FI69933B - Foerfarande och anordning foer undersoekning av laddade och torlagringsbara blyackumulatorer - Google Patents

Description

I VJ*-··! KUULUTUSJULKAISU ^QQ77 ^ " UTLÄGG Nl NGSSKRIFT 0 7 7 0 0 C (45) P-to..tti !;:yJ;·;:ctty (51) Kv.lk.*/lnt.CI.* G 01 R 3I/36 S U O M I — Fl N L A N D (21) Patenttihakemus — Patentansökning 80 1 03 1 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 01, 04.80 iFh * * (23) Alkupäivä — Giltighctsdag 01. 04.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 03.10 80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - 3, 12 Qr

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad * ‘ ^ (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 02.04.79

Saksan li i ttotasavalta-Förbundsrepubl iken Tysk 1 and(DE) P 2913190.6 (71) VARTA Batterie Aktiengesel1schaft, Am Leineufer 51, 3000 Hannover 21,

Saksan 1 iittotasava1ta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Hans-Joachim Golz, Hannover, Uwe Bauck, Garbsen,

Saksan 1 iittotasava1ta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Leitzinger Oy (5*0 Menetelmä ja laite ladattujen ja kuivavarastoitav ien lyijyakkujen tutkimiseksi - Förfarande och anordning för undersökning av laddade och torrlagringsbara blyackumulatorer

Keksinnön kohteena on menetelmä ladattujen kuivavarastoitavien lyijyakkujen napaisuuden, oikosulkujen ja katkosten tutkimiseksi.

Tähän saakka on näyttänyt mahdottomalta suorittaa tyhjien, ladatuilla elektrodilevyi1lä varustettujen akunkennojen jännitemittauksia niiden oikean rakenteen havainnollistamiseksi. Sama ongelma on ilmennyt erityisesti monikennoisissa akuissa, etenkin käynnistysakuissa, joita nykyisin varastoidaan suurin määrin ladattuina, mutta ilman elektrolyyttiä ilman, että ollaan varmoja niiden oikeasta napaisuudesta, oikeasta levyjen järjestelystä, oikosulkujen aiheuttamista virheistä ja muista puutteista kussakin yksittäisessä akussa.

Sanotut virheet ilmenevät vasta silloin, kun akut aktivoidaan täyttämällä ne elektrolyytillä. Silloin niissä ilmenee 2V, 4V jne. vähentynyt nimellisjännite, kun esimerkiksi yksi tai useampi kennoista on kytketty väärinpäin.

Väärä napaisuus voi aiheuttaa niin merkittäviä jännitehäviöitä, että 2 69933 auton sähkölaitteiden toiminta tulee kyseenä laiseksi. Tällainen vaara on olemassa aina silloin, kun asiakas oston jälkeen itse täyttää akun ja ottaa sen käyttöön ilman mitään jänniternittauksia ajoneuvoon asennettuaan.

Niinpä keksinnön tehtävänä onkin aikaansaada menetelmä ja laite sen toteuttamiseksi, jolla menetelmällä voidaan ladattuja ja kuivavaras-toitavia akkukennoja tutkia niiden moitteettoman toiminnan toteamiseksi ja edellä mainittujen epävarmuustekijöiden välttämiseksi.

Tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että kummankin navan elektrodilevyjen pinnan yksittäisiä kohtia saatetaan kosketuksiin materiaalin kanssa, joka muodostaa kosketuskohtien välille ainoastaan ioneja johtavan sillan ja että tähän liittyen mitataan kennojännite.

Jos akku koostuu useammasta ladatusta ja kuivavarastoitavasta kennosta, niin sen vasta elektrolyyteillä täytön jälkeen päätenavoista mitattavissa oleva käyttöjännite voidaan mitata, jos kaikissa kennoissa menetellään samanaikaisesti keksinnön mukaisella tavalla ja kulloinkin kahden tai useamman elektrodin väliin, joiden napaisuus on vastakkainen, aikaansaadaan ioneja johtava silta.

Tällöin on välttämätöntä saattaa kosketuksiin keskenään muutamia yksittäisiä kohtia eri elektrodiyksiköistä elektrolyyttiin upotetulla materiaalilla ja siten havannoida, että ionijohtuma pysyy koko kosketuskohtien välisellä matkalla. Kontaktisi1lan muutos tai katkeama on ehdottomasti poissuljettava toisenlaisen johtavuusominaisuuden omaavalla johdinkappaleella, esimerkiksi elektronijohtimellä.

Käytännössä voitaisiin käyttää elektrolyyttiin upotettua punosta, joka hapon 1ikaamisvaikutuksen vuoksi olisi ääripäihinsä saakka ympäröity eristeletkulla ja jonka päät olisi järjestetty ainakin kahden kennossa olevan vastakkaisnapaisen elektrodin rungon päälle. Silloin onnistutaan mittaamaan sähkökemiallinen potentiaaliero kumpaakin napaisuutta edustavien elektrodien välillä, koska, kuten tutkimukset ovat osoittaneet, positiivinen rungonpinta on jo ennen tätä päällystetty Pb02;Ha, negatiivinen massa, kuten runkokin

II

3 69933 muodostuvat lyijystä ja molemmat rungot on vain saatettava ioneja johtavaan yhteyteen, johon riittää suhteellisen vähäinen elektro-lyyttimäärä.

Jos ladattua, kuivavarastoitavaa akkua tutkitaan tällä tavalla, havaitaan ensiksi, että kun vielä ei ole otettu käyttöön elektrodi-siltaa, osoittaa kennon napaan kytketty putk i voi 11 iini t ta r i (diyit.aali-volttimittari) vaihtelevaa jännitettä niin kauan kuin kenno on kunnossa. Jos kennossa on oikosulku, jännite on vakaasti nollassa.

Jos punoksella aikaansaatu elektrolyyttisiLta on täysin kunnollinen, on mitattavissa hiukan yli 2 voltin kennojännite. Jos kenno on kytketty väärinpäin, havaitaan tämä väärästä eturnerkistä.

Jos esimerkiksi käynnisti nakun kaikki kuusi kennoa yhdistetään keksinnön mukaisesti elektrolyyttiin upotetulla materiaali1la, on parhaassa tapauksessa mitattavissa hieman yli 12 voltin jännite napaisuuden ollessa oikea. Jos yhdessä kennossa on oikosulku, mitataan 10 voltin jännite, jos kahdessa kennossa, mitataan 8 volttia jne.

Jos yksi kenno on väärinpäin, aiheuttaa tämä kenno vastajännitteelJään 8 voltin kokona isjännitteen, jos kaksi kennoa on väärinpäin, kokonais-jännite on 4 volttia jne.

Jos jännite sitä vastoin vaihtelee kuten edellä on mainittu, on katkos navassa tai liitännässä syynä.

Koska kuivavarastoidut akut on jo suljettu, täytyy elektrolyytillä kostutettu materiaali johtaa kuhunkin kennoon täyttöaukon läpi. Keksinnön mukaisesti on erityisen edullista järjestää kumpaakin napaisuutta edustavien elektrodilevyjen kosketuksen aikaansaaminen siten, että kennoon johdettava materiaali on siveltimenomainen laite, jonka harjakset muodostuvat elektrolyytillä täytetyistä kapillaareista, joiden yläpäät johtavat elektrolyyttisäi1iöön, jonka avulla kapillaarit on yhdistetty keskenään.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 69933

Kuvio l esittää leikkauskuvana keksinnön mukaista laitetta.

Kuvio 2 esittää kolmikennoista lyijyakkua, johon on järjestetty keksinnön mukaiset elektro!yyttisi1lat, joina keksinnön mukaiset laitteet toimivat.

Kuviossa 1 nähdään siveltimenomainen laite 1, joka muodostuu säiliöstä 2, jonka pohjasta lähtee useita, alaspäin suuntautuneita kapillaareja tai kanyylejä 3. Edelleen laitteeseen kuuluu kahva 4 ja ioneja johtavaa elektrolyyttiä varten täyttösuutin 5. Säiliö 2 ja kanyylit 3 on valmistettu edullisesti helposti muovattavasta, kemiallisesti kestävästä muovista. Elektrolyyttiä voidaan pitää tarkoituksenmukaisesti lasivanusta tai vastaavasta huokoisesta aineesta valmistetussa vyyhdessä 6. Pidikkeen 7 avulla säiliö 2 sijoitetaan kennonkannen täyttöaukon päälle.

Kuvion 2 akun 8 etummaisen kennon leikkauskuva osoittaa, miten kanyylit 3 leviävät kärjillään levypaketin yli ja sitten tekeutuvat ristikkorungon päällä olevaan pintaan, esimerkiksi uloimman negatiivisen elektrodin 10 runkoon 9. Samaten päästään käsiksi rivoitettujen erottimien 11 välissä oleviin kaikkiin muihin positiivisiin ja negatiivisiin elektrodeihin levypaketin keskeltä niiden ristikko-runkojen kautta. Tällöin ei tarvita aktiivisen elektrodimassan suoraa kosketusta, koska muodostuksen yhteydessä muuttunut ristikko-rungon pinnan laatu riittää edustamaan ladatun lyijyakun tilaa sähkökemiallisesti. Koska kanyylejä 3 on paljon, varmistetaan koko levypaketille samanlainen elektrolyyttinen yhteys.

Kuvattu mittauslaite, jossa testielementit on keksinnön mukaan muodostettu niin, että jännitetutkimus voidaan suorittaa myös kennon aukkojen läpi, ei kuitenkaan mahdollista määrittämään viallisen kennon tilaa. Myöskään erottelu oikosulun ja napaisuusvirheen välillä ei ole epävarmassa tapauksessa mahdollista. Mutta koska akku on ilman muuta käyttöön kelpaamaton ja poistettava, voidaan laajempi virheiden havainnointi jättää tekemättä.

Siinä tapauksessa, että tutkimusta suoritetaan ennen akun sulkemista, mikä on valmistusprosessin kannalta mielekästä, voidaan lisätietoja saada myös siten, että koestuskärjet saatetaan kosketuksiin kennojen napasiltojen kanssa.

5 69933

Aikaansaamalla vastaava sähköinen mittalaite, johon voidan yhdistää myös keksinnön mukainen mittauslaite ja joka edelleen voidaan ohjelmoida hylkäyskriteerien mukaan, voidaan tiedottaa virhelaji ja -paikka sekä lopuksi jopa suorittaa merkintä.

Claims (3)

69933

1. Menetelmä ladattujen, kuivavarastoitavien lyijyakkujen napaisuuden, oikosulkujen ja katkosten tutkimiseksi, tunnettu siitä, että kummankin navan elektrodilevyjen pinnan yksittäisiä kohtia saatetaan kosketuksiin materiaalin kanssa, joka muodostaa kosketuskohtien välille ainoastaan ioneja johtavan sillan ja että tähän liittyen mitataan kennoj ännite.

2. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että se sisältää materiaalia, joka on johdettavissa akkukennoon ja tällöin joutuu kosketuksiin kummankin navan elektrodilevyjen pinnan yksittäisten kohtien kanssa ja muodostaa kosketuskohtien välille ainoastaan ioneja johtavan sillan ja että kennonavat on liitetty jännitemittariin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kennoon johdettava materiaali on siveltimenomainen laite (1), jonka harjakset muodostuvat elektrolyytillä täytetyistä kapillaareista (3), joiden yläpäät johtavat elektro-lyyttisäil iöön (2), jonka avulla kapillaarit on yhdistetty keskenään. Il