UA59019C2 - Method for fast forming accumulator batteries by increased current - Google Patents
Method for fast forming accumulator batteries by increased current Download PDFInfo
- Publication number
- UA59019C2 UA59019C2 UA2002129779A UA2002129779A UA59019C2 UA 59019 C2 UA59019 C2 UA 59019C2 UA 2002129779 A UA2002129779 A UA 2002129779A UA 2002129779 A UA2002129779 A UA 2002129779A UA 59019 C2 UA59019 C2 UA 59019C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- current
- stage
- pulses
- formation
- charging
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 71
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 37
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 63
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000002999 depolarising effect Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 3
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до електротехніки, до тієї її частини, що стосується хімічних джерел струму, зокрема, 2 способів батарейного формування свинцево-кислотних акумуляторних батарей.The invention relates to electrical engineering, to that part of it that relates to chemical current sources, in particular, 2 methods of battery formation of lead-acid storage batteries.
Тип формування акумуляторних батарей (АБ), що модернізується, відноситься до розряду прискорених, заснованих на використанні струму великої густини. Особливості поводження хімічної системи, узятої для потенціалоутворення, на різних стадіях формування обмежують максимальний рівень застосовуваного струму обробки. Під час формування АБ поступово знижується її сприйнятливість до зарядного струму, що розвивається 70 як наслідок ряду протидіючих процесів. До таких процесів відносяться: формування електростатичних об'ємних зарядів, утворення на електродах малорозчинного нейтрального сульфату свинцю (РЬЗО /) та електроліз води.The type of formation of storage batteries (AB) that is modernized belongs to the accelerated discharge based on the use of a high density current. Peculiarities of behavior of the chemical system taken for potential formation at different stages of formation limit the maximum level of the applied processing current. During the formation of the AB, its susceptibility to the charging current, which develops 70 as a result of a number of counteracting processes, gradually decreases. Such processes include: the formation of electrostatic volume charges, the formation of slightly soluble neutral lead sulfate (PlSO /) on the electrodes, and the electrolysis of water.
Усі ці реакції і процеси призводять до формування газових та електричних плівкових шарів і зон, що блокують і гальмують плин основних реакцій. Наслідком побічних реакцій є газова, концентраційна й електрична поляризація, що призводить до подальшого надлишкового підвищення напруги. Збідніння електроліту в 72 приєлектродних шарах і в порах самих електродів діючими компонентами призводить до пасивації електродів, що виявляє себе в додатковому підвищенні проти-ЕРС АБ на величину ЕРС поляризації. При цьому росте напруга на полюсних виводах, що складається з власної ЕРС, ЕРС поляризації і спадання напруги від струму великої густини, що протікає.All these reactions and processes lead to the formation of gas and electric film layers and zones that block and inhibit the flow of the main reactions. The consequence of side reactions is gas, concentration and electric polarization, which leads to further excessive voltage increase. Depletion of the electrolyte in the 72 pre-electrode layers and in the pores of the electrodes themselves by active components leads to the passivation of the electrodes, which manifests itself in an additional increase in the anti-EMF of the AB by the amount of the polarization EMF. At the same time, the voltage at the pole terminals, which consists of its own EMF, polarization EMF and the voltage drop from the flowing high-density current, increases.
Протидіючі процеси ніякими засобами не можуть бути усунуті цілком. Може бути тільки змінені їхня інтенсивність та частка у загальному балансі електрохімічних перетворень у перерахуванні на енергетичний еквівалент.Counteractive processes cannot be completely eliminated by any means. Only their intensity and share in the overall balance of electrochemical transformations in terms of energy equivalent can be changed.
Тобто, процес формування може бути тільки оптимізований, а не приведений до ідеальної форми. Оптимізація процесу формування только за рахунок вдало підібраної жорсткої програми підводу східчастого формувального струму у наступний час практично вичерпала свої можливості. З метою мінімізації темпу побічних реакцій с проводяться пошуки універсальних активних факторів як засіб прямого впливу на поляризаційні утворення. До Ге) факторів, на які однаково реагують усі види поляризуючих процесів, є вплив на формовану систему імпульсним зарядним струмом та короткочасними форсованими деполяризуючими імпульсами розрядного струму.That is, the formation process can only be optimized, and not brought to an ideal form. Optimizing the formation process only due to a well-chosen rigid program of supplying a stepped forming current in the following time practically exhausted its possibilities. In order to minimize the rate of side reactions, universal active factors are being searched for as a means of direct influence on polarizing formations. To Ge) factors to which all types of polarizing processes react in the same way, there is an impact on the formed system by pulsed charging current and short-term forced depolarizing pulses of discharge current.
Достаток та неоднозначність причин, що призводять систему до поляризації, не дозволяють встановити коректний теоретичний орієнтир для вибору тривалості й амплітуди деполяризуючих імпульсів. Існує три підходи о до рішення режимних питань: використання надкоротких (порядку мс), резонансних (десятки-сотні мс) і довгих «- (порядку секунд) імпульсів.The abundance and ambiguity of the reasons that lead the system to polarization do not allow establishing a correct theoretical guideline for choosing the duration and amplitude of depolarizing pulses. There are three approaches to the solution of regime issues: the use of ultrashort (on the order of ms), resonant (tens to hundreds of ms) and long "- (on the order of seconds) pulses.
Крім цього деполяризуючі імпульси по способам їхнього одержання підрозділяються на два типи: реверсні та о розрядні. Перші з них - це вимушені імпульси, сформовані за рахунок зміни режиму роботи джерела енергії. Ге»)In addition, depolarizing pulses are divided into two types according to the methods of their production: reverse and o-discharge. The first of them are forced pulses formed by changing the mode of operation of the energy source. Ge")
Другі - це імпульси, створені за рахунок короткочасного замикання зовнішнього ланцюга АБ на опорі. Перші 3о можуть бути в основному технологічними, другі ж (при достатній тривалості) дають також інформацію про о поточний стан хімічної системи.The second are pulses created due to short-term short-circuiting of the external AB circuit on the resistance. The first 3o can be mainly technological, while the second (with sufficient duration) also provide information about the current state of the chemical system.
Від вибору типу і точного параметричного оформлення застосовуваних деполяризуючих імпульсів залежить ефективність процесу формування АБ (енерговитрати, швидкість обробки, якість виробів). На практиці « використовують усі типи імпульсних впливів. Вибір залежить тільки від переслідуваних цілей чи від 70 технологічних переваг. но) с Деполяризуючи імпульси струму подають або по заздалегідь складеній тимчасовій програмі, або у функціїThe efficiency of the AB formation process (energy consumption, processing speed, product quality) depends on the choice of type and exact parametric design of the applied depolarizing pulses. In practice, all types of impulse effects are used. The choice depends only on the pursued goals or on 70 technological advantages. no) s Depolarizing current pulses are applied either according to a previously compiled temporary program or in a function
І» стану АБ, що заряджаються (напруга, швидкість газовиділення, нагрів, тиск газів, густина електроліту та ін.).I» states of ABs being charged (voltage, rate of gas evolution, heating, gas pressure, electrolyte density, etc.).
Протокол формування, що претендує на облік усіх особливостей процесу, розділяє його на кілька етапів, оскільки не може бути заданий узагальнений режим для всього часу обробки. Для оптимізації режиму кожного етапу, для максимально точної прив'язки зовнішніх впливів до параметрів процесів, що протікають на даній і-й стадії, необхідна точна інформація про поточний стан хімічної системи. Звичайно інформацію одержують в опорі (се) на динаміку виділеного параметра процесу (ємність, активний опір, ЕРС поляризації і та інше.) Але інформативними є не тільки прямі виміри інтенсивностей параметрів, але і непрямі тести за допомогою імпульсів о реверсного чи розрядного струму. Зворотні (відносно зарядного струму) імпульси різних типів з різним ступенем - 20 повноти зв'язані зі станом пасти активного шару. Прив'язка до найбільш інформативного типу імпульсів може постачити операторів об'єктивними і своєчасними орієнтирами, що послужать сигналом до обгрунтованої зміни с режиму обробки і моніторингу, до переходу від етапу до етапу. Тому вибір типу імпульсів (по способу одержання, тривалості й амплітуді) являє собою проблему, ув'язану із загальною проблемою оптимізації формування. 29 Огляд патентної літератури за даними проблемами містить безліч рекомендацій зі збільшення ефективностіThe formation protocol, which claims to account for all the features of the process, divides it into several stages, since a generalized mode cannot be set for the entire processing time. In order to optimize the regime of each stage, for the most accurate linking of external influences to the parameters of the processes taking place at this i-th stage, accurate information about the current state of the chemical system is necessary. Usually, information is obtained in the resistance (se) on the dynamics of the selected process parameter (capacitance, active resistance, EMF of polarization, etc.) But not only direct measurements of parameter intensities, but also indirect tests using reverse or discharge current pulses are informative. Reverse (relative to the charging current) pulses of various types with different degrees of completeness are associated with the state of the paste of the active layer. Binding to the most informative type of pulses can provide operators with objective and timely guidelines that will serve as a signal for a justified change from the processing and monitoring mode, to the transition from stage to stage. Therefore, the choice of the type of pulses (according to the method of acquisition, duration and amplitude) is a problem related to the general problem of optimizing the formation. 29 A review of the patent literature for these problems contains many recommendations for increasing efficiency
ГФ) формування і заряду АБ. Майже усі вони стосуються методів зменшення інтенсивності поляризуючих реакцій і руйнування небажаної рівноваги системи із шарами, що блокують, а також способів одержання оперативної о інформації про стан активного шару електродів. Підкреслимо ще раз: згадані проблеми багаторазово ускладнюються і стають центральними саме при прискорених технологіях формування з великою густиною 60 струмів обробки.HF) formation and charge of AB. Almost all of them relate to methods of reducing the intensity of polarizing reactions and destroying the unwanted equilibrium of the system with blocking layers, as well as methods of obtaining operational information about the state of the active layer of electrodes. Let's emphasize once again: the mentioned problems are complicated many times over and become central precisely with accelerated forming technologies with a high density of 60 processing currents.
Відомі способи формування великими струмами (Патент Мо5307000 США, НОгО7/10. Роагагнапзку У., РОРРKnown methods of forming with large currents (Patent Mo5307000 USA, NOgO7/10. Roagagnapzku U., RORR
РИМУ. Опубл. 04.1994.), у яких заряд ведеться імпульсним струмом з постійною амплітудою, а для деполяризації використовуються надкороткі реверсні імпульси, що посилаються в паузах між зарядними імпульсами. Вони знімають ЕРС поляризації не зменшуючи основного запасеного заряду. Розряд, виконаний імпульсами бо нефарадеєвського струму, забирає тільки електростатичний об'ємний заряд, гальмуючи поляризацію, але не руйнує сам газовий шар. Крім того, амплітуда імпульсів довільна, підібрана за рахунок параметрів джерела енергопостачання і підходить тільки для одержання даних про ступінь поляризації електродів. Такі імпульси мають переважно технологічний ефект і не можуть бути використані для одержання достовірних даних про стан глибоких зон активної маси електродів.ROME Publ. 04.1994.), in which the charge is carried by a pulsed current with a constant amplitude, and for depolarization, ultrashort reverse pulses sent in pauses between charging pulses are used. They remove the polarization emf without reducing the main stored charge. The discharge performed by non-Faraday current pulses takes away only the electrostatic volume charge, inhibiting the polarization, but does not destroy the gas layer itself. In addition, the amplitude of the pulses is arbitrary, selected due to the parameters of the power supply source and suitable only for obtaining data on the degree of polarization of the electrodes. Such pulses have mainly a technological effect and cannot be used to obtain reliable data about the state of the deep zones of the active mass of the electrodes.
Відомі також способи формування імпульсним струмом з постійною згладженою амплітудою з використанням для деполяризації імпульсів резонансної частоти (А.с. СРСР Мо851569, НОТ1М10/44. Спосіб заряду акумуляторної батареї. В.Н.Філатов. Опубл. 30.07.81, бюл. Мо28 чи а.с. СРСР Мо841073, НО1М10/44). Спосіб формування і заряду акумуляторної батареї. В.Н.Філатов. Опубл. 23.06.81, бюл. Мо23). Вони мають тривалість, пов'язану із /о частотними характеристиками АБ, і обгрунтовані методом редукції складної системи до рівня простого двохполюсного електротехнічного пристрою. Подібне спрощення має під собою грунт, але не включає в коло факторів, що детермінують, центральні процеси: електрохімічні реакції фазових перетворень, що мають специфічні характеристики. Імпульси цього типу можуть давати інформацію про хімічну систему, але тільки, якщо це розрядні імпульси, а не реверсні.There are also known methods of forming a pulsed current with a constant smoothed amplitude using resonant frequency pulses for depolarization (AS USSR Mo851569, НОТ1М10/44. Battery charging method. V.N. Filatov. Publ. 07/30/81, Bull. Mo28 or JSC USSR Mo841073, НО1М10/44). The method of forming and charging the battery. V.N. Filatov. Publ. 23.06.81, Bull. Mo23). They have a duration related to /o frequency characteristics of AB, and are based on the method of reducing a complex system to the level of a simple two-pole electrical device. Such a simplification has ground under it, but does not include the central processes among the determining factors: electrochemical reactions of phase transformations that have specific characteristics. Pulses of this type can provide information about a chemical system, but only if they are discharge pulses and not reverse pulses.
Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб прискореного батарейного формування свинцево-кислотних акумуляторних батарей підвищеним струмом (Патент 40509А Україна,The closest technical solution, chosen as a prototype, is the method of accelerated battery formation of lead-acid batteries with increased current (Patent 40509A Ukraine,
МПК" нНотМа/22. Спосіб батарейного формування з водяним охолодженням свинцево-кислотних акумуляторних батарей. В.О. Дзензерський та ін. Опубл. 16.07.2001, бюл.Моб|, що здійснюється при водяному охолодженні акумуляторів і полягає в тому, що акумуляторні батареї заливають електролітом, збирають у групи, встановлюютьIPC" nNotMa/22. The method of battery formation with water cooling of lead-acid storage batteries. V.O. Dzenzerskyi et al. Publ. 07.16.2001, Bull. Mob|, which is carried out during water cooling of batteries and consists in the fact that batteries are filled with electrolyte, assembled into groups, installed
У резервуари, що заповнюють рідиною для охолодження, і після відстоювання формують постійним і/чи імпульсним струмом. Підведення струму проводять у чотири етапи. На першому етапі спочатку через батареї протягом 5-20хв. пропускають струм, що не перевищує 0,02 від номінальної ємності Сн акумуляторної батареї, а потім протягом 0,3-1,5год. величину струму підвищують до 0,3-0,7С нм. На другому етапі через батареї протягом 0,5-Згод. пропускають струм величиною 0,3-0,7Сн. На третьому етапі протягом 0,5-2год. величину струму Га р; Ззнижують до 0,1-0,2Сн. На останньому, четвертому етапі протягом 5-1Огод. проводять доформування струмом, величина якого не виходить за межі інтервалу 0,1-0,2Сн. оIn the tanks, which are filled with liquid for cooling, and after settling, they are formed by direct and/or pulsed current. The current supply is carried out in four stages. At the first stage, first through the batteries for 5-20 minutes. pass a current that does not exceed 0.02 of the nominal capacity Sn of the battery, and then for 0.3-1.5 hours. the value of the current is increased to 0.3-0.7С nm. At the second stage, through batteries for 0.5 hours. pass a current of 0.3-0.7Sn. At the third stage, within 0.5-2 hours. the magnitude of the current Ha r; Reduce to 0.1-0.2Sn. At the last, fourth stage, within 5-1 hours. carry out finishing with a current whose value does not exceed the range of 0.1-0.2Sn. at
До недоліків даного способу формування можна віднести те, що обробку проводять переважно імпульсним струмом, особливо на ділянках подачі максимального струму, використовуючи для деполяризації тільки паузи між імпульсами, реалізуючи тільки ефекти пульсації основного струму. Під час пауз надлишковий потенціал дійсно Фд) знижується і відбувається часткова депресія загального опору, але цього недостатньо для вільного маніпулювання величиною струму і не дозволяє достатньо скоротити час обробки. Формування йде "наосліп", без -- оперативної інформації про стан активного шару електродів на кожному етапі, жорстко по програмі, створеної на («3 основі експериментальної статистики, і тому не дозволяє скоротити тривалість етапів, у залежності від попередньо досягнутого ступеня сформованості електродів. оThe disadvantages of this method of formation include the fact that the treatment is carried out mainly by pulse current, especially in the areas of maximum current supply, using only pauses between pulses for depolarization, realizing only the effects of pulsation of the main current. During pauses, the excess potential (Fd) really decreases and a partial depression of the total resistance occurs, but this is not enough for free manipulation of the current value and does not allow to sufficiently reduce the processing time. The formation proceeds "blindly", without operational information about the state of the active layer of the electrodes at each stage, strictly according to the program created on the basis of experimental statistics, and therefore does not allow to shorten the duration of the stages, depending on the previously achieved degree of formation of the electrodes. at
В основу винаходу поставлена задача скорочення тривалості формування, економії електроенергії, юю підвищення електричних характеристик і продовження терміну служби акумуляторних батарей за рахунок оптимізації процесу формування активної речовини позитивних та негативних електродів великими струмами шляхом додання нових діючих факторів, а також на основі можливості оперативного керування тривалістю всіх « етапів формування, з використанням інформації про стан активного шару, одержуваної за допомогою цих факторів. - с Поставлена задача вирішується тим, що у способі прискореного батарейного формування акумуляторів підвищеним струмом, що полягає в тому, що акумуляторні батареї заливають електролітом, збирають у групи, )» встановлюють у резервуари, заповнювані рідиною для охолодження, і після відстоювання проводять багатоетапне формування постійним і/чи імпульсним струмом, згідно з винаходом, обробку здійснюють у п'ять етапів, причому на першому етапі через батареї протягом 10-бО0хв. пропускають постійний формувальний струм величиною с 0,002-0,03Сн, напрямок якого зустрічний нормальному, на другому етапі напрямок струму змінюють на нормальний і протягом 10-бОхв. струм утримують у межах 0,002-0,03Сн, на третьому етапі протягом 0,3-1,5год. шо проводять формування імпульсним знакозмінним струмом із тривалістю зарядних імпульсів 100-300с і тривалістю ав) розрядних імпульсів 10-20с, причому амплітуду зарядних імпульсів збільшують до 0,3-0,7Сн, на четвертому етапі шу 20 формування проводять протягом 1-Згод. імпульсним знакозмінним струмом з тією ж тривалістю зарядних і розрядних імпульсів, з постійною амплітудою зарядних імпульсів, що лежить у межах 0,3-0,7С н, на п'ятому (Че) етапі формування проводять імпульсним знакозмінним струмом з тією ж тривалістю зарядних і розрядних імпульсів, причому амплітуду зарядних імпульсів зменшують до 0,15-0,4С),, а оперативне керування тривалістю третього-п'ятого етапів формування здійснюють шляхом-використання у ролі тестових розрядних імпульсів, створюваних за рахунок розряду акумуляторів на еталонному опорі, і порівнюючи їхню амплітуду з експериментальними нормованими амплітудами для кожного етапу. і) Зробимо докладні коментарі до ходу й обставин кожного циклу окремо, для з'ясування змісту застосованих іме) технологічних нововведень.The invention is based on the task of reducing the duration of formation, saving electricity, increasing the electrical characteristics and extending the service life of storage batteries due to the optimization of the process of forming the active substance of positive and negative electrodes with large currents by adding new active factors, as well as on the basis of the possibility of operational management of the duration of all « stages of formation, using information about the state of the active layer, obtained with the help of these factors. - c The task is solved by the fact that in the method of accelerated battery formation of batteries with an increased current, which consists in the fact that the batteries are filled with electrolyte, collected in groups, )" installed in tanks filled with liquid for cooling, and after settling, multi-stage formation is carried out by constant and/or pulsed current, according to the invention, processing is carried out in five stages, and in the first stage through batteries for 10-bO0min. pass a constant forming current with a value of 0.002-0.03Sn, the direction of which is opposite to the normal one, at the second stage, the direction of the current is changed to the normal one and within 10-ohm. the current is kept within 0.002-0.03С, at the third stage for 0.3-1.5 hours. forming is carried out with a pulsed alternating current with a duration of charging pulses of 100-300s and a duration of discharge pulses of 10-20s, and the amplitude of charging pulses is increased to 0.3-0.7С, at the fourth stage of 20 forming is carried out for 1-hour. pulsed alternating current with the same duration of charging and discharging pulses, with a constant amplitude of charging pulses that lies within 0.3-0.7С n, at the fifth (Че) stage of formation is carried out with pulsed alternating current with the same duration of charging and discharge pulses, and the amplitude of the charging pulses is reduced to 0.15-0.4С), and the operational control of the duration of the third to fifth stages of formation is carried out by using in the role of test discharge pulses created by the discharge of batteries on the reference resistance, and comparing their amplitude with the experimental normalized amplitudes for each stage. i) We will make detailed comments on the course and circumstances of each cycle separately, in order to clarify the content of the applied technological innovations.
До початку формування при нульовому струмі АБ заливають електролітом і витримують для просочення бо пластин електролітом протягом часу, що встановлюється в технологічній документації і звичайно знаходиться в межах 2-4год. Тривалість просочення істотно впливає на подальший хід обробки, оскільки вона супроводжується реакціями утворення вихідних сульфатів. При цьому спостерігається пікове підвищення температури електроліту в початковій фазі процесу. За час просочення температура (за рахунок зовнішнього охолодження) встигає упасти нижче критичної (602). 65 На першому етапі формування через АБ пропускають постійний формувальний струм величиною 0,002-0,03Сн, напрямок якого зустрічний нормальному. Тривалість обробки складає 10-бОхв. Додаткова обробка позитивного електрода струмом зворотної полярності призводить до того, що у пасті частково утворюються свинець і великокристалічний сульфат свинцю, а це забезпечує підвищення механічної міцності пасти при наступному формуванні й у процесі експлуатації. У результаті збільшується термін служби акумуляторів.Before the start of formation at zero current, AB is filled with electrolyte and kept for impregnation of the plates with electrolyte for the time set in the technological documentation and is usually within 2-4 hours. The duration of impregnation significantly affects the further course of processing, as it is accompanied by reactions of the formation of initial sulfates. At the same time, a peak temperature increase of the electrolyte is observed in the initial phase of the process. During impregnation, the temperature (due to external cooling) manages to drop below the critical temperature (602). 65 At the first stage of formation, a constant forming current of 0.002-0.03Сn is passed through AB, the direction of which is opposite to the normal one. The duration of processing is 10 minutes. Additional treatment of the positive electrode with a current of reverse polarity leads to the fact that lead and macrocrystalline lead sulfate are partially formed in the paste, and this ensures an increase in the mechanical strength of the paste during subsequent molding and during operation. As a result, the service life of batteries increases.
Зменшення тривалості першого етапу нижче 10хв. чи величини струму нижче 0,002С н робить таку обробку неефективною. Збільшення тривалості першого етапу вище бОхв. веде до зайвого збільшення енерговитрат і подовження процесу формування, не підвищуючи міцності позитивної активної маси. Струм, що перевищує значення 0,03Сн створює небезпеку газової поляризації і погіршує сприйнятливість АБ до струму.Reducing the duration of the first stage below 10 minutes. or current values below 0.002С n makes such processing ineffective. An increase in the duration of the first stage above bOchv. leads to an unnecessary increase in energy consumption and prolongation of the formation process, without increasing the strength of the positive active mass. A current that exceeds the value of 0.03Sn creates a danger of gas polarization and worsens the susceptibility of AB to current.
На другому етапі проводять підготовку системи до прийому струму, для чого напрямок струму змінюють на 7/0 Нормальне. Протягом 10-60хв. струм утримують у межах 0,002-0,03С н. Якщо тривалість другого етапу менше 10хв. чи величина струму перевищує значення 0,03С нн, може різко зрости напруга на АБ на другому чи на наступному етапі, унаслідок чого стає можливою газова поляризація. За таких умов на поверхні електродів формуються бар'єрні газонасичені прошарки, що ускладнюють подальше формування АБ, зменшуючи их сприйнятливість до струму. Затягування часу другого етапу (більш бохв.) і зниження величини струму менше 7/5 9,002Сн недоцільно, тому що це призводить до невиправданого подовження процесу формування.At the second stage, the system is prepared for receiving the current, for which the direction of the current is changed to 7/0 Normal. Within 10-60 minutes. the current is kept within 0.002-0.03С n. If the duration of the second stage is less than 10 minutes. if the value of the current exceeds the value of 0.03С nn, the voltage on the AB can increase sharply in the second or next stage, as a result of which gas polarization becomes possible. Under such conditions, barrier gas-saturated layers are formed on the surface of the electrodes, which complicate the further formation of AB, reducing their susceptibility to current. Prolonging the time of the second stage (more often) and reducing the value of the current to less than 7/5 9.002Sn is impractical, because it leads to an unjustified extension of the formation process.
На третьому етапі протягом 0,3-1,5год. проводять формування імпульсним знакозмінним струмом, збільшуючи амплітуду імпульсів за час етапу до 0,3-0,7Сн. Тривалість імпульсів зарядного струму встановлюють у межі 100-300с. Імпульси зарядного струму чергують з імпульсами розрядного тривалістю 10-20с. Підвищення амплітуди зарядних імпульсів до 0,3-0,7С не може бути проведене швидше, ніж за 0,Згод., тому що це може привести до 2о утворення на поверхні електродів бар'єрних газонасичених прошарків, що ускладнюють подальше формуванняAt the third stage, within 0.3-1.5 hours. conduct pulsed alternating current formation, increasing the amplitude of the pulses during the stage to 0.3-0.7Sn. The duration of the charging current pulses is set within 100-300s. Charge current pulses alternate with discharge pulses lasting 10-20 seconds. An increase in the amplitude of the charging pulses to 0.3-0.7С cannot be carried out faster than in 0.H, because this can lead to the formation of barrier gas-saturated layers on the surface of the electrodes, which complicate further formation
АБ. Третій етап недоцільно збільшувати за 1,5-годинну позначку. Тривалості зарядних і розрядних імпульсів взаємозалежні. Збільшення тривалості зарядних імпульсів вище З00бс і зменшення тривалості розрядних нижче 10с помітно зменшує деполяризуючий ефект імпульсного струму, приводячи до росту поляризації і збільшенню газовиділення. Зменшення тривалості зарядних імпульсів менш 100 с і збільшення тривалості розрядних більш сч дв 20с призводить до зменшення середньої величини формуючого струму, что подовжує процес формування. Крім того, ці загальні висновки доповнюються наступними важливими конкретними особливостями. іо)AB. It is impractical to extend the third stage beyond the 1.5-hour mark. The durations of charging and discharging pulses are interdependent. An increase in the duration of charging pulses above 300bs and a decrease in the duration of discharge below 10s significantly reduces the depolarizing effect of the pulsed current, leading to an increase in polarization and an increase in gas evolution. A decrease in the duration of charging pulses of less than 100 s and an increase in the duration of discharge pulses of more than 20 s leads to a decrease in the average value of the forming current, which prolongs the forming process. In addition, these general conclusions are complemented by the following important specific features. io)
Розряди АБ проводять на постійному безіндуктивному еталонному опорі, величину якого підбирають так, щоб амплітуда розрядних імпульсів (при їхній тривалості 10-20с) зростала наприкінці процесу формування (п'ятого етапу обробки) і досягала величини в межах 0,3-0,7С н. Дотримання умов, що утримують амплітуду імпульсів Ге! зо розрядного струму в межах 0,3-0,7С н, забезпечує сумірність величин зарядного і розрядного струмів протягом усього процесу формування, отже, дозволяє визначати їх з однаковою точністю. Розрядні імпульси дають -- можливість одержати інформацію про ефективність формування. Інформативність цієї процедури стосується о реакцій перетворення електродної пасти в РБО» на позитивному електроді й у РЬ - на негативному, і заснована на тім, що величина струму на навантаженні пропорційна масам продуктів виходу зазначених реакцій. Тому Ме розрядні імпульси більш інформативні ніж реверсні. Надкороткі (порядку мс) розрядні імпульси не виводять ю хімічну систему електродів з поточного рівноважного стану, оскільки "їхня дія стосується тільки поверхневих шарів. Періодично скидувана ЕРС поляризації ненформативна, тому що кожним наступним імпульсом ми стираємо попередню інформацію про зміни. Застосовувані нами імпульси великої тривалості (10-20с) діють на всю активну масу, утягуючи в процес найглибші шари, закриті пасивними зонами. Це відбувається тому, що тривалість « таких довгих розрядних імпульсів перевершує тривалості перехідних процесів, що збуджуються в системі у шо с зв'язку з докорінною зміною електричної ситуації. Наслідки такого переключення, під час якого електрохімічні процеси змінюють свою спрямованість, руйнуються зв'язки між фазами і т.п., істотно глибше. При цьому )» термодинамічна рівновага поляризуючих станів порушується не механічними чи електричними ударами (як це відбувається при надкоротких імпульсах), а докорінною зміною умов, що спричинили їх формування. КисеньAB discharges are carried out on a constant non-inductive reference resistance, the value of which is selected so that the amplitude of the discharge pulses (with a duration of 10-20s) increases at the end of the formation process (the fifth stage of processing) and reaches a value within the range of 0.3-0.7С n . Compliance with the conditions that maintain the amplitude of pulses Ge! from the discharge current in the range of 0.3-0.7С n, ensures the proportionality of the values of the charging and discharging currents during the entire process of formation, therefore, it allows to determine them with the same accuracy. Discharge pulses provide an opportunity to obtain information about the formation efficiency. The informativeness of this procedure refers to the reactions of the transformation of the electrode paste into RBO" on the positive electrode and into РБ - on the negative one, and is based on the fact that the magnitude of the current on the load is proportional to the masses of the output products of the specified reactions. Therefore, Me bit pulses are more informative than reverse pulses. Ultra-short (on the order of ms) discharge pulses do not bring the chemical system of electrodes out of the current equilibrium state, because "their effect affects only the surface layers. The periodically reset EMF of the polarization is uninformative, because with each subsequent pulse we erase the previous information about the changes. We use pulses of long duration (10-20s) act on the entire active mass, drawing into the process the deepest layers closed by passive zones. This happens because the duration of such long discharge pulses exceeds the duration of transient processes excited in the system in connection with a fundamental change electrical situation. The consequences of such switching, during which electrochemical processes change their orientation, bonds between phases are destroyed, etc., are significantly deeper. At the same time, the thermodynamic equilibrium of polarizing states is not disturbed by mechanical or electrical shocks (as happens with ultrashort pulses), and a radical change in the conditions that caused their formation I. Oxygen
Виділяється на позитивному, а водень - на негативному електроді й утримуються на них у формі газонасичених с шарів. Імпульсна зміна знака потенціалів і режиму (від накопичення струму до його віддачі) кардинально порушує сформовану рівновагу. Це веде до ефективного руйнування поляризуючих шарів. За час дії довгого і, імпульсу встигає пройти масоперенос, поступово вирівнюючи густину та склад електроліту у порах пасти. Таким о чином, довгі розрядні імпульси роблять деполяризуючу дію. Причому ця дія ефективна стосовно трьох видів 5р поляризації: газової, концентраційної та електростатичної. | хоча для одержання даних за допомогою часткового - розряду АБ ми вимушені жертвувати частиною накопиченої енергії, усе-таки вірогідність зведень того коштує.It is released on the positive, and hydrogen - on the negative electrode and is retained on them in the form of gas-saturated c layers. An impulsive change in the sign of the potentials and mode (from current accumulation to its return) radically disrupts the established equilibrium. This leads to the effective destruction of polarizing layers. During the action of a long and long pulse, mass transfer has time to take place, gradually equalizing the density and composition of the electrolyte in the pores of the paste. Thus, long discharge pulses have a depolarizing effect. Moreover, this action is effective in relation to three types of 5p polarization: gas, concentration and electrostatic. | although we are forced to sacrifice a part of the accumulated energy to obtain data with the help of a partial AB discharge, still the probability of summaries is worth it.
Ге) Такий тест має всі ознаки "проби", що несе на собі сліди якості процесу, а не артефакту (тобто події, що не має сутнісного зв'язку з процесом, а лише супутньої йому). Довгі розрядні імпульси, зроблені в паузах між формуючими, не корелюють з частотними характеристиками АБ, вірніше, не залежні від них (як це має місце при ов резонансних імпульсах, порядку десятків-сотень мс). Тому вони вільні від впливу таких ефектів періодичних процесів, як резонанс, інтерференція й ін., що спотворюють результати. іФ, Усі перелічені доводи дають можливість розробити тип і точне параметричне оформлення для ка деполяризуючих імпульсів.Gee) Such a test has all the signs of a "sample" that bears traces of the quality of the process, not an artifact (that is, an event that has no essential connection with the process, but only accompanying it). Long discharge pulses made in the pauses between forming ones do not correlate with the frequency characteristics of AB, rather, they do not depend on them (as is the case with resonant pulses of the order of tens-hundreds of ms). Therefore, they are free from the influence of such effects of periodic processes as resonance, interference, etc., which distort the results. iF, All the listed arguments make it possible to develop a type and exact parametric design for ka depolarizing pulses.
На четвертому етапі протягом 1-Згод. проводять формування імпульсним знакозмінним струмом, не змінюючи во його характеру: тривалість зарядних і розрядних імпульсів залишають такою ж, амплітуду зарядних імпульсів утримують постійною в межах 0,3-0,7Сн, тому що інтенсивність реакцій (у тому числі і поляризуючих) збільшується. Амплітуда імпульсів розрядного струму сама зростає за час етапу. Якщо амплітуда зарядного струму перевищує 0,7Сн, по-перше, створюється небезпека погіршення процесу формування, причиною якого є підвищення напруги на АБ, що робить сприятливим проходженню сторонніх реакцій з газовиділенням і утворенням 65 бар'єрних прошарків на поверхні електродів. По-друге, при амплітуді зарядного струму вище 0,7С н, значно підвищується температура електроліту, що може перевищити максимально припустиму (602).At the fourth stage during 1-According. they carry out formation with a pulsed alternating current, without changing its character: the duration of charging and discharging pulses is left the same, the amplitude of charging pulses is kept constant within 0.3-0.7С, because the intensity of reactions (including polarizing ones) increases. The amplitude of the discharge current pulses itself increases during the stage. If the amplitude of the charging current exceeds 0.7С, firstly, there is a danger of deterioration of the formation process, the cause of which is an increase in the voltage on the AB, which makes it favorable for the passage of extraneous reactions with gas evolution and the formation of 65 barrier layers on the surface of the electrodes. Secondly, when the amplitude of the charging current is higher than 0.7С n, the temperature of the electrolyte increases significantly, which may exceed the maximum allowable (602).
Якщо амплітуда зарядного струму менше, ніж 0,3С н, по-перше, на позитивному електроді замість енергоємної модифікації В-РБО» формується малоактивна модифікація й-РЬО», що призводить до втрати ємностіIf the amplitude of the charging current is less than 0.3С n, firstly, instead of the energy-intensive modification В-РБО», a low-active modification и-РБО» is formed on the positive electrode, which leads to a loss of capacity
АБ. По-друге, різко підвищується час, необхідний для формування АБ, что також негативно впливає на економічні показники процесу. Якщо тривалість другого етапу менше їгод., то не забезпечується в повному обсязі підведення основного формуючого заряду, а якщо тривалість етапу більше ніж Згод., то процес формування має ті самі недоліки, що і при застосування амплітуди зарядного струму, що перевищує значення 0,7С у. Тривалості імпульсів зарядного та розрядного струмів обгрунтовані такими ж міркуваннями, що і на попередньому етапі.AB. Secondly, the time required for the formation of AB increases sharply, which also negatively affects the economic indicators of the process. If the duration of the second stage is less than hours, then the main forming charge is not fully supplied, and if the duration of the stage is longer than hours, then the formation process has the same disadvantages as when using a charging current amplitude exceeding 0.7C in. The durations of the charging and discharging current pulses are based on the same considerations as at the previous stage.
На п'ятому етапі проводять формування імпульсним знакозмінним струмом, не змінюючи його характеру: 70 тривалість зарядних і розрядних імпульсів залишають такими ж, амплітуду зарядних зменшують до 0,15-0,4С н, у той час як амплітуда розрядних імпульсів зростає і досягає до кінця цього етапу обробки максимального значення в межах 0,3-0,7Сн. На цьому етапі забезпечується остаточне доформування АБ. Унаслідок збільшення в пасті кількості малорозчинного нейтрального сульфату свинцю РЬБО) відбувається різкий зріст опору АБ, що призводить до пропорційного зростання потенціалу, що у свою чергу стимулює електроліз води, тобто - 75 інтенсивне газовиділення. Поляризація помітно зростає і починає відігравати роль детерминатора формуючого струму. Тому подальшу обробку змушені вести при істотно зниженій амплітуді (0,15-0,4Су) зарядних імпульсів, хоча характер струму обробки не змінюється в порівнянні з третім--етвертим етапами. Амплітуда зарядного струму, що перевищує 0,4Су, на п'ятому етапі приведе до посилення газовиділення і підвищення температури, що у свою чергу ускладнює процес формування і сприяє руйнуванню електродів. Якщо амплітуда зарядного струму менше, ніж 0,15Сн, процес доформування іде дуже повільно, що значно подовжує формування.At the fifth stage, pulsed alternating current is formed without changing its character: 70 the duration of the charging and discharging pulses remains the same, the amplitude of the charging pulses is reduced to 0.15-0.4С n, while the amplitude of the discharging pulses increases and reaches up to at the end of this stage of processing, the maximum value is within 0.3-0.7Sn. At this stage, the final completion of the AB is ensured. As a result of the increase in the amount of sparingly soluble neutral lead sulfate (PBO) in the paste, there is a sharp increase in AB resistance, which leads to a proportional increase in potential, which in turn stimulates water electrolysis, i.e. - 75 intensive gas evolution. Polarization noticeably increases and begins to play the role of determinant of the forming current. Therefore, further processing is forced to be carried out with a significantly reduced amplitude (0.15-0.4Сu) of charging pulses, although the character of the processing current does not change in comparison with the third and fourth stages. Amplitude of the charging current exceeding 0.4Su at the fifth stage will lead to increased gas evolution and an increase in temperature, which in turn complicates the formation process and contributes to the destruction of the electrodes. If the amplitude of the charging current is less than 0.15С, the forming process proceeds very slowly, which significantly prolongs the formation.
Вибір тривалостей зарядних і розрядних імпульсів на п'ятому етапі обгрунтований тими ж міркуваннями, що і на попередніх третьому-четвертому етапах. Розрядні імпульси на цьому етапі мають повільно змінювану амплітуду, величина якої росте в міру поглиблення процесу формування і виходить наприкінці на граничне значення (0,3-0,7С 3). Причому амплітуда не задана програмою, а тільки нормована величиною навантаження с (Постійного безіндуктивного еталонного опору), на яку пасивно розряджають АБ.The choice of durations of charging and discharging pulses in the fifth stage is based on the same considerations as in the previous third and fourth stages. Discharge pulses at this stage have a slowly changing amplitude, the value of which increases as the formation process deepens and finally reaches the limit value (0.3-0.7C 3). Moreover, the amplitude is not set by the program, but only normalized by the value of the load c (Constant non-inductive reference resistance), to which the AB is passively discharged.
У заявленому рішенні сполучена деполяризуюча дія розрядних імпульсів струму з їх інформаційним о навантаженням. Розрядні імпульси використовуються в ролі тестових. Інформацію про стан активного шару електродів одержують за допомогою розрядних імпульсів, починаючи з третього етапу і до кінця формування, виходячи з того, що величина струму на навантаженні пропорційна масам продуктів виходу основних реакцій дб) формування. Тому амплітуда розрядних імпульсів, починаючи з третього етапу формування, у середньому зростає. Порівнюючи амплітуду розрядних імпульсів на цих етапах з експериментальними нормованими її -- значеннями для кінця кожного етапу формування, визначають момент переходу на наступний етап. Перехід на о наступний етап здійснюють у момент, коли різниця амплітуди розрядного імпульсу й експериментально нормованого її значення стає або рівною нулю або менше нуля, але в межах програми формування, зазначеної у о формулі винаходу. Особливо важливою є інформація, по якій визначають момент закінчення формування, ою оскільки у такий спосіб вдається уникнути перезаряду АБ, що призводить до значної перевитрати електроенергії і погіршення технічних характеристик АБ. Обробку припиняють тоді, коли різниця амплітуди розрядного імпульсу й експериментально нормованого Її значення для кінця обробки стає або рівною нулю або менше нуля.In the proposed solution, the depolarizing effect of discharge current pulses is combined with their informative load. Discharge pulses are used as test pulses. Information about the state of the active layer of electrodes is obtained with the help of discharge pulses, starting from the third stage and until the end of formation, based on the fact that the magnitude of the current on the load is proportional to the mass of the output products of the main reactions (db) of formation. Therefore, the amplitude of discharge pulses, starting from the third stage of formation, increases on average. By comparing the amplitude of discharge pulses at these stages with its experimental normalized values for the end of each stage of formation, the moment of transition to the next stage is determined. The transition to the next stage is carried out at the moment when the difference between the amplitude of the discharge pulse and its experimentally normalized value becomes either equal to zero or less than zero, but within the limits of the formation program specified in the claims of the invention. The information used to determine the moment of the end of the formation is especially important, because in this way it is possible to avoid overcharging of the battery, which leads to a significant overspending of electricity and deterioration of the technical characteristics of the battery. Processing is stopped when the difference between the amplitude of the discharge pulse and its experimentally normalized value for the end of processing becomes either equal to zero or less than zero.
Подачу формувального струму, у тому числі і операцію переходу на наступний етап формування і закінчення « формування за критерієм порівняння амплітуд розрядних імпульсів неважко реалізувати, завдавши відповідну шSupplying the forming current, including the operation of transition to the next stage of formation and the end of "forming according to the criterion of comparing the amplitudes of discharge pulses, is not difficult to implement by applying the appropriate
Гані програму керуючій ЕОМ.Ghani program for controlling the computer.
Нормовані значення амплітуд розрядних імпульсів одержують попередньо шляхом обробки експериментальної )» статистики для кожного типу акумуляторів і акумуляторних батарей.The normalized values of the amplitudes of discharge pulses are previously obtained by processing experimental statistics for each type of accumulators and storage batteries.
Таким чином, спосіб прискореного формування акумуляторів підвищеним струмом, що заявляється, забезпечує оптимальний режим батарейного формування за короткий термін, зменшує поляризацію електродів у 4! процесі формування та їх перезаряд, підвищує зміст енергоємної модифікації В-РБ» в активній масі позитивних електродів, а також підвищує міцність активної маси. Це дозволяє зменшити газовиділення і витрати о електроенергії в процесі формування, поліпшити стартерні характеристики АБ під час холодного старту, о подовжити термін служби батарей.Thus, the proposed method of accelerated formation of batteries with an increased current provides an optimal mode of battery formation in a short time, reduces the polarization of the electrodes by 4! during the process of formation and their recharging, increases the content of energy-intensive modification B-RB" in the active mass of positive electrodes, and also increases the strength of the active mass. This allows you to reduce gas emissions and electricity consumption during the formation process, improve the starter characteristics of the AB during a cold start, and extend the life of the batteries.
За наявними в авторів відомостями запропоновані істотні ознаки, що характеризують суть винаходу, не - відомі в даному розділі техніки.According to the information available to the authors, the proposed essential features characterizing the essence of the invention are not known in this section of the technique.
Ге) Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах з виробництва акумуляторних батарей, зокрема - свинцево-кислотних типів.Ge) The proposed technical solution can be used at enterprises for the production of storage batteries, in particular - lead-acid types.
Критерій "промислове впровадження" підтверджується актуальністю способу і його практичною прив'язкою до реальних виробничих технологій.The "industrial implementation" criterion is confirmed by the relevance of the method and its practical connection to real production technologies.
На Фіг. зображена схема токової програми формування у часовій розгортці.In Fig. the scheme of the current forming program in time sweep is shown.
Ф, Спосіб прискореного батарейного формування, що заявляється, здійснюється таким чином. Зібрані АБ після ко заливання в них електроліту збирають у групи і розміщають у резервуарах - формувальних ваннах. Ванни заповнюють водою до рівня електроліту в акумуляторах. Після відстоювання (0) протягом часу, зазначеного в бо технологічній документації, для просочення і релаксації температури (температура електроліту в початкових фазах просочення різко зростає) АБ у групах з'єднують в електричні ланцюги послідовно і кожну групу підключають до джерела струму. Джерело струму повинне забезпечувати генерування прямокутних регульованих зарядних імпульсів великої тривалості (до З00с) і регульованої амплітуди (до бОА), а також мати розрядний блок, постачений постійним безіндуктивним еталонним опором, нормованим за умовами проведення процесу і б5 типорозміру оброблюваних виробів, що забезпечує прямокутні регульовані розрядні імпульси необхідної тривалості (у діапазоні 10-20с). Керування формуванням повинне бути автоматизоване і здійснюватися за допомогою ЕОМ, але допускати і ручний режим на всіх етапах. Стабілізація температури здійснюється за рахунок теплообміну через стінки корпусів АБ з водою, що циркулює у формувальних ваннах. Водообіг повинний бути регульованим.F, The method of accelerated battery formation, which is claimed, is carried out as follows. After pouring the electrolyte into them, the collected ABs are collected in groups and placed in tanks - forming baths. Baths are filled with water up to the level of the electrolyte in the batteries. After standing (0) for the time specified in the technical documentation, for impregnation and temperature relaxation (the temperature of the electrolyte in the initial phases of impregnation increases sharply), ABs in groups are connected in electrical circuits in series and each group is connected to a current source. The current source must ensure the generation of rectangular adjustable charging pulses of long duration (up to 300s) and adjustable amplitude (up to BOA), as well as have a discharge unit supplied with a constant non-inductive reference resistance, normalized according to the conditions of the process and b5 of the standard size of the processed products, which provides rectangular adjustable discharge pulses of the required duration (in the range of 10-20s). Formation control should be automated and carried out with the help of a computer, but allow manual mode at all stages. Temperature stabilization is carried out due to heat exchange through the walls of the AB housings with water circulating in the forming baths. Water circulation must be regulated.
Далі починається власне формування. На першому етапі (І) через батареї протягом 10-6б0хв. пропускають постійний формувальний струм величиною 0,002-0,03Сн, напрямок якого зустрічний нормальному. На другому етапі (ІЇ) напрямок струму стрибком змінюють на нормальний і протягом 10-б0хв. його величину утримують у межах 0,002-0,03Сн. На третьому етапі (І) протягом 0,3-1,5год. проводять формування імпульсним знакозмінним струмом, причому імпульси зарядного струму тривалістю 100-300с чергують з імпульсами /о розрядного струму тривалістю 10-20с. Амплітуду імпульсів зарядного струму східчасто або плавно збільшують до 0,3-0,7Сн. Амплітуда імпульсів розрядного струму спонтанно зростає за час етапу. Перехід на наступний етап здійснюють у момент, коли різниця амплітуди розрядного імпульсу й експериментально нормованого Її значення Із для кінця третього етапу стає або рівною нулю, або менше нуля, але так, щоб тривалість третього етапу залишалася в межах 0,3-1,5год. Протягом всього етапу формування проводять постійний контроль /5 температурного режиму і, у разі потреби, оперативну його корекцію. Корекція може бути виконана двома способами: зниженням амплітуди зарядного струму (у межах програми формування, зазначеної у формулі винаходу) і/чи шляхом збільшення витрати холодоагенту, застосовуваного для охолодження акумуляторних батарей.Then the actual formation begins. At the first stage (I) through batteries for 10-6b0min. pass a constant forming current of 0.002-0.03Сn, the direction of which is opposite to the normal one. At the second stage (II), the direction of the current is suddenly changed to normal and within 10 minutes. its value is kept within 0.002-0.03Сn. At the third stage (I) within 0.3-1.5 hours. forming is carried out by pulsed alternating current, and charging current pulses lasting 100-300s alternate with /o discharge current pulses lasting 10-20s. The amplitude of the charging current pulses is gradually or smoothly increased to 0.3-0.7С. The amplitude of the discharge current pulses spontaneously increases during the stage. The transition to the next stage is carried out at the moment when the difference between the amplitude of the discharge pulse and its experimentally normalized value Iz for the end of the third stage becomes either equal to zero or less than zero, but so that the duration of the third stage remains within 0.3-1.5 hours. During the entire forming stage, constant control /5 of the temperature regime is carried out and, if necessary, its operative correction. The correction can be performed in two ways: by reducing the amplitude of the charging current (within the formation program specified in the claims) and/or by increasing the flow rate of the refrigerant used to cool the batteries.
На четвертому етапі (ІМ) протягом 1-Згод. проводять формування імпульсним знакозмінним струмом, го залишаючи без зміни тривалості зарядних і розрядних імпульсів. Амплітуду імпульсів зарядного струму утримують постійною на рівні 0,3-0,7Сн. Амплітуда імпульсів розрядного струму зростає за час етапу. Перехід на п'ятий етап здійснюють у момент, коли різниця амплітуди розрядного імпульсу й експериментально нормованого Її значення І; для кінця четвертого етапу стає або рівною або менше нуля, але так, щоб тривалість четвертого етапу залишалася в межах 1-Згод. Протягом всього етапу формування проводять постійний контроль с г5 температурного режиму і, при необхідності, оперативну його корекцію, як описано вище.At the fourth stage (IM) during 1-Zhod. forming with a pulsed alternating current, leaving the duration of the charging and discharging pulses unchanged. The amplitude of the charging current pulses is kept constant at the level of 0.3-0.7С. The amplitude of the discharge current pulses increases during the stage. The transition to the fifth stage is carried out at the moment when the difference between the amplitude of the discharge pulse and its experimentally normalized value I; for the end of the fourth stage becomes either equal to or less than zero, but so that the duration of the fourth stage remains within 1-Hd. During the entire forming stage, constant control of the temperature regime is carried out with g5 and, if necessary, its operative correction, as described above.
На п'ятому етапі (М) тривалості зарядних і розрядних імпульсів залишають без зміни. Амплітуду зарядних о); імпульсів східчасто або плавно зменшують до 0,15-0,4С, у той час як амплітуда розрядних імпульсів продовжує зростати і досягає до кінця цього етапу обробки максимального значення 0,3-0,7С р. Закінчення процесу формування здійснюють у момент, коли різниця амплітуди розрядного імпульсу й експериментально нормованого (33At the fifth stage (M), the duration of the charging and discharging pulses is left unchanged. Amplitude of chargers o); pulses are gradually or smoothly reduced to 0.15-0.4С, while the amplitude of the discharge pulses continues to increase and reaches a maximum value of 0.3-0.7С by the end of this stage of processing. The forming process is completed at the moment when the difference amplitude of the discharge pulse and experimentally normalized (33
Зо її значення Ік для кінця обробки стає або рівної нулю або менше нуля. Постійний контроль температурного режиму і, при необхідності, оперативна його корекція проводяться також протягом всього етапу. -From its value Ik for the end of processing becomes either equal to zero or less than zero. Constant monitoring of the temperature regime and, if necessary, its operative correction are also carried out during the entire stage. -
Моніторинг за допомогою розрядних імпульсів подає точну інформацію про поточний стан хімічної системи і о дає можливість вчасно закінчити формування. Амплитуду розрядних імпульсів варто вимірювати наприкінці розрядного імпульсу, наприклад в останні 2-3с розряду. ме)Monitoring with the help of discharge pulses provides accurate information about the current state of the chemical system and makes it possible to finish the formation in time. The amplitude of the discharge pulses should be measured at the end of the discharge pulse, for example, in the last 2-3 seconds of the discharge. me)
Заводські іспити заявленого способу прискореного батарейного формування дали наступну статистичну ю картину по основних корисних ефектах: 1) тривалість усього процесу формування скорочується в 1,5 рази (до 8-10 годин); 2) встановлена помітна економія електроенергії (до 20-2595), що обумовлено як скороченням часу обробки, так і зменшенням її витрат на електроліз води і газовиділення; « 3) підвищуються стартерні характеристики АБ під час холодного старту (тривалість розряду збільшується на шв с 10-1596); 4) подовжується термін служби АБ. і»Factory tests of the claimed method of accelerated battery formation gave the following statistical picture of the main beneficial effects: 1) the duration of the entire formation process is reduced by 1.5 times (to 8-10 hours); 2) a noticeable saving of electricity (up to 20-2595) has been established, which is due to both the reduction of processing time and the reduction of its costs for water electrolysis and gas release; "3) the starter characteristics of the AB increase during a cold start (the duration of the discharge increases by 10-1596 seconds); 4) the service life of the AB is extended. and"
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002129779A UA59019C2 (en) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Method for fast forming accumulator batteries by increased current |
| RU2003131657/09A RU2284076C2 (en) | 2002-12-06 | 2003-10-28 | High-speed cycling of storage-battery cells with enhanced current |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002129779A UA59019C2 (en) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Method for fast forming accumulator batteries by increased current |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA59019A UA59019A (en) | 2003-08-15 |
| UA59019C2 true UA59019C2 (en) | 2007-01-15 |
Family
ID=35634494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2002129779A UA59019C2 (en) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Method for fast forming accumulator batteries by increased current |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2284076C2 (en) |
| UA (1) | UA59019C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102064589B (en) * | 2011-02-16 | 2013-02-27 | 江苏技术师范学院 | Charging device of valve-regulated lead-acid accumulator |
-
2002
- 2002-12-06 UA UA2002129779A patent/UA59019C2/en unknown
-
2003
- 2003-10-28 RU RU2003131657/09A patent/RU2284076C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA59019A (en) | 2003-08-15 |
| RU2003131657A (en) | 2005-04-20 |
| RU2284076C2 (en) | 2006-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105932349B (en) | A kind of lithium ion battery long-life fast charge method | |
| CN101388477B (en) | Fast charging method | |
| CN102810701B (en) | Depth depolarization charging method for lead-acid storage batteries | |
| CN105024103B (en) | The restorative procedure of waste and old lead acid accumulator | |
| CN112363075A (en) | Lithium ion battery aging evaluation method | |
| AU2011250189B2 (en) | Bipolar overvoltage battery pulser and method | |
| US10840725B2 (en) | Battery charging with charging parameters sweep | |
| Thele et al. | Impedance-based overcharging and gassing model for VRLA/AGM batteries | |
| US8854003B2 (en) | Technique for rapid battery capacity testing | |
| James et al. | Application of pulse charging techniques to submarine lead-acid batteries | |
| Jiménez et al. | Lithium-ion battery degradation assessment in microgrids | |
| JP3505111B2 (en) | Operation method of sodium-sulfur battery | |
| US20220390522A1 (en) | Methods and systems for battery formation | |
| UA59019C2 (en) | Method for fast forming accumulator batteries by increased current | |
| Haghjoo et al. | Modeling, simulation, and parameters identification of a lithium-ion battery used in electric vehicles | |
| Pascoe et al. | VRLA battery capacity estimation using soft computing analysis of the coup de fouet region | |
| CN107123835B (en) | A kind of electrochemical method and system of lead-acid accumulator desulfurization | |
| DE102021203390B3 (en) | Method for voltage-controlled operation of a battery system during charging | |
| CN104091971A (en) | Storage battery desulphurization device and method | |
| CN1545184A (en) | Universal quick charging method for chargeable battery | |
| Bandara et al. | Fast charging protocols based on pulse-modulation with varying relaxation for electric vehicle li-ion cells | |
| US20120146589A1 (en) | Method and Device For Charging Lithium-Cobalt Cells | |
| Kamrueng et al. | Fast Approach of Open Circuit Voltage Estimation for Li-ion Battery Based on OCV Error Compensation | |
| JP4331473B2 (en) | Charge / discharge control device and charge / discharge control method for lead-acid battery | |
| CN114586220B (en) | Method and system for battery formation |