концентрацией 300-350 г/л с добавкой едкого лития 15-35 г/л проводят в последовательности заряд-разряд-заряд и сливают электролит в конце заряда под током, а формирование в водном растворе едкого лития с концентрацией 100-110 г/л проводят в последовательности разряд-заряд-разряд и сливают электролит в конце разряда. При этом перед формированием в растворе едкого лития производят выдержку в течение 10-15 мин.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of manufacturing a sealed nickel-cadmium battery, comprising assembling a package of electrode plates with separation of positive and negative electrodes by a separation material, depositing a block into a battery case, filling the battery with electrolyte, conducting forming charge-discharge cycles and replacing the electrolyte, the formation in the aqueous solution of caustic potassium with a concentration of 240-320 g / l and in the aqueous solution of caustic potassium with a concentration of 300-350 g / l with the addition of caustic lithium 15 -35 g / l is carried out in a charge-discharge-charge sequence and the electrolyte is drained at the end of the charge under current, and the formation of caustic lithium in an aqueous solution with a concentration of 100-110 g / l is carried out in a discharge-charge-discharge sequence and the electrolyte is drained at the end discharge. In this case, prior to the formation of caustic lithium in a solution, exposure is carried out for 10-15 minutes.

Заявленный способ изготовления герметичного никель-кадмиевого аккумулятора, обеспечивающий работоспособность в условиях низких температур (до -40°С-50°С), реализуется так, как описано в примере.The claimed method of manufacturing a sealed Nickel-cadmium battery, providing performance at low temperatures (up to -40 ° C-50 ° C), is implemented as described in the example.

Пример. Производят формирование аккумулятора типа НКГК-15Д. Формирование аккумулятора производят зарядным током 4 А, разрядным током 2 А при времени заряда 16 ч, напряжение при разряде до 1 В. Никель-кадмиевый аккумулятор, состоящий из блоков оксидно-никелевых и оксидно-кадмиевых пластин, отделенных друг от друга тканевой сепарацией и помещенных в металлический корпус, заливают электролитом - водным раствором едкого кали с концентрацией последнего 300 г/л. Пропитку электродного блока производят под вакуумом, после чего аккумулятор формируют зарядно-разрядными циклами с сообщением при заряде около 150% номинальной емкости следующим образом: производят формирование в последовательности заряд-разряд-заряд и за 15 мин до конца второго заряда калийный электролит из аккумулятора сливают под зарядным током. После этого в аккумулятор заливают водный раствор едкого лития с концентрацией 100 г/л, выдерживают 10-15 мин и переключают аккумулятор в разряд. После формирования в водном растворе едкого лития в последовательности разряд-заряд-разряд сливают литиевый электролит в конце последнего разряда. Затем заливают калийно-литиевый электролит (300 г/л КОН и 30 г/л LiOH) и проводят формирование в последовательности заряд-разряд-заряд. В конце последнего заряда сливают избыток электролита под током. После этого заканчивают формирование разрядом. Затем доливают калийно-литиевый электролит с доведением его количества до 0,45 мл на 1 см3 электродного блока (включая сепарационный материал), вводят угольный электрод, герметизируют аккумулятор и испытывают на отдачу емкости в герметичном виде.Example. The formation of the battery type NKGK-15D. The battery is formed by a charging current of 4 A, a discharge current of 2 A at a charge time of 16 hours, and a voltage of up to 1 V. The nickel-cadmium battery, consisting of blocks of oxide-nickel and oxide-cadmium plates, separated from each other by tissue separation and placed in a metal case, pour electrolyte - an aqueous solution of potassium hydroxide with a concentration of the latter 300 g / l. The electrode block is impregnated under vacuum, after which the battery is formed by charge-discharge cycles with a message when the charge is about 150% of the nominal capacity as follows: charge-discharge-charge is formed in the sequence and 15 minutes before the end of the second charge, the potassium electrolyte is drained from the battery under charging current. After that, an aqueous solution of caustic lithium with a concentration of 100 g / l is poured into the battery, it is held for 10-15 minutes and the battery is switched to discharge. After the formation of caustic lithium in an aqueous solution in the discharge-charge-discharge sequence, lithium electrolyte is drained at the end of the last discharge. Then pour potassium lithium electrolyte (300 g / l KOH and 30 g / l LiOH) and carry out the formation of a charge-discharge-charge sequence. At the end of the last charge, the excess electrolyte is drained under current. After this, the formation is completed by discharge. Then, a potassium-lithium electrolyte is added to bring its amount to 0.45 ml per 1 cm 3 of the electrode block (including separation material), a carbon electrode is introduced, the battery is sealed, and the container is tested in a sealed form.

В табл.1 приведены для сравнения характеристики экспериментальных данных, полученных в результате испытаний аккумуляторов НКГК-15Д, выполненных по заявляемой технологии, и характеристики аккумуляторов НКГК-15Д в стандартном исполнении.Table 1 shows, for comparison, the characteristics of the experimental data obtained as a result of testing the NKGK-15D batteries made by the claimed technology and the characteristics of the NKGK-15D batteries in a standard version.

Емкостные характеристики аккумуляторов НКГК-15Д, изготовленных предложенным способом, определялись при отрицательных температурах после заряда током 1,0 А. Время заряда 17 часов, но до напряжения не выше 1,55 В при температуре 20±5°С. Режим разряда: ток 3,0 А до напряжения 1 В с гарантиями по емкости при разряде до 1,0 В.The capacitive characteristics of the NKGK-15D batteries manufactured by the proposed method were determined at negative temperatures after charging with a current of 1.0 A. The charging time is 17 hours, but up to a voltage of no higher than 1.55 V at a temperature of 20 ± 5 ° C. Discharge mode: current 3.0 A up to voltage 1 V with guarantees for capacity when discharging up to 1.0 V.

Таблица 1.
Разрядные характеристики стандартного аккумулятора НКГК-15Д и аккумулятора, изготовленного заявленным способом
Table 1.
Discharge characteristics of a standard battery NKGK-15D and a battery manufactured by the claimed method
Температура при разряде, °СTemperature at discharge, ° С Среднее разрядное напряжение, ВAverage discharge voltage, V Отданная емкость аккумулятора, изготовленного заявленным способом А·чThe given capacity of the battery manufactured by the claimed method And · h % к ном. (15А·ч) для аккумулятора, изготовленного заявленным способом% to nom. (15A · h) for a battery manufactured by the claimed method Отданная емкость аккумулятора в стандартном исполнении, А·чRemote battery capacity as standard, Ah +20+20 1,241.24 15,715.7 105105 15,015.0 -20-twenty 1,181.18 11,911.9 7979 6,06.0 -30-thirty 1,141.14 9,59.5 6363 3,03.0 -40-40 1,001.00 5,05,0 3333 -50-fifty 0,90.9 4,04.0 2727

Из приведенных в таблице данных видно, что с понижением температуры величина отданной емкости аккумулятора в стандартном исполнении уменьшается быстрее, чем у аккумулятора, изготовленного заявленным способом. При этом аккумулятор в стандартном исполнении не работает при температуре - 40°С-50°С. Заявленный способ изготовления герметичного никель-кадмиевого аккумулятора приводит к увеличению отданной емкости при низких температурах более чем в 3 раза. Таким образом заявленная последовательность предложенных технологических операций обеспечивает работоспособность щелочного герметичного аккумулятора в условиях низких температур (до -40°С-50°С).From the data given in the table it can be seen that with decreasing temperature, the value of the given battery capacity in the standard version decreases faster than that of a battery manufactured by the claimed method. Moreover, the standard battery does not work at a temperature of - 40 ° С-50 ° С. The claimed method of manufacturing a sealed Nickel-cadmium battery leads to an increase in the delivered capacity at low temperatures by more than 3 times. Thus, the claimed sequence of proposed technological operations ensures the performance of an alkaline sealed battery at low temperatures (up to -40 ° С-50 ° С).

Claims (2)

1. Способ изготовления герметичного никель-кадмиевого аккумулятора, включающий сборку пакета электродных пластин с разделением положительных и отрицательных электродов сепарационным материалом, осадку блока в аккумуляторный корпус, заливку аккумулятора электролитом, проведение формировочных зарядно-разрядных циклов и замену электролита, отличающийся тем, что формирование в водном растворе едкого кали с концентрацией 240÷320 г/л и в водном растворе едкого кали с концентрацией 300÷350 г/л с добавкой едкого лития 15÷35 г/л проводят в последовательности заряд-разряд-заряд и сливают электролит в конце заряда под током, а формирование в водном растворе едкого лития с концентрацией 100÷110 г/л проводят в последовательности разряд-заряд-разряд и сливают электролит в конце разряда.1. A method of manufacturing a sealed nickel-cadmium battery, comprising assembling a package of electrode plates with separation of positive and negative electrodes by separation material, depositing a block into a battery case, filling the battery with electrolyte, conducting forming charge-discharge cycles and replacing the electrolyte, characterized in that the formation of in an aqueous solution of caustic potassium with a concentration of 240 ÷ 320 g / l and in an aqueous solution of caustic potassium with a concentration of 300 ÷ 350 g / l with the addition of caustic lithium 15 ÷ 35 g / l charge-discharge-charge and drain the electrolyte at the end of the charge under current, and the formation of an aqueous solution of caustic lithium with a concentration of 100 ÷ 110 g / l is carried out in the discharge-charge-discharge sequence and drain the electrolyte at the end of the discharge. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед формированием в растворе едкого лития производят выдержку в электролите в течение 10÷15 мин.2. The method according to claim 1, characterized in that prior to the formation of caustic lithium in the solution, an exposure is performed in the electrolyte for 10-15 minutes.
RU2006119896/09A 2006-06-06 2006-06-06 Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery RU2316853C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119896/09A RU2316853C1 (en) 2006-06-06 2006-06-06 Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119896/09A RU2316853C1 (en) 2006-06-06 2006-06-06 Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2316853C1 true RU2316853C1 (en) 2008-02-10

Family

ID=39266378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006119896/09A RU2316853C1 (en) 2006-06-06 2006-06-06 Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2316853C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110181249A1 (en) Charging method and charger for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2008294314A (en) Capacitor
KR101924529B1 (en) Method of manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
US9570779B2 (en) Flooded lead-acid battery
JP2000090917A (en) Manufacture of positive electrode plate for lithium ion secondary battery
JP5991714B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery manufacturing method and manufacturing apparatus
KR20110019101A (en) Lithium powder and silicon oxide double layer anode, method of manufacturing the anode and lithium secondary battery using the anode
RU2316853C1 (en) Method for manufacturing sealed nickel-cadmium battery
JPH0554910A (en) Manufacture of nonaqueous secondary battery
CN110911662A (en) Lithium cathode with protective layer and preparation method and application thereof
Pavlov et al. Nickel-zinc batteries with long cycle life
JPH09270271A (en) Nonaqueous secondary battery and manufacture thereof
CN113540595A (en) Formation method for improving high-nickel ternary material battery cell interface
WO2013058079A1 (en) Method for operating molten salt battery
WO2021100272A1 (en) Secondary battery and method for producing same
JP2013073716A (en) Lead acid battery
JP2000182600A (en) Lithium battery
RU2336605C1 (en) Method of producing nickel-cadmium accumulator
KR20040110331A (en) Method of post-treating for rechargeable lithium battery
CN109390634A (en) A kind of rapid forming method improving cathode SEI high-temperature stability
JP5708959B2 (en) Lead acid battery
JP2006086060A (en) Manufacturing method of secondary battery
JP4250781B2 (en) Lithium secondary battery
JP4892964B2 (en) Charging method of lithium ion secondary battery
JP2005025963A (en) Nonaqueous electrolyte liquid secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110607