CZ20011779A3

CZ20011779A3 - Regenerační přípravek do olověných akumulátorů

Info

Publication number: CZ20011779A3
Application number: CZ20011779A
Authority: CZ
Inventors: Jan Mrázek
Original assignee: Jan Mrázek
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2003-02-12
Also published as: CZ292524B6

Description

Regenerační přípravek do olověných akumulátorů

Oblast techniky

Vynález se týká regeneračního přípravku do olověných akumulátorů, s elektrolytem vodného roztoku kyseliny sírové. Regenerační přípravek obsahuje peroxid vodíku.

Dosavadní stav techniky

V současné době se prodlužuje životnost olověných akumulátorů s náplní elektrolytu kyseliny sírové, a to zamezením tvorby pasivních povlaků na deskách elektrod akumulátoru. K tomuto účelu se využívá mnoho různých činidel, které se přidávají budí do elektrolytu, nebo jako antiaglomerační látky do materiálu elektrod.

V československém autorském osvědčení č. 260 591 je popsán způsob regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických. Regenerace se provádí přidáváním peroxidu vodíku do elektrolytu, přičemž celkové přidané množství peroxidu vodíku je v rozmezí od 0,01 do 3 % objemu elektrolytu článku, a používá se 30 až 40 % vodný roztok peroxidu vodíku.

Výhodou tohoto řešení je, že částečně odstraňuje nevratnou sulfataci, avšak pokud se nevystihne odpovídající množství, působí přípravek velmi aktivně, a může poškodit separátory mezi elektrodami a tím zničit akumulátor.

V českém autorském osvědčení č. 271 813 je popsána přísada do akumulátorů olověných i alkalických. Přísada je tvořena kombinací sloučenin, z nichž jedna jsou sacharidy a jejich deriváty rozpustné ve vodě, a druhá jsou peroxidické sloučeniny.

Tento přípravek představuje oproti výše uvedenému přípravku značné zlepšení, zvýšení účinnosti a zpomalení procesu, což je vhodné zejména u startovacích baterií.

Nevýhodou je, že neřeší odstranění ztvrdlé vrstvy nevratné sulfatace z povrchu elektrod akumulátoru.

^ínň ^V!:‘W SMRČKOVÁ

Praha 6 ♦ 4

444 * ···

V českém patentovém spisu č.

278 416 je popsána přísada do olověných akumulátorů s elektrolytem kyseliny sírové. Přísada obsahuje peroxoboritan sodný v množství 50 až 70 % hmotn., pyrofosforečnan sodný .v množství 15 až 48 % hmotn., podvojná sůl dinaftylmetandisulfokyseliny v množství 1 až 15 % hmotn., a glycidy respekt, jejich epimery v množství 1 až 20 % hmotn.

Tento přípravek významné odstraňuje nevratnou sulfataci z povrchu elektrod akumulátoru.

Jeho nevýhodou je, že přípravek se obtížné rozpouští a dlouho a pomalu reaguje, a zejména u akumulátorů, které mají provedení elektrod chráněné textilií, tento přípravek se obtížné prosakuje k povrchu materiálu elektrod.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí regeneračním přípravkem do olověných akumulátorů s elektrolytem vodného roztoku kyseliny sírové podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že regenerační přípravek obsahuje na 1 litr vodného roztoku 1 až 40 % peroxidu vodíku až 70 ml kyseliny sírové o hustotě 1 až 40 Bé,

0,1 až 10 g sacharidů a/nebo aldehydů či jejich derivátů v sušině,

0,1 až 10 g kyselého uhličitanu sodného a/nebo draselného a/nebo hydroxidu alkalických kovů, vyjádřeno v sušině.

S výhodou regenerační přípravek dále obsahuje

0,1 až 10 g peroxoboritanu sodného v sušině, případně přídavek 0,1 až 10 g tetraboritanu sodného v sušině, případně dále

0,1 až 10 g pyrofosforečnanu sodného v sušině.

Hlavní výhodou regeneračního přípravku podle tohoto vynálezu je plynulá regenerace elektrod akumulátoru při velmi vysoké účinnosti regenerace.

Peroxid vodíku reaguje s nevratnými sírany olova. Sacharidy a/nebo aldehydy či jejich deriváty se mohou dávkovat buďto přímo v pevné formě technicky čistých chemikálií, nebo pokud je to vhodné, v roztoku. Sacharidy a/nebo aldehydy či jejich deriváty zvyšují účinek regenerace. Kyselý uhličitan sodný a/nebo draselný, a/nebo hydroxid ze skupiny alkalických kovů, t.j. hydroxid sodný, draselný a litný, představují nejúčinnéjší novou látku v regeneračním přípravku, který výrazně zvyšuje kvalitu procesu regenerace. Také tyto sloučeniny se mohou dávkovat v pevné formě technicky čistých chemikálií, nebo pokud je to vhodné v jejich vodných roztocích. Přídavek kyseliny sírové působí jako stabilizátor regeneračního roztoku, a bez něho by roztok mohl začít reagovat již před přidáním do akumulátoru. Peroxoboritan, tetraboritan a pyrofosforečnan sodný zvyšují účinek regenerace a zpomalují a regulují probíhající chemickou reakci v akumulátoru, čímž zabraňuje poškození separátorů.

Peroxoboritan, tetraboritan a pyrofosforečnan sodný se rovněž mohou dávkovat jako pevné látky, technicky čisté, nebo pokud je to vhodné v jejich vodných roztocích.

Z důvodů snadného dávkování do článků je určen regenerační přípravek, sestávající z jedné kapalné složky, a to z vodného roztoku peroxidu vodíku a kyseliny sírové, v níž jsou rozpuštěny či zreagovány sacharidy a/nebo aldehydy či jejich deriváty, kyselý uhličitan sodný a/nebo draselný a/nebo litný, a peroxoboritan a/nebo tetraboritan a/nebo pyrofosforečnan sodný.

Do elektrolytu baterie se regenerační přípravek přidává koncentrovaný nebo ředěný nebo koncentrovaný podle záměru regenerace. Např. za provozu baterie je vhodné dávkovat zředěným regeneračním přípravkem, třeba i opakovaně, samozřejmé v rámci nižších koncentrací rozsahu nároků na ochranu. Koncentrované roztoky se dodávají pro rychlé provedení regenerace, po níž je možno doformovat regenerované baterie.

Pro bezpečnější skladování a delší trvanlivost je určen regenerační přípravek, sestávající ze dvou složek, a to z vodného roztoku peroxidu vodíku a kyseliny sírové, a z pevné složky, tvořené sacharidy a/nebo aldehydy či jejich derivátů, kyselým uhličitanem sodným a/nebo draselným či litným, a peroxoboritanem a/nebo tetraboritanem a/nebo pyrofosforečnanem sodným.

« i φ • 999

999 • * ·9· • ♦ • 9 • 9 ··· · 9 • 9

Příklady provedení vynálezu

Příklad

Přísada do olověného akumulátoru se připraví tak, že do jednoho litru 30 % vodného roztoku peroxidu vodíku se přidá nejprve 60 ml kyseliny sírové o hustotě 20 Bé. Do vzniklého i roztoku se přidá 5 g sacharidů, např. ve formě pevného technicky čistého hroznového cukru a dále 1 g kyselého uličitanu sodného, technicky čistého. Směs se zamíchá až do rozpuštění všech složek, čímž je regenerační přípravek připraven k použiti.

Startovací akumulátorová baterie používaná 4 roky, o jmenovitém napětí 12 v a s jmenovitou kapacitou 40 Ah, se sníženou kapacitou pod cca 30 % Cjm, byla regenerována tímto regeneračním přípravkem, který byl po úpravě hladiny elektrolytu v článcích baterie dodán do každého článku ve dvou fázích v časovém odstupem 10 minut. V každé fázi bylo dodáno 10 ml regeneračního přípravku. Po uklidněni chemické reakce asi po 15 minutách, byla baterie nabíjena proudem 5 A do začátku plynování. Poté byla baterie doformována dobíjena formovacím proudem 0,7 A po dobu 36 hodin. Výsledkem regenerace bylo kapacitní vyrovnání článků baterie s dosaženou kapacitou po regeneraci 96 % Cjm.

Další zvýšení kapacity lze dosáhnout bud přidáním regeneračního přípravku a/nebo dalším dobíjením formovacím proudem v rozmezí 1 až 2,5 % nominální hodnoty jmenovité kapacity baterie.

Příklad 2

Trakční baterie typu OPzS 160, jmenovitého napětí 24 V a jmenovité kapacity 160 Ah, provozovaná 3 roky v nestandardním provozu, vykazovala celkovou sníženou kapacitu pod cca 30 % Cjm, s vysokým kapacitním rozdílem mezi jednotlivými 12 články. Z toho nejnižší kapacita jednoho článku byla 20 % Cjm a nej lepšího článku 50 % Cjm.

• · ·

Tato baterie byla regenerována regeneračním přípravkem podle tohoto vynálezu tak, že do každého článku po úpravě elektrolytu bylo přidáno ve dvou fázích s časovým odstupem 10 minut poprvé 60 ml, podruhé 80 ml regeneračního přípravku. Po uklidnění chemické reakce asi po 20 minutách byla baterie nabíjena proudem 16 A do počátku plynování až do doby počátku plynování a pak dobíjena formovacím proudem 2 A, po dobu 60 hodin. Poté bylo dosaženo příznivého výsledku a vyrovnání kapacity článků baterie tak, že kapacitní rozdíl článků byl maximálně 10 % z jmenovité hodnoty, z toho nejnižší článek měl 86 % a nej lepší 96 % jmenovité hodnoty.

Tohoto výrazného zlepšení se dosáhlo regeneračním přípravkem, který byl připraven z jednoho litru 35 % vodného roztoku peroxidu vodíku, do něhož se přidalo 50 ml kyseliny sírové o hustotě 32 Bé, poté jeden ml 30 % vodného roztoku formaldehydu a 2 g technicky čistého hydroxidu sodného a/nebo draselného. Regenerační roztok se zamíchal a po zamíchání byl připraven k použití.

Příklad 3

Trakční akumulátorová baterie typu OPzS, o jmenovitém napětí 12 V a jmenovité kapacitě 210 Ah, byla uvedena před 8 lety do provozu na dobu 3 měsíců, a poté byla uskladněna bez elektrolytu, který byl z ní vylit. Dlouhým skladováním došlo ke znehodnocení desek elektrod, na nichž se vytvořil povlak nevratné sulfatace.

Tato baterie byla po 8 letech regenerována následujícím regeneračním přípravkem, připraveným tak, že do 1 litru 30 % vodného roztoku peroxidu vodíku bylo přidáno 10 g kyselého uhličitanu sodného technicky čistého, 70 ml kyseliny sírové o hustotě 32 Bé, 5 g sacharidu ve formě glukózy v sušině, 5 g tetraboritanu sodného technicky čistého. Přitom tetraboritan sodný může být nahrazeno úplné nebo částečně pyrofosforečnanem sodným, nebo peroxoboritanem sodným.

Regenerace byla provedena tak, že do připraveného elektrolytu pro baterii hustoty 28 Bé, byl na 20 litrů tohoto elektrolytu přidán jeden litr regeneračního přípravku. Tímto přípravkem byly články naplněny a ponechány působení nasáknutí elektrolytu po dobu 6 hodin. Poté byla baterie nabíjena 8 A po dobu cca 16 hodin. Následně byla baterie dobíjena formovacím proudem 3 A po dobu 72 hodin. Pak byla baterie vybita a nabita klasickým způsobem a opět doformována proudem 3 A po dobu 26 hodin.

Výsledkem regenerace bylo dosažení kapacity baterie na cca 95 % její jmenovité hodnoty.

Příklad 4

V předchozích příkladných provedeních je uveden regenerační přípravek jednosložkový, ve formě vodného roztoku peroxidu vodíku a kyseliny sírové, v němž jsou ostatní složky rozpuštěny či zreagovány.

V tomto příkladném provedení je uveden regenerační přípravek dvousložkový, jehož jedna složka je kapalná, druhá pevná.

Kapalnou složku představuje vodný roztok peroxidu vodíku a kyseliny sírové, a to 93 až 99 % vodného peroxidu vodíku v koncentraci 1 až 40 % , a 1 až 7 % kyseliny sírové o hustotě 1 až 40 Bé.

Pevnou složku představuje 20 až derivátů, draselného či litného, a 20 a/nebo

Jednotlivé a/nebo aldehydů či jejich uhličitanu sodného a/nebo hmotn. peroxoboritanu pyrofosforečnanu sodného, jako technicky čisté chemikálie.

Nejdříve se přidá do akumulátoru % hmotn. dílů sacharidů až 50 % hmotn.

tetraboritanu složky jsou kyselého až 60 % a/nebo dodávány pevná složka.

Na jeden litr elektrolytu baterie se přidá od 0,3 do 15 g pevné složky. Potom se přidá na jeden litr elekrolytu baterie ve dvou dávkách po sobě 30 až 70 ml kapalné složky, čímž se vytvoří regenerační přípravek přímo v elektrolytu.

V akumulátoru během 15 až 20 minut proběhnou chemické reakce, po nichž se začne akumulátor nabíjet např. proudem 0,1 Cq. Když po nabíjení začne akumulátor plynovat, provede se konečné nabíjení akumulátoru, formovacím proudem 0,01 až 0,02 G]_q, t.j. 1 až 2 % z hodnoty jeho nominální kapacity.

Tento typ regeneračního přípravku je vhodný pro všechny druhy olověných akumulátorů s náplní elektrolytu kyseliny sírové.

Příklad 5

Použije se regenerační přípravek podle příkladu 1 s tím rozdílem, že vodný roztok peroxidu vodíku bude 1 - 3 % . Tento regenerační přípravek je vhodný pro postupnou regeneraci při provozu baterie. Místo pravidelného dolévání odpařeného elektrolytu destilovanou vodou se dolévá tento regenerační přípravek do baterie podle potřeby.

Uvedené konkrétní příklady provedení nejsou vyčerpávající, a jsou možné další kombinace v rámci myšlenky a rozsahu nároků na OCuxáiCu LuliuLu vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Přípravek je vhodný pro všechny druhy olověných akumulátorů s náplní kyseliny sírové.

Claims

1. Regenerační přípravek do olověných akumulátorů s elektrolytem vodného roztoku kyseliny sírové, zahrnuje peroxid vodíku, vyznačující se tím, že obsahuje na 1 litr vodného roztoku 1 až 40 % peroxidu vodíku

1 až 70 ml kyseliny sírové o hustotě 1 až 40 Bé,

0,1 až 10 g sacharidů a/nebo aldehydů či jejich derivátů v sušině, 0,1 až 10 g kyselého uhličitanu sodného a/nebo draselného a/nebo alespoň jeden hydroxid ze skupiny alkalických kovů, v sušině.

/ ^r

2. Regenerační přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,1 až 10 g peroxoboritanu sodného, v sušině.

3. Regenerační přípravek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje

0,1 až 10 g tetraboritanu sodného, v sušině.

4. Regenerační přípravek podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje

0,1 až 10 g pyrofosforečnanu sodného, v sušině.

5. Regenerační přípravek podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že sestává z jedné ¹ kapalné složky, a to z vodného roztoku peroxidu vodíku a kyseliny sírové, v níž jsou rozpuštěny či zreagovány sacharidy a/nebo aldehydy či jejich deriváty, kyselý uhličitan sodný a/nebo draselný a/nebo litný, a peroxoboritan a/nebo tetraboritan a/nebo pyrofosforečnan sodný.

6.Regenerační přípravek podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že sestává ze dvou složek, a to z vodného roztoku peroxidu vodíku a kyseliny sírové, a z pevné složky, tvořené sacharidy a/nebo aldehydy či jejich derivátů, kyselým uhličitanem sodným a/nebo draselným či litným, a peroxoboritanem a/nebo tetraboritaném a/nebo pyrofosforečnanem sodným.