CS260591B1 - Způsob regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických - Google Patents

Abstract

Regenerace se provádí tak, že do pů­ vodního elektrolytu se přidává v dávkách vodný roztok peroxidu vodíku tak, že přidávané jeho množství vztaženo na peroxid vodíku stoprocentní činí 0,01 až 3 % objemu elektrolytu článku. Přitom je vý­ hodné, aby byl článek přeď regenerací částečně nabit a v průběhu regenerace dobíjen. Po působení peroxidu vodíku je vhodpé u článků alkalických elektrolyt s výplachem vyměnit. Způsobu lze použít u klasických akumulátorů olověných i alkalických, a to i k regeneraci článků •znehodnocených vnitřním zkratem, pokud nejsou mechanicky poškozeny například rozpadem elektrod.

Description

. Vynález se týká způsobu regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických, na nichž proběhly nevratné změny v důsledku dlouhého skladování nebo nestandardního provozování.

V současné době se prodlužuje životnost akumulátorových článků již při jejich výrobě, a to především zamezováním vytváření pasivačních povlaků, které při provozu zmenšuji aktivní plochu elektrod. K tomu účelu je používáno mnoho různých činidel, přidávaných buď do elektrolytů, nebo zejména antiglomerační látky, které se přidávají do materiálů elektrod. Tyto způsoby mají omezenou účinnost a působí pouze preventivně, zpomalováním opotřebení. U článků již znehodnocených při provozu se využívá dvou způsobů. Jednak je to prostý výplach článků a odstranění některých rozpustných usazenin a kalů proudem vody a nahrazení znehodnoceného elektrolytu novým. Tento způsob má jen velmi omezenou účinnost, lze jím dosáhnout zvýšení kapacity u starších akumulátorových článků asi o 30 % maximálně, přičemž nelze takto oživovat články velmi, staré a též nepoužitelné pro vnitřní zkrat, přičemž pro články akumulátorů olověných se způsobu téměř použít nedá. Druhý způsob regenerace spočívá v použití obchodně dostupných desulfátorú pro odstranění pasivních vrstev v článcích olověných akumulátorů.

Tento způsob však nenalezl širšího uplatněni pro možnost poškození akumulátorů a jeho nízkou účinnost.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických s původní náplni elektrolytu v článcích podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do původního elektrolytu se přidává v dávkách vodný roztok peroxidu vodíku, přičemž celkově přidané množství peroxidu vodíku, vztaženo na peroxid stoprocentní, činí 0,01 až 3 i objemu elektrolytu článku. Přitom je výhodné, aby byl článek před regenerací alespoň částečně nabit a během regenerace dobíjen. Po působení peroxidu vodíku je vhodné u článků alkalických provést výměnu elektrolytu s případným proplachem článků destilovanou vodou nebo novým elektrolytem.

Hlavní výhodou způsobu regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických podle vynálezu je značné znovuobnovení kapacity článků, až na hodnoty blízké hodnotám kapacit stechiometxicky odpovídajících množství aktivní hmoty na elektrodách, jako i preventivní možnost jeho využití s cílem udržet dlouhou dobu vysokou kapacitu akumulátorových článků, přičemž regeneraci lze provést bez časového omezení mezi pracovními cykly regenerovaných akumulátorových baterií. Další výhodou je možnost obnovení kapacity i u článků vyřazených pro vnitřní zkrat, který není způsobený mechanickým poškozením, například rozpadem hmoty elektrod. Současně se zvýšením kapacity článků se regenerací podle vynálezu podstatně sníží samovybíjení a úbytek vody z elektrolytu. Výhodou je i použití původního - starého elektrolytu jako součásti regeneračního roztoku, snadná dostupnost a nízká cena přísady, i jednoduchost realizace postupu uskutečnitelného prakticky kdekoliv, nenáročného na náklady, zařízení, pracovní síly a čas.

Příklady použití

Příklad 1

Na vyřazené, částečně nabité akumulátorové baterii 5 NKN 160 sestávající z pěti článků · o obsahu elektrolytu 1,7 litru na článek s naměřenou kapacitou pod 40 % Cjm byla provedena výměna elektrolytu doplněná proplachem článků destilovanou vodou podle předpisu výrobce.

Na třech cyklech nabíjeni a vybíjení po výměně elektrolytu dosáhla baterie následujících kapacit: C^ = 50,1 i Cjm, C₂ = 53,3 % Cjm, Cj = 57,0 % Cjm. Na další stejné baterii, stejného technického stavu byla. provedena regenerace podle vynálezu tak, že do původního elektrolytu hydroxidu draselného, každého článku, byl přidán ve dvou dávkách 30% vodný roztok peroxidu vodíku v množství 15 a 20 ml, s časovým odstupem 15 minut. Po uplynutí dalších 15 minut byl z každého článku samostatně vylit elektrolyt a článek dvakrát propláchnut destilovanou vodou, která byla vždy v článku ponechána 10 minut. Po vylití proplachové vody byl každý článek baterie naplněn novým elektrolytem podle předpisu výrobce. Na třech cyklech nabíjení a vybíjení dosáhla baterie po uvedeném způsobu regenerace podle vynálezu následujících kapacit:

= 88,2 % Cjm, = 90,1 % Cjm, Cj =92,4 % Cjm. Cyklování bylo provedeno v obou případech podle předpisu výrobce.

Příklad 2

Na provozované alkalické akumulátorové baterii 18x5 NKN 120 sestávající z 90 článků o obsahu elektrolytu 1,4 litru v článku byla měřením zjištěna kapacita 41,2 % Cjm. Na baterii byla provedena regenerace podle vynálezu tak, že do každého z článků baterie bylo postupně přidáno 2x15 ml 35% vodného roztoku peroxidu vodíku s odstupem 15 minut. Po dobu regenerace byla baterie nabíjena proudem 4 A. Po ukončení regenerace byl nabíjecí proud zvýšen na 12 A a baterie dobita do všech znaků plného nabití. Po třech týdnech běžného provozu, kdy byla baterie používána jako záložní zdroj energocentra, byla provedena zkouška kapacity, přičemž na baterii byla naměřena kapacita nad 100 % Cjm.

Příklad3

Dva a půl roku stará startovací olověná akumulátorová baterie typu L 1 podle ČSN 36 4315 o obsahu elektrolytu 0,6 litru v článcích nebyla schopna při vychladnutí na -12 °C následující dei: po plném nabití nastartování osobního automobilu (pro nějž je výrobcem určena). Její kapacita vykazovala hodnotu C = 48,1 % Cjm. Na baterii byla upravena výška elektrolytu podle předpisu výrobce a do každého článku baterie byl s časovým odstupem 20 minut přidán ve dvou dávkách 8 a 15 ml 30% vodný roztok peroxidu vodíku. Po ukončení regenerace byla baterie připojena na zdroj nabíjení a nabita do všech znaků plného nabití, přičemž byla třikrát měřena její kapacita s výsledkem C^ = 85,1 % Cjm., C^ = 86,0 % Cjm, C^ = 86,2 % Cjm. Baterie byla zařazena zpět do běžného provozu, v němž prokázala schopnost startovat osobní automobil (pro který je výrobcem určena) i při -20 °C. Po sedmi měsících sledování byla tatáž akumulátorová baterie z vozidla vyjmuta a zjištěn stav kapacity C = 52,6 % Cjm. Vzhledem k jejímu stavu, který dával předpoklad dalšího použití, byla táž baterie opět regenerována stejným způsobem popsaným podle vynálezu, přičemž byla opět obnovena její. kapacita až na 72 % Cjm a dána do provozu.

•

Příklad 4

Na trakční olověné akumulátorové baterii o jmenovité kapacitě 160 A.h sestavené z dvanác* ti článků starých 2,5 roku byla zjištěna kapacita 20,2 % Cjm. Na baterii byla provedena regenerace podle vynálezu tak, že do každého článku o obsahu elektrolytu 1,8 litru bylo ve dvou dávkách v časovém rozmezí 20 minut přidáno 30 a 45 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku.

Po dobu regenerace byla baterie dobíjena proudem 6 A, pak dobita do plného nabití. Po třech týdnech provozu byla na uvedené baterii provedena kapacitní zkouška a zjištěna její kapacita C = 96,2 % Cjm.

Příklad 5

Alkalická akumulátorová baterie neznámého stáří o jmenovité kapacitě 160 A.h byla vyřazena z akumulátorového vozíku jako nepoužitelná. Pokus o obnovení kapacity běžným způsobem vymývání byl neúspěšný. Na baterii byla provedena regenerace tak, že do každého článku o obsahu elektrolytu 1,6 litru bylo přidáno 25 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku. Po dvaceti minutách byla do každého článku přidána druhá dávka 40 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku. Po dalších 20 minutách byl elektrolyt z článků vylit a články třikrát propláchnuty destilovanou vodou, přičemž mezi jednotlivými výplachy byla ponechána náplň v článcích přibliž ně 5 minut. Po provedeném posledním výplachu destilovanou vodou byly články naplněny novým elektrolytem podle předpisu výrobce a nabíjeny do plných znaků nabití. Po regeneraci byla na baterii naměřena kapacita C “ 89,1 % Cjm. Akumulátorová baterie byla po regeneraci dána do provozu, kde byla schopna plnit svou funkci. Po třech měsících byla na téže akumulátorové baterii provedena kapacitní zkouška s výsledkem C = 92 % Cjm.

Příklade

Alkalická akumulátorová baterie popsaná v příkladu 1 byla po regeneraci ponechána 5,5 měsíce bez dobíjení po provedené regeneraci podle způsobu vynálezu a bez dalšího dobití podro bena kapacitní zkoušce, přičemž byla zjištěna její kapacita C - 71,2 % Cjm. Uvedenou zkouškou byl prokázán i účinek způsobu regenerace na snížení samovybíjení.

Příklad 7

Provozovaná olověná akumulátorová baterie bypu 12 D 1 o jmenovité kapacitě 125 A.h sestavená z šesti článků o obsahu elektrolytu 1 litru byla vzata po 18 měsících provozu a preventivně regenerována podle způsobu vynálezu tak, že do každého článku bylo přidáno s časovým odstupem 20 minut 20 a 30 ml 35% vodného'roztoku peroxidu vodíku. Před regenerací byl stav baterie ověřen tak, že baterie byla nabita do znaků plného nabití, přičemž byl měřen stav úbytku napětí na jednotlivých článcích při proudovém zatížení okolo 150 A. Měřením bylo zjištěno, že jednotlivé články při uvedené zátěži vykazuji napětí 1,75 V. Po provedené regeneraci podle popsaného způsobu vynálezu bylo při stejném proudovém zatížení článků naměřeno napětí jednotlivých článků 1,9 V, čímž byl prokázán i účinek způsobu regenerace podle vynálezu na zvýšení startovacího napětí.

Další aplikace využití regenerace podle vynálezu se předpokládá při potřebě prodloužení skladování akumulátorových baterií naplněných elektrolytem kyseliny sírové.

Claims (6)

1. předmEt vynalezu

   1. Způsob regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických s původní náplní elektrolytu, vyznačený tím, že do původního elektrolytu se přidává v dávkách vodný roztok peroxidu vodíku, přičemž celkové přidané množství peroxidu vodíku, vztaženo na peroxid vodíku stoprocentní, činí 0,01 až 3 % objemu elektrolytu článku.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že přidávaný vodný roztok peroxidu vodíku má koncentraci 30 až 40 %.
3. 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, pro články, které jsou vybity, vyznačený tím, že před regenerací se alespoň částečně nabijí.
4. 4. Způsob podle bodu 1 nebo 2, pro články provozu neschopné, vyznačený tím, že v průběhu regenerace peroxidem vodíku se články dobíjejí.
5. 5. Způsob podle kteréhokoliv bodu 1 až 4, pro regeneraci článků alkalických, vyznačený tím, že po působení peroxidu vodíku se provede výměna elektrolytu s případným alespoň jedním výplachem destilovanou vodou nebo roztokem nového elektrolytu.
6. 6. Způsob podle kteréhokoliv z bodů 1, 2, 3 nebo 5 pro preventivní regeneraci článků v průběhu jejich životnosti, vyznačený tím, že peroxid vodíku se do článků přidává za jejich dobíjení nebo vybíjení.