RU20290U1 - Активный аккумулятор - Google Patents

Abstract

1. Активный аккумулятор, содержащий корпус, нижняя часть которого снабжена шламовым пространством и донными призмами, разделен перегородками на ячейки, внутри которых размещены электродные блоки с положительными и отрицательными пластинами, разделенными сепараторами, а верхние части пластин приварены к бареткам со штырями-токоотводами и соединены в батарею, дном и верхней крышкой с заливными отверстиями и токовыводами, отличающийся тем, что каждый из сепараторов выполнен из пьезокерамического материала с множеством больших отверстий, снабжен токовыводом с разъемным контактом, расположенным на крышке корпуса аккумулятора.2. Активный аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что каждый из сепараторов выполнен из титаната бария с добавлением цезия.

Description

2001118174

III

г t) рг 1 i т a 1 7 4

МПК в 60 R 16/04

АКТИВЕЙВЙ АККУМУЛЯТОР

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для активизации работы химических источников постоянного тока, например, аккумуляторов, преимущственно в осенне-зимний их использования на транспортных средствах.

В насто$эщее время известны различные типы химических источников тока (далее ХИТ), например, никель-кадмиевые аккумуляторы, состоящие из пластмассового корпуса, внутри которого размещены злектродные блоки с отрицательными и положительными электродами. Токоотводы отдельных электродов приварены сваркой к отдельным мостикам, составляющим одно целое с токовыводящим борном. Сборку проводят со стороны дна корпуса, которое потом приваривают к корпусу, причем между дном и нижними торцами электродов оставляют небольшое пространство для накопления активной массы. Крышку с заливным отверстием, снабженную токовыводами, также наглухо приваривают к корпусу С 1 Известна конструкция свинцового аккумулятора, взятого в качестве прототипа, состоящая из корпуса, выполненного в форме моноблока, разделенного перегородками на 6, 12 или 24 ячейки, соответственно, для 6-и, 12-и или 24-вольтовой батареи, нижняя часть моноблока снабжена донными призмами, предназначенными для упора на них ножек пластин. В каждой ячейке размещены отрицательные и положительные пластины, верхние части которых приварены к бареткам (перемычкам), имеющим вертикальный штырь-токовывод, между отрицательными и положительными пластинами расположены сепараторы, выполненные из диэлектрических материалов и представляющие собой решетки с большими отверстиями. Сепараторы выполняют несколько функций, таких как: механически разделяют электроды от короткого замыкания, удерживают активную массу на электродах, предупреждают ее выкрашивание и осыпание. Нижняя часть моноблока снабжена шламовым пространством, в котором накапливается отвалившаяся от электродов активная масса. Сборку проводят со стороны дна корпуса, которое потом приваривают к корпусу. Крьшаку с заливными отверстиями;, снабженную токовыводами, также наглухо приваривают к корпусу . 2 3.

Однако, как в первом, так и во втором технических решениях, при их использовании (например, в автомобилях), особенно в осенне-зимний период, тратится огромный стартерный ток разряда, вырабатываемый аккумулятором при пуске холодного двигателя, причем плотность электролита около электродов быстро падает, а скорость его диффузионного перемешивания очень низкая, поэтому после нескольких пробных пусков двигателя автомобиля, аккумулятор оказывается разряженным и требует подзарядки. Во-вторых, при температуре - 15°С и ниже аккумуляторная батарея отказывается воспринимать заряд. Таким образом, несколько коротких поездок - и без прикуривания или буксира не обойтись.

Целью предлагаемого технического решения является повышение активности аккумуляторной батареи при использовании ее на транспортном средстве в осенне-зимний период.

Поставленная цель достигается тем, что активный аккумулятор , содержащий корпус, выполненный в форме моноблока из диэлектрического материала, нижняя часть которого снабжена шламовым пространством и донными призмами, разделенными перегородками на ячейки, в которых размещены электродные блоки с положительными и отрицательными пластинами, разделенными сепаратора2

- -

ми, а верхние части которых приварены к бареткам, снабженным штырями-токовыводами, соединенными в батарею, дном и верхней крышкой с заливными отверстиями и токовыводами, снабжен сепараторами, выполненными из пьезокерамического материала, способного излучать ультразвуковые колебания и одновременно нагреваться до заданного предела при подключении их к источнику питания. Излучаемые сепараторами, размещенными между положительными и отрицательными пластинами, УЗ-колебания резко повышают диффузионную способность электролита, что способствует быстрому повышению его потенциала около пластин (электродов), а способность их к нагреву до заданного предела, достигаемого за счет физических свойств используемого материала, позволяет обрести такое свойство аккумулятора, как способность его воспринимать заряд при отрицательной температуре, что и повышает ее активность при использовб1нии в осенне-зимний период.

Использование в конструкции аккумулятора предлагаемых сепараторов, которые, помимо своих ранее известных свойств, обладают и новыми свойствами, такими как способность излучать УЗ-колебания с одновременным нагревом до заданного уровня, соответствует такому критерию полезной модели, как новизна.

На фиг.1 изображен общий вид активного аккумулятора; на фиг.2 - пьезокерамический сепаратор активного аккумулятора.

Активный аккумулятор состоит из корпуса 1 (фиг.1), выполненного в виде моноблока из диэлектрического материала, нижняя часть которого снабжена донными призмами 5, между которыми образованы шламовые пространства. Корпус 1 разделен перегородками на 3 или 6 ячеек, соответственно, для 6-и или 12-вольтовой батареи. Электродный блок помещен в ячейках, крайними всегда являются отрицательные электроды 2. Пластины приварены к баретке (перемычке) 6, имеющей вертикальный штырь-токовывод 9. Между

сю/// /}У

- 3 отрицательными и положительными пластинами 4 расположены пьезокерамические сепараторы 3, выполненные из титаната бария (TiBaO) с добавлением цезия. Количество цезия таково, что обеспечивает нагрев пьезокерамических сепараторов при подаче на них напряжения до + за - 0,8 - 1,0 минуты. Дальнейший нагрев их не происходит, т.к. за счет физических свойств данного материала омическое сопротивление сепараторов увеличивается скачкообразно до бесконечности и восприятие потенциала напряжения сепараторами прекращается, т.е. их температура, достигнув + , стабилизируется и остается неизменной. Данное свойство позволяет быстро нагреть электролит до состояния, когда батарея будет воспринимать зарядку. Кроме того, параллельно с нагревом пьезокерамические сепараторы излучают ультразвуковые колебания, которые активизируют диффузионный процесс злектролита вокруг положительных и отрицательных пластин, что значительно повышает силу стартерного тока, отдаваемого батареей при пуске холодного двигателяJ;транспортного средства. Каждый пьезокерамический сепё-ратор-З;имеет токовывод 11 (фиг.2), снабженный контактом 12 для подключения к - нему напряжения. Напряжение, подключенное к контактам 12, может быть различным, например,-12 В, взятое от аккумулятора, В, взятое от бытовой сети. Величина напряжения в данном случае не имеет значения, значение имеет величина заданной температуры и, соответственно, омическое сопротивление пьезокерамического сепаратора 3. Пьезокерамические сепараторы (в нашем случае) представляют собой решетки с большими отверстиями до 7 мм. Такие сепараторы мало экранируют пластины и не обладают никакой задерживающей способностью, они химически инертны и достаточно устойчивы. Отрицательные и положительные пластины 4 (фиг.1) в нижней части 11меют ножки, которые опираются на специальные выступы на дне моноблока

- 4 донные призмы 5. В результате образуется шламовое пространство, в котором накапливается отвалившаяся от электродов активная масса. В крышке имеются два отверстия 10 для штырей-токовыводов 9. Отверстия 10 используются как вентиляционные пробки, которые обеспечивают выход газов при саморазрядке. Это же отверстие служит для доливки злектролита. Отдельные банки соединены между собой последовательно свинцовыми перемычками 8. Расстояние между верхними кромками пластин крышкой 7 составляет не менее 20 мм. Это расстояние необходимо для компенсации колебаний уровня злектролита и при сильном газовыделении в конце заряда.

При эксплуатации активного аккумулятора необходимо следить за соблюдением полярности и эа надежностью контактов. В осеннезимний период, перед тем как завести холодный двигатель, необходимо на короткое время (1 - 1,5 мин) подать напряжение на токовыводы 11 для того, чтобы повысить температуру электролита до + 30 С, после чего токоотдача аккумулятора значительно возрастет и будет достаточной для завода холодного двигателя. Аккумуляторная батарея работает в буферном режиме.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить активность аккумуляторной батареи за счет использования пьезокерамических сепараторов, способных излучать ультразвуковые колебания, повышающие диффузионную способность злектролита и, одновременно, его нагрева до заданного предела.

)Y

- 5

Claims (2)

1. Активный аккумулятор, содержащий корпус, нижняя часть которого снабжена шламовым пространством и донными призмами, разделен перегородками на ячейки, внутри которых размещены электродные блоки с положительными и отрицательными пластинами, разделенными сепараторами, а верхние части пластин приварены к бареткам со штырями-токоотводами и соединены в батарею, дном и верхней крышкой с заливными отверстиями и токовыводами, отличающийся тем, что каждый из сепараторов выполнен из пьезокерамического материала с множеством больших отверстий, снабжен токовыводом с разъемным контактом, расположенным на крышке корпуса аккумулятора.

2. Активный аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что каждый из сепараторов выполнен из титаната бария с добавлением цезия.