CS272401B1

CS272401B1 - Způsob regenerace sekundárních článků akumulátorových baterií

Info

Publication number: CS272401B1
Application number: CS867499A
Authority: CS
Inventors: Jan Mrazek; Karel Pychynski; Ivo Doc Ing Drsc Rousar; Miroslav Rndr Cenek; Egon Ing Eckert; Pavel Ing Sauer; Jiri Ing Jerabek
Original assignee: Jan Mrazek; Karel Pychynski; Rousar Ivo; Miroslav Rndr Cenek; Egon Ing Eckert; Sauer Pavel; Jiri Ing Jerabek
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1986-10-16
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS749986A1

Abstract

Regenerace se provádí tak, že elektrolyt v článcích se nahradí regeneračním roztokem obsahujícím peroxid vodíku v koncentraci 0,01 až 2 %. Přitom je vhodné, aby byly články v průběhu regenerace částečně nabíjeny nebo vybíjeny proudem o maximální hodnotě 25 % nominální hodnoty kapacity článků v ampérhodinách. Po regeneraci se regenerační roztok nahradí novým elektrolytem. U článků alkalických je vhodné regenerační roztok opakovaně vyměnit s případným výplaohem destilovanou vodou. Způsobu lze použít u klasických akumulátorů alkalických i olověných, a to věude tam, kde lze elektrolyt odebrat a nahradit regeneračním roztokem, za předpokladu, že články nejsou mechanicky poškozeny například rozpadem elektrod.

Description

Vynález se týká způsobu regenerace sekundárních článků akumulátorových baterií alkalických i olověných se zvýšeným množstvím kalů a usazenin.

V současné době se prodlužuje životnost sekundárních článků již při jejich výrobě, a to především zamezováním vytváření pasivačních povlaků, které při provozu zmenšují aktivní plochu elektrod. K tomu účelu je používáno mnoho různých činidel, přidávaných buž. do elektrolytu, nebo zejména antiglomerační látky, které se přidávají do materiálů elektrod. Tyto způsoby mají omezenou účinnost a působí pouze preventivně, zpomalováním opotřebování. ·

U článků již znehodnocených elektrochemickými procesy při provozu se využívá dvou způsobů. První způsob spočívá v prostém výplachu článků a odstraňování některých rozpustných vrstev a kalů proudem vody a nahrazení znehodnoceného elektrolytu novým. Tento způsob má jen velmi omezenou účinnost. U starších článků jím lze dosáhnout zvýšení kapacity maximálně o 20 až 30 přičemž nelze takto oživovat články velmi staré, nepoužitelné pro vnitřní zkrat.

Druhý způsob regenerace spočívá v použití obchodně dostupného desulfátoru pro odstranění pasivačních vrstev článků olověných akumulátorů. Tento způsob věak nenalezl širšího uplatnění pro možnost poškození baterií, neboň přípravek poškozuje i vlastní strukturu elektrod.

Z nových metod je podle čs. autorského osvědčení č. 260 591 znám způsob regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických, u nichž se do původního elektrolytu přidává v dávkách vodný roztok peroxidu vodíku. Při zkouškách tohoto způsobu regenerace a jeho využití v praxi bylo zjištěno,· že u olověných akumulátorů, které vykazují velmi nízkou kapacitu vlivem silné nevratné sulfatace, narůstá kapacita po provedené regeneraci jen pozvolna a často nelze dosáhnout hodnot blízkých původní hodnotě jejich kapacity. Rovněž u článků alkalických, u nichž jsou plastické mřížkové separátory, jsou kromě pasivačních vrstev na elektrodách škodlivé právě nánosy a usazeniny na hranách mřížek, které způsobují zvýšení samovybíjení a znemožňují rychlé obnovení jejich kapacity po regeneraci. V takových případech není obnovení kapacity vždy účinné a poměr úspěšně regenerovaných článků k článkům neúspěšně regenerovaných klesá.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob regenerace sekundárních článků akumulátorových baterií peroxidem vodíku podle vynálezu. Při tomto způsobu se provádí vylití původního elektrolytu a opětovné naplnění článků elektrolytem, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi vylitím elektrolytu a opětovným naplněním článků elektrolytem se články naplní regeneračním roztokem obsahujícím peroxid vodíku v koncentraci 0,01 až 2 %,

Regeneračním roztokem může být například vodný roztok peroxidu vodíku nebo elektrolyt nový nebo původní obsahující peroxid vodíku. Přitom je vhodné, aby byly články v průběhu regenerace nabíjeny nebo vybíjeny proudem o maximální hodnotě 25 % nominální kapacity článků v ampérhodinách. U článků alkalických je vhodné regenerační roztok opakovaně vyměnit s případným výplachem destilovanou vodou. '

Hlavní výhodou způsobu regenerace sekundárních článků akumulátorových baterií alkalických i olověných podle vynálezu je obnovení kapacity těchto článků zvlášť v takových případech, kdy byly zjištěny v Článcích nerozpustné blokážní vrstvy, zvýšené množství kalů nebo usazenin jak na separátorech, tak mezi nimi. V porovnaní se způsobem regenerace podle čs. autorského osvědčení č. 260 591 je obnovení kapacity regenerovaných článků rjchtejší a nárůst jejich kapacity vyšší. Způsobu regenerace podle vynálezu lze použít u klasických akumulátorových baterií alkalických i olověných, a to všude tam, kde lze elektrolyt odebrat a nahradit regeneračním roztokem obsahujícím peroxid vodíku, pokud nejsou články mechanicky poškozeny například rozpadem elektrod.

Příklad 1

U alkalické akumulátorové baterie 5 NKT, 160 A. h, staré 5 let byla zjištěna kapacita pod 60 % její jmenovité kapacity. K snížení její kapacity došlo vlivem zvýšeného množství

CS 272 401 B1 . 2 kalů a usazenin mezi elektrodami a znečištěním elektrolytu konzervačními ochrannými tuky. Akumulátorová baterie byla regenerována podle vynálezu tak, že ze všech článků byl vylit elektrolyt a nahrazen 0,5% vodným roztokem peroxidu vodíku. Po 30 minutách působení peroxidu vodíku, kdy se reakce uklidnila, byl regenerační roztok z článků vylit i s kaly a články naplněny novým elektrolytem. Po nabití vykazovala akumulátorová baterie kapacitu článků od 85 do 90 % kapacity jmenovité.

Příklad 2

Olověná startovací akumulátorová baterie 12 M 1, 37 A. h, sestavená z šesti článků o obsahu elektrolytu 0,6 litru v každém článku, byla po čtyřech letech provozu vyřazena pro podstatné snížení startovacích schopností. Její naměřená kapacita vykazovala hodnotu pod 30 % kapacity jmenovité. Při prohlídce jednotlivých článků bylo možno vidět na povrchu kladných elektrod bílé sulfatační povlaky nevratné sulfatace. Regeneraci předcházel neúspěšný pokus oživení akumulátorové baterie nabíjením proudem 1,8 A do destilované vody. Akumulátorová baterie byla regenerována podle vynálezu tak, že do destilované vody, jíž byl elektrolyt nahrazen, byl postupně ve dvou dávkách přidáván 30% vodný roztok peroxidu vodíku. Po první dávce, která činila 10 ml do každého článku, byla akumulátorová baterie nabíjena proudem 7 A, načež po 20 minutách nabíjení tímto proudem byla do každého článku baterie přidána druhá dávka, a to 15 nl 30% vodného roztoku peroxidu vodíku. Při přidávání této dávky bylo možné sledovat silné bělavé zakalení regeneračního roztoku zbarveného uvolněním nevratné sulfatace ze stěn elektrod. Při vrcholu reakce peroxidu vodíku byla akumulátorová baterie odpojena od zdroje nabíjení a regenerační roztok ze všech článků i s kaly vylit, články vypláchnuty destilovanou vodou a naplněny novým elektrolytem. Po nabití byla akumulátorová baterie schopna plně provozu a vykazovala kapacitu 85 % kapacity jmenovité.

Příklad 3 roky stará alkalická akumulátorová baterie 5 NKS, 150 A. h, sestavená z pěti článků o obsahu elektrolytu 1,7 litru v každém článku, byla vyřazena z provozu pro pokles kapacity pod 60 %. Akumulátorová baterie byla regenerována podle vynálezu tak, že po naplnění článků baterie novým elektrolytem bylo do každého článku přidáno 30 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku. Po 30 minutách byl elektrolyt z článků vylit do připravené nádoby. Potom byly články dvakrát propláchnuty 0,1% vodným roztokem peroxidu vodíku, s nímž byly ponechány vždy 10 minut. Další výplach článků akumulátorové baterie byl proveden elektrolytem obsahujícím peroxid vodíku v koncentraci 0,3 %. Elektrolyt byl získán z použitého elektrolytu po oddělení jeho kalů přidáním 10 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku na 1 litr roztoku. Po provedení výplachu tímto regeneračním roztokem, s nímž byly články ponechány dalších 20 minut, byly články naplněny novým elektrolytem podle návodu výrobce. Po plném nabití vykazovaly články akumulátorové baterie kapacitu v rozmezí 80 až 90 % kapacity jmenovité.

Příklad 4

Dvě olověné staniční akumulátorové baterie 3 03 2, 30 A. h, provozované za stejných podmínek, se sníženou kapacitou pod 50 % kapacity jmenovité, byly pro srovnání regenerovány způsobem podle čs. autorského osvědčení č. 260 591 a způsobem podle vynálezu. V 1. případě byl pro regeneraci použit původní roztok elektrolytu s přidáváním peroxidu vodíku do jednotlivých článků o obsahu 1 litru tak, že do každého článku regenerované akumulátorové baterie bylo přidáno dvakrát 20 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku s odstupem 20 minut, a to bez výměny elektrolytu. Po ukončení’působení peroxidu vodíku byla akumulátorová baterie nabita do plných znaků nabití. Při provedené kapacitní zkoušce vykazovala kapacitu 75 % kapacity jmenovité. Druhá akumulátorová baterie byla regenerována podle vynálezu tak, že elektrolyt v článcích byl nahrazen destilovanou vodou, do níž byly s odstupem 20 minut přidány dvě dávky 30% vodného roztoku peroxidu vodíku, a to po 20 ml. Při přidání druhé dávky byla akumulátorová baterie nabíjena proudem 1,5 A po dobu 3 hodin, načež byl regenerační roztok z článků vylit a do článků vrácen původní elektrolyt bez kalů. Před naplněním článků tímto elektrolytem bylo na každý litr elektrolytu přidáno 5 ml 30% vodného roztoku

OS 272 401 B1 peroxidu vodíku, s kterým byl do článků vlit. Po nabití akumulátorové baterie regenerované podle vynálezu vykazovala akumulátorová baterie kapacitu článků 85 až 90 % kapacity jmenovité.

Příklad 5

Alkalická akumulátorová baterie 5 NEN, 160 A. h, o obsahu 1,7 litru elektrolytu v článku měla po osmi letech provozu sníženou kapacitu pod hranici 50 %. Pro zvýšeni kapacity byla akumulátorová baterie regenerována nejprve tradičním způsobem s pětinásobným výplachem destilovanou vodou a s výměnou elektrolytu. Tento pokus o zvýšení kapacity byl však neúspěšný. Akumulátorová baterie pak byla regenerována způsobem podle vynálezu tak, že do každého článku naplněného elektrolytem, jímž byl nahrazen elektrolyt starý, bylo přidáno 35 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku. Asi po 20 minutách byl elektrolyt s kaly z článků vylit. Potom byly články naplněny 0,2% vodným roztokem peroxidu vodíku, s nímž byly ponechány dalších 20 minut. Před naplněním článků novým elektrolytem byly články ještě dvakrát propláchnuty destilovanou vodou. Před naplněním článků novým elektrolytem bylo na každý 1 litr přidáno 5 ml 30% vodného roztoku peroxidu vodíku. Po ustálení reakce byly články nabíjeny proudem 30 A po dobu 4 hodin a dále nabíjeny proudem 16 A do znaků plného nabití. Po plném nabití vykazovala akumulátorová baterie kapacitu článků od 87 do 93 % kapacity jmenovité.

Způsob regenerace podle vynálezu byl ověřován na řadě dalších akumulátorových baterií alkalických i olověných.,· všude tam, kde bylo možné elektrolyt nahradit regeneračním roztokem. Účinnost regenerace byla vyšší než při provádění regenerace s použitím původního roztoku elektrolytu.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob regenerace sekundárních článků akumulátorových baterií, alkalických i olověných, peroxidem vodíku, při kterém se provádí vylití původního elektrolytu a opětovné naplnění článků elektrolytem, vyznačující se tím, že mezi vylitím elektrolytu a opětovným naplněním článků elektrolytem se Články naplní regeneračním roztokem obsahujícím peroxid vodíku v koncentraci 0,01 až 2 %.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že regeneračním roztokem je vodný roztok peroxidu vodíku.
3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že «generačním roztokem je elektrolyt obsahující peroxid vodíku.
4. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že regenerační roztok se vytvoří přímo v regenerovaných, článcích, přidáváním 10 až 40% vodného roztoku peroxidu vodíku do destilované vody, kterou byly Články naplněny po vylití elektrolytu.
5. Způsob podle bodu 1 nebo 3, vyznačující se tím, že regenerační. roztok se vytvoří přímo v regenerovaných článcích, přidáváním 10 až 40% vodného roztoku peroxidu vodíku do elektrolytu, kterým byly články naplněny po vylití elektrolytu.
6. Způsob podle bodu 1 až 5, vyznačující se tím, že v průběhu působení regeneračního roztoku se články nabíjejí nebo vybíjejí, přičemž nabíjecí nebo vybíjecí proud činí maximálně 25 % nominální kapacity článků v ampérhodinách.
7. Způsob podle bodu 1 až 6, vyznačující se tím, že vodný roztok peroxidu vodíku se přidává i v průběhu nabíjení nebo vybíjení regenerovaných článků.
8. Způsob podle bodu 1 až 7, vyznačující se tím, Že regenerační roztok se nechá v článcích působit 10 minut až 3 hodiny.
9. Způsob podle bodu 1 až 8, pro články alkalické, vyznačující se tím, že po působení r

» CS 272 401 B1 4 peroxidu vodíku se regenerační roztok s kalem vyleje a nahradí novým.
10. Způsob podle bodu 1 až 9, vyznačující se tím, že před naplněním článků novým elektrolytem se provede alespoň jeden jejich výplach destilovanou vodou.
11. Způsob podle bodu 1 až 10, vyznačující se tím, že do nového elektrolytu se před nebo po naplnění článků přidá 0,01 až 0,2 % peroxidu vodíku, vztaženo na peroxid stoprocentní, vzhledem k objemu elektrolytu v článcích.
12. Způsob podle bodů 1 až 11, pro články alkalické, vyznačující se tím, že před naplněním regeneračním roztokem se články naplní destilovanou vodou, s níž se ponechají alespoň 10 minut.