RU2059985C1

RU2059985C1 - Method for manufacturing of nickel-iron accumulator battery

Info

Publication number: RU2059985C1
Application number: RU9494017154A
Authority: RU
Inventors: Л.К. Григорьева; В.Н. Медведков; А.П. Павлов; В.Х. Станьков; А.Б. Скворцова; С.П. Чижик; В.В. Чепкунов
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Павлов и Павлов"
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: alkali accumulators. SUBSTANCE: method involves loading accumulator with electrolyte and running charge- discharge cycles. Charging is performed at direct current, which is factor of 0.1-0.4 of normal capacity, pressure is pumped down by 0.1-15 kPa. EFFECT: increased functional capabilities. 2 cl

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве щелочных аккумуляторов с железными электродами. The invention relates to electrical engineering and can be used in the production of alkaline batteries with iron electrodes.

Известен способ формирования никель-железного аккумулятора путем проведения заряд/разрядных циклов при 5-часовом режиме разряда [1] Указанный способ формирования обладает малой эффективностью и требует больших затрат времени. A known method of forming a Nickel-iron battery by conducting charge / discharge cycles with a 5-hour discharge mode [1] This method of formation has low efficiency and is time consuming.

Из известных способов формирования наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ формирования никель-железного аккумулятора, включающий заправку аккумулятора электролитом и проведение заряд/разрядных циклов. Заряд ведут постоянным током до достижения заданного напряжения. Затем осуществляется разряд до заданного напряжения, обычно до 1,0 В. Заряд/разрядные циклы повторяют несколько раз до достижения заданной емкости [2]
Недостатком данного способа формирования является значительная трудоемкость и низкая эффективность.Of the known methods of forming the closest in combination of essential features is a method of forming a Nickel-iron battery, including charging the battery with electrolyte and conducting charge / discharge cycles. The charge is conducted by direct current until the specified voltage is reached. Then the discharge is carried out to a given voltage, usually up to 1.0 V. The charge / discharge cycles are repeated several times until the specified capacity is reached [2]
The disadvantage of this method of formation is the significant complexity and low efficiency.

Задачей изобретения является создание способа формирования никель-железного аккумулятора, обладающего высокой эффективностью и требующий небольших затрат времени. The objective of the invention is to provide a method of forming a Nickel-iron battery with high efficiency and requiring little time.

Указанный технический результат достигается тем, что после заполнения аккумулятора электролитом заряд аккумулятора ведут постоянным током, составляющим 0,1-0,4 от номинальной емкости при одновременном вакуумировании до разряжения 0,1-15 кПа. The specified technical result is achieved by the fact that after filling the battery with electrolyte, the battery is charged with a constant current of 0.1-0.4 from the nominal capacity while evacuating to a vacuum of 0.1-15 kPa.

Проведение зарядного цикла при одновременном вакуумировании позволяет повысить эффективность заряда аккумулятора и снизить трудозатраты. Эффективность заряда повышается за счет удаления выделяющихся при заряде газовых пузырей, мешающих протеканию тока и доступу электролита к активной массе электродов. Проведение заряда при вакуумировании позволяет достичь номинальной емкости за один формировочный цикл. Предлагаемый диапазон зарядных токов обеспечивает оптимальность процесса. При токе меньшем 0,1 С_н время заряда очень велико, что затягивает процесс формирования. При токе, превышающем 0,4 С_н, происходит сильный разогрев электролита и очень бурное газовыделение. Это приводит к разрушению активной массы и снижает эффективность заряда. Проведение заряда при разрежении меньшем 0,1 кПа не дает эффекта, так как при этом не обеспечивается надежное удаление образующихся газов. Заряд при разрежении, превышающем 15 кПа, не дает дальнейшего повышения эффективности, а требует более мощного насоса, что усложняет процесс формирования и увеличивает затраты мощности.Conducting a charge cycle while evacuating allows you to increase the battery charge efficiency and reduce labor costs. The charge efficiency is increased by removing gas bubbles released during charging, which interfere with the flow of current and the access of the electrolyte to the active mass of the electrodes. Carrying out the charge during evacuation allows you to achieve the nominal capacity in one forming cycle. The proposed range of charging currents ensures process optimality. At a current less than 0.1 C _n the charge time is very long, which delays the formation process. At a current exceeding 0.4 C _n , there is a strong heating of the electrolyte and a very rapid gas evolution. This leads to the destruction of the active mass and reduces the charge efficiency. Carrying out a charge with a vacuum less than 0.1 kPa does not give an effect, since this does not ensure reliable removal of the gases formed. The charge at a vacuum exceeding 15 kPa does not give a further increase in efficiency, but requires a more powerful pump, which complicates the formation process and increases the cost of power.

Проведенный анализ уровня техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного изобретения критерию "новизна". The analysis of the prior art showed that the proposed set of essential features set forth in the claims is unknown, which allows us to conclude that the proposed invention meets the criterion of "novelty."

Для проверки соответствия предложенного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предложенного изобретения. To verify the conformity of the proposed invention to the criterion of "inventive step", an additional search was carried out for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the proposed invention from the prototype.

Установлено, что известен способ заряда аккумулятора при вакуумировании [3] Однако этот способ относится к герметичным аккумуляторам системы никель-кадмий или свинцовым аккумуляторам. Заряд проводится при постоянном напряжении и стабилизированном разряжении, обеспечивающими рекомбинацию выделяющегося кислорода. Рассматриваемый способ заряда обеспечивает достижение другого технического результата и применим лишь для герметичных аккумуляторов. Для никель-железного аккумулятора этот способ не пригоден. It has been established that a method of charging a battery during evacuation is known [3]. However, this method relates to sealed batteries of a nickel-cadmium system or lead batteries. The charge is carried out at constant voltage and stabilized discharge, ensuring the recombination of the released oxygen. The considered method of charging ensures the achievement of another technical result and is applicable only to sealed batteries. This method is not suitable for a nickel-iron battery.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". Based on the analysis, we can conclude that the proposed invention meets the criterion of "inventive step".

П р и м е р практической реализации: изготовлен макетный образец никель-железного аккумулятора емкостью ≈1 А · ч, содержащий один железный и два окисноникелевых электрода размером 40х60 мм, разделенные полипропиленовым сепаратором толщиной 3 мм. Аккумулятор заправлялся раствором гидроокиси калия плотностью 1,23 г/см³ и выдерживался в течение часа для пропитки электродов. К полости аккумулятора подключался водоструйный вакуумный насос. Заряд аккумулятора проводился током 0,4 А при разряжении 10 кПа в течение 5 ч. Разряд аккумулятора проводился током 0,7 А до напряжения 0,9 В. Отдаваемая емкость составила 1,2 А · ч. После первого формировочного цикла аккумулятор достиг номинальной емкости. При формировании аккумулятора по методике прототипа номинальная емкость достигается только после четырех формировочных циклов.EXAMPLE of practical implementation: a prototype nickel-iron battery with a capacity of ≈1 Ah was manufactured, containing one iron and two oxide-nickel electrodes 40 × 60 mm in size, separated by a 3 mm thick polypropylene separator. The battery was charged with a solution of potassium hydroxide with a density of 1.23 g / cm ³ and held for an hour to impregnate the electrodes. A water-jet vacuum pump was connected to the cavity of the battery. The battery was charged with a current of 0.4 A at a discharge of 10 kPa for 5 hours. The battery was discharged with a current of 0.7 A to a voltage of 0.9 V. The delivered capacity was 1.2 Ah. After the first forming cycle, the battery reached its rated capacity . When the battery is formed by the method of the prototype, the nominal capacity is achieved only after four forming cycles.

Таким образом, предлагаемый способ формирования никель-железного аккумулятора повышает эффективность формирования и значительно уменьшается требуемое время. Полученные данные подтверждают возможность практической реализации предлагаемого способа формирования с достижением предлагаемого технического результата. Thus, the proposed method of forming a nickel-iron battery increases the efficiency of formation and significantly reduces the required time. The data obtained confirm the possibility of practical implementation of the proposed method of formation with the achievement of the proposed technical result.

Следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". Therefore, the proposed invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. METHOD FOR FORMING A NICKEL-IRON BATTERY, including charging with electrolyte and conducting charge-discharge cycles, characterized in that the charging cycle is carried out while vacuuming the battery.

2. The method according to claim 1, characterized in that the charging cycle is carried out at a constant current of 0.1 to 0.4 of the nominal capacity, with a vacuum of 0.1 to 15.0 kPa.