Щелочной аккумулятор состоит из бака 1, изготовленного из листовой стали толщиной 0,8 — 1 мм, и пластин 2, набранных в виде пакетов из тонких стальных лент, в которые запрессовано активное вещество.
В положительных пластинах активным веществом служит гидрат окиси никеля, в который для снижения внутреннего сопротивления аккумулятора добавлено 18 — 20% графита.
В отрицательных пластинах активной массой является кадмий с примесью железа (в кадмиево-никелевых аккумуляторах) или только железо (в железо-никелевых аккумуляторах).
1 — бак,
2 — пластина,
3 — полюсные выводы,
4 — крышка,
5 — вентиляционная пробка, 6изоляционная пластина,
7 — обжимка,
8 — дистанционные палочки.
Пластины собраны в полублоки, каждый из которых состоит из пластин одной полярности, положительных или отрицательных. Бак заполнен составным электролитом из водного раствора едкого калия плотностью 1,19 — 1,21, в который добавлено на каждый литр раствора 10 г едкого лития, увеличивающего срок службы аккумулятора.
Для доступа электролита к активной массе в стальных лентах пакетов пластин имеются отверстия, которые служат также для выхода газов, образующихся при заряде и разряде аккумулятора.
Пакеты в торцахохвачены обжимками 7, которые на одной из сторон пакета несколько удлинены для присоединения к ним баретки. К баретке приварен стальной штырь с резьбой, который служит для крепления полублока пластин и подключения проводов к аккумулятору.
Пластины разной полярности изолированы друг от друга дистанционными эбонитовыми палочками 8. Блок пластин установлен в баке так, что исключается возможность их перемещения внутри бака при транспортировании и работе аккумулятора.
Пластины в баке установлены в строго определенном порядке. У кадмиево-никелевых аккумуляторов крайние пластины всегда положительные, они примыкают к широкой стенке бака и электрически соединены с ним; у железо-никелевых аккумуляторов крайние пластины всегда отрицательные, они соединены с баком.
Торцы пластин изолированы от узких стенок бака тонкой изоляционной эбонитовой пластиной 6 или воздушным промежутком. Бак закрыт крышкой 4 с отверстием для вентиляционной пробки 5, ввертываемой в крышку. Обеспечивая выход газов из бака, пробка в то же время препятствует выливанию электролита и проникновению в бак воздуха, вызывающего в электролите вредные химические реакции.
«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,
В.Б.Атабеков
Неисправности возникают в аккумуляторах вследствие нарушения режимов работы и зарядки, при несоблюдении правил ухода за ними, а также в результате нарушения сроков ремонта. Неисправности в аккумуляторах приводят чаще всего к падению разрядного напряжения и снижению емкости. Падение напряжения объясняется изменением внутреннего сопротивления аккумулятора. Емкостью аккумулятора называют количество электричества, которое он может отдавать при разряде до…
В кислотных аккумуляторах неисправности проявляются в виде короткого замыкания между пластинами, разрушения сепараторов, сульфатации и разрушения пластин, образования шлама и коррозии решеток. Короткие замыкания между пластинами аккумулятора возникают в результате их коробления и разрушения сепараторов, а также из-за попадания в аккумулятор посторонних токопроводящих предметов и скопления на дне большого количества шлама. Характерными признаками короткого замыкания…
Разрушение пластин происходит при больших зарядных и разрядных токах и выражается в выпадении из них активной массы, которая оседает на дно бака в виде шлама. Электролит делается мутным и приобретаеткоричневую окраску. Признаками разрушения пластин являются низкая емкость и слишком быстрый разряд аккумулятора. Образование шлама происходит из-за содержания хлора в добавочной воде и сульфатации пластин. Неисправности…
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.
О П И С А Н И Е 337862
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 04,1.1970 (№ 1,390600/24-7) с присоединением заявки №вЂ”
Ы. Кл. Н Olm 47/00
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
Заявитель Локомотивное депо «Засулаукс» Прибалтийской железной дороги
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЕМКОСТИ ЩЕЛОЧНЫХ
АККУМУЛЯТОРОВ!
Известен способ восстановления емкости щелочных аккумуляторов путем промывки в дистиллированной воде, введения в электролит активирующих добавок, удаления из активной массы кристаллических отложений и вредных примесей с последующим активированпем электролизом в дистиллированной воде и проведением контрольно-тренировочных зарядразрядных циклов.
Однако такой способ предусматривает применение высоких температур, что приводит к порче сепараторов си коротким замыканиям.
Кроме того, производится смена электролита, что усложняет восстановление.
Для упрощения технологии и предотвращения коротких замыканий по предложенному способу электролиз осуществляют в режиме разряда током, равным номинальному зарядному току, при температуре не выше 45 С.
Для этого аккумуляторы, подлежащие восстановительному ремонту, разряжают в старом электролите до напряжения ниже 1 в на аккумуляторе при номинальном разрядном токе.
В конце разряда с помощью вспомогательного цинкового электрода определяют пластины, лимитирующие емкость каждого аккумулятора. (Все аккумуляторы с пожиженной емкостьнт разделяют на три группы: а) аккумуляторы с пониженной емкостью активной массы отрицательных пластин; б) аккумуляторы с пониженной емкостью активной массы положительных пластин;
5 в) аккумуляторы с пониженной емкостью активной массы и отрицательных си положительных пластин.
B электролит аккумуляторов с пониженной емкостью активной массы отрицательных пла10 стин вводят сернистый натрий из расчета
25 г/л, и эти аккумуляторы подвергают восстановительным циклам заряд-разряда по следующей программе: заряд номинальным зарядным током в течение 12 час; разряд номпналь15 ным разрядным током до напряжения 1 в на наиболее слабых аккумулятора.;.
Из аккумуляторов с пониженной емкостью активной массы положительных пластин со встряхиванием сливают старый электролит, и
20 промывают аккумуляторы дистиллированной водой до тех пор, пока сливаемая вода не будет прозрачной. Затем аккумуляторы вновь заполняют дистиллированной водой, соединяют в группы и подключают к источнику пита25 ния таким образом, чтобы восстанавливаемые пластины служилая катодом, а корпусы аккумуляторов — нерастворимым анодом. При этом под действием электрического тока происходит электролитическое разложение воды с выделе30 нием водорода на восстанавливаемых пласти337862
Составитель Ю. Драгомирова
Редактор Е. Кравцова Техред Е, Борисова Корректор Е. Усова
Заказ 1527jl7 Изд. № 662 Т ираж 448 Подписное
ЦНИИПИ Комытета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушокая наб., д. 4j5
Типография, пр. Сапунова, 2 нах. Сила тока при электролизе должна быть равна номинальному зарядному току для данного типа аккумуляторов. Температура электролиза во избежание деформации винипластовых гофрированных сепараторов, отделяющих положительные пластины от отрицательных, не должна превышать 45 С.
После 3 час электролиза заменяют дистиллированную воду в аккумуляторах и продолжают электролиз в течение 5 час, общее время электролиза 8 час. После электролиза аккумуляторы промывают дистиллированной во.дой, сушат в течение 1 час на воздухе и заполняют щелочным электролитом повышенной плотности (1,22 — 1,23) г/смз с добавкой 60 г/л пидрата окиси лития.
В этом электролите производят два восстановительных цикла заряд-разряда аккумуляторов до восстановления номинальной емкости аккумуляторов.
После восстановления номинальной емкости плотность электролита снижают до 1,19—
1,21 г/смз, а содержание гидрата окиси лития в электролите уменьшают до 10 г/л, после чего аккумуляторы подвергают двум тренировочным и одному контрольному циклу заряд-разряда. При восстановлении емкости аккумуляторов с пониженной емкостью активной массы и отрицательных и положительных пластин сначала восстанавливают емкость активной массы положительных, а затем отрицательных пластин, Предмет изобретения
Способ восстановления емкости щелочных аккумуляторов путем промывки в дистиллированной воде, введения в электролит активирующих добавок, удаления из активной массы
15 кристаллических отложений iH вредных примесей с последующим активированием электролизом в дистиллированной воде и проведением контрольно-тренировочных заряд-разрядных циклов в щелочном электролите, отличаю20 бийся тем, что, с целью упрощения технологии и предотвращения коротких замыканий, электролиз осуществляют в режиме разряда током, равным номинальному зарядному току, при температуре не выше 45 C.
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.
А сегодня мы рассмотрим один вариант восстановления на примере щелочных аккумуляторов. Недавно мне попался щелочный аккумулятор производства советского союза, напряжение 9 вольт, ток 200 миллиампер, по типу аналога кроны, только его можно заряжать.
Данный аккумулятор был произведен 30 лет тому назад и когда проверил мультиметром - напряжение было нулевым, хотя другого и не ждал. Открыл колпачок и там обнаружил батарейки типа д-0,55, такие часто применялись в автономной технике гражданского пользования во времена СССР. Для восстановления заряда такого аккумулятора воспользовался старым дедовским методом, о котором мы сегодня поговорим.
Для начала аккумуляторные батарейки были сняты из корпуса и прочищены влажной салфеткой. Легче, когда у щелочного аккумулятора есть колпачок для сливания щелочи, тогда можно слить её, промыть аккумулятор горячей водой, затем слить воду и залить аккумулятор 50% раствором серной кислоты, держать 5 минут (не более), потом слить кислоту, несколько раз промыть аккумулятор горячей водой, налить щелочь и зарядить. Но в моем случае все не так просто, поскольку батарейки герметичные.
Итак, после очищения батарейки не разделил друг от друга, поместил в целофановый пакет и поставил в морозилку. В морозилке аккумуляторы должны пробыть 2 дня. Потом их нужно достать из морозилки и поставить в алюминиевый или жестяной сосуд с водой, далее воду надо поставить на слабый огонь (удобно использовать газовую плиту). Ждем пока вода не будет кипеть. Кипятим аккумуляторы в течении 15 минут (не бойтесь - они не взорвутся). Теперь отключаем газовую плиту, но аккумуляторные батарейки не вынимаем, ждем 30 минут пока вода не остынет и только тогда вынимаем их и промываем холодной водой. После промывания засушиваем воду салфеткой (старайтесь полностью высушить), после чего прогреваем аккумуляторы на печке. Для этой процедуры берем металлическую пластинку, ставим аккумуляторы на пластину и прогреваем ее на температуре 60-70 градусов. Греть аккумуляторы нужно приблизительно 5-10 минут. Далее ждем пока аккумуляторы не остынут, помещаем их обратно туда, откуда достали и заряжаем. Зарядка не простая! 30 минут аккумуляторы переменным током (смотрите схему).
Переменной ток должен составлять 1/5 от общей емкости аккумулятора. Затем отключаем переменной источник напряжения и оставляем аккумуляторную батарею в покое на 2 часа. Спустя 2 часа берем обыкновенный стабилизированный источник постоянного напряжения и заряжаем нашу батарейку как положенно. Вот и все - регенерация старого аккумулятора завершена, автор - Артур Касьян (АКА).
Обсудить статью ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЩЁЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ