CZ20031205A3 - Způsob regenerace akumulátorových článků - Google Patents

Description

(57) Anotace:

Elektrochemická regenerace akumulátorových článků olověných i alkalických, při němž po ošetřeni akumulátoru některou z regeneračních přísad na bázi vodného roztoku peroxidu vodíku se po základním nabití nabíjí a vybíjí střídavě nebo přerušovaně. Nad hranicí nacházející se nad úrovní plného nabití se nabíjí proudem 1,1 - 4 % a vybíjí se proudem 0 - 5 % vztaženo ke jmenovité hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie, případně se nabíjení provádí ve dvou fázích, nebo konstantním proudem. Pod hranicí nacházející se pod úrovní dovoleného vybití se vybíjí proudem 1 - 4 % a následně se nabiji 3 -10 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru do poklesu napětí 1,6 V článku nebo kteréhokoliv z článků baterie, poté se akumulátoru dodá 10 15 % jeho jmenovité kapacity a celý tento postup se 2 - 5 x opakuje.

CO <

o

CM

I co o

o

CM

N o

Způsob regenerace akumulátorových článků

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu regenerace akumulátorových článků olověných s elektrolytem kyseliny sírové a alkalických plněných hydroxidem draselným, při němž se regenerační přísada na bázi vodného peroxidu vodíku přidá do elektrolytu. Poté se nejméně jeden článek nebo akumulátorová baterie běžným způsobem nabíjí a vybijí.

Dosavadní stav techniky

Známé způsoby dobíjení zahrnují hlídání napětí, proudu a teploty, nebo způsoby impulsního nabíjení a vybíjení nebo řízení velikosti nabíjecího proudu. Určitým způsobem tak řeší udržování nebo dokonce zlepšení stavu kapacity akumulátoru, nebo jeho rychlost nabíjeni. Tyto způsoby však mohou mít za následek zvýšení kalů v akumulátoru po spadu nevratné sulfatace v důsledku částečného uvolnění nevratné sulfatace ze stěn elektrod, což může vést i ke snížení životnosti akumulátoru.

Tuto problematiku řeší řada vynálezů.

České autorské osvědčení jAČ) $ 250 340 řeší zapojení statického zdroje pro nabíjení a vybíjení akumulátoru. Řízené nabíjení a dobíjení akumulátoru je řešeno zapojením statického zdroje, který obsahuje obvody jištění, synchronizace a odrušení, galvanického oddělení a převodu napětí, usměrňovačů, filtrace, kontaktní reverzace, čidla proudu a obvod regulátoru. Účelem tohoto zapojení je možnost řízeného nabíjení a vybíjení akumulátorů, jeho odpojení posouzením konečných znaků nabití nebo vybití, možnost ovlivnění nabíjecích charakteristik ručním zásahem a bezkontaktního blokováni funkce zdroje při nesprávném připojení k síti nebo akumulátoru.

České autorské osvědčení (ftť| X 219 246 popisuje zapojení pro nabíjení a pulzní dobíjení akumulátorových baterií. Kladná výstupní svorka nabíječe akumulátorových baterií je připojena ke vstupu zdroje dobíječích impulzů, jehož výstup je spojen s kladnou vstupní svorkou alespoň jedné akumulátorové baterií.

Česká zveřejněná patentová přihláška č.sp. PV 2001-1276 uvádí způsob a zapojení pro nabíjení nejméně dvou propojených článků a akumulátorů z nich sestavených, při němž nabíjení probíhá ve dvou za sebou jdoucích fázích. V prvé fázi je akumulátor nabíjen konstantním proudem a tato fáze je ukončena okamžikem, kdy napětí akumulátoru dosáhne předem zvolenou horní mez. V průběhu bezprostředně následující druhé fáze je průtok nabíjecího proudu přerušen na dobu, během níž je napětí akumulátoru samovybíjením sníženo až na předem stanovenou dolní mez. Poté je průtok nabíjecího proudu akumulátoru obnoven.

Zveřejněná česká patentová přihláška č. PV 3003-95 švédského přihlašovatele popisuje způsob a zařízeni pro nabíjení olověných akumulátorů. Olověné akumulátory jsou nabíjeny opakovaným zapínáním a vypínáním jednotky pro dobíjení akumulátorů. Pro nabíjení akumulátorů jsou vhodné časy připojení a odpojení kolem jedné sekundy. V případech udržovacího nabíjení je vhodné nabíjení akumulátoru v pulsech, které jsou částí period síťového napětí s přestávkami asi 10 sekund. Obvod je vhodně přerušován prostřednictvím přerušovače na primární straně transformátoru.

Patent US X 6*100*667 určuje minimalizaci času nabíjecího cyklu dobíjecího systému akumulátoru maximalizaci délky času, po který je tento vysoký konstantní nabíjecí proud aplikován na vybitý akumulátor. Řídicí obvod může být ovládán konstantním nebo proměnným vnitřním referenčním napětím. Je-li použito proměnné vnitřní referenční napětí, čas cyklu nabíjení řídícího obvodu je dále minimalizován kompenzační technologií nabíjecího proudu.

Tyto uvedené vynálezy dokumentují současný stav techniky, při němž se používá různých způsobů nabíjení a vybíjení článku nebo akumulátorů olověných i alkalických. Současný světový stav dobíjení akumulátorů je směrován k takovému provedení dobíječů, které řídí nabíjecí proud vzhledem k vnitřnímu odporu nabíjeného akumulátoru (sekundárního zdroje). Při postupném stárnutí olověného akumulátoru se na jeho elektrodách tvoří nevratná sulfatace, která ovlivňuje hodnotu vnitrního odporu nabíjeného akumulátoru, čímž dochází k chybě vyhodnocení nabíjecího proudu při dobíjení. Akumulátor dobíjený tímto způsobem pak může dosáhnout hodnot jen částečného nabití, což může mít za následek jeho poškozování při provozu, pokud není jištěn proti nedovolenému vybíjení.

Další způsob zvýšení kapacity článku nebo z nich složených akumulátorů, zejména olověných, případně alkalických, řeší rada přísad.

Např. ve slovenském patentovém spisu X 277 838 je uvedena přísada do olověných akumulátoru v práškovém stavu, která obsahuje peroxoboritan sodný, pyroíosíorečnan sodný, glycidy respektive jejich epimery.

Pro regeneraci olověných baterií plněných elektrolytem kyseliny sírové jsou na českém trhu známy přípravky obchodních názvů AMPÉR PLUS, Supervit, Mečta a další. Pro svojí poměrně malou účinnost se tyto přípravky na trhu neosvědčily a neudržely.

Významný pokrok v této oblasti přinesly přípravky založené na bázi peroxidických sloučenin, tvořených vodným roztokem peroxidu vodíku. Regenerační přípravky tohoto typu jsou uvedeny v českých vynálezech např. českých , , autorských osvědčeních X ^262274, M 271813, 271814, tA6j 271768,

WjM' 278416 a české tpatentové přihlášce^. PV-2003-699.

Způsob regenerace akumulátorových baterií, olověných i alkalických pomocí těchto regeneračních přísad popisují česká autorská osvědčení jS( 260 591 a 272 401.

České autorské osvědčení X \Αθ\ 260 591 popisuje způsob regenerace mechanicky nepoškozených akumulátorových článků olověných i alkalických. Regenerace se provádí tak, že do vodného roztoku elektrolytu se přidává v dávkách vodný roztok peroxidu vodíku, přičemž je výhodné, aby byl článek před regenerací částečné nabit a v průběhu regenerace dobíjen.

České autorské osvědčení # 272401 uvádí způsob regenerace sekundárních článků akumulátorových baterií, olověných i alkalických. 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 článku a ampérhodinách. Po regeneraci se regenerační roztok nahradí novým elektrolytem. U článků alkalických je vhodné regenerační roztok opakovaně vyměnit s případným výplachem destilovanou vodou.

Těmito způsoby regenerace je možno nejen obnovit kapacitu opotřebovaného akumulátoru až nad původní, ale vrátit do života i akumulátor, který již nebylo možné pro jeho vysoké zoxidování povrchu desek elektrod použít.

Po dlouhodobém využití a sledování výsledků tohoto typu regenerace vznikl požadavek na zdokonalení regenerace ve smyslu nárůstu kapacity regenerovaného akumulátoru na prodloužení jeho životnosti.

Podstata vynálezu

Tento cíl řeší způsob regenerace akumulátorových článků olověných s elektrolytem kyseliny sírové a alkalických plněných hydroxidem draselným, při němž se regenerační přísada na olověných i alkalických, podle tohoto vynálezu, při němž se regenerační přísada na bázi vodného peroxidu vodíku přidá do elektrolytu, poté se nejméně jeden článek nebo akumulátorová baterie běžným způsobem nabíjí a vybíjí. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že nejméně jeden článek nebo akumulátorová baterie, nacházející se nad úrovní plného nabití, se formuje cyklickým nabíjením a vybíjením po celkovou dobu 10^70 hodin, přičemž nejméně jeden, článek nebo akumulátorová baterie se nabíjí po dobu 15^0 minut proudem 1,1^4 % vztaženo k hodnotě jmenovité kapacity článku či akumulátorové baterie a vybíjí se po dobu 0,5 ^Λ/2 minut proudem 0Ý*5 % vztaženo ke jmenovité hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je, že chemicky ošetřenou povrchovou vrstvu elektrod lze, pomocí peroxidických sloučenin na bázi roztoku peroxidu vodíku, různými způsoby nabíjení nad hranicí základního nabití nebo pod hranicí vybití výrazně obnovit a dokonce zlepšit nad úroveň dosaženou při jejich výrnhě. Způsob elektrochemické regenerace olověných akumulátorových baterií plněných elektrolytem kyseliny sírové doplněných kombinací navržených způsobů dobíjení podle vynálezu ještě výrazněji zvyšuje účinek regenerace a umožňuje opakovaně obnovovat nebo zvyšovat kapacitu akumulátoru, a to vysoko i nad jeho původní jmenovitou hodnotu. Prodloužením životnosti článků či akumulátorových baterií se snižuje množství nebezpečného odpadu , čímž se přispívá ke zlepšeni ekologie.

Regenerací podle tohoto vynálezu dochází k dokonalé povrchové změně elektrod, ke zjemnění jejich povrchu, čímž se zvyšuje aktivní funkční plocha elektrod, na níž závisí velikost kapacity článku či akumulátorové baterie. Např. z původní akumulátoru s výrobním označením 120 Ah lze po použití regenerace podle tohoto vynálezu zvýšit jeho jmenovitou kapacitu až na 150 Ah, a lze prodloužit jeho životnost až na dvojnásobek. Předností regenerace podle tohoto vynálezu je to, že ji lze opakovat.

Cyklické nabíjení a vybíjení v definovaném časovém rozmezí při definovaném proudu přetváří upravuje kvalitu elektrolytu, tím, že dochází k přeměně vodivých částic na nevodivé, čímž se snižuje samovybíjení článku či akumulátoru. Hodnoty nabíjení a vybíjení jsou voleny šetrné, aby nedošlo k poškození elektrod, např. pokroucení, deformaci. Protože pokud jsou desky akumulátoru tvrdé, poškozují se při vyšším proudu a jeho delším působení.

Spodní hranice nabíjecího proudu je volena tak, aby na článcích nedošlo k elektrochemickým změnám. Horní hranice nabíjecího proudu je volena z důvodu, aby se článek či akumulátorová baterie při nabíjení nepřehřívaly. Při použití regeneračních přísad a cyklickém přebíjení článku čí akumulátorové baterie dochází k účinnému rozpadávání a rozpouštění „nevratné“ povrchové sulfatace.

Vybíjecí proud lze použít vyšší než nabíjecí, protože působí podstatně kratší dobu a jeho účelem je snížit tlakové napětí mezi elektrolytem a elektrodami článků. Obecně při nulové hodnotě vybíjecího proudu se jedná o přerušení nabíjení, při němž se napětí akumulátoru vrací či přibližuje ke klidovému napětí.

Časové intervaly působení nabíjecího a vybíjecího proudu byly stanoveny na základě optimálního vyhodnocení experimentálních zkoušek.

S výhodou nejméně jeden článek či akumulátorová baterie nacházející se nad úrovrjí plného nabití se formuje cyklickým nabíjením a vybíjením po celkovou dobu 10^70 hodin, přitom nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se cyklicky nabíjí po dobu 15 # 20 minut a vybíjí po dobu 0,5 2 minuty ve dvou fázích formování, přičemž v první fázi se nabíjí proudem 1,1 až 4 % a vybíjí proudem 0<o % vztaženo k hodnotě jmenovité kapacity článku či akumulátorové baterie, a ve druhé fázi se proud sníží při nabíjení na 1,1^3 % a při vybíjení na 0 >^r4 % vztaženo ke jmenovité hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie.

Předností způsobu regenerace podle tohoto vynálezu, prováděné ve dvou fázích je další zlepšení kapacity článku nebo akumulátorových baterií. Tento typ regenerace se také osvědčil zejména u alkalických článků či baterií, např. typu NtCd. Dvě fáze formování článku nebo akumulátorové baterie dovolují použít v první fázi vyšší proudy nabíjení a vybíjení, ve druhé fázi nižší proudy, což je pro akumulátor příznivější. Např. ve druhé fázi s nižším proudem se dosáhne jemnější struktury povrchu elektrod.

Je výhodné, když nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se ještě dále nabíjí konstantním proudem 1,1^ΛΖ2,1 % vztaženo k hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie po dobu dalších 20^50 hodin.

Dále je výhodné, když nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se mezi první a druhou fází formování částečně vybijí proudem 10^*30 Su VZtaZouu í\ hodnotě Kapacity akumulátoru a to po dobu 2S*IO minut. Nabíjení konstantním proudem uvedených nízkých hodnot v rozmezí 1,1^/2,1 % je možné provádět se porušil povrch akumulátoru, přičemž na povrchu elektrod probíhá rozpad a rozpouštění nežádoucích síranů olova. Navíc při tomto procesu dochází k uvolňování atomárního vodíku, kterým je zkujňováno olovo elektrod.

Též je výhodné, když nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se před nabíjením konstantním proudem částečně vybíjí proudem 10r30 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru_f a to po dobu 2^ΛΚίθ minut. Toto vybíjení za definovaných podmínek vytváří v akumulátoru zpětnou vazbu odrazu kapacity a přispívá k rozrušování povrchu zatvrdlé sulfatace.

Také je výhodné, když před vlastním formováním se nejméně jeden článek či akumulátorové baterie nabíjí proudem 5^10 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru až do plného nabití článku či baterie, a to do hodnoty 2,45 V na článek u kyselých článků či baterií a 1,7 V na článek u alkalických baterií. Toto nabíjení je určeno pro případ zatvrdlých desek článku staničních akumulátorových baterií s širokoplošnými elektrodami. U nich při nabíjeni vyšším proudem, bez této úpravy, snadno dojde k jejich deformaci. V praxi bylo u energetických záložních akumulátorových baterií vysledováno časté pokroucení a deformace ztvrdlých elektrod článku. K těmto změnám došlo po vybití baterie po výpadku proudu a následném nabíjení přiřazeným dobíječem, který bývá nastaven na hodnoty dané výrobcem. Takto ztvrdlé elektrody obvykle nejsou již funkční a nesnesou běžné proudové zatížení bez porušení.

Alternativní řešení představuje regenerace akumulátorových článků olověných i alkalických, nacházející se pod úrovní dovoleného vybití (u olověných článků 1,8 V a u alkalických článků 1 V), při němž se regenerační přísada na bázi vodného peroxidu vodíku přidá do elektrolytu. Podstata této alternativní regenerace podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že se článek případně celá akumulátorová baterie z článků složená, nacházející se pod úrovní dovolepého vybití, formuje cyklickým nabíjením a vybíjením, při němž vybíjí po dobu 2x10 minut proudem í 1^4 % vztaženo k hpdnoté kapacity akumulátoru a následně se nabíjí po dobu minut proudem 3a10 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru, a to do poklesu napětí

1,6 V článku nebo kteréhokoliv z článků baterie. Poté se akumulátoru dodá 10 rl 5 % jeho jmenovité kapacity. Celý tento postup se 2^5 x opakuje.

Tento alternativní typ cyklického vybíjení a nabíjení je vhodný pro články, u nichž se snížila hranice vybití až na hranici 1,6 V na článek u kyselého akumulátoru a 0,7 V na článek u alkalického akumulátoru. Ve svém důsledku má stejné účinky jako formováni baterie nad hranici plného dobití článku. Tento alternativní způsob regenerace podle tohoto vynálezu vyžaduje větší pozornost a sledování hodnot měření.

Proces regenerace podle tohoto vynálezu lze opakovat podle náročnosti provozu akumulátoru.

Regenerace podle tohoto vynálezu není vhodná pro pravidelné nabíjení akumulátoru, s výhodou však pomáhá ke kapacitnímu vyrovnání Článků baterie.

Způsob nabíjení podle vynálezu u regenerovaného akumulátoru lze výhodně provádět pomocí peroxidických sloučenin, tvořených pomocí vodného roztoku Jk , peroxidu vodíku, např. uvedených v ^0*260591, ^0*263221, (^0^262274/^^^., * 271768, |A€f#271814, ΑΘ^72401 a to tak, že se akumulátor po provedené regeneraci _

P°P^san® ^naP^ř· 2003-699 ze dne 10.03.2003 nebo jiných ^0^se po základním 7 procesu nabití a vybití se opět nabije, nejlépe proudem o velikosti 8% nominální kapacity akumulátorka to do plných znaků nabití článku či baterie, a to do hodnoty napětí 2 45 v ng článek u kyselých článků či baterií a 1,7 V na článek u alkalických baterií.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Trakční baterie typu OPzS 160, jmenovitého napětí 48 V a jmenovité kapacity 240 Ah, provozovaná 6 let v nestandardním provozu, vykazovala celkovou sníženou kapacitu pod cca 20 % Cjm.

Tato baterie byla regenerována regeneračním přípravkem podle české zveřejněné patentové přihlášky č,sp. 2001 - 1779 tak, že do každého článku po úpravě elektrolytu bylo přidáno ve dvou fázích s časovým odstupem 15 minut poprvé 30 ml, podruhé 40 ml regeneračního přípravku.

Po uklidnění chemické reakce asi po 20 minutách byia baterie nabíjena proudem 30 A do počátku plynování až do doby počátku plynování a pak dobíjena formovacím proudem 5 A, po dobu 60 hodin. Bylo dosaženo výsledku 92 % jmenovité hodnoty. _Λ

Tento regenerační přípravek byl připraven z jednoho litru 35|% vodného roztoku peroxidu vodíku, do něhož se přidalo 70 ml kyseliny sírové o hustotě

1,28 g.cm'³, 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.

μμμμ Druhá polovina článku baterie byla regenerována regeneračním přípravkem 1 podleTjČynálezHl· PV 2003 - 699, shodného složení jako v předchozím příkladném provedení s tím rozdílem, že regenerační přípravek obsahoval v 1 litru navíc 2 g dvojsodné soli dinaftylmetandisulfokyseliny. Postup regenerace byl shodný jako u , první poloviny článku této baterie, avšak dosažená jmenovitá kapacita byla 112 %. Tato druhá polovina článku baterie byla dále regenerována podle tohoto předloženého vynálezu následným způsobem:

Druhá polovina článku akumulátorové baterie byla opětovně nabita a formována podle tohoto předloženého vynálezu tak, že nejprve byla nabita do plných znaků nabití proudem 11 A po dobu 15 hodin. Následovně byia střídavě nabíjena a vybíjena podle tohoto vynálezu tak, že vždy po 20 minutách nabíjení proudem 5 A (3,125 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie), byla 1 minutu vybíjena proudem 6 A (3,75 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie), a celý tento proces nabíjení a vybíjení se opakoval po dobu 20 hodin. Poté byla baterie dále nabíjena tak, že vždy po 20 minutách dobíjení proudem 3A (1,87 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) byla 2 minuty vybíjena proudem 4 A (2,5 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie),a to po dobu dalších 24 hodin.

Výsledkem bylo zvýšení kapacity baterie na 132 % její jmenovité hodnoty kapacity.

P ř í k I a d 2 _A

Přísada do olověného akumulátoru se připraví tak, že do jednoho litru 30f/o vodného roztoku peroxidu vodíku se přidá nejprve 60 ml kyseliny sírové o hustotě 1,24 g.cm'³. Do vzniklého roztoku se přidá 10 g sacharidů, např. ve formě pevného technicky čistého hroznového cukru a dále 1 g kyselého uhličitanu sodného, technicky čistého a 2 g dvojsodné soli dinaftylmetandisulfokyselíny. Směs se zamíchá až do rozpuštění všech složek, čímž je regenerační přípravek připraven k použití.

Trakční akumulátorová baterie používaná 5 lei, o jrneiiuviiéiTi napětí 24 v a s jmenovitou kapacitou 400 Ah, se sníženou kapacitou pod cca 30 % Cjm, byla regenerována regeneračním přípravkem podle tohoto vynálezu, 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 80 ml regeneračního přípravku. Po uklidnění chemické reakce asi po 20 minutách, byla baterie nabíjena proudem 50 A do začátku plynování. Poté byla baterie doformována dobíjena formovacím proudem 8 A po dobu 60 hodin. Výsledkem regenerace bylo kapacitní vyrovnání článků baterie s dosaženou kapacitou po regeneraci 102 % Cjm.

Po kapacitní zkoušce byla tato baterie dále regenerována podle tohoto předloženého vynálezu vybíjením a nabíjením úrovní standardního vybití tak, že byla vybíjena proudem 5 A (1,25 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) tak, že po každých 10 minutách byla nabíjena 2 minuty proudem 16 A (4,0 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) do poklesu napětí 1,6 V na nejslabším článku. Tento proces bylo možno sledovat cca 30 minut. Poté byl baterii dodán náboj 10 % kapacity a postup s vybíjením a nabíjením se opakoval 3x. Pak byla baterie nabíjena proudem 16 A do znaků plného nabití a vybíjena proudem 48 A (12 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie), 10 minut a opětovně dobíjena konstantním proudem 3 A po dobu 18 hodin.

Při měření kapacitní zkoušky byl zjištěn nárůst kapacity na 118 %.

Příklad 3

Trakční akumulátorová baterie typu OPzS, o jmenovitém napětí 12 V a jmenovité kapacitě 280 Ah, byla uvedena před 8 lety do provozu na dobu 12 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 4 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 1,28 g.cm'³, 5g sacharidu ve formě glukózy v sušině, 5g tetraboritanu sodného technicky Čistého. Přitom tetraboritan sodný může být nahrazeno úplně nebo částečně pyrofosforečnanem.

Tato baterie byla 8 let skladovaná v nestandardním prostředí , a její elektrody

silně zoxidovaly. Byla regenerována podleTV 2003-699, po opakovaném dávkování regeneračního přípravku a nabíjení bylo u ní dosaženo kapacity 102% Cjm.

Tato akumulátorová baterie byla regenerována podle tohoto předloženého vynálezu ve dvou fázích. V první fázi byla nabíjena konstantním proudem o velikosti

4,5 A (1,6 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie). K dobíjení byl použit dobíječ české firmy Condata se speciálním dobíjením se záporným impulzem po dobu 20 hodin, čímž je ukončena první fáze regenerace podle tohoto předloženého vynálezu. Před dalším dobíjením ve druhé fázi byla baterie vybíjena baterie proudem 50 A (17,85 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie)* To boe>u z Ái ao Kvuut,

Ve druhé fázi nabíjení byla baterie střídavě nabíjena a vybíjena podle tohoto vynálezu tak, že vždy po 20 minutách nabíjení proudem 8 A (2,85 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) a vybíjena proudem 12 A (4,28 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) po dobu 1 minuty, přitom cyklus tohoto nabíjení a vybíjení trval 24 hodin.

Po skončení qabíjení byla provedena kapacitní zkouška, která vykázala kapacitu baterie ve výši 120% Cjm.

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 1,32 g.cm'³.

Pevnou složku představuje 20 až 60 % hmotn. dílů sacharidů a/nebo aldehydů či jejich derivátů, 15 až 50 % hmotn. kyselého uhličitanu sodného a/nebo draselného či litného, a 20 až 60 % hmotn. peroxoboritanu a/nebo tetraboritanu a/nebo pyrofosforečnanu sodného. První složka dále obsahuje obsahuje 0,3 ^10 g 10 až 50 % vodného roztoku derivátů oxi-ligninú a/nebo sulfitového výluhu.

Nejdříve se přidá do akumulátoru 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 C₁₀. Když po nabíjení začne akumulátor plynovat, provede se konečné nabíjení akumulátoru, formovacím proudem 0,01 až 0,02 C_1o, tj. 1 až 2 % z hodnoty jeho nominální kapacity.

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

V konkrétním příkladném provedení byl uvedený regenerační přípravek aplikován u staniční baterie J2 - 72 Ah - 24 V se sníženou kapacitou na 35 % její jmenovité hodnoty tak, že do každého článku baterie bylo přidáno 12 g pevné regenerační složky v prášku, která byla vytvořena smícháním 30 g technicky čistého hroznového cukru, 15 g kyselého uhličitanu sodného a 55 g peroxoboritanu sodného.

hustotě 1,28 g.cm'³ na 1 litr 35j,% vodného roztoku peroxidu vodíku. Poté byla akumulátorová baterie opakované nabíjena a vybíjena, a závěrem doformována s

formovacím proudem. Při kapacitní zkoušce vykázala zkoušená baterie kapacitu 106 % její jmenovité hodnoty.

Tato baterie byla dále regenerována způsobem podle tohoto předloženého vynálezu následovně. Akumulátorová baterie byla nabíjena proudem proudem

5,7 A (8 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie), a to až do stavu začátku intenzivního plynování elektrod. Poté byla akumulátorová baterie krátkodobě vybíjena proudem 10,8 A (15 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) po dobu 7 minut. Následně byla akumulátorová baterie dobíjena ve dvou fázích konstantním proudem 1,3 A (1,8 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) po dobu 20 hodin. Potom byla baterie vypnuta na dobu 10 minut.

V další fázi byla baterie dobíjena konstantním proudem 1,5 A (1,5 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) po dobu dalších 40 hodin.

Konečná celková kapacita baterie byla 114 % její jmenovité hodnoty kapacity.

Příklad 5

Použije se regenerační přípravek podle příkladu 1 s tím rozdílem, že vodný roztok peroxidu vodíku bude 1 VlO %. 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.

V konkrétním příkladném provedení se regenerační přípravek do olověných akumulátorů připraví tak, že do 1 litru 10^% vodného roztoku peroxidu vodíku se přidá 60 ml kyseliny sírové o hustotě 1,28 Jcm'³. Do vzniklého roztoku se přidá 5 g sacharidů, např. ve formě pevného technicky čistého hroznového cukru a dále 1 g kyselého uhličitanu sodného technicky čistého. Nakonec se přidá 2 g dvojsodné soli dinaftylmetandisulfokyseliny.

Směs se zamíchá, čímž je regenerační přípravek připraven k použití.

Tento regenerační přípravek do olověných akumulátorů byl použit tak, že po proběhnutí záruční lhůty startovacího akumulátoru 55Ah-12V, byl do něj pravidelně tento regenerační přípravek doléván místo destilované vody po celou dobu jeho životnosti. Uvedená akumulátorová baterie byla po záruční době v provozu ještě více jak 5 let s dobrými startovacím schopnostmi i při nízkých teplotách pod mínus 20 °C.

Tento příklad uvádí regenerační přípravek používaný v provozu pro startovací baterie. Pokud by byla potřeba zvýšení kapacity takovéto baterie, je nezbytné ji pro regeneraci z provozu odpojit a postupovat způsobem regenerace podle tohoto vynálezu, přičemž v tomto případě by byla nejbližší regenerace např. podle příkladu 1, avšak cca třetinovými hodnotami proudu s přibližným dodržením doby nabíjení a vybíjení.

Příklad 6

Alkalický akumulátor Ni/Cd nezjištěného stáří byl regenerován regeneračním přípravkem podle československého autorského osvědčení & |Αθ( 262 274, a to následným způsobem;

Alkalický akumulátor Ni/Cd s 5 články s původní kapacitou 160 Ah vykazoval po nabití na 150 % kapacity proudem 16 A a po vybití proudem 16 A pouze 42 % * kapacity. Akumulátor byl vybit a regenerován podle |A0f*262 274 regeneračním cesfcoiJovAnsfcái přípravkem vytvořeným s 10 g bezvodého boritanu sodného, vmíchaného do 400 ml 15jp% peroxidu vodíku, který byl postupně přidáván přímo do akumulátoru. Po ukončení reakce trvající cca 30 minut byla u akumulátoru provedena výměna elektrolytu s výplachem článků destilovanou vodou. Po naplněni článku akumulátoru novým elektrolytem KOH o původní hustotě 1,20 kg. dm³ byl akumulátor nabíjen proudem 12 A po dobu 16 hodin. Po následném vybití a opětovném nabití byla provedena kapacitní zkouška, při níž akumulátor vykázal kapacitu 86 %.

Dále byl akumulátor regenerován podle tohoto předloženého vynálezu následným způsobem:

Po shora uvedené kapacitní zkoušce byl akumulátor opětovně nabit proudem 12 A po dobu 10 hodin. Následně byl střídavě nabíjen a vybíjen podle tohoto předloženého vynálezu tak, že vždy po 20 minutách nabíjení proudem 5 A (3,125 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) byl 2 minuty vybíjen proudem 6 A ( 3,75 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) a celý tento proces nabíjení a vybíjení se opakoval po dobu 20 hodin. Poté byl akumulátor dále nabíjen tak, že vždy po 20 minutách nabíjení proudem 3 A (1,875 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) byi 2 minuty vybíjen proudem 5 A (3,125 % vztaženo k jmenovité kapacitě baterie) po dobu dalších 24 hodin.

Výsledkem bylo zvýšení kapacity tohoto alkalického akumulátoru na 102 % jeho jmenovité kapacity.

Uvedené konkréúií příkiady provedení nejsou vyčerpávající, a jsou možné další kombinace v rámci myšlenky a rozsahu nároků na ochranu tohoto technického řešení.

Průmyslová využitelnost

Způsob regenerace akumulátorových článků olověných s elektrolytem kyseliny sírové a alkalických plněných hydroxidem draselným je vhodný jak pro průmyslovou oblast staničních, osvětlovacích, trakčních a startovacích akumulátorových baterií, a tak pro soukromé využívání, za účelem dalšího prodloužení životnosti článků či celých baterií.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob regenerace akumulátorových článků olověných s elektrolytem kyseliny sírové a alkalických plněných hydroxidem draselným, při němž se regenerační přísada na bázi vodného peroxidu vodíku přidá do elektrolytu, poté se nejméně jeden článek nebo akumulátorová baterie běžným způsobem nabíjí a vybíjí, vyznačený tím, že nejméně jeden článek nebo akumulátorová baterie, nacházející se nad úrovní plného nabití, se formuje cyklickým nabíjením a vybíjením po celkovou dobu 10^70 hodin, přičemž se nabíjí po dobu 15^aM20 minut proudem 1,1 ^4 % vztaženo k hodnotě jmenovité kapacity článku či akumulátorové baterie a vybíjí se po dobu 0,5^2 minuty proudem 0^a*^ž5 % vztaženo ke jmenovité hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie.
2. 2. Způsob regenerace podle nároku 1, vyznačený tím, že nejiHÚuě jeden článek či akumulátorová baterie nacházející se nad úrovní plného nabití, se formuje cyklickým nabíjením a vybíjením po celkovou dobu 10^ 70 hodin, cyklicky se nabíjí po dobu 15^20 minut a vybíjí po dobu 0,5^2 minuty ve dvou fázích formování, přičemž v první fázi se nabíjí proudem 1,1 až 4 % a vybíjí proudem 0* 5 % vztaženo k hodnotě jmenovité kapacity článku či akumulátorové baterie, a ve druhé fázi se proud sníží při nabíjení na 1,1*% % a při vybíjení na 0¥^v4 % vztaženo ke jmenovité hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie.

   o
3. 3. Způsob regenerace podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se ještě dále nabíjí konstantním proudem 1,1 ^2,1%^ tažen o k hodnotě kapacity článku či akumulátorové baterie po dobu dalších 20 $*50 hodin.
4. 4. Způsob regenerace podle nároku 2, vyznačený tím, že nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se mezi první a druhou fází formování částečně vybijí proudem 10 V*30 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátorka to po dobu 2*τί0 minut.
5. 5. Způsob regenerace podle nároku 3, vyznačený tím, že nejméně jeden článek či akumulátorová baterie se před nabíjením konstantním proudem částečně vybíjí proudem 10^30 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátorka to po dobu 2TI0 minut.
6. 6. Způsob regenerace podle některého z předcházejících nároků 1 až 5, vyznačený tím, že před vlastním formováním se nejméně jeden článek či akumulátorové baterie nabíjí proudem 5 *Μθ % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru až do plného nabití článku či baterie, a to do hodnoty 2,45 V na článek u kyselých článků či baterií a 1,7 V na článek u alkalických baterií.
7. 7,Způsob regenerace akumulátorových článků olověných i alkalických, při němž se regenerační přísada na bázi vodného peroxidu vodíku přidá do elektrolytu, poté se článek nebo akumulátorová baterie běžným způsobem nabíjí a vybíjí, vyznačený tím, že se článek případně celá akumulátorová baterie z článků složená a nacházející se pod úrovní dovoleného vybití formuje cyklickým nabíjením a vybíjením, při němž se vybíjí po dobu 2^ΛΖΐΟ minut proudem 1^*4 % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru a následně se nabíjí po dobu 1**2 minuty proudem 3¥Ίθ % vztaženo k hodnotě kapacity akumulátoru, a to do poklesu napětí 1,6 V článku nebo kteréhokoliv z článků baterie, poté se akumulátoru dodá 10 *15 % jeho jmenovité kapacity, a celý tento postup se 2^α/δχ opakuje.