RU2460182C1 - Method of accelerated generation of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by charging with asymmetrical current - Google Patents
Method of accelerated generation of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by charging with asymmetrical current Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460182C1 RU2460182C1 RU2011109052/07A RU2011109052A RU2460182C1 RU 2460182 C1 RU2460182 C1 RU 2460182C1 RU 2011109052/07 A RU2011109052/07 A RU 2011109052/07A RU 2011109052 A RU2011109052 A RU 2011109052A RU 2460182 C1 RU2460182 C1 RU 2460182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- discharge
- capacity
- capacitance
- pulses
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам формирования емкости химических источников тока, и может быть использовано для формирования емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей перед вводом в эксплуатацию при изготовлении.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to methods for forming the capacity of chemical current sources, and can be used to form the capacity of closed nickel-cadmium batteries and rechargeable batteries before commissioning in the manufacture.
Известен способ ускоренного формирования и восстановления емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторных батарей при помощи заряда асимметричным током [патент РФ №2313864, H01M 10/44, H02J 7/10, 2007], в котором с целью сокращения времени формирования и восстановления емкости никель-кадмиевых батарей формирование и восстановление емкости проводят, заряжая аккумуляторные батареи асимметричным током с чередованием зарядного и разрядного импульсов, заключающийся в проведении заряда разнополярными импульсами тока со стабилизированными амплитудами разрядного и зарядного импульсов 3÷4, при длительности зарядного импульса 220÷20 мс и разрядного импульса 15÷5 мс с паузами между ними 0÷2 мс. Амплитуды зарядного импульса численно равны 0,2÷0,6 от номинальной емкости. Процесс заряда прекращают при сообщении аккумулятору 120÷150% номинальной емкости, что прерывает основной процесс преобразования активной массы электродов. Это приводит к снижению прироста разрядной емкости от цикла к циклу, и как следствие, к увеличению числа зарядно-разрядных циклов, необходимых для набора номинальной емкости, т.е. увеличивается общее время формирования и восстановления емкости.There is a method of accelerated formation and recovery of the capacitance of closed nickel-cadmium storage batteries using an asymmetric current charge [RF patent No. 2313864, H01M 10/44, H02J 7/10, 2007], in which, in order to reduce the time of formation and recovery of the capacity of nickel-cadmium The formation and restoration of capacitance of the batteries is carried out by charging the batteries with an asymmetric current with alternating charging and discharge pulses, which consists in carrying out a charge with bipolar current pulses with stabilized amplitudes and discharge and charging pulses 3 ÷ 4, with a duration of a charging pulse of 220 ÷ 20 ms and a discharge pulse of 15 ÷ 5 ms with pauses between them of 0 ÷ 2 ms. The amplitudes of the charging pulse are numerically equal to 0.2 ÷ 0.6 of the nominal capacity. The charge process is stopped when 120 ÷ 150% of the nominal capacity is reported to the battery, which interrupts the main process of converting the active mass of the electrodes. This leads to a decrease in the growth of discharge capacity from cycle to cycle, and as a result, to an increase in the number of charge-discharge cycles necessary to set the nominal capacity, i.e. the total time of formation and restoration of capacity increases.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату является способ ускоренного формирования емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов [заявка на изобретение №2009112766/09, H01M 10/44, 2010], в котором заряд аккумулятора проводят асимметричным импульсным током с чередованием зарядного и разрядного импульсов, заключающийся в проведении заряда разнополярными импульсами тока со стабилизированными амплитудами разрядного и зарядного импульсов при соотношении амплитуд разрядного и зарядного импульсов 3÷4, при длительности зарядного импульса 200÷240 мс и разрядного импульса 10÷20 мс с паузами между ними 0÷2 мс, амплитуды зарядного импульса численно равны 0,2÷0,8 от номинальной емкости, процесс заряда на первых циклах формирования и восстановления емкости прекращают при сообщении аккумулятору 250÷500% номинальной емкости, процесс заряда на последующих циклах прекращают при сообщении аккумулятору 120÷250% номинальной емкости. Недостатком данного способа является отсутствие возможности замены электролита во время проведения первого цикла формирования емкости. Заряд первого цикла проводится с применением электролита, использующегося для пропитки аккумуляторов после изготовления. Однако плотность электролита, используемого для пропитки аккумуляторов после изготовления, ниже плотности электролита, применяемого во время формирования емкости. Это приводит к снижению прироста разрядной емкости от цикла к циклу. И, как следствие - к увеличению числа зарядно-разрядных циклов, необходимых для набора номинальной емкости, т.е. увеличивается общее время формирования и восстановления емкости.The closest to the proposed technical solution for the greatest number of similar features and achieved when using the result is a method for accelerated formation of the capacity of closed nickel-cadmium batteries [application for invention No. 2009112766/09, H01M 10/44, 2010], in which the battery charge is carried out by an asymmetric pulse current alternating charging and discharge pulses, which consists in carrying out a charge by bipolar current pulses with stabilized amplitudes of the discharge and charging pulses at the ratio of the amplitudes of the discharge and charge pulses 3–4, with a duration of the charge pulse of 200–240 ms and the discharge pulse of 10–20 ms with pauses between them of 0–2 ms, the amplitudes of the charge pulse are numerically equal to 0.2–0.8 of the nominal capacity, the charge process in the first cycles of capacity formation and restoration is stopped when 250 ÷ 500% of the nominal capacity is reported to the battery, the charge process in the subsequent cycles is stopped when 120 ÷ 250% of the nominal capacity is reported to the battery. The disadvantage of this method is the inability to replace the electrolyte during the first cycle of capacity formation. The charge of the first cycle is carried out using an electrolyte used to impregnate the batteries after manufacture. However, the density of the electrolyte used to impregnate the batteries after manufacture is lower than the density of the electrolyte used during capacity formation. This leads to a decrease in the growth of discharge capacity from cycle to cycle. And, as a result, to an increase in the number of charge-discharge cycles necessary to set the nominal capacity, i.e. the total time of formation and restoration of capacity increases.
Задачей заявленного изобретения является сокращение общего времени формирования емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей.The objective of the claimed invention is to reduce the total formation time of the capacitance of closed nickel-cadmium batteries and storage batteries.
Поставленная задача решается тем, что в известный способ ускоренного формирования емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей при помощи заряда асимметричным током с чередованием зарядного и разрядного импульсов, заключающийся в проведении заряда аккумулятора разнополярными импульсами тока со стабилизированными амплитудами разрядного и зарядного импульсов при отношении амплитуд разрядного и зарядного импульсов 3÷4, при длительности зарядного импульса 200÷240 мс и разрядного импульса 10÷20 мс с паузами между ними 0÷2 мс, амплитуды зарядного импульса численно равны 0,2÷0,8 от номинальной емкости, процесс заряда на первых циклах формирования емкости прекращают при сообщении аккумулятору 250÷500% номинальной емкости, процесс заряда на последующих циклах прекращают при сообщении аккумулятору 120÷250% номинальной емкости, введены новые признаки: процесс заряда на первом цикле формирования емкости прерывают при сообщении аккумулятору 100% номинальной емкости и производят смену электролита, после чего заряд продолжают.The problem is solved in that in the known method for the accelerated formation of the capacitance of closed nickel-cadmium batteries and rechargeable batteries by charging with an asymmetric current with alternating charging and discharge pulses, which consists in carrying out a battery charge with multipolar current pulses with stabilized amplitudes of the discharge and charging pulses at an amplitude ratio discharge and charging pulses 3 ÷ 4, with a duration of a charging pulse of 200 ÷ 240 ms and a discharge pulse of 10 ÷ 20 ms with pauses between they have 0 ÷ 2 ms, the amplitudes of the charging pulse are numerically equal to 0.2 ÷ 0.8 of the nominal capacity, the charge process in the first cycles of capacity formation is stopped when 250–500% of the nominal capacity is reported to the battery, the charge process in subsequent cycles is stopped when the battery is reported 120 ÷ 250% of the nominal capacity, new features have been introduced: the charge process in the first cycle of capacity formation is interrupted when 100% of the nominal capacity is reported to the battery and the electrolyte is changed, after which the charge is continued.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата - сокращение числа зарядно-разрядных циклов во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.This is the set of essential features that provides a technical result - a reduction in the number of charge-discharge cycles in all cases to which the requested amount of legal protection applies.
Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что процесс заряда на первом цикле формирования и восстановления емкости прерывают при сообщении аккумулятору 100% номинальной емкости и производят смену электролита. Это дает возможность вести заряд первого цикла закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов с применением электролита заданной плотности. Кроме этого смена электролита в условиях активного газовыделения, имеющего место при сообщении 100% номинальной емкости, способствует лучшей пропитке активной массы электродов, что создает эффект увеличения прироста разрядной емкости от цикла к циклу, вследствие чего число зарядно-разрядных циклов, необходимых для набора аккумулятором и аккумуляторными батареями номинальной емкости сокращается. Введение новых признаков позволяет получить эффект, который предусмотрен в задаче, а именно: сократить общее время, необходимое для набора аккумулятором номинальной емкости за счет сокращения числа зарядно-разрядных циклов.A comparative analysis of the claimed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the charge process in the first cycle of capacity formation and recovery is interrupted when 100% of the nominal capacity is reported to the battery and the electrolyte is changed. This makes it possible to charge the first cycle of closed nickel-cadmium batteries using an electrolyte of a given density. In addition, a change in the electrolyte under conditions of active gas evolution, which occurs when 100% of the nominal capacity is reported, contributes to a better impregnation of the active mass of the electrodes, which creates the effect of increasing the growth of the discharge capacity from cycle to cycle, as a result of which the number of charge-discharge cycles required for accumulating by batteries rated capacity is reduced. The introduction of new features allows you to get the effect that is provided for in the task, namely: to reduce the total time required for the battery to reach its rated capacity by reducing the number of charge-discharge cycles.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники.Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying this technical field.
За счет реализации совокупности признаков, указанных в предложенном техническом решении, обеспечивается сокращение общего времени формирования емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей.Due to the implementation of the totality of the characteristics indicated in the proposed technical solution, the reduction of the total formation time of the capacity of the closed nickel-cadmium batteries and rechargeable batteries is ensured.
Примеры.Examples.
Заявленный способ ускоренного формирования емкости закрытых никель-кадмиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей при помощи заряда асимметричным током проверяли на четырех группах аккумуляторов (по три аккумулятора в каждой группе) номинальной емкостью 20 А·ч при формировании свежеизготовленных аккумуляторов - группа один (аккумуляторы №1, 2 и 3) и группа два (аккумуляторы №4, 5 и 6); при восстановлении емкости аккумуляторов после длительного хранения - группа три (аккумуляторы №7, 8 и 9) и группа четыре (аккумуляторы №10, 11 и 12).The claimed method for the accelerated formation of the capacity of closed nickel-cadmium batteries and rechargeable batteries by using an asymmetric current charge was tested on four groups of batteries (three batteries in each group) with a nominal capacity of 20 Ah when forming freshly made batteries - group one (batteries No. 1, 2 and 3) and group two (batteries No. 4, 5 and 6); when restoring the battery capacity after long-term storage - group three (batteries No. 7, 8 and 9) and group four (batteries No. 10, 11 and 12).
Формирование емкости первой группы аккумуляторов в количестве трех штук (№1, 2, 3) проводили при помощи заряда асимметричным током с чередованием зарядного и разрядного импульсов со средним значением 10 А при соотношении амплитуд разрядного и зарядного импульсов 3,3, с амплитудой зарядного импульса, численно равной 0,75 от номинальной емкости, при длительности зарядного импульса 220 мс, длительности разрядного импульса 15 мс, с паузой между ними 2 мс. Процесс заряда на первом цикле формирования прерывали после сообщения аккумулятору 100% номинальной емкости и проводили смену электролита, плотность электролита 1,20 г/см3. После чего процесс заряда продолжали до сообщения аккумулятору 450% номинальной емкости. Процесс заряда на последующих циклах формирования емкости прекращали при сообщении аккумулятору 200% номинальной емкости. Разряд аккумуляторов проводили постоянным током 10 А до конечного напряжения 1 В. Результаты формирования емкости первой группы аккумуляторов представлены в таблице 1.The capacity of the first group of batteries in the amount of three pieces (No. 1, 2, 3) was formed using an asymmetric charge with alternating charging and discharge pulses with an average value of 10 A at a ratio of the amplitudes of the discharge and charging pulses of 3.3, with the amplitude of the charging pulse, numerically equal to 0.75 of the nominal capacity, with a duration of a charging pulse of 220 ms, a duration of a discharge pulse of 15 ms, with a pause between them of 2 ms. The charge process in the first formation cycle was interrupted after 100% of the nominal capacity was reported to the battery and the electrolyte was changed, the electrolyte density was 1.20 g / cm 3 . After that, the charging process was continued until 450% of the nominal capacity was reported to the battery. The charge process in subsequent cycles of capacity formation was stopped when 200% of the nominal capacity was reported to the battery. The discharge of the batteries was carried out with a direct current of 10 A to a final voltage of 1 V. The results of the formation of the capacity of the first group of batteries are presented in table 1.
Формирование емкости второй группы аккумуляторов в количестве трех штук (№4, 5, 6) проводили при помощи заряда асимметричным током с чередованием зарядного и разрядного импульсов со средним значением 10 А при соотношении амплитуд разрядного и зарядного импульсов 3,3, с амплитудой зарядного импульса, численно равной 0,75 от номинальной емкости, при длительности зарядного импульса 220 мс, длительности разрядного импульса 15 мс, с паузой между ними 2 мс. Процесс заряда на первом цикле формирования прекращали при сообщении аккумулятору 450% номинальной емкости. Процесс заряда на последующих циклах формирования емкости прекращали при сообщении аккумулятору 200% номинальной емкости. Разряд аккумуляторов проводили постоянным током 10 А до конечного напряжения 1 В. Результаты формирования емкости второй группы аккумуляторов представлены в таблице 2.The capacity of the second group of batteries in the amount of three pieces (No. 4, 5, 6) was formed using an asymmetric charge with alternating charging and discharge pulses with an average value of 10 A with a ratio of the amplitudes of the discharge and charging pulses of 3.3, with the amplitude of the charging pulse, numerically equal to 0.75 of the nominal capacity, with a duration of a charging pulse of 220 ms, a duration of a discharge pulse of 15 ms, with a pause between them of 2 ms. The charge process in the first formation cycle was stopped when 450% of the nominal capacity was reported to the battery. The charge process in subsequent cycles of capacity formation was stopped when 200% of the nominal capacity was reported to the battery. The discharge of the batteries was carried out with a direct current of 10 A to a final voltage of 1 V. The results of the formation of the capacity of the second group of batteries are presented in table 2.
Сравнение результатов эксперимента показывает преимущество заявленного способа формирования емкости отдельных аккумуляторов и аккумуляторных батарей, выраженное в полуторакратном сокращении числа зарядно-разрядных циклов формирования по сравнению со способом-прототипом.Comparison of the experimental results shows the advantage of the claimed method of forming the capacity of individual batteries and rechargeable batteries, expressed in one and a half times reduction in the number of charge-discharge cycles of formation in comparison with the prototype method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109052/07A RU2460182C1 (en) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Method of accelerated generation of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by charging with asymmetrical current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109052/07A RU2460182C1 (en) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Method of accelerated generation of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by charging with asymmetrical current |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2460182C1 true RU2460182C1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46937958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011109052/07A RU2460182C1 (en) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | Method of accelerated generation of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by charging with asymmetrical current |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2460182C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5541496A (en) * | 1992-03-16 | 1996-07-30 | 4C Technologies Inc. | Apparatus and method of rapidly charging nickel-cadmium batteries |
EP0444617B1 (en) * | 1990-02-28 | 1996-08-21 | Hitachi Maxell Ltd. | Method of charging secondary batteries |
RU2226019C2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-03-20 | Сарапов Станислав Викторович | Method for charging and recovering storage batteries |
RU2313864C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Method for high-speed formation of enclosed nickel-cadmium storage batteries and for recovery of their capacity by charging them with asymmetric current |
EP1174977B1 (en) * | 2000-07-21 | 2011-10-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for charging secondary battery |
-
2011
- 2011-03-10 RU RU2011109052/07A patent/RU2460182C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0444617B1 (en) * | 1990-02-28 | 1996-08-21 | Hitachi Maxell Ltd. | Method of charging secondary batteries |
US5541496A (en) * | 1992-03-16 | 1996-07-30 | 4C Technologies Inc. | Apparatus and method of rapidly charging nickel-cadmium batteries |
EP1174977B1 (en) * | 2000-07-21 | 2011-10-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for charging secondary battery |
RU2226019C2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-03-20 | Сарапов Станислав Викторович | Method for charging and recovering storage batteries |
RU2313864C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Method for high-speed formation of enclosed nickel-cadmium storage batteries and for recovery of their capacity by charging them with asymmetric current |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101873329B1 (en) | Charging method for lithium ion batteries | |
US9793736B2 (en) | Fast charging method for battery | |
Krieger et al. | A comparison of lead-acid and lithium-based battery behavior and capacity fade in off-grid renewable charging applications | |
JP5089825B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery charging method and battery pack | |
US20160104880A1 (en) | Rapid charge lithium-ion battery | |
CN101872879A (en) | Chemical combination method of lithium-ion recharging battery | |
CN109378534B (en) | Charging method, charging device and mobile terminal | |
CN102945987A (en) | Grading constant current charging method with voltage-controlled pulse | |
Majid et al. | Analysis of effective pulse current charging method for lithium ion battery | |
MY157463A (en) | Bipolar overvoltage battery pulser and method | |
JP2020515207A (en) | Battery charging method and battery charging device | |
CN108134146B (en) | Full-life charging method of tubular lead-acid storage battery | |
KR20180021790A (en) | Electrode formation | |
JP6965770B2 (en) | Lead-acid battery control device, lead-acid battery device, uninterruptible power supply, power supply system, and charge control method | |
CN113823856A (en) | Formation method and preparation method of sodium ion battery and sodium ion battery | |
RU2460182C1 (en) | Method of accelerated generation of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by charging with asymmetrical current | |
RU2410800C2 (en) | Method for accelerated formation and recovery of capacitance of closed nickel-cadmium accumulators by means of charging with asymmetric current | |
CN103515665A (en) | Charging device and charging method | |
Bača et al. | Negative lead-acid battery electrodes doped with glass fibres | |
US10205193B2 (en) | Lead acid battery | |
RU2313864C1 (en) | Method for high-speed formation of enclosed nickel-cadmium storage batteries and for recovery of their capacity by charging them with asymmetric current | |
RU2521607C1 (en) | Method for accelerated build-up and recovery of capacity for nickel-cadmium accumulators by alternating asymmetric current | |
CN101364639B (en) | Acid extracting process for valve controlled lead acid accumulator | |
Insinga et al. | Performance of lead-acid batteries with nanostructured electrodes at different temperature | |
CN112820877B (en) | Anode and preparation method and application thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140311 |