RU2582657C1 - Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом - Google Patents
Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582657C1 RU2582657C1 RU2015109390/07A RU2015109390A RU2582657C1 RU 2582657 C1 RU2582657 C1 RU 2582657C1 RU 2015109390/07 A RU2015109390/07 A RU 2015109390/07A RU 2015109390 A RU2015109390 A RU 2015109390A RU 2582657 C1 RU2582657 C1 RU 2582657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- battery
- filling
- gel
- accumulator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
- H01M10/10—Immobilising of electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/38—Construction or manufacture
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу заполнения герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов гелеобразным сернокислым электролитом. Повышение удельной энергии и плотности тока разряда свинцово-кислотного аккумулятора за счет улучшения пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов электролитом является техническим результатом изобретения. Способ включает заполнение герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым гелеобразным электролитом путем создания разрежения газов в аккумуляторе, подачу в него электролита и выдержку для пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов электролитом, при этом создание разрежения и подачу электролита производят циклически, а выдержку осуществляют при атмосферном давлении газов. Изготовленный аккумулятор обладает большей, на 15-20%, величиной плотности тока в номинальном и пиковом режимах разряда, а также повышенной, на 11-20%, емкостью и удельной энергией. Оптимальное значение разрежения газов в аккумуляторе при циклическом заполнении гелеобразным электролитом составляет 40-60 кПа, а длительность выдержки для пропитки пор активных масс аккумулятора составляет 20-30 секунд. 1 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов с рекомбинацией газов.
Из предшествующего уровня техники (заявка на изобретение RU 2012147274, опубл. Бюл. №14, 2014) известен способ заполнения аккумулятора электролитом, включающий воздействие давления газов на электролит, разделение электролита и газа и подачу электролита в корпус батареи через сопла для впрыска жидкости.
Известный способ непригоден для заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным электролитом вследствие повышенной вязкости последнего.
Известен способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым гелеобразным электролитом, заключающийся в создании разрежения в аккумуляторе до 2 кПа, подаче в него свежеприготовленного гелеобразного электролита и выдержке для пропитки пористых деталей аккумулятора электролитом (патент RU 2398313 27.08.2010 - ближайший аналог).
Недостатком этого способа является активное испарение воды из электролита под воздействием постоянного вакуума в корпусе аккумулятора, в результате чего происходит охлаждение электролита с уменьшением текучести и ускоренным структурированием последнего, что ухудшает равномерность пропитки электролитом пор активных масс электродов и сепараторов и уменьшает степень поглощения (адсорбции) электролита в объеме аккумулятора. Вследствие этого снижается электропроводность аккумулятора и его емкость, а разряд аккумулятора сопровождается неравномерным распределение тока по сечению электродных пластин и сепараторов и уменьшением плотности тока. Кроме того, происходит деформация стенок корпуса во внутренний объем аккумулятора, что уменьшает степень заполнения аккумулятора электролитом и снижает его емкостные характеристики.
Задача настоящего изобретения состоит в создании способа заполнения герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым гелеобразным электролитом, который предусматривает повышение удельной энергии и плотности тока разряда свинцово-кислотного аккумулятора за счет улучшения пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов электролитом и, как следствие, повышения степени его поглощения пористыми деталями аккумулятора.
Указанный технический результат достигается заявляемым способом заполнения герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым гелеобразным электролитом, включающим, как и известный способ, создание разрежения газов в аккумуляторе, подачу в него электролита и выдержку для пропитки электролитом пористых деталей аккумулятора, согласно предлагаемому изобретению создание разрежения и подачу электролита производят циклически, причем выдержку осуществляют при атмосферном давлении газов.
Заявляемое изобретение за счет чередования (цикличности) кратковременного создания разрежения в аккумуляторе с одновременной подачей электролита и последующей выдержки (паузы) для пропитки электролитом пористых активных масс обеспечивает улучшение пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов электролитом и, как следствие, повышение степени его поглощения пористыми деталями аккумулятора.
Механизм положительного влияния цикличности заполнения электролитом аккумулятора состоит в следующем. В первой половине цикла (создание разрежения и подача порции электролита) снижается давление воздуха в порах активных масс деталей аккумулятора. Вследствие этого электролит активно пропитывает поры под действием капиллярных и гидростатических сил, то есть имеет место положительный эффект создания разрежения в аккумуляторе (как и в ближайшем аналоге).
Во второй половине цикла в аккумуляторе создают атмосферное давление газов, вследствие чего резко уменьшается испарение воды из электролита и его охлаждение, что замедляет снижение текучести исходного коллоидного электролита. Благодаря этому происходит дополнительная пропитка электролитом пор активных масс деталей аккумулятора.
Кроме этого, при подаче другой порции электролита в первой половине следующего цикла, подвижный электролит нижерасположенного слоя хорошо смешивается с электролитом следующей порции. А во второй половине этого цикла, при создании атмосферного давления и выдержке, происходит дополнительная пропитка электролитом пор активных масс деталей аккумулятора, в том числе в зоне границы выше и нижерасположенных слоев электролита. Вследствие этого улучшается равномерность структуры электролита по высоте аккумулятора.
Создание атмосферного давления газов во второй половине циклов также приводит к сопутствующему эффекту, связанному с возвратом боковых пластиковых стенок корпуса аккумулятора в первоначальное положение и заполнением достаточно текучим электролитом образующейся полости между стенками и нижерасположенным слоем электролита.
Таким образом, за счет улучшения пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов электролитом и, как следствие, повышения степени его поглощения пористыми деталями аккумулятора, заявляемый способ обеспечивает повышение удельной энергии и плотности тока разряда свинцово-кислотного аккумулятора.
Технические решения, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».
Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».
Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении удельной энергии и плотности тока разряда свинцово-кислотного аккумулятора за счет улучшения пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов электролитом и, как следствие, повышения степени его поглощения пористыми деталями аккумулятора, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».
Подтверждение возможности осуществления заявляемого изобретения изложены в подробном описании примеров использования способа заполнения герметизированного свинцового аккумулятора сернокислым гелеобразным электролитом и оценке характеристик аккумуляторов, заполненных в соответствии с заявляемым изобретением.
Пример 1. Заполнение опытных образцов аккумулятора номинальной емкостью 300 А·ч гелеобразным электролитом в количестве 2,5 кг производили путем его цикличной (с паузами) порционной подачи в аккумулятор при следующих условиях.
1. Температуру электролита перед заполнением аккумулятора поддерживали менее чем 15°С (предпочтительно 10-12°С).
2. Текучесть электролита проверяли с помощью стеклянной трубки диаметром 2,7 и длиной 200 мм. Через такую трубку за одну минуту протекало 125-135 г геля.
3. Заполнение аккумулятора гелевым электролитом производили с помощью специально сконструированной заправочной головки, содержащей центральный канал для создания разрежения в аккумуляторе и кольцевой канал для подачи геля в аккумулятор.
3. Головку устанавливали в отверстие пробки аккумулятора таким образом, чтобы уплотнение головки располагалось на окантовке пробочного отверстия К патрубку вакуумного канала заправочной головки герметично подключили гибкий трубопровод, на другом конце которого установили трехходовой кран с возможностью соединения шланга с вакуумной системой или атмосферой. Вакуумная система обеспечивала разрежение воздуха до 70 кПа.
4. К патрубку кольцевого канала заправочной головки для заливки электролита в аккумулятор герметично подсоединили воронку с краном, позволяющим регулировать подачу электролита через воронку под действием силы тяжести электролита.
Порядок заполнения образцов аккумулятора гелеобразным электролитом:
1. Создать разрежение воздуха в вакуумной системе, например, 40 кПа;
2. Закрыть кран заливочной воронки;
3. Трехходовым краном подключить гибкий трубопровод патрубка вакуумного канала заправочной головки аккумулятора к вакуумной системе;
4. Порцию свежеприготовленного электролита, например, в количестве 1 кг (~40% от требуемого) залить в мерную емкость, а из нее - в заливочную воронку;
5. Открыть кран заливочной воронки и подать в аккумулятор отмеренную порцию электролита в течение 5-15 с;
6. Закрыть кран заливочной воронки;
7. Трехходовым краном подключить гибкий трубопровод вакуумного канала заправочной головки к атмосфере;
8. Выдержать паузу в течение 20-30 с для пропитки пористых активных масс аккумулятора электролитом;
9. Повторить пункты 3-8 для подачи в аккумулятор следующих порций требуемого количества электролита:
0,5 кг (~20%) дважды и 0,25 кг (~10%) дважды.
10. Выдержать паузу в течение 1,0-1,5 ч для обеспечения равномерной пропитки электролитом пор активных масс в объеме аккумулятора;
11. Проверить уровень электролита, при необходимости долить в аккумулятор дополнительное количество электролита.
По завершении циклического заполнения электролитом аккумулятора установлено, что уровень электролита опустился ниже требуемого и для компенсации усадки электролита дополнительно залили в аккумулятор 350 г свежеприготовленного электролита. Таким образом, общее количество электролита, заполнившего аккумулятор, составило ~2,85 кг.
Электрические характеристики опытных образцов аккумулятора с загущенным электролитом приведены в таблице.
Примеры 2-7. Заполнение опытных образцов аккумулятора осуществляли аналогично примеру 1, но при других значениях параметров заполнения аккумулятора электролитом. В примерах 8-9 приведена оценка уменьшения времени выдержки электролита при атмосферном давлении, а в примерах 10-11 - увеличения времени выдержки. Данные примера 12 получены при постоянном не глубоком вакууме (~30 кПа) в процессе одностадийного заполнении электролита согласно ближайшему аналогу.
На основании данных, приведенных в таблице, можно утверждать, что, по сравнению с известным техническим решением, заявляемый способ обеспечивает повышение удельной энергии и плотности тока разряда свинцово-кислотного аккумулятора за счет улучшения пропитки пористых активных масс электродов и сепараторов гелеобразным электролитом и, как следствие, повышения степени его поглощения пористыми деталями аккумулятора. При этом аккумулятор обладает большей на 15-20% величиной плотности тока в номинальном и пиковом режимах разряда, а также повышенной на 11-20% емкостью и удельной энергией.
Оптимальное значение разрежения газов в аккумуляторе при циклическом заполнении гелеобразным электролитом составляет 40-60 кПа, а длительность выдержки для пропитки пор активных масс аккумулятора - 20-30 секунд.
Claims (1)
- Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом, включающий создание разрежения газов в аккумуляторе, подачу в него электролита и выдержку для пропитки электролитом пористых деталей аккумулятора, отличающийся тем, что создание разрежения и подачу электролита производят циклически, причем выдержку осуществляют при атмосферном давлении газов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109390/07A RU2582657C1 (ru) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109390/07A RU2582657C1 (ru) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582657C1 true RU2582657C1 (ru) | 2016-04-27 |
Family
ID=55794577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015109390/07A RU2582657C1 (ru) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582657C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111682271A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-09-18 | 浙江赫克力能源有限公司 | 一种免撬盖片的铅蓄电池修复方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006040830A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 制御弁式鉛蓄電池の製造方法 |
RU2285983C1 (ru) * | 2005-03-23 | 2006-10-20 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Герметизированный свинцовый аккумулятор |
JP2010123351A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 制御弁式モノブロック型鉛蓄電池の製造方法 |
RU2398313C2 (ru) * | 2008-11-06 | 2010-08-27 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом |
RU2534013C2 (ru) * | 2010-04-07 | 2014-11-27 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Устройство впрыска электролита и способ впрыска электролита |
-
2015
- 2015-03-17 RU RU2015109390/07A patent/RU2582657C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006040830A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 制御弁式鉛蓄電池の製造方法 |
RU2285983C1 (ru) * | 2005-03-23 | 2006-10-20 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Герметизированный свинцовый аккумулятор |
RU2398313C2 (ru) * | 2008-11-06 | 2010-08-27 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом |
JP2010123351A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 制御弁式モノブロック型鉛蓄電池の製造方法 |
RU2534013C2 (ru) * | 2010-04-07 | 2014-11-27 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Устройство впрыска электролита и способ впрыска электролита |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111682271A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-09-18 | 浙江赫克力能源有限公司 | 一种免撬盖片的铅蓄电池修复方法 |
CN111682271B (zh) * | 2020-04-28 | 2021-06-01 | 浙江赫克力能源有限公司 | 一种免撬盖片的铅蓄电池修复方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101082496B1 (ko) | 리튬 이온 폴리머 전지의 제조방법, 전지셀 및 이를 포함하는 리튬 이온 폴리머 전지 | |
JP5683938B2 (ja) | 二次電池の製造方法および電解液注入装置 | |
CN105977443B (zh) | 一种锂离子电池的注液方法 | |
US9559348B2 (en) | Conductivity control in electrochemical cells | |
US20150270530A1 (en) | Method for filling electrochemical cells | |
KR102586807B1 (ko) | 전해질 주입장치 및 전해액 주입방법 | |
KR101846045B1 (ko) | 용융염 전지의 제조 방법 및 용융염 전지 | |
WO2014010024A1 (ja) | 電池製造方法 | |
CN105449286A (zh) | 一种软包锂离子电池活化方法 | |
KR101841381B1 (ko) | 이차전지의 제조 방법 및 이차전지 | |
RU2582657C1 (ru) | Способ заполнения герметизированного аккумулятора гелеобразным сернокислым электролитом | |
CN111063857A (zh) | 一种锂离子软包动力电池注液后静置装置及其静置方法 | |
KR20100098227A (ko) | 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치 | |
WO2017022202A1 (ja) | 鉛蓄電池 | |
KR101739853B1 (ko) | 전해액 함침 장치 및 이를 이용하는 이차 전지의 제조 방법 | |
JP4953525B2 (ja) | 非水電解質二次電池およびその製造法 | |
CN113540592A (zh) | 一种应用于改善软包电芯产气的化成工艺 | |
JP7202526B2 (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
JP3615699B2 (ja) | 密閉型電池およびその製造方法 | |
CN106654373A (zh) | 浸润电芯的设备 | |
JPH1173942A (ja) | 注液装置、注液方法及び電池 | |
CN115939524A (zh) | 一种软包锂离子电池电解液浸润方法及其应用 | |
RU2398313C2 (ru) | Способ заполнения герметизированного свинцового аккумулятора электролитом | |
JP2022090917A (ja) | 電池の製造方法 | |
CN109616647B (zh) | 三维有序多孔结构水凝胶负载硫颗粒复合材料及其制备方法、锂硫电池正极、锂硫电池 |