DK150088B - Fremgangsmaade og apparat til afproevning af opladede blyakkumulatorer, som lagres i toer tilstand - Google Patents

Description

i 150088

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til afprøvning af opladede blyakkumulatorer, som kan oplagres i tør tilstand, med hensyn til polaritet, kortslutninger og afbrydelser, 5 Siden det blev muligt at opbevare negative elektrodeplader til blyakkumulatorer i opladet tilstand, selv uden en sur elektrolyt, ved hjælp af en konserverende behandling efter opladningen, kan især leveringsklare startbatterier tages på lager i store styktal uden at være tilsat elektrolyt.

10

Derved opstår der et behov for at kunne foretage en afprøvning af akkumulatorceller med opladede elektrodeplader, men uden påfyldning af elektrolyt, for at kunne kontrollere den korrekte indbygning af pladerne, den rigtige poling og eventuelle 15 kortslutningsfejl, og dermed kunne forebygge senere kundereklamationer.

Tilstedeværende fejl bliver først åbenlyse efter, at batteriet er aktiveret ved opfyldningen med elektrolytten. Det viser sig 20 da ved, at batteriets udgangsspænding er formindsket med 2 V, 4 V osv., når en eller flere celler f.eks. er vendt forkert ved i ndbygni ngen.

En fejlpoling kan medføre så drastiske spændingsformindskelser, 25 at funktionsdygtigheden af en bils elektriske anlæg bliver tvivlsom. En sådan risiko er altid til stede, når kunden efter købet selv fylder batteriet op uden videre spændingskontrol, og tager det i brug efter monteringen i køretøjet.

30 Kendte metoder til at finde frem til defekte batterier og i givet fald at udskille disse forudsætter for det meste, at batterierne fyldes med elektrolyt. Således foreslås der f.eks. til kontrol af eventuelle kortslutninger'i US-patentskrift nr. 3.764.873, at man trykker en papirstrimmel, som først er im-35 prægneret med et elektrolytsalt og et indikatorfarvestof, og derefter fugtes, fast an imod den negative batteripol eller eventuelt imod begge batteripoler og iagttager farveændringen, som indikatoren reagerer med på det alkaliske miljø, som ty- 150088 2 pisk vil dominere ved den negative pol, og en særlig intensiv farveændring vil tyde på en kortslutning. Denne måling er kun mulig ved et batteri, der er fyldt med en elektrolyt.

5 Ifølge US-patentskrift nr. 3.956.720 er det endvidere muligt at måle ladningstilstanden af et batteri ved hjælp af to identiske potentialsonder, som hver i sær neddyppes i elektrolytter i to forskellige f.eks. ved siden af hinanden liggende celler i batteriet.

10

Endvidere beskriver US-patentskrift nr. 3.082.371 en mulighed for at fastslå defekter selv i ikke fyldte batterier ved at man, med batteriet og en højfrekvensgenerator, danner en svingningskreds, hvori pladeblokken skal fungere som kondensator.

15 Ved en korrekt indbygning af pladerne, vil svingningskredsen oscillere harmonisk, hvorimod f.eks. en tilstedeværende kortslutning mellem pladerne v:! bevirke en ændring af den kapaci-tive modstand, og dermed en ændring af strømstyrken. Denne ændring vises eller signaleres ved påvirkning af en relæomskif-20 ter eller ved at en lampe lyser. Dermed kan man opdage dårlige svejsninger i celleforbindelserne, idet der på det svage sted vil forekomme en opvarmning, som kan måles. Dette forudsætter dog, at celleforbindelserne er tilgængelige udefra. Ved den -opbygning, der sædvanligvis anvendes i dag-, er cel 1 eforbi ndel-25 serne anbragt i blokke. Celler, der er indkoblet med forkert poling, kan ikke opdages med denne målemetode.

Formålet med opfindelsen er at anvise en enkel fremgangsmåde og at angive en anordning til udøvelse af denne fremgangsmåde, 30 hvilken fremgangsmåde og anordning egner sig til at afprøve opladede og tørre, lagerklare akkumulatorceller i denne tilstand, og dermed undgå de ovenfor nævnte usikkerheder.

Det formål opnås ifølge opfindelsen ved, at enkelte steder af 35 overfladerne af elektrodeplader af begge polariteter bringes i berøring med et materiale, som danner en udelukkende ionledende bro mellem berøringsstederne, og at cellespændingen derefter måles. Dermed ødelægges tørlagringen ikke.

3 150088

Foreligger der et batteri med flere opladede og tørre lagringsfærdige celler, bliver deres driftsspænding, som først er disponibel efter påfyldning med elektrolytten, målelig ved endepolerne, når man ved alle celler samtidig går frem på samme 5 måde ifølge opfindelsen, og imellem to eller flere elektroder af modsat polaritet tilvejebringer en ionledende bro.

Hertil er det blot nødvendigt at bringe nogle diskrete steder fra overfladen af den ene såvel som den anden elektrode i kon-10 takt med hinanden ved hjælp af et elektrolytgennemtrukket materiale og derpå afpasse, at ionledningen i materialet bevares over hele strækningen imellem berøringsstederne. En ændring eller en afbrydelse af kontaktbroen gennem et ledningsstykke med andre ledningsegenskaber, f.eks. en elektronleder, er ube-15 tinget udelukket.

I praksis kunne man anvende en væge, der er gennemtrukket med elektrolyt, hvor vægen, for at undgå syreforureningen, er indhyllet ind til den yderste ende med et isolerende omslag, og 20 hvis ender på oversiden af rammen sættes fast på mindst to i cellerne værende elektroder med modsatte poler. Dermed kan man måle den elektrokemiske potent i al forskel imellem elektroderne med hver sin polaritet effektløst, idet undersøgelser har vist, at den positive rammeoverflade i formationen her allere-25 de er dækket med P.b02, og den negative pol, dvs. stel, såsom rammen består af bly og, at begge rammer kun behøver at forbindes ionledende, hvortil der kun kræves en ringe elektrolytmængde. Afprøver man en.opladet tør-lagret akkumulator på denne måde, fastslås for det første, at et rørvoltmeter (digital-30 voltmeter), som tilsluttes cellepolerne, viser en fluktuerende spænding, ved en endnu ikke indsat elektrolytbro, forudsat at cellen er i orden. Har cellen en kortslutning, er spændingen konstant nul .

35 Når elektrolytbroen gennem vægen er bleven fuldt virksom, bliver cellespændingen på omkring lidt over 2 volt forskriftsmæssigt målelig. Er cellen vendt forkert, opdager man dette som et forkert fortegn.

150088 4

Belægger man f.eks. alle seks celler i et startbatterΐ med et elektrolytgennemtrukket materiale ifølge opfindelsen, kan der i bedste fald måles en spænding på lidt over 12 volt med den rigtige polaritet. Har én celle en kortslutning, måles 10 volt, 5 ved to celler med kortslutning 8 volt, osv.

Er en celle indbygget forkert, så bevirker denne celle med sin modspænding en samlet spænding på 8 volt, med to forkert indbyggede celler bliver den samlede spænding 4 volt, osv.

10

Fluktuerer spændingen derimod som før, må man antage, at der er en afbrydelse ved polerne eller i forbindelserne.

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af frem-15 gangsmåden, apparatet er ejendommeligt ved, at det omfatter et materiale, der kan indføres i akkumulatorcellen, og kan bringes i berøring med enkelte punkter af overfladerne af elektro-pladerne af begge polariteter og danner en udelukkende ionledende bro mellem kontaktpunkterne og, at celleterminalerne er 20. forbundet til et voltmeter.

Da akkumulatorerne ved tørlagring allerede er belagt med dæksler, må det elektrolytgennemtrukne materiale indføres igennem påfyldningsåbningen i hver celle. Det er særligt fordelagtigt 25 at skabe kontakten til elektropladerne med begge polariteter her ved hjælp af en penselslignende genstand, hvis børster består af kapillarrør, hvis øvre ende udmunder i en lille elektrolytbeholder således, at alle kapillarrør står i forbindelse med hinanden.

; 30

Fig. 1 viser en sådan penselslignende genstand 1, bestående af beholderen 2, hvis bund løber ud i et antal udadrettede kapillarrør eller kanyler 3, gribestykker 4 og en påfyldningsstuds 5 til den ionledende elektrolyt. Beholderen 2 og kanylen 3 35 fremstilles fortrinsvis af et let deformerbart, kemisk resistent kunststof. Elektrolytten kan med fordel fastholdes i en porøs klump 6 af glasuld eller lignende. Med holderen 7 anbringes beholderen 2 over påfyldningsåbningen i celledækslet.

150088 » 5

Fig. 2 viser en trecellet blyakkumulator 8 med en indrettet elektrolytbro ifølge opfindelsen. Den penselslignende genstand 1 danner elektrolytbroen.

5 På tegningen af den forreste celle kan man se, hvordan kanylerne 3 spreder sig med deres spidser over pladeblokken og dermed støder på de øverst liggende overflader af gitterrammerne, f.eks. på rammen 9 af den yderste negative elektrode 10. På samme måde nås, mellem de med ribber forsynede adskil-10 lere Π, alle andre positive og negative elektroder fra midten af piadeblokkenne over deres gitterramme. Derved kræves ikke en direkte berøring af den aktive elektrodemasse, da gitterrammernes ved formgivningen ændrede overfladebeskaffenhed allerede er tilstrækkelig til at repræsentere tilstanden af de 15 opladede blyakkumulatorer elektrokemisk. Som følge af det store antal kanaler 3, sikres en ensartet registrerende elektro-lytisk tilslutning til hele pladeblokken.

Den beskrevne måleanordning, med hvilken afprøvningselementer-20 ne ifølge opfindelsen er udformet således, at spændingsprøvningen også kan foretages gennem celleåbningerne, tillader ganske vist ikke at fastslå beliggenheden af en fejlagtig fungerende celle. Heller ikke en skelnen imellem kortslutning og ompoling er mulig i tivtsti 1 fæl de. Da batteriet dog under alle 25 omstændigheder er ubrugeligt og skal frasorteres, er en videregående fejldiagnose overflødig.

I tilfælde af afprøvning forud for tillukningen, hvilket ville være rimeligt af hensyn til færddiggørelsesforløbet, kan man 30 uddrage ekstra information ved, at man berører cellepolerne med prøvespidserne. 1

Ved en tilsvarende konstruktion af et elektrisk prøveudstyr, hvori også måleanordningen ifølge opfindelsen integreres, og 35 som kan programmeres med hensyn til de mulige udfald, kan man angive fejlart og sted og endelig endog foretage en afmærkning.