RU2050644C1

RU2050644C1 - Process of manufacture of lead-acid cell

Info

Publication number: RU2050644C1
Application number: RU9292016014A
Authority: RU
Inventors: С.Д. Селиверстов; Ю.Г. Маляров; Е.З. Котляр; Л.И. Осовская
Original assignee: Малое предприятие "Композит" при Научно-исследовательском аккумуляторном институте
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1992-12-31
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: electrochemical sources of energy. SUBSTANCE: active material of heterpolar electrodes is applied on to current taps, is dried, formed and heterpolar electrodes are separated by separators, are assembled into units and placed into case. Electrolyte is poured and cell is charged. Manufacturing process involves mixing of 50.0-99.0 per cent by mass of agidol and of 1.0-50.0 per cent by mass of bisulcofane in mixer at rotational speed 30-100 r. p.m. for the course of 5-30 s. When cell reaches charging degree equal to 35-70 per cent of charge of semi-unit of 0.02- 0.4 per cent by mass of mass of poured electrolyte is injected. Cell is cured for not less than 10 h and charging is continued. EFFECT: prolonged service life and improved electric and operational characteristics of cells. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении и "лечении" вышедших из строя по причине сульфатации свинцовых аккумуляторов. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture and "treatment" of failed due to sulfation of lead batteries.

Известен способ изготовления свинцового аккумулятора, заключающийся в изготовлении электродов с добавкой в отрицательный электрод BaSО₄ и БНФ, их сушке и формировании и сборке электродов в корпусе [1]
Изготовленный известным способом свинцовый аккумулятор имеет удовлетворительную удельную энергию, но срок его службы в условиях непрерывной эксплуатации (например, на автомашине-такси) не превышает 6-7 мес, что ограничивает его конкурентноспособность и применяемость.A known method of manufacturing a lead battery, which consists in the manufacture of electrodes with additives in the negative electrode BaSO ₄ and BNF, drying them and forming and assembling the electrodes in the housing [1]
A lead battery manufactured in a known manner has a satisfactory specific energy, but its service life under continuous operation (for example, by a taxi car) does not exceed 6-7 months, which limits its competitiveness and applicability.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления свинцового аккумулятора, включающий нанесение активного материала на токоотводы, сушку, формирование, сборку в блоки, заливку электролита, проведение контрольно-тренировочных циклов и введение фенолов в электролит (а также многих других веществ) [2]
Изготовленный по такому способу свинцовый аккумулятор обладает рядом преимуществ, а именно увеличивается срок службы аккумулятора, сохраняется или восстанавливается его емкость, предотвращается "спекание" пластин, т.е. замедляется укрупнение размеров частиц активного материала.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a lead battery, including applying active material to down conductors, drying, forming, assembling into blocks, pouring electrolyte, conducting control and training cycles and introducing phenols into the electrolyte (as well as many other substances ) [2]
A lead battery made in this way has several advantages, namely, the battery service life is increased, its capacity is maintained or restored, and “sintering” of the plates is prevented, i.e. coarsening of particle sizes of the active material slows down.

Однако следует отметить, что использование способа-прототипа лишь незначительно повышает электрические характеристики и срок службы свинцового аккумулятора, не позволяет стабилизировать положительное воздействие применяемых средств на работоспособность и срок службы свинцового аккумулятора, так как воздействие ограничивается малой остаточной концентрацией фенолов в электролите и расходованием адсорбированных радикалов фенолов при их окислении на положительном электроде, особенно при значительном перезаряде (потенциал окисления при этом велик). Все это предопредилило на практике неприменяемость данного способа при массовом изготовлении свинцового аккумулятора. However, it should be noted that the use of the prototype method only slightly increases the electrical characteristics and the service life of the lead battery, it does not stabilize the positive effect of the applied funds on the performance and service life of the lead battery, since the effect is limited by the low residual concentration of phenols in the electrolyte and the consumption of adsorbed phenol radicals when they are oxidized at the positive electrode, especially with significant recharging (oxidation potential I'm great at the same time). All this predetermined in practice the inapplicability of this method in the mass production of a lead battery.

Изобретение направлено на решение задачи увеличения срока службы и улучшения электрических и эксплуатационных характеристик свинцового аккумулятора. The invention is aimed at solving the problem of increasing the service life and improving the electrical and operational characteristics of a lead battery.

С этой целью производят нанесение активного материала на токоотводы, сушку, формирование, сборку в блоки с разделением разнополярных электродов сепараторами, установку в корпус, заливку электролита, проведение контрольно-тренировочных циклов, проведение подзаряда аккумулятора до степени заряженности, равной 35-70% степени заряженности полублока положительных электродов, берут пространственно-затрудненный фенол (ПЗФ), перемешивают его в смесителе при скорости 30-100 об/с в течение 5-30 с, вводят его в электролит по достижении указанной выше степени заряженности в количестве 0,02-0,4 мас. выдерживают аккумулятор не менее 10 ч и продолжают заряд аккумулятора. В качестве фенолов берут агидол-1 и бисалкофен БП при следующем соотношении компонентов, мас. Агидол-1 50-99 Бисалкофен 1-50
Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления свинцового аккумулятора отличается тем, что в качестве фенола берут ПЗФ, производится совместное введение двух ПЗФ в аккумуляторе с электродами уже разработанной стабилизированной структуры, соотношение которых (ПЗФ) обеспечивает, как показала опытная проверка, максимальный синергический эффект, проявляющийся в резком увеличении эффективности смеси двух компонентов, большей суммы эффективностей при использовании каждого компонента в отдельности. Элементами новизны обладают также способы введения ПЗФ, соотношение вводимых ПЗФ и электролита и способ приготовления смеси ПЗФ. Таким образом, заявляемый способ является новым.For this purpose, the active material is applied to down conductors, dried, formed, assembled into blocks with separation of bipolar electrodes by separators, installed in a housing, filled with electrolyte, carried out control and training cycles, recharged the battery to a degree of charge equal to 35-70% of the degree of charge half-block of positive electrodes, take spatially hindered phenol (PZF), mix it in the mixer at a speed of 30-100 r / s for 5-30 s, introduce it into the electrolyte after reaching the above st degree of charge in an amount of 0.02-0.4 wt. withstand the battery for at least 10 hours and continue to charge the battery. As phenols take agidol-1 and bisalkofen BP in the following ratio of components, wt. Agidol-1 50-99 Bisalkofen 1-50
A comparative analysis of the proposed method with the prototype shows that the inventive method for manufacturing a lead battery is characterized in that PZF is taken as phenol, two PZP are combined in the battery with electrodes of an already developed stabilized structure, the ratio of which (PZP) provides, as shown by experimental verification, maximum synergistic effect, manifested in a sharp increase in the effectiveness of a mixture of two components, a greater amount of efficiency when using each comp nent basis. The novelty elements are also possessed by the methods of introducing PZP, the ratio of the introduced PZP and electrolyte, and the method of preparing the mixture of PZF. Thus, the claimed method is new.

Предложенный способ заключается в следующем. The proposed method is as follows.

Порошки в заданной пропорции перемешивают с одновременным измельчением в высокооборотном миксере-смесителе с частичным агломерированием частиц двух компонентов. Затем производят подзаряд аккумулятора, вводят порошкообразный активный материал в предлагаемом соотношении в электролит также в предлагаемом соотношении к изначальной массе электролита, выдерживают свинцовый аккумулятор в течение не менее 10 ч и продолжают заряд и далее штатную эксплуатацию. Powders in a predetermined proportion are mixed with simultaneous grinding in a high-speed mixer-mixer with partial agglomeration of particles of two components. Then the battery is recharged, the powdered active material is introduced in the proposed ratio into the electrolyte also in the proposed ratio to the initial mass of the electrolyte, the lead battery is held for at least 10 hours and the charge continues and then regular operation continues.

Ниже приводятся примеры конкретной реализации предлагаемого способа изготовления свинцового аккумулятора. The following are examples of specific implementations of the proposed method for manufacturing a lead battery.

П р и м е р 1. Берут порошки бисалкофена 1 мас. и агидола-1 99 мас. перемешивают их в смесителе при скорости вращения 100 об/с в течение 5 с и вводят в электролит свинцового аккумулятора при его степени заряженности, равной 35% заряженности полублока положительных электродов, в количестве 0,02 мас. от массы залитого электролита, выдерживают в течение 10 ч, после чего продолжают заряд. PRI me R 1. Take powders of bisalkofen 1 wt. and agidol-1 99 wt. they are mixed in a mixer at a rotation speed of 100 r / s for 5 s and introduced into the electrolyte of a lead battery with its charge level equal to 35% of the charge of a half-block of positive electrodes in an amount of 0.02 wt. by weight of the filled electrolyte, incubated for 10 hours, after which they continue to charge.

П р и м е р 2. Берут порошки в соотношении бисалкофена 25 мас. и агидола-1 75 мас. перемешивают их в смесителе при скорости 65 об/с в течение 15 с и также вводят в электролит свинцового аккумулятора при его заряженности, равной 50% заряженности полублока положительных электродов, в количестве 0,2 мас. от массы залитого электролита, выдерживают аккумулятор в течение 40 ч, после чего продолжают заряд. PRI me R 2. Take powders in the ratio of bisalkofen 25 wt. and agidol-1 75 wt. mix them in a mixer at a speed of 65 rpm for 15 s and also introduce a lead battery into the electrolyte when it is charged equal to 50% charge of a half block of positive electrodes in an amount of 0.2 wt. by weight of the filled electrolyte, the battery is maintained for 40 hours, after which the charge is continued.

П р и м е р 3. Берут те же порошки, что и в примере 1, но в соотношении соответственно по 50 мас. каждого, перемешивают их в смесителе при скорости 30 об/с в течение 30 с и вводят в электролит свинцового аккумулятора при его заряженности, равной 70% заряженности полублока положительных электродов, в количестве 0,4 мас. от массы залитого электролита, выдерживают аккумулятор в течение 72 ч, после чего продолжают заряд. PRI me R 3. Take the same powders as in example 1, but in the ratio, respectively, of 50 wt. each, they are mixed in a mixer at a speed of 30 r / s for 30 s and introduced into the electrolyte of a lead battery with its charge equal to 70% of the charge of a half-block of positive electrodes in an amount of 0.4 wt. by weight of the filled electrolyte, the battery is held for 72 hours, after which the charge is continued.

П р и м е р 4. Берут те же порошки, что и в примере 1, но в соотношении соответственно бисалкофена 0,5 мас. и агидола-1 99,5 мас. перемешивают их в смесителе при скорости 105 об/с в течение 4 с и вводят в электролит свинцового аккумулятора при его заряженности, равной 30% заряженности полублока положительных электродов, в количестве 0,015 мас. от массы залитого электролита, выдерживают аккумулятор в течение 9 ч, после чего продолжают заряд. PRI me R 4. Take the same powders as in example 1, but in the ratio, respectively, of bisalkofen 0.5 wt. and agidol-1 99.5 wt. they are mixed in a mixer at a speed of 105 r / s for 4 s and introduced into the electrolyte of a lead battery with its charge equal to 30% of the charge of a half-block of positive electrodes in an amount of 0.015 wt. by weight of the filled electrolyte, the battery is held for 9 hours, after which the charge is continued.

П р и м е р 5. Берут те же порошки, что и в примере 1, но в соотношении соответственно бисалкофена 51 мас. и агидола-1 49 мас. перемешивают их в смесителе при скорости 25 об/с в течение 35 с и вводят в электролит свинцового аккумулятора при его заряженности, равной 75% заряженности полублока положительных электролитов, в количестве 0,41 мас. от массы залитого электролита, выдерживают аккумулятор в течение 5 ч, после чего продолжают заряд. PRI me R 5. Take the same powders as in example 1, but in a ratio of respectively bisalkofen 51 wt. and agidol-1 49 wt. they are mixed in a mixer at a speed of 25 r / s for 35 s and introduced into the electrolyte of a lead battery with its charge equal to 75% of the charge of a half-block of positive electrolytes in an amount of 0.41 wt. by weight of the filled electrolyte, the battery is held for 5 hours, after which the charge is continued.

Были изготовлены шесть групп свинцовых аккумуляторов типа 6СТ55. Первые пять групп изготовили по предлагаемому способу в соответствии с примерами 1-5. Аккумуляторы шестой группы были изготовлены по серийной технологии (способ-аналог 1), но в электролит аккумуляторов шестой группы не вводились ПЗФ. Six groups of 6ST55 type lead batteries were manufactured. The first five groups were made by the proposed method in accordance with examples 1-5. The batteries of the sixth group were manufactured using serial technology (method-analogue 1), but PZF were not introduced into the electrolyte of the batteries of the sixth group.

Испытания свинцовых аккумуляторов производились в процессе опытной эксплуатации. После введения ПЗФ был проведен контрольно-тренировочный цикл (КТЦ) с определением емкости, среднеразрядного напряжения и эффективности приема заряда. После 3, 6, 8, 12, 16 и 24 мес опытной эксплуатации производились КТЦ с определением тех же параметров. По истечении первых 90 сут эксплуатации замерялся уровень электролита аккумуляторов всех вариантов. Эксплуатация в это время производилась без доливки воды. Tests of lead batteries were carried out during trial operation. After the introduction of the PZF, a control and training cycle (CTC) was carried out with the determination of the capacitance, medium discharge voltage, and charge reception efficiency. After 3, 6, 8, 12, 16 and 24 months of trial operation, KTZs were produced with the same parameters determined. After the first 90 days of operation, the electrolyte level of the batteries of all options was measured. Operation at this time was carried out without adding water.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Таким образом, реализация первых трех примеров предлагаемого способа изготовления свинцового аккумулятора позволяет повысить в два раза срок службы аккумуляторов, повысить среднеразрядное напряжение на 15% выкипаемость электролита на 50% Thus, the implementation of the first three examples of the proposed method for manufacturing a lead battery can double the battery life, increase the average discharge voltage by 15%, the electrolyte boiling point by 50%

Claims

1. METHOD FOR MANUFACTURE OF LEAD ACCUMULATOR, including applying active material to down conductors, drying, forming, assembling into blocks with separation of bipolar electrodes by separators, installation in a housing, pouring electrolyte, conducting control and training cycles and introducing phenols, characterized in that as phenol take spatially hindered phenol, mix it in a mixer at a speed of 30,100 rpm / s for 5 to 30 s, introduce it into the electrolyte when the battery reaches a charge level of 35–70% maskers semiblock positive electrode in an amount of 0.02 0.4 mass flooded electrolyte, kept for at least 10 hours and continue to charge.

2. The method according to claim 1, characterized in that as phenols take agidol-1 and bisalkofen BP in the following ratio of components, wt.

Agidol-1 50 99
Bisalkofen 1 50