HUT76460A - Battery charging and discharging system and corresponding method - Google Patents

Battery charging and discharging system and corresponding method Download PDF

Info

Publication number
HUT76460A
HUT76460A HU9501533A HU9501533A HUT76460A HU T76460 A HUT76460 A HU T76460A HU 9501533 A HU9501533 A HU 9501533A HU 9501533 A HU9501533 A HU 9501533A HU T76460 A HUT76460 A HU T76460A
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
battery
vibrator
charging
housing
arrangement
Prior art date
Application number
HU9501533A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9501533D0 (en
Inventor
George Thomas
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of HU9501533D0 publication Critical patent/HU9501533D0/hu
Publication of HUT76460A publication Critical patent/HUT76460A/hu

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4214Arrangements for moving electrodes or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S320/00Electricity: battery or capacitor charging or discharging
    • Y10S320/17Sensing of "gassing" voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

Telep töltő és kisütő rendszer és eljárás
A találmány tárgya telep töltő és kisütő rendszer, amely elsődlegesen olyan villamos rendszer, amelynek segítségével egy vagy több telep tölthető és/vagy kisüthető, valamint eljárás, amelynek segítségével a telepnek a névleges kapacitását tudjuk növelni a töltési és kisütési ciklusok alatt.
Az újratölthető, általában légmentesen lezárt telepeknél szükség van olyan eljárásra és berendezésre, amely lehetővé teszi ezen telepek gyors újratöltését. Általánosságban a gyors töltés alatt értünk minden olyan töltést, ahol a töltőáram megyezik, vagy pedig nagyobb mint a névleges egy óra alatt leadott áram. Az egy óra alatt leadott névleges áramot általában a telep kapacitásaként szokták jelölni (C). A kapacitást egészen pontosan úgy definiáljuk, mint az egy óra alatt történő névleges áramksütés értéke egy kiválasztott feszültségre, például cellánként egy voltra. Ha például a cellának a névleges kapacitása 1,5 amperóra, ez tehát azt jelenti, hogy a C = 1,5 A-rel. Ilymódon tehát minden olyan töltőáram, amelyet a cellához vezetünk, és amely 1,5 A-nél
81324-6833B KK/Gf r
- 2 nagyobb, a telep gyors töltését jelenti. A másik fajta töltés a lassú, vagy csepptöltés, amit általában úgy határozunk meg, hogy a töltés bármilyen árammal történhet, amely a névleges kapacitásnál kisebb, tipikusan ez az érték 0,1 C 0,5 C.
Az újratölthető elemek különböző módon és sebességgel tölthetők, tölthetők csepptöltéssel 0,1 C értéknek megfelelő árammal, de tölthetők egészen gyorsan is, az azt jelenti, hogy 10 C értéknek megfelelő árammal. Általában a telepek gyors töltése a kívánatos. Sajnálatos módon azonban a telepnek a felhasználható kapacitása olyan mértékben csökken, ahogyan a töltő áramot növeljük. Az 1. ábrán látható a töltőáram és a telepből kivehető kapacitás közötti összefüggés.
Fentiek alapján általában kompromisszumként a telep kapacitása és az újratöltési áram között általában középutat választanak. Ez a kompromisszum abban nyilvánul meg, hogy a a töltőáram 0,2 - 1,0 C, ílymódon lehet ugyanis általában a legnagyobb felhasználható kapacitást úgy elnyerni, hogy még észszerű határokon belül marad az újratöltési idő is.
Kívánatos tehát egy olyan eljárás kidolgozása is, amelylyel a lehető legnagyobb kapacitás érhető el igen rövid újratöltési idők mellett úgy, hogy az újratöltés nagyobb árammal történik, mint C. Az újratölthető telepeket alkalmazók egy ilyen eljárást mindenképpen az ismert megoldások jelentős továbbfejlesztéseként értékelnének.
A találmány tehát telep töltő rendszer.
A találmány szerinti telep töltő rendszer lényege abban van, hogy tartalmaz újratölthető telepet, amely szilárd halmazállapotú elektrolittal van ellátva, tápegységet, amely villamosán van az újratölthető telephez, annak töltésére csatlakoztatva;
vibrátort, az újratölthető telep vibrációjához, amely villamosán van a tápegységhez csatlakoztatva, és az újratölthető telep elrendezésbe van elhelyezve; továbbá a tápegység a telepet töltőén és ezzel egyidejűleg a vibrátort működtetőén van kiképezve.
A találmány tárgya továbbá egy töltő berendezés telep töltésére, amelynek a adott névleges kapacitása van, továbbá nem folyadék elektrolittal van ellátva.
A töltő lényege abban van, hogy hogy a töltő el van látva egy töltőházzal;
egy tápegységgel, a töltőházban elhelyezett telep töltésére; a telepet és a tápegységet összekapcsoló elemet és egy a töltőház által hordozott vibrátort tartalmaz, továbbá a vibrátor mechanikai vibrációt biztosít a telep számára, a tápegység pedig a telepet a telep névleges áramánál nagyobb árammal töltőén van kiképezve.
A találmány tárgya továbbá eljárás szilárd elektrolitot tartalmazó telep kisütésére, amely szilárd halmazállapotú elektrolittal van ellátva.
Az eljárás lényege abban van, hogy a telep kapacitását úgy növeljük, hogy akkor kapcsoljuk rá a terhelést, miközben a telepet rezgés alatt tartjuk.
A találmányt a továbbiakban példaként! kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben.
Az
1. ábrán
2. ábrán
3. ábrán
4. ábrán
5. ábrán látható a telepből kivehető teljesítmény és a töltőáram függvénye az ismert megoldásoknál, a egy telep cella vázlatos rajza látható, a telep töltő rendszer találmány szerint kialakított egyik példakénti kiviteli alakja látható, a a találmány szerinti rendszerre kialakított rádió egy példakénti kiviteli alakja látható, míg a találmány szerinti telep töltővel feltöltött telepből kinyerhető kapacitás látható a töltőáram függvényében.
A találmány során azok a kifejezések, hogy telep, cella és hasonlók egymással felcserélhetők, mivel adott esetben telep rendszerről is beszélhetünk, ahol két vagy több cella van egymással összekapcsolva.
A 2. ábrán látható egy újratölthető telepnek a vázlatos rajza egy töltési ciklus alatt. Az elem vagy elektrokémiai cellákként kialakított lényegében 100 telepnek van egy pozitív elektródja, azaz 110 anódja, és egy negatív elektródja, t
• ·
- 5 azaz 120 katódja. A 150 elektrolit létesíti a villamos kapcsolatot a 110 anód és a 120 katód között. A 100 telep rá van csatlakoztatva még egy 130 tápegység re, ahonnan a töltő áramot kapja. A 130 tápegység különféle tápegységekből kialakítható, lehet például egy vagy több feltöltött telep, lehet a váltakozó áramú hálózat, vagy lehet egyenáramú tápegység, amelyet adott esetben még egy transzformátorról hajtunk meg, vagy bármilyen egyéb önmagában ismert, erre a célra felhasználható tápegység. A töltési folyamat alatt a 160 pozitív ion felszabadul a 120 katódtól, és a 150 elektroliton keresztül a 110 anód felé áramolva ott lerakódik. Ellenkező irányú folyamat pedig a kisütési ciklus alatt megy végbe. A találmány szerinti töltő rendszer és eljárás minden fajta újratölthető elemhez használható, így használható például ólomakkumulátorokhoz, NiCd akkumulátorokhoz, lítium cellához, nikkel fém hidridekhez stb., és alkalmazható olyan telepekhez is, ahol a 150 elektrolit szilárd halmazállapotú vagy polimer anyagból van. Az ilyen telepekben tipikusan a 160 pozitív ion lítium ion. Ahhoz, hogy a 100 telepet fel lehessen tölteni, illetőleg a 100 telep töltött állapotba kerüljön, a 160 pozitív ionnak, amely itt lítium ion, a szilárd halmazállapotú polimer 150 elektroliton kell áthaladnia a 120 katódtól a 110 anód felé. Jóllehet a 110 anód és 120 katód egymáshoz közel helyezkednek el, az a tény azonban, hogy a 150 elektrolit szilárd halmazállapotú, megakadályozza a pozitív ionok, jelen esetben a litium ionok szabad és gyors áramlását a 120 katód és a 110 anód között mind a töl6 tés, mind pedig a kisütés folyamatában. Az olyen rendszerekben ahol 150 elektrolit folyékony halmazállapotú, például az ólomakkumulátorok esetében, a 160 pozitív inoknak az áramlása sokkal gyorsabban és egységesebben megy végbe.
A 160 pozitív ionok 150 elektroliton történő áramlásának a sebessége egyenes arányban függ a 150 elektrolit ionvezető képességétől, amely pedig meghatározza a telepnek a C kapacitását. Az ionok diffúziójának az áramlása az elektródokon belül korlátozza a 100 telepek esetében a töltési/kisütési áramokat is. Mivel a 160 pozitív ionok tömegáramlási sebessége illetőleg értéke korlátozott, ezt a 150 elektrolit által képezett mátrix korlátozza, a töltőáram felső határértéke szintén korlátozott, és tipikusan sokkal kisebb a szilárd állapotú 150 elektrolitot tartalmazó 100 telepeknél, mint az egyéb típusú telepeknél. Az ionok diffúziója az egyetlen olyan paraméter, amely az ilyen típusú 100 telepeknél a tömegáramot lehetővé teszi. A tömeg áramlási a sebesség változhat a diffúzió mértékétől, például változik hőmérséklet növekedésével, vagy például akkor, ha a tömegáramot kényszeráramként továbbítjuk. Ha a hőmérséklet növekszik, úgy több energia jut a rendszerhez, és ennek következtében a tömeg áramlási sebesség nő. A tapasztalatok azonban azt mutatták, hogy bizonyos nem kedvező hatások figyelhetők meg az elektródoknál akkor, ha a hőmérsékletet növeljük, ami a növekvő áramlási sebesség pozitív hatását némiképp csökkenti. Az áramlási sebesség növelhető úgy is, hogy különféle kényszer áramlási viszonyokat hozunk létre a 150 elektrolit • · · · · · • · « · · · « · · ·
- Ί esetében, ilyen lehet például az elektrolitnak a megfelelő keverése. A keveréssel történő kényszer konvekciót elsősorban a galvanizáló ipar használja annak érdekében, hogy a galvanizálás nagyobb hatásfokkal jöjjön létre, egyenletesebb legyen a bevonat és nagyobb galvanizálási sebességet lehessen elérni, azáltal, hogy az anódot, a katódot, az elektrolitot vagy ezeket bármilyen egyéb kombinációba megkeverik. Mivel az újratölthető telepek tipikusan tömítve vannak, ílymódon az elektrolitnak a keverésével történő kényszerített konvekció alkalmazása rendkívül nehézkes, hacsak nem lehetetlen. Ezentúlmenően pedig szilárd halmazállapotú 150 elektrolit esetében azt tapasztalták, hogy bizonyos 100 telepek nél nem is lehet keverni az elektrolitot. Ennek ugyanis az lenne a következménye, hogy az ion vagy tömegáram az elektrolitban és/vagy az elektródokban a töltés és kisütés alatt egyedül a diffúziótól függene.
Az 1. ábrán látható, hogy a 100 telep által leadott teljesítmény csökken, ahogy a töltőáram növekszik. Annak érdekében, hogy a névleges leadott teljesítmény egy adott telep esetében elérhető legyen, a töltőáram célszerűen kisebb kell legyen, mint 1 C, tipikusan 0,1 - 0,5 C közötti érték alkalmazása célszerű szilárd halmazállapotú 150 elektrolitot tartalmazó 100 telepeknél. Ha a töltőáram C-nél nagyobb, látható az, hogy a 100 telepből kivehető áram a névleges kapacitás 5 - 50%-a között található. Ha például a telepet 5C töltőárammal töltjük, úgy komoly törést tapasztalhatunk a telep C kapacitásában. Ha a kényszer konvekciót alkalmazzuk, az 1. ábrán látható görbének az alakja és a helyzete megváltozhat úgy, hogy a nagy töltőáram nagy leadott teljesítményt eredményez.
A találmány szerinti megoldásnál a 100 telepet vibrációnak vetjük alá célszerűen ultrahang frekvenciával történő vibrációnak annak érdekében, hogy a konvektív tömegáramot, amely szükséges a megfelelő működéshez, biztosítsuk. Az ultrahang frekvencián történő vibráció, azaz a 20.000 Hz fölötti frekvenciákon történő vibráció ultrahangos távadók segítségével valósítható meg. Ha a töltési folyamat alatt a 100 telepet ultrahanggal rezegtetjük, úgy az elsődleges ionok, például lítium ionok lítium telepek esetében, tömeg áramlása megnő a 150 elektroliton keresztül az egyik elektródtól a másik felé, valamint mindegyik elektródban. Ennek az eredménye egy simább galván felület, valamint a pozitív ionok egyenletesebb lerakódása az anódon, amelynek következtében az elektród jobb hatásfokkal tud működni. A nagyobb tömegáram tehát a 100 telepnek nagyobb kapacitást eredményez, ugyanakkor lényegesen csökkenti a telep töltési idejét is.
A 3. ábrán látható egy 400 telep elrendezés, amely adott esetben egyetlen telepből is állhat, amely villamosán 228 és 214 elektromos csatlakozók segítségével van egy 200 tápegységre csatlakoztatva, amely a 100 telep elrendezés számára a töltőáramot állítja elő. Az alatt az idő alatt, amíg a 400 telep elrendezést töltőárammal töltjük, a telepet a 210 vibrátor segítségével hozzuk rezgésbe, amely 210 vibrátor • · · · · · • ·
- 9 lehet például egy ultrahangos távadó. A 210 vibrátor a 200 tápegységbe van elhelyezve. A 200 tápegység lehet például egy egyszerű telep töltő elrendezés, és a telep töltő elrendezés a 230 töltőházban tartalmazza az ultrahangos távadót. Természetesen egyéb 210 vibrátorok is alkalmazhatók, adott esetben különféle mechanikus módszerek is alkalmazhatók, amelyekkel az előbb említettnél alacsonyabb vagy magasabb frekvenciával hozzuk rezgésbe a telepeket, használhatók u.n. reed típusú vibrátorok, például fekvőmotor, vagy elektromágneses csappal a középpontjában ellátott tekercs, hasonló a szolenoid tekercshez, vagy adott esetben excentrikus fésűs elrendezésű vibrátor. A 210 vibrátor elhelyezhető a 230 töltőházban is, így biztosítva alacsony frekvenciás rezgést a telep számára a töltési ciklus alatt.
Egy további kiviteli alak kialakítható úgy is, hogy a vibrációs jelforrás vagy egy 220 vibrátor a 400 telep elrendezésben helyezkedik el. A 400 telep elrendezés egy vagy több telepet illetőleg cellát tartalmaz egy 250 házban elhelyezve, és itt helyezhető el egy kis távadó vagy egyéb 220 vibrátor, amely csatlakoztatva van a 200 tápegységhez vagy a telep töltőhöz is, és létrehozza azt a teljesítményt, amely a 400 telep elrendezést rezgésbe tudja hozni.
A tapasztalatok azt mutatják, hogy a telepből kivehető teljesítménye növekszik, ha a telepet a kisülési ciklus alatt is rezgésben tartjuk. Ebben az esetben a mechanizmus, amely lényegében ellentétes azzal, amely a töltési folyamat során jön létre, azaz a lítium ionok az anódtól a katód felé *··· ·· ·· ·«·* • « · · · • · · · ·« ··· ···«·» · fognak áramolni, olyan, hogy a rezgés következtében az áramlás sokkal egyenletesebben és gyorsabban megy végbe, mint a konvekciós rendszerekben, ahol az áramlási mechanizmus egyedül a diffúziót foglalta magába. A kisülés alatt történő kényszer ion konvekció rendkívül hatásos a cellákban tárolt villamos energia kihasználásának növeléséhez. Hasonló módon, ahogy a töltéshez alkalmazott 210 vagy 220 vibrátorok esetében, a kisütés során alkalmazott 210 vagy 220 vibrátorok is különböző módon helyezhetők el, elhelyezhetők a telepnek a csomagolásában, azaz a 400 telep elrendezésben magában, magában a telepben, vagy egy olyan 300 elektromos szerkezetben, amelyet például maga a telep táplál. De elhelyezhető a 210 vibrátor a terhelésben is. Ez a terhelés lehet például egy rádió adó-vevő, lehet egy jármű vagy különféle villamos terhelés, amely változó terhelést fejt ki a tápegységre. A telephez csatlakoztatott terhelések természetesen más típusú villamos berendezések is lehetnek, lehetnek ohmikus terhelések vagy lehetnek aktív terhelések. Terhelés lehet például a fogyasztói elektronikus készülék, így hordozható számítógép, hordozható rádió, hordozható fényforrás. A felhasználástól függően maga a vibrátor működtethető úgy, hogy a készülék akkor is működtetve van, amikor a készülék maga működésben van, azaz terhelve van, vagy csak akkor van működtetve, ha a telepből egy adott áramértéket veszünk ki, például akkorát, amelyik a névleges áramot meghaladja. Ha például egy villamos jármű a gyorsulás során nagy áramot vesz ki a telepből, úgy célszerű a telepet ez alatt az idő alatt is vib« * • · ·««« • « • · · ·
- 11 ráció hatásának alávetni annak érdekében, hogy az ion tömegáramlást meggyorsítsuk, és ilymódon a telep által leadott áramot növelni tudjuk.
A 4. ábrán a találmány egy olyan példakénti kiviteli alakja látható, ahol a telep elrendezés, amelyekről a korábbiakban is szóltunk, hordozható adatátviteli berendezésben van alkalmazva. A 4. ábrán látható telep elrendezés az ábrán látható 30 rádiót táplálja, ez egy hordozható 30 rádió, amely kétutas adatátvitelt tesz lehetővé. Ilyen 30 rádiót gyárt például a Motorola is, amely akár vételi akár adó üzemmódban működni tud. A 30 rádió tartalmaz egy 31 vevőt és egy 32 adót, amelyek mint adatátviteli elemek lehetővé teszik, hogy a 30 rádió felől adatokat lehessen továbbítani illetőleg adatokat lehessen venni.
Vétel üzemmódban a hordozható 30 rádió 33 antennán keresztül veszi a jeleket. A 33 antenna egy 34 adás-vétel kapcsolón (T/R) keresztül van a 31 vevővel összekapcsolva. A 31 vevő a vett adatátviteli jeleket demodulálja, és mint hangfrekvenciás jelet a 36 hangszóróhoz továbbítja. Erre a célra a területen járta szakember bármilyen megoldást és bármilyen elemet alkalmazhat, beleértve az ábrán nem szereplő vezérlő elemeket is, amelyek adott esetben a hordozható 30 rádió helyes működését befolyásolják.
Adó üzemmódban a hang üzenőjel a 37 mikrofon felől van bevezetve, és önmagában ismert módon modulál egy vivőhullám jelet. A modulált vivőhullám jel a 33 antennára 34 adásvétel kapcsolón keresztül van csatlakoztatva. Ekkor a 34 • · ·
- 12 ·· · · ··»· • · ·
adás-vétel kapcsoló adó helyzetben van. A találmány szerinti telep elrendezés adott esetben úgy is csatlakoztatható a 30 rádióhoz, hogy egyúttal a tápfeszültségét is szolgáltatja.
A találmány szerinti eljárást az alábbiakban egy példán mutatjuk be, aholis a telep töltését valósítjuk meg.
Példa
Egy AA elemet veszünk, amelyet az Asahi Chemical Company töltött fel. A AA elem lítium ionos telep, ahol szén elektródokat alkalmaztak, és kapacitása 350 mAóra. Számítógépes vezérlésű, nagy felbontású telep-ciklus-ellenórző berendezést alkalmaztunk a telepnek a töltésére és kisütésére. A névleges feszültség 2,5 és 4,2 V közötti érték volt, és a telep töltöttségi állapotának adatait minden 10 percben összegyűjtöttük. A töltőáram 50-1000 mA közötti tartományban került felhasználásra mint szabályozási értékek. A telepet elhelyeztük a számítógépes vezérlésű töltőbe és egy ultrahangos tisztító berendezésbe, amelynek frekvenciája 31 KHz volt. Ezt a berendezést a Faber-Castell Corporation gyártja, 9999B modellje. A telepet az ultrahangos rezegtetés mellett különböző töltőáramokkal töltöttük. Minden egyes mérési eredményt szobahőmérsékleten végeztünk, és az eredmény az 5. ábrán látható. Az 5. ábrán látható, hogy a hagyományos és ismert töltő- és kisütő rendszerek esetében a kapacitás a növekvő áram vagy növekvő töltőáram függvényében csökken. Az 5. ábrán látható 500 görbe mutatja, hogy a kapacitásnak a ···«
- 13 hatása növekvő töltő/kisütő áram esetében csökken, az ábrán az 50, 100, 500 és 1000 mA-es áramok esetére látható a görbe. Az 520 görbén a vizsgálati eredmények láthatók úgy, hogy miközben ultrahanggal kevertük a telepet, az áramok 100, 200 és 300 mA ciklusokban változtak. 100% fölötti esetre is látható a telepnek a kihasználható vagy leadható kapacitása. A leadott kapacitás növekedése annak köszönhető, hogy az elektródok közötti elektroliton keresztül a pozitív ionok tömegtovábbításának növekedése következett be. A kényszer konvekció növeli azoknak a lítium ionoknak a számát, amelyek az elektródon le tudnak rakódni, továbbá növeli a lerakódásnak a hatásosságát is. Ilymódon tehát a telepnek a leadott kapacitása is növekszik.
Szakember számára nyilvánvaló, hogyha egy telepnek a leadott kapacitása nő, úgy az mindenképpen előnyös, és ha ez még egyúttal nagyobb töltési sebességgel is párosul, úgy ez már jelentős előnyt eredményez. Az ultrahangos keverés alkalmazása az ismert eljárásokhoz képest azért előnyös, mert az újratölthető telepekből kivehető teljesítmény növelhető.
A találmány szerinti megoldást példakénti kiviteli alakjai segítségével mutattuk be, számos olyan megoldás létezik azonban, amely szakember számára ismert, és lényegében a találmány szerinti megoldást alkalmazza, csak más elemek alkalmazásával .

Claims (10)

  1. Szabadalmi igénypontok
    1. Telep töltő rendszer azzal jellemezve, hogy tartalmaz újratölthető telepet (100), amely szilárd halmazállapotú elektrolittal (150) van ellátva, tápegységet (200), amely villamosán van az újratölthető telephez (100), annak töltésére csatlakoztatva;
    vibrátort (210), az újratölthető telep (100) vibrációjához, amely villamosán van a tápegységhez csatlakoztatva, és az újratölthető telep elrendezésbe van elhelyezve; továbbá a tápegység (200) a telepet töltőén és ezzel egyidejűleg a vibrátort (210) működtetőén van kiképezve.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti telep elrendezés azzal jellemezve, hogy az újratölthető telep (100) lítium telep.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti telep elrendezés azzal jellemezve, hogy a vibrátor (210) ultrahangos távadó.
  4. 4. Töltő elrendezés telep töltésére, amelynek adott névleges kapacitása van, és a benne lévő elektrolit nem folyékony azzal jellemezve, hogy a töltő el van látva egy töltőházzal (230) ;
    egy tápegységgel (200), a töltőházban (230) elhelyezett telep töltésére; a telepet és a tápegységet (200) összekapcsoló elemet és egy a töltőház (230) által hordozott vibrátort (210) tartalmaz, továbbá a vibrátor (210) mechanikai vibrációt biztosít a telep számára, a tápegység pedig a telepet a telep névleges áramánál nagyobb árammal töltőén van kiképezve.
  5. 5. Teleptartó elrendezés (400) azzal jellemezve, hogy el van látva egy házzal (250) , legalább egy, a házban (250) elhelyezett újratölthető teleppel, az újratölthető telepnek szilárd halmazállapotú elektrolitja van, és egy, a házban (250) elhelyezett, és az újratölthető telepet rezgésbe hozó vibrátorral (220) .
  6. 6. Telep kisütő elrendezés azzal jellemezve, hogy tartalmaz :
    szilárd halmazállapotú elektrolittal (150) kialakított telepet (100) ;
    a telephez villamosán csatlakoztatott, és abból teljesítményt leszívó villamos terhelést;
    vibrátort (210) a telep mechanikus vibrációjához, amely vibrátor (210) a telepen kívül helyezkedik el, továbbá a vibrátor villamosán van a telephez csatlakoztatva, és akkor van bekapcsolva, ha a telep terhelés alatt van.
  7. 7. Telep kisütő elrendezés azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy telepet, amely adott névleges kapacitással és nem folyadék elektrolittal rendelkezik;
    a telephez villamosán van egy a telepből az energiát elszívó villamos terhelés csatlakoztatva;
    vibrátort (210)a telep mechnaikus vibrációjának biztosítására és a vibrátor villamosán van a telephez csatlakoztatva, a ···· ·«.
    ·· terhelés működteti akkor, amikor a terhelés a telep névleges kapacitásánál nagyobb töltőáramot fogyaszt.
  8. 8. A 7. igénypont szerinti rendszer azzal jellemezve, hogy az újratölthető telep lítium telep.
  9. 9. Eljárás szilárd elektrolitot tartalmazó telep kisütésére, amely szilárd halmazállapotú elektrolittal van ellátva, és azzal jellemezve, hogy a telep kapacitását úgy növeljük, hogy akkor kapcsoljuk rá a terhelést, miközben a telepet rezgés alatt tartjuk.
  10. 10. Teleptartó elrendezés hordozható adatátviteli eszközökhöz azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy házat (250); legalább egy szilárd halmazállapotú elektrolitot (150) tartalmazó telepet (100), amely a házban (250)van elhelyezve, továbbá egy vibrátort (210), amely a házban (250) van elhelyezve és legalább az egyik telepcellához van csatlakoztatva .
HU9501533A 1992-11-25 1993-11-15 Battery charging and discharging system and corresponding method HUT76460A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/981,463 US5436548A (en) 1992-11-25 1992-11-25 Battery charging and discharging system and corresponding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HU9501533D0 HU9501533D0 (en) 1995-07-28
HUT76460A true HUT76460A (en) 1997-09-29

Family

ID=25528389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9501533A HUT76460A (en) 1992-11-25 1993-11-15 Battery charging and discharging system and corresponding method

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5436548A (hu)
EP (1) EP0671068A1 (hu)
JP (1) JPH08503807A (hu)
KR (1) KR950704845A (hu)
CN (1) CN1093202A (hu)
AU (1) AU671341B2 (hu)
CA (1) CA2148494C (hu)
CO (1) CO4180413A1 (hu)
CZ (1) CZ133595A3 (hu)
FI (1) FI952554A (hu)
HU (1) HUT76460A (hu)
IL (2) IL107148A (hu)
MX (1) MX9306683A (hu)
MY (1) MY109742A (hu)
TW (1) TW231383B (hu)
WO (1) WO1994013050A1 (hu)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629016A1 (en) * 1993-05-27 1994-12-14 Tai-Her Yang Vibration type bubble floating promotion means and device used during the process of battery charge/discharge
US5629599A (en) * 1994-05-31 1997-05-13 Motorola, Inc. Rechargeable battery-powered communication device having integral vibrating means
AU4733196A (en) * 1995-02-03 1996-08-21 Homer B.V. An electric energy source comprising acoustic vibration means
US5932991A (en) * 1997-01-31 1999-08-03 Georgia Tech Research Corporation System and method for battery charging with acoustic excitation
GB2333887A (en) * 1998-01-09 1999-08-04 Secr Defence Metal-Air Battery
JP4221636B2 (ja) * 2000-10-19 2009-02-12 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池の充電方法および充電装置
US6812656B2 (en) * 2002-02-27 2004-11-02 Railpower Technologies Corp. Sequenced pulse width modulation method and apparatus for controlling and powering a plurality of direct current motors
WO2005030550A1 (en) 2003-08-26 2005-04-07 Railpower Technologies Corp. A method for monitoring and controlling locomotives
US7064507B2 (en) 2004-02-17 2006-06-20 Railpower Technologies Corp. Managing wheel skid in a locomotive
WO2005097573A2 (en) 2004-03-30 2005-10-20 Railpower Technologies Corp. Emission management for a hybrid locomotive
WO2005114811A2 (en) * 2004-05-17 2005-12-01 Railpower Technologies Corp. Design of a large battery pack for a hybrid locomotive
WO2006020667A2 (en) * 2004-08-09 2006-02-23 Railpower Technologies Corp. Locomotive power train architecture
AU2005273975A1 (en) 2004-08-09 2006-02-23 Railpower Technologies Corp. Regenerative braking methods for a hybrid locomotive
EP1794875A2 (en) 2004-09-03 2007-06-13 Railpower Technologies Corp. Multiple engine locomotive configuration
DE112005003601A5 (de) * 2005-04-06 2008-03-20 Arnold, Jörg, Dr. Akkumulator
US7499748B2 (en) 2005-04-11 2009-03-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Transvascular neural stimulation device
US7518254B2 (en) * 2005-04-25 2009-04-14 Railpower Technologies Corporation Multiple prime power source locomotive control
US7617003B2 (en) * 2005-05-16 2009-11-10 Cardiac Pacemakers, Inc. System for selective activation of a nerve trunk using a transvascular reshaping lead
US7661370B2 (en) 2005-10-19 2010-02-16 Railpower, Llc Design of a large low maintenance battery pack for a hybrid locomotive
US7616990B2 (en) * 2005-10-24 2009-11-10 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable and rechargeable neural stimulator
US7670023B1 (en) * 2006-05-15 2010-03-02 Peterson Terry J Flashlight with photovoltaic power source
US8174371B2 (en) * 2006-09-01 2012-05-08 Schwieger Jeffrey L Portable vibrating device and method of use
US20080288132A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 General Electric Company Method of operating vehicle and associated system
US9197096B2 (en) 2012-01-19 2015-11-24 Apple Inc. Charging techniques for solid-state batteries in portable electronic devices
US10084331B2 (en) 2012-03-25 2018-09-25 Gbatteries Energy Canada Inc. Systems and methods for enhancing the performance and utilization of battery systems
US20140181547A1 (en) * 2012-12-26 2014-06-26 Nvidia Corporation Smart charging system for hybrid battery pack
US20140181540A1 (en) * 2012-12-26 2014-06-26 Nvidia Corporation Hybrid battery pack
US9761861B1 (en) 2013-06-25 2017-09-12 Quantumscape Corporation Pulse plating of lithium material in electrochemical devices
EP2894706A3 (en) * 2014-01-14 2015-12-23 Mykola Sherstyuk Systems and methods for enhancing the performance and utilization of battery systems
JP6183260B2 (ja) * 2014-03-26 2017-08-23 三菱自動車工業株式会社 二次電池の充電装置
DE102014225361A1 (de) 2014-12-10 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit integriertem Ultraschallerzeuger
JP6260835B2 (ja) * 2015-08-03 2018-01-17 トヨタ自動車株式会社 再利用可能な非水電解液二次電池の選別方法
US9589444B1 (en) 2015-10-14 2017-03-07 Slingmax Technologies LLC Electronic roundsling inspection, load monitoring and warning system
US10840725B2 (en) 2016-07-10 2020-11-17 Gbatteries Energy Canada Inc. Battery charging with charging parameters sweep
WO2018049178A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 The Regents Of The University Of California Acoustic wave based dendrite prevention for rechargeable batteries
WO2018165606A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Quantumscape Corporation Metal negative electrode ultrasonic charging
JP2019075306A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の充電装置、及び、リチウムイオン二次電池の充放電方法
US11069945B1 (en) 2018-07-06 2021-07-20 Atlis Motor Vehicles, Inc. Methods and apparatus for a battery and regulating the temperature of batteries
KR20200024587A (ko) * 2018-08-28 2020-03-09 영남대학교 산학협력단 리튬 이온 전지의 충전 장치 및 충전 방법
SE542758C2 (en) * 2018-09-11 2020-07-07 Scania Cv Ab Vibration-assisted charging of electrified vehicle batteries
SE543069C2 (en) 2018-12-07 2020-09-29 Scania Cv Ab Battery pack comprising thermal management system for generating vibration
CN111554988B (zh) * 2020-05-11 2021-05-07 江苏集萃华科智能装备科技有限公司 基于外加超声场的锂离子电池快充辅助方法及装置
CN113140818B (zh) * 2021-02-27 2022-09-06 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种锂金属电池预处理工艺及锂金属电池

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE346425B (hu) * 1970-10-09 1972-07-03 Asea Ab
US3923550A (en) * 1970-10-09 1975-12-02 Aga Ab Method and apparatus for avoiding dendrite formation when charging accumulator batteries
US3907603A (en) * 1973-01-29 1975-09-23 Meer Danilovich Kocherginsky Storage cell with dissoluble negative line electrodes
US3852652A (en) * 1973-08-06 1974-12-03 Motorola Inc Rapid battery charging system and method
US4015053A (en) * 1973-12-06 1977-03-29 Aktiebolaget Tudor Rechargeable electric accumulator cell with at least one zinc electrode
US3963976A (en) * 1974-07-08 1976-06-15 Utah Research & Development Co. Pulsed current battery charging method and apparatus
US3925098A (en) * 1974-11-27 1975-12-09 Electric Power Res Inst Positive electrode for electrical energy storage device
US4302714A (en) * 1979-04-27 1981-11-24 Yefsky Sheldon A Rechargeable battery charger system for charging testing, rejuvenation and preventative maintenance
US4388583A (en) * 1981-03-06 1983-06-14 Outboard Marine Corporation Battery charger with transducer for controlling charge rate
US4329406A (en) * 1981-03-27 1982-05-11 Dahl Ernest A Specific gravity transducer and battery performance indicator
JPS57180878A (en) * 1981-05-01 1982-11-08 Hiroshi Shimizu Battery device
SU995163A1 (ru) * 1981-10-05 1983-02-07 Харьковское Высшее Военное Командное Училище Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И. Устройство дл питани нагрузки
JPS5875766A (ja) * 1981-10-30 1983-05-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池の充電方法
US4636741A (en) * 1985-11-01 1987-01-13 Motorola, Inc. Multi-level power amplifying circuitry for portable radio transceivers
US4728877A (en) * 1986-06-10 1988-03-01 Adaptive Instruments Corp. Method and apparatus for improving electrochemical processes
US5115182A (en) * 1990-04-23 1992-05-19 Motorola, Inc. Battery charging controller for a battery powered device and method for using the same
US5360680A (en) * 1990-07-19 1994-11-01 Electric Fuel Limited Mechanically rechargeable electric batteries and anodes for use therein
JPH04274175A (ja) * 1991-02-28 1992-09-30 Fujitsu Ltd 充電方法およびその装置
US5378551A (en) * 1993-07-19 1995-01-03 Motorola, Inc. Rechargeable battery cell having integral vibrating means

Also Published As

Publication number Publication date
CN1093202A (zh) 1994-10-05
WO1994013050A1 (en) 1994-06-09
JPH08503807A (ja) 1996-04-23
AU671341B2 (en) 1996-08-22
HU9501533D0 (en) 1995-07-28
IL115038A0 (en) 1995-12-08
CO4180413A1 (es) 1995-06-07
US5436548A (en) 1995-07-25
FI952554A0 (fi) 1995-05-24
EP0671068A1 (en) 1995-09-13
CA2148494C (en) 1999-01-26
CZ133595A3 (en) 1996-02-14
FI952554A (fi) 1995-05-24
CA2148494A1 (en) 1994-06-09
IL107148A (en) 1996-09-12
TW231383B (hu) 1994-10-01
IL107148A0 (en) 1993-12-28
AU5669094A (en) 1994-06-22
KR950704845A (ko) 1995-11-20
MY109742A (en) 1997-05-31
MX9306683A (es) 1994-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUT76460A (en) Battery charging and discharging system and corresponding method
US6586909B1 (en) Parallel battery charging device
CA2231546C (en) Hybrid energy storage system
KR100224543B1 (ko) 일체형 진동 수단이 있는 재충전가능 배터리셀
US4680241A (en) Method for restoring the lost capacity of nickel batteries and batteries formed thereby
KR100859402B1 (ko) 배터리 셀을 지속 충전하기 위한 시스템 및 방법
JP2010539635A (ja) 車両ハイブリッドエネルギーシステム
KR19990044855A (ko) 저비율의 충전 배터리를 갖는 포터블 동력 공구
JPH08510088A (ja) 電気エネルギ蓄積装置ならびにその充電および放電方法
KR100512399B1 (ko) 배터리 팩
US7786734B2 (en) Method and device for regenerating batteries
JP2013012374A (ja) 電源システム
US6801017B2 (en) Charger for rechargeable nickel-zinc battery
US20040056640A1 (en) Method and device to resist sulfatizing in electric accumulators
US11011782B2 (en) Methods for self-heating induced healing of metal dendrites
US5629599A (en) Rechargeable battery-powered communication device having integral vibrating means
US20220380929A1 (en) Battery-powered electroplating barrel and methods of use
JP2002050407A (ja) 非水電解質二次電池およびその充放電制御方法
JPH10248171A (ja) 電源装置及び携帯端末装置
CN114628797A (zh) 用于铅酸蓄电池的脱硫的运动产生颗粒
EP3333964A1 (en) Treatment processes for electrochemical cells
Zyoud et al. Cycle recovery charging (CRC) methods for single used lead-acid batteries
KR20170028730A (ko) 전해액 함침 장치 및 시스템
WO2020045785A1 (ko) 리튬 이온 전지의 충전 장치 및 충전 방법
Schultze et al. Recent Improvements and Future Developments in Portable Batteries and their Associated Electronics

Legal Events

Date Code Title Description
DFD9 Temporary protection cancelled due to non-payment of fee