111) 605276 Союз Советских Социалистических Респуолии(51) М, Кл.- И 01 М 10/42 аявкп Ъе соединение с Гесударствеиный комитет Совете Министров СССР.04.78. Бюллетень М 1 по делам изобретеи и открытий 5) Д опубликования описанияН. П, Пермяков, Н Украинский научнонструкторский инстидобь А. Ли 54) СПОСОБ ВОССТАНО ВЛ ЕН ИЯ ЕМКОСТИ 1 ЦЕЛОЧ Н Н И КЕЛ Ь-ЖЕЛ ЕЗ НО ГО АККУМУЛЯТО РА Изооретение относится к эксплуатации в особых режимах щелочных никель-железных, преимущественно тяговых аккумуляторов, например, в особых температурных условиях и может быть использовано при эксплуатации указанных аккумуляторов в шахтных электровозах, в различных видах погрузочно-разгрузочных машин, в средствах напольного транспорта и в других транспортных средствах, интенсивно эксплуатирующихся при положительных значениях температур окружающего воздуха.Известно, что при эксплуатации щелочных никель-железных тяговых аккумуляторов на шахтных электровозах температура электролита в аккумуляторах, особено расположенных в центре батареи, в летне-осенний период в теплой и умеренной зонах достигает 55 - 62 С, хотя инструкции по эксплуатации формально запрещают перегрев электролита в этих аккумуляторах выше 45 С во избежание снижения их номинальной емкости и других эксплуатационных характеристик. Поэтому рудничные тяговые аккумуляторы часто эксплуатируются с ухудшенными эксплуатационными характеристиками.Указанные инструкции по эксплуатации щелочных тяговых никель-келезных батарей для рудничных электровозов и составленные на их основе заводские инструкции по эксплуанев и А, В. Лесных сследовательский и проектнотут подземной гидравлической чи угля тацнц аккумуляторов рекомендуют независимо от условий эксплуатации через каждые 10 (7 - 12) рабо шх циклов, а также после глубокого разряда, проводить усиленный за ряд батареи в течение 10 ч. током, равным0,25 Я, сообщая зарядную емкость, равную (Яп Ян - номинальная емкость аккумулягорноц оатарец).Этот усиленный заряд не является оптц мальным и эффектным способом восстановления емкости аккумуляторов, утраченной нмн в результате перегрева.Известен способ восстановления емкостц,по которому усиленньш заряд применяют че рез каждые 15 - 20 дней при эксплуатаццищелочных аккумуляторов в условиях высоких температур в жаркое время года, а текущие заряды ведут в вечернее и ночное время. Однако этот способ нс предусматривает ка кцх-либо параметров ц условий проведенияусиленного заряда, а рекомендованная периодичность проведения последнего не связана с колцчеством рабочцх циклов аккумуляторов.25 Установлено, что прн постепенном нагревеаккумуляторов типа ТЖН-(50 на (5 - 70 С в процессе ццклцрованпя нх отдаваемая имц емкость снижается с (50 А. ч до 2(0 А. ч (номинальная зарядная емкость 540 А, ч прц 30 заряде нормальным зарядным током 90 А),и ав 558,15 11 вд. М 405 Тираж 904 1 ПО Государствспносо когпитс, Совста Министров СССР по 1 сна нвоврстснп 11 и о-.к 15 вти 113035, Москва, 21 С, Раукнскаи наб., д 4,5Подписиос Типов нп 15 и 5 Ь нр. Сапунова, 2 11 ри постспснном Охла 2 кДснии этих аккумуляторов с 70"С до 35 С в процессе их цпклирования при тех же условиях заряда отдаваемая емкость полностью не восстанав,швылась и оставалась на уроьпе 2(О в 2 А, ч.Цельо изооретения является повышение эффективности периодического восстановленн 5 Смкос 1 и у 112 ыченнои щеО 1 пыми пиксль 2 келсзными аккумулято 12 ами Б 12 сзультатс вынужденной 1 срытковременной эксплуатации при температурах, превышающих 4 О 1, а такхсе сокращение непропзводпел.ьных затрат времени и энергии, С этой цельо по предлагаемому способу усиленные заряды производят сериями по О восстановительных циклов через каждые 50 - 120 рабочих циклов, выполняемых при температуре аккумуляторов 60 - 70"С, причем восстановительные циклы проводят в режиме ускоренного двухчасового заряда током, численно равным 0,8 номинальной емкости аккумулятора, сообщая при каждом восстановительном цикле зарядную емкость, по вели шне равнуо 2,5 номинальной емкости этого аккумулятора, прп этом поддерживают в процессе заряды температуру электролита в аккумуляторе в пределах 20 - 35"С,Аккумуляторы тина Т 1-1 Ж, кратковременно эксплуатировавшиеся при 70 С, характеризуются следуощсй потерей отдаваемой емкости;Число рабочих Потеря отдыциклов ваемой емкости1 о3 155 2010 3020 3350 40Допустимое снижение отдаваемой смкост;1, прн котором целесоооразпо применять предложенный способ 40%, псриоди шость во становления 50 - 60 рабочих циклов, количество восстановительных циклов равно 5. Способ осущестзляется прп зарядном токе 280 Л,разрядном токе 70 А, минимально допустимом разрядном напряжении 1 В, и температуре электролита 20 - 35 С. Степень восстановлсш 1 я емкости равна 90 "о.5 11 рсдлагасмый способ восстановления емкости аккумуляторов, как показали исследования в степдоьых и промышленных услови 51 х, ЯВ 51 стся Оптимальным, иоо сВОдит к ми Впмуму затраты непроизводительного време ни и эерп и на процесс восстановления.Использование предлагаемого способа восстановления емкости щелочных никелькелезиых аккумуляторов, утраченной в результате пх перегревы до температур 45 - 70- С, обеспе чпваст по сравнению с известным способомвосстановлснпя емкосп 1, сокращение непроизводительного времени, затрачиваемого на процесс восстановления емкости, повышает степень восстановления утраченной емкости 20 прп прочих равных условиях, сокращает затраты энергии на процесс восстановления,Способ восстановления емкости щелочногопи 1 сель-жслезного аккумулятОра, утраченной в результате вынужденной эксплуатации 30 при 60 - 70 С, путем сообщения ему усиленных зарядов, отличаощийся тем, что, с целью повышения эсрфективности процесса Восстановления, сокращения непроизводительных затрат времени и энергии, усиленные за ряды выполняются сериями по 5 восстановительных циклов через каждые 50 - 60 рабочих циклов, причем восстановительные циклы проводят в режиме ускоренного двухчасового заряда током, числешю равным 0,8 номи нальной емкОстп аккумулятора, сооощая п 12 икаждом ВоссгсИовительном цикле за 1)яднуО емкость, численно равную 2,5 номинальной смкостп этого аккумулятора, поддерживая В процессе заряда температуру электролита в 45 аккумуляторе В пределах 20 - 35 С.
Заявка
2388166, 19.07.1976
УКРАИНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ДОБЫЧИ УГЛЯ
ПЕРМЯКОВ НИКОЛАЙ ПАВЛОВИЧ, ЛИНЕВ НИКОЛАЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, ЛЕСНЫХ АЛЕКСЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
Код ссылки
Способ восстановления емкости щелочного никель-железного аккумулятора
Похожие патенты
Электролита иобработки,Целью изобретения является упрощение технологии.Это достигается тем,что в качестве щелочи берут 1-2 Ф-ный раствор ам. миака и обработку ведут в течение0,1-0,5 ч. с последующей отмывкой исушкой.П р и м е р 1. Из отработанныхаккумуляторов марки НКГКД извлекают металлокерамические окисно-никелевые электроды,.обрабатывают в 1 Ф-номрастворе аммиака в течение О,1 ч., отмывают водой и высушивают при 90 фС:втечение 3 ц,. Затем окисно-никелевыеэлектроды в комплекте со свежеизго11089 Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович1И Редактор Т.Ыарганова Заказ 1085 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, М 5мПроизводственно-издательский...
Аккумулятора с таким же соотношением емкостей электродов это происходит примерно через 40 циклов и перезаряд отрицательного электрода на 5% в этом случае имеет место начиная с 41 цикла.Таким образом, до тех пор, пока в отрицательном электроде имеется способность восстановления окиси цинка, образование дендритов цинка при зарядке аккумулятора не должно происходить в сколько- нибудь значительных количествах. Отсюда следует, что существенного уменьшения скорости дендритообразования в никель-цинковом аккумуляторе можно добиться путем периодического, по мере накопления в отрицательном электроде металлического цинка, возвращения электрода в исходное состояние.Сущность способа, составляющего предмет изобретения, заключается в том, что, с...
На положительные электроды при формировочном разряде аккумулятора.Выделение водорода приводит к более глубо кому восстановлению активной массы положительного электрода. Так, если активная масса заряженного положительного электрода представляет собой смесь: 20% %(ОН)2 и 80% %00 Н, а у разряженного электрода - 70% %(ОН)2 и 30% %00 Н, то после выделения водорода состав массы - следующий: 80% %(ОН)2, 20% %00 Н При начале заряда герметичного аккумулятора отрицательные электроды будут сразу 20 же воспринимать емкость, а на положительных электродах ток будет расходоваться на окисление активной массы до состояния, отвечающего уровню нормально разряженного электрода. В результате отрицательные элек троды оказываются заряженными более...
Аккумуляторные батареи бывают нескольких типов: никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные, свинцово-кислотные...
Применяются они обычно в автомобильной и садовой технике, преобразователях напряжения (инверторах).
Большинство неисправностей, которые возникают в аккумуляторе в результате плохого ухода и неправильной эксплуатации, проявляется в снижении его емкости.
Основные причины ее снижения: накопление в электролите углекислого калия, вредных примесей, короткие замыкания и повышенная утечка тока, длительная работа на электролите из едкого калия, систематический недозаряд, продолжительные разряды слабыми токами. Если установлено, что в электролите имеется углекислый калий или вредные примеси, то его заменяют, после чего емкость, как правило, восстанавливается.
Причиной коротких замыканий и утечки тока является образование солей или загрязнение электролита. В этом случае заменяют электролит, проверяют изоляцию между аккумуляторами, очищают их от пыли и грязи. Замыкания, вызванные разбуханием пластин, устранить нельзя. Продолжительная эксплуатация щелочных аккумуляторов на электролите из раствора едкого калия при повышенных температурах (свыше 25 °С) часто приводит к понижению емкости на 25-40% из-за изменения структуры положительного электрода. Такие аккумуляторы выявляются при периодическом проведении контрольно-тренировочных циклов.
Потеря емкости может происходить и вследствие систематического недозаряда аккумуляторов, например из-за неисправного амперметра на зарядном устройстве, длительного их бездействия или при частых разрядах слабыми токами. При этом АБ теряют часть своей емкости в результате неполного восстановления активной массы в глубинных слоях электродов.
Необходимо отметить, что даже нормально работающие щелочные аккумуляторы имеют саморазряд. Их минимально допустимая емкость при эксплуатации должна составлять 40% от номинального ее значения, а при хранении - 70%. Так, никель-кадмиевые аккумуляторы за месяц саморазряжаются на 10-20%, никель-железные - на 40-60%. Характерной особенностью щелочных аккумуляторов является то, что интенсивность саморазряда уменьшается при хранении. Таким образом, исправный аккумулятор не может саморазрядиться до нуля. Если же наблюдается повышенный саморазряд, а основной его признак - медленный заряд и быстрая потеря напряжения после заряда, то надо проверить, нет ли короткого замыкания или утечки тока вследствие загрязнения электролита.
У аккумуляторов с повышенным саморазрядом можно восстановить емкость путем замены электролита и последующим проведением контрольно-тренировочных циклов.
Однако существует ряд причин повышенного саморазряда, многие из которых в обычных условиях устранить нельзя. Одна из них - загрязнение электролита вредными примесями, удалить которые не всегда удается даже при его замене. К вредным примесям относятся карбонаты, а также медь, алюминий и олово. Медь, например, может попадать в электролит с дистиллированной водой (из труб и кранов дистиллятора), олово - с водой, которая хранится в луженой посуде.
Случайное попадание в аккумуляторы кислот также выводит их из строя. Поэтому при обслуживании щелочных аккумуляторов нельзя применять ту же посуду и принадлежности (воронки, мензурки, стаканы, ареометры, груши и т. п.), которые использовались при работе с электролитом кислотных аккумуляторов.
У корпусов щелочных аккумуляторов возможно разбухание (выпучивание) стенок вследствие превышения давления внутри аккумулятора при газообразовании из-за засорения вентильных пробок. Чтобы устранить это, осторожно выворачивают пробку и выпускают скопившийся газ. Если стенки аккумулятора остаются выпученными, то его разряжают до напряжения 1 В нормальным током, выливают электролит и с помощью тисков и деревянных прокладок придают корпусу аккумулятора требуемую форму. Затем его заряжают.
Отремонтированные аккумуляторы заливают электролитом с плотностью 1,23 г/см3, подвергают 1-2 тренировочным циклам, заряжают нормальным током и сдают в эксплуатацию.
При эксплуатации щелочных батарей может наблюдаться ненормально интенсивное газовыделение из отключенного аккумулятора или полное его отсутствие из одного неисправного аккумулятора во время заряда батареи, в то время как из других ее аккумуляторов происходит нормальное газовыделение.
Ненормально высокое газовыделение из отключенного аккумулятора происходит потому, что в активную массу пластин проникли вредные примеси, находящиеся в электролите. Причиной полного отсутствия газовыделения являются короткие замыкания или слишком глубокий разряд аккумулятора. Устранить короткие замыкания внутри аккумулятора сложно. Они обычно возникают либо из-за накопления осадков активные массы между пластинами, либо из-за чрезмерного набухания отдельных ламелей, а иногда и их разрыва. В первом случае осадки активной массы, попавшие между пластинами, можно сравнительно легко удалять, промывая аккумулятор подщелоченной водой и одновременно резко встряхивая его. Во втором случае промывка эффекта не дает, и такие аккумуляторы заменяют новыми..
Если же рекомендуемые действия не приносят желаемых результатов, то неисправность можно устранить смещением блока пластин. Для этого снимают междуэлементные соединения неисправного аккумулятора с соседними исправными, ослабляют гайки выводов, которыми крепятся блоки пластин к крышке аккумулятора, и легким постукиванием деревянной или свинцовой киянки по концам выводных борнов осаживают блок пластин (насколько возможно) вниз. Затем, закручивая гайки выводов, подтягивают блок пластин к крышке корпуса на прежнее место. После устранения короткого замыкания аккумулятор снова собирают для дальнейшей эксплуатации.
При нормальной работе отдельных аккумуляторов батарея, составленная из них, может не отдавать полной емкости. Одна из причин этого явления - неудовлетворительная изоляция аккумуляторов один от другого и от ящика или каркаса, в котором собрана батарея, что и приводит к утечке тока через покрытые грязью, солями или влагой детали. В этом случае достаточно поверхности аккумуляторов и ящика (каркаса) батареи вытереть насухо ветошью. Если же утечка тока продолжается, то все детали батареи очищают от грязи и солей и затем ее собирают.
Устранив все неисправности, проводят контрольно-тренировочные циклы заряд-разряд. В процессе контрольного цикла определяют емкость аккумуляторов и батарей.
Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют ряд особенностей. Ремонт их сложен, и восстановление в войсковых условиях возможно только при возникновении простых легкоустранимых неисправностей.
При своевременном обнаружении по одному или совокупности признаков снижения емкости из-за пассивации электродов щелочных никель-железных аккумуляторов удается восстановить ее без разборки путем проведения специальных восстановительных зарядно-разрядных циклов
При своевременном обнаружении по одному или совокупности признаков снижения емкости из-за пассивации электродов щелочных никель-железных аккумуляторов удается восстановить ее без разборки путем проведения специальных восстановительных зарядно-разрядных циклов. Из аккумуляторов, емкость которых необходимо восстановить, сливают электролит и промывают их подщелоченной дистиллированной водой, подогретой до температуры 40 o С. Промывку продолжают до тех пор, пока вода не станет прозрачной. После слива воды аккумуляторы заполняют свежим калиевым электролитом, откорректировав его плотность до 1270 кг/м 3 . После этого аккумуляторы соединяют в батарею и ставят на заряд током, равным 0,25 С ном. Продолжительность первого и второго зарядов составляет 12 ч, третьего, контрольного, - 6 ч. Разряды на первых двух циклах продолжаются до признаков конца разряда батареи по напряжению из расчета 1,0 В на аккумулятор током, численно равным 0,2 С ном. Аккумуляторы, которые за последующие 30 мин разрядились до напряжения не ниже 0,9 В, следует вывести из состава батареи для активации отрицательных электродов. Для восстановления их емкости вводят в электролит сернистый натрий Na 2 S, соответствующий ГОСТ 2053-77. Количество вводимого сернистого натрия пропорционально объему электролита из расчета 0,025 кг на 1 л. Растворение необходимого количества Na 2 S проводится в электролите, отобранном из выведенных из состава батареи аккумуляторов . После отстоя и осветления электролита его доливают в аккумуляторы в течение последнего часа следующего заряда. У аккумуляторов, напряжение которых при достижении минимального уровня на батарее или после 30 мин разряда имеет обратное значение, емкость ограничена положительными электродами. Необходимо для восстановления емкости продолжать разряжать их таким образом, чтобы общее время разряда составило 10 ч.
Если за 30 мин дополнительного разряда напряжение снизилось ниже 0,9 В, но не достигло обратного знака, емкость должна быть ограничена обоими полублоками электродов. Для восстановления емкости аккумуляторов необходимо сначала произвести глубокий разряд, а затем активацию добавкой Na 2 S. Аккумуляторы восстанавливают свою емкость постепенно. Если на третьем контрольном разряде время его до установления напряжения 1,0 В составит не менее 4 ч, такие аккумуляторы могут восстановить свою емкость до номинального значения путем проведения дополнительных циклов с уравнительными зарядами
В профилактических целях при систематических недозарядах щелочных аккумуляторных батарей при эксплуатации в режиме разрядов малыми токами необходимо не реже 1 раза в месяц производить цикл с уравнительным зарядом и разряд с контролем фактической емкости. При проведении циклов необходимо контролировать напряжение на всех аккумуляторах, уровень электролита и выборочно температуру в средних аккумуляторах батареи.
Аккумуляторы, напряжение которых во время заряда не повышается, выбраковываются как имеющие короткое замыкание. Температура электролита во врем усиленных циклов не должна превышать 45 o С. После восстановления емкости необходимо произвести корректировку уровня электролита и селекцию аккумуляторов по фактической емкости для комплектования в батареи.
Восстановление емкости свинцовых аккумуляторов, которая снижена в результате сульфатации электродов, может быть произведено путем длительных зарядов малыми токами, глубоких разрядов малыми токами и зарядами с большими плотностями токов. Десульфатация зарядом малыми токами эффективна при неглубокой и незастарелой сульфатации.
Аккумуляторы должны быть предварительно разряжены до минимально допустимого напряжения и освобождены от электролита. Процесс заряда идет при дистиллированной воде в качестве электролита. Ток заряда устанавливается прядка 0,025-0,05 номинальной емкости. Такой ток почти полностью устраняет выделение газов в порах активной массы и облегчает доступ электролита к сульфату, что способствует переходу его в губчатый свинец и диоксид свинца на электродах. Заряд производится до начала заметного газовыделения. Затем ток отключается для того, чтобы пузырьки газа могли выйти из пор активной массы. После получасового отстоя аккумуляторы снова включаются на заряд током, в 2 раза меньшим первоначального. Процесс десульфатации идет медленно (режим может длиться несколько суток), серна кислота постепенно диффундирует в окружающий электроды электролит, повышая его плотность. Так же медленно растет и напряжение аккумуляторов. Процесс десульфатации заканчивается при наличии всех признаков окончания заряда: обильное и равномерное газовыделение во всех аккумуляторах, постоянство напряжения и плотности электролита. После окончания процесса десульфатации необходимо откорректировать плотность и уровень электролита.
При застарелой сульфатации применяется способ глубоких разрядов малыми токами с последующими перезарядами токами нормального значения. Обычно проведение нескольких таких циклов позволяет полностью восстановить емкость аккумуляторов. Процесс десульфатации начинают с перезаряда аккумуляторов, который проводят несколькими ступенями. На первой устанавливают ток, равный 0,2 С ном, который поддерживается до достижения напряжения из расчета 2,4 В на аккумулятор. После этого ток снижают в 3-4 раза и контролируют напряжение и плотность электролита. Когда они перестанут изменяться в течение час, аккумуляторы ставят на отстой на 30 - 60 мин, в течение которых производят корректировку плотности электролита до 1200 - 1210 кг/м 3 . После этого аккумуляторы включают на разряд током, равным 0,02 С ном, до достижения напряжения 1,75 В. При таком режиме разряда в работу включаются глубинные слои активной массы электродов. После перерыва циклы продолжают и ведут до тех пор, пока на следующих друг за другом разрядах снимаемая емкость не повышается.
Если оба способа не дают положительных результатов и можно предположить, что сульфатация пластин произошла из-за наличия в электролите примесей органических соединений, применяется кратковременный заряд большим током, порядка (1 - 2) С ном. Прохождение такого тока через аккумулятор сопровождается удалением с поверхности электродов абсорбированных поверхностно-активных веществ с последующим растворением крупных кристаллов сульфата свинца.
Статья затрагивает ряд теоретических и практических вопросов, связанных с эксплуатацией аккумуляторов различных типов.
Реанимация марганцево-цинкового элемента
Строго говоря щелочной аккумулятор нельзя отнести к разряду аккумуляторов – это элемент питания, батарейка. Элемент питания не предназначен для циклов перезарядки в отличии от аккумулятора. Элементы питания состоят из анода, катода и электролита. В щелочной батарее эти составляющие имеют следующую конфигурацию:
- Катод – диоксид марганца;
- Анод – цинк в виде порошка;
- Электролит – щелочной раствор.
Щелочные элементы как правило используются в следующих приборах:
- Фонари;
- Электронные игрушки;
- Переносные электронные устройства;
- Фотовспышки;
- Радиоуправляемые модели;
- Электронные часы.
Основной “конкурент” щелочных элементов – солевые батареи. Поэтому логично привести различие между ними:
- В щелочных батареях не расходуется электролит, в отличии от солевых;
- Практически отсутствует продукты реакции, выделяемые в виде газа, что дает возможность герметизировать батарею;
- Цинк в состоянии порошка дает большую площадь реакции, чем используемый в солевых элементах “стакан”.
Из приведенных различий можно вывести положительные и отрицательные качества щелочных аккумуляторов:
Положительные качества:
- В процессе эксплуатации исходное напряжение падает незначительно;
- Стабильная работа при высоких токах;
- Качественная работа в холодное время года;
- Долгое время хранения;
- Ёмкость в несколько раз больше, чем у солевых батарей.
Отрицательные качества:
- Невозможность восстановления простыми способами;
- Большой вес;
- Дороговизна;
Несмотря на то, что щелочные элементы нельзя восстановить путём деформации или с помощью переменного тока (как это делается в случае с марганцево-цинковыми батареями), есть специально спроектированные батареи, которые позволяют сделать небольшое количество циклов восстановления. Эти батареи называются RAM (Rechargeable Alkaline Manganese) — Перезаряжаемые Щелочно-Марганцевые Элементы.
Как сформировать новый шпунт
Опишем алгоритм восстановления расплавившейся клеммы свинцового аккумулятора. Для этого понадобятся следующие компоненты:
- Пассатижи;
- Пальчиковая батарейка;
- Фольга;
- Толстый медный провод;
- Свинец порубленный в маленькие кусочки.
Процедура восстановления:
- Ломаем пальчиковую батарейки и вытаскиваем из неё графитовый стержень;
- На клемму ставим штатный зажим, внутри него располагаем фольгу, чтобы получилась форма для расплавленного свинца;
- Прикручиваем к медному проводу графитовый стержень взятый из батарейки;
- Второй конец наматываем на целую клемму;
- Удерживая пассатижами графитовым стержнем начинаем плавить сгоревшую клемму постукивая её;
- Подкладывая куски свинца получаем расплавленный метал внутри зажима для клеммы;
- Перемешиваем графитовым стержнем металл и ждем остывания;
- Снимаем зажим с восстановленной клеммы, убираем фольгу, обрабатываем напильником.
Способы повышения мощности
Ёмкость аккумулятора со временем падает, это зависит от типа элемента и того, как он эксплуатировался.
Возьмем для примера автомобильный свинцовый аккумулятор и сделаем обзор трех способов восстановления ёмкости.
Многократная зарядка малым током
На аккумулятор прибором подается ток небольшой величины. Через 6-8 часов аккумулятор насыщается и перестает заряжаться. В этот момент ток отключают и ждут несколько часов. Потом цикл повторяется вновь. Всего делается 4-6 циклов.
Многократная зарядка высоким током
В аккумулятор доливается вода и подается напряжение через короткие промежутки времени. В одном эксперименте напряжение 14.8 вольта подавалось с периодом в 13 минут в течении суток. Во время процедуры аккумулятор кипит с выделением газа, поэтому рекомендуется много воды не лить.
Реанимация аммиачным раствором
Разряженный аккумулятор заряжают, затем сливают с него электролит и промывают водой. Заливают в него аммиачный раствор и держат в течении часа. В процессе восстановления аккумулятор начинает кипеть. После этой процедуры аккумулятор еще раз промывают, заливают электролит и заряжают. После этого он готов к использованию.
Специальная добавка к электролиту
Десульфатизирующая присадка добавляется в аккумулятор с целью повышения срока службы. После добавления ёмкость восстанавливается, уменьшаются пусковые токи и внутреннее сопротивление. Саморазряд снижает свою интенсивность.
Правило для приготовления и внесения присадки зависят от производителя – читайте инструкцию на упаковке для точной информации.
Приведем пример применения одной из присадок:
- Подсоединить аккумулятор к зарядному прибору и подавать ток до начала кипения;
- Растворить присадку в 120 миллилитрах дистиллированной воды и разлить шприцем равномерно во все банки;
- Вновь запустить процесс зарядки до начала кипения.
Зарядные устройства
Приборы для восстановления ёмкости аккумуляторов можно как купить, так и собрать самому. Вот некоторые модели доступные для покупки:
- АИДА-10s;
- Калибр;
- Кедр-авто-5;
- Днепр – 5;
- BlueWeld;
- FUBAG FORCE;
- RedHotDot FIRESTART.
Для самостоятельной сборки используйте поиск в Яндексе – множество сайтов предлагают электрические схемы для воплощения этого прибора с помощью паяльника и прямых рук.
Испарение электролита
Плотность аккумулятора падает из-за испарения воды. Соответственно восстановление плотности заключается в добавлении дистиллированной воды до прежнего уровня.
Both comments and trackbacks are currently closed.
5. Исследовательская часть.
5.1. Общие положения.
В ряде локомотивных депо успешно проводится восстановление щелочных аккумуляторов, параметры которых не удовлетворяют требованиям эксплуатации. Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при ремонте щелочных аккумуляторов.
Известен способ ремонта щелочного аккумулятора путем проведения разряда, промывки дистиллированной водой, введения активирующих добавок, удаления кристаллических отложений и вредных примесей с последующим активированием электролизом в дистиллированной воде и проведением контрольно-тренировочных зарядно-разрядных циклов в щелочном электролите.
Этот способ сложен, малопроизводителен и не обеспечивает снижения саморазряда, газовыделения и восстановление ёмкости и э.д.с.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ ремонта щелочного аккумулятора путём обработки сепараторов и положительных электродов водным раствором серной кислоты, промывки водой, нейтрализации в щелочном электролите и заряда
Этот способ обеспечивает восстановление ёмкости только на 30-50% от номинальной, т.е. недостаточно эффективен.
Целью настоящего изобретения (а. с. №1034559 главного эксперта сектора ремонта тепловозов ЦТ МПС Б.Н. Соколова) является повышение эффективности. Это достигается тем, что в способе ремонта щелочного аккумулятора, путём обработки сепараторов и положительных электродов водным раствором серной кислоты, промывки водой, нейтрализации в щелочном электролите и заряда, согласно изобретению, плотность раствора серной кислоты выбирают равной 1,25 – 1,27 г/см 3 , обработку этим раствором сепараторов ведут в течении 3-х часов, а положительных электродов в течении 20 – 30 секунд.
5.2 Технология восстановления.
Аккумулятор с повышенной емкостью или повышенным саморазрядом разряжают до нуля, сливают электролит, закрывают верхнюю крышку, извлекают блоки положительных и отрицательных электродов с сепараторами. Сепараторы обрабатывают водным раствором серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 г/см 3 в течении 3 –х часов. Это время необходимо, чтобы гидроокислы железа и магнетита перевести в сернокислое железо, частично растворить его в воде и смыть с поверхности сепараторов, восстановив тем самым диэлектрические свойства сепараторов и снизив в несколько раз величину саморазряда. При продолжительности пропитки менее 3 – х часов на поверхности сепараторов сохраняется налет активной массы, в основном соединения железа. Дальнейшее увеличение времени обработки больше 3 – х часов на качество сепараторов никакого влияния не оказывает, т.е. не приводит к улучшению их диэлектрических свойств.
Положительные электроды обрабатывают водным раствором серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 г/см 3 в течение 20 – 30 секунд.
После обработки в растворе серной кислоты производят промывку сепараторов и положительных электродов в воде и нейтрализацию в щелочном электролите. Отрицательные электроды обрабатывают водой сразу же после разборки, затем обрабатывают в водном растворе щелочи. После этого электроды собирают с сепараторами в блоки, устанавливают в корпус, заливают подщелоченную воду, приваривают крышку, сливают подщелоченную воду, заливают электролит нормальной плотности 1,17 – 1,19 г/см 3 , производят заряд, затем контрольный разряд и окончательный заряд.
Пример. Для испытания было отобрано 46 аккумуляторов марки ТПЖН-550 (одна батарея), которые по своему состоянию не удовлетворяли техническим требованиям, в т.ч. 27 аккумуляторов нулевых (имеющих повышенный саморазряд), 14 – имеющих недостаточное напряжение (в пределах от 0,2до 0,8 В) и 5 переполюсованных.
Эти аккумуляторы были разобраны, отремонтированы, собраны и испытаны.
Снятые с положительных и отрицательных электродов сепараторы погружали в водный раствор серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 и выдерживали 3 часа. Затем промывали в струе воды с целью удаления с их поверхности сернокислого железа.
Положительные электроды (полублоки) погружали в водный раствор серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 и выдерживали 25 секунд, затем незамедлительно промывали водой. При этом сернокислое железо легко смывалось с поверхности электродов (ламелей), а также частично из под сеток ламелей, а затем погружались вместе сепараторами в щелочной электролит.
По внешнему виду положительные электроды до обработки имели бархатную поверхность черного цвета (FeOH, FeOOH), а после обработки – чистую глянцевую металлическую поверхность сребристого цвета, идентичную новым.
Смонтированные аккумуляторы были собраны, заряжены в течении 12 часов током десятичасового режима 150А, имели ЭДС 1,4 – 1,5 В, а при проверке на саморазряд по истечению 100 суток имели ЭДС 1,38 – 1,4 (обычно не выдерживают и 10 суток), имели емкость (при первом разряде) 440 А и более – 27 аккумуляторов, а при 330 – 440 А – 6, 220 – 330 А – 9, 160 – 220 А – 4 аккумуляторов.
В период зарядки батареи температура (в конце цикла) составляла от +29 до +38 0 С (при температуре в помещении +12 0 С), что свидетельствует о нормальном ходе процесса зарядки и хорошем состоянии аккумуляторов.
Отремонтированная батарея испытана на работоспособность десятикратным пуском дизеля тепловоза (без подзарядки между пусками). После десятого пуска общее напряжение на зажимах батареи составляло 64В, а перед первым пуском 65 В.
Отремонтированная батарея признана пригодной к дальнейшей работе на тепловозе в качестве источника электрической энергии.
5.3 Пример расчета годового экономического эффекта.
Расчет выполнен согласно «Методическим указаниям по определению экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений на железнодорожном транспорте».
Расчетная формула имеет вид:
где Э – годовой экономический эффект, руб.;
С 1 , С 2 – эксплуатационные расходы в расчете на один аккумулятор в год, в базовом и новом вариантах, руб.;
Е Н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Е Н = 0,15;
К 1 , К 2 – удельные капитальные вложения в производственные фонды, соответственно в базовом и новом вариантах, руб.;
А 2 – количество аккумуляторов, восстановленных в условиях депо в год, шт.
После алгебраических преобразований формулу 5.1 можно записать в следующем виде:
Из формулы 5.2 видно, что при определении экономического эффекта необходимо и достаточно рассчитать изменения только тех статей и элементов издержек эксплуатации и капитальных вложений, на которые применение способа восстановления аккумуляторных батарей оказывает непосредственное влияние.