Патент на изобретение №2152671
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) МЕТАЛЛОГАЗОВЫЙ АККУМУЛЯТОР И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛОГАЗОВОГО АККУМУЛЯТОРА
(57) Реферат: Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к источникам питания, которыми могут быть снабжены различные транспортные средства: электромобили, электрокары и т.д. Сущность изобретения заключается в том, что в металлогазовом аккумуляторе, содержащем корпус, состоящий из двух полусферических оболочек с фланцами, внутри которого установлен блок электродов с токовыводами, по крайней мере, в одном из фланцев установлен блок сопротивления, выводы которого соединены с соответствующими токовыводами блока электродов. В способе эксплуатации металлогазового аккумулятора, включающем зарядку блока электродов постоянным током, отключение источника постоянного тока от блока электродов в процессе хранения в заряженном состоянии, последующее подключение его к потребителю и хранение металлогазового аккумулятора в разряженном состоянии, в процессе эксплуатации и хранения блок электродов замыкают на соответствующие токовыводы блока сопротивления, при этом разрядный ток в процессе хранения в заряженном состоянии составляет 1-3% зарядного тока, в процессе же хранения в разряженном состоянии потенциал на токовыводах блока электродов устанавливают ниже напряжения, равного U=(0,1-0,3) ![]() Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания, которыми могут быть снабжены различные транспортные средства: электромобили, электрокары и т.д. Преимущественное использование – космическая промышленность и подводные аппараты в качестве аккумуляторов электроэнергии, самых экономичных и обладающих большим сроком службы. Известен металлогазовый аккумулятор, содержащий блок электродов с токовыводами, установленный в корпусе, представляющий собой сосуд, сваренный за одно целое с дном (US патент 5208118, кл. H 01 M 2/02, 1993г). Известен способ эксплуатации металлогазового аккумулятора, включающий зарядку его путем пропускания постоянного тока от положительного электрода к отрицательному, отключение источника постоянного тока от блока электродов в процессе хранения в заряженном состоянии, последующее подключение его к потребителю и хранение металлогазового аккумулятора в разряженном состоянии. При этом ток заряда регулируют в зависимости от температуры электролита и газовыделения (авт. св. СССР N 431589, кл. H 01 M 10/44, 1974г.) Недостатками указанных технических решений-аналогов являются низкая эффективность заряда, связанная с наличием газовыделения в процессе заряда и неравномерностью работы металлокерамических электродов в процессе циклирования. Наиболее близким по технической сущности является металлогазовый аккумулятор (прототип), содержащий корпус, состоящий из двух полусферических оболочек с фланцами, внутри которого установлен блок электродов с токовыводами (RU патент 2106726, кл. H 01 M 12/08, 2/00 1998г). Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ эксплуатации металлогазового аккумулятора, взятый за прототип, включающий зарядку блока электродов постоянным током с разрядом (именно это резко снижает газовыделение в процессе заряда), отключение источника постоянного тока от блока электродов в процессе хранения в заряженном состоянии, последующее подключение его к потребителю и хранение металлогазового аккумулятора в разряженном состоянии (RU патент 2056677, кл. H 01 M 10/26, 10/44 1996). Недостатками металлогазового аккумулятора и способа его эксплуатации, взятых за прототип, является то, что на металлогазовых электродах в процессе зарядно-разрядных циклов и в период хранения как в заряженном, так и в разряженном состоянии происходят интенсивное выделение кислорода и накопление его в пористых структурах электродов, что снижает разрядную энергоемкость, приводит к неравномерному саморазряду, а в случае превышения содержания кислорода в водороде свыше 4% – к пожаровзрывоопасной ситуации. Кроме того, в периоды хранения металлогазового аккумулятора, в зонах, удаленных от блока электродов, т.е. в зонах расположения фланцев, где крепится блок электродов, происходит интенсивный теплоотвод, а следовательно, охлаждение корпуса в этом районе, что приводит к конденсации влаги и значит к изменению концентрации щелочи. Все перечисленные факты приводят к резкому снижению эффективности металлогазового аккумулятора, его надежности и ресурса работы. Задачей настоящего изобретения является создание такого металлогазового аккумулятора и способа его эксплуатации, которые обеспечили бы высокую эффективность, надежность и большой ресурс работы, т. е., во-первых, значительно снизили бы выделение кислорода в процессе хранения в заряженном состоянии, во-вторых, при созданиии определенных условий во время хранения в разряженном состоянии весь кислород, выделившийся при эксплуатации, прореагировал бы на водородном электроде, обеспечивая тем самым благоприятную восстановительную атмосферу, что значительно улучшило бы эксплуатационные характеристики металлогазового аккумулятора, и, в-третьих, обеспечило бы нагрев тех зон металлогазового аккумулятора, в которых сосредотачивается конденсация влаги. Решить поставленную задачу можно созданием такой конструкции аккумулятора, в которой токовыводы блока электродов были бы постоянно замкнуты через блок сопротивлений, обеспечивающий сравнительно малое прохождение составляющих тока 1 – 3% зарядного тока и соответственно снижающий потенциал напряжения на токовыводах и расположения блока сопротивления в местах, где происходит конденсация влаги. Задача решается совокупностью всех существенных признаков, необходимых и достаточных. Суть изобретения заключается в том, что в металлогазовом аккумуляторе, содержащем корпус, состоящий из двух полусферических оболочек с фланцами, внутри которого установлен блок электродов с токовыводами, по крайней мере, в одном из фланцев установлен блок сопротивления, плюсовые и минусовые выводы которого соединены с соответствующими токовыводами блока электродов. В способе эксплуатации металлогазового аккумулятора, включающем зарядку блока электродов постоянным током, отключения источника постоянного тока от блока электродов в процессе хранения в заряженном состоянии, последующее подключение его к потребителю и хранение металлогазового аккумулятора в разряженном состоянии, в процессе эксплуатации и хранения блок электродов замыкают на соответствующие токовыводы блока сопротивления, при этом разрядный ток в процессе хранения в заряженном состоянии составляет 1 – 3% зарядного тока, в процессе же хранения в разряженном состоянии потенциал устанавливают ниже напряжения, равного U = (0,1 – 0,3) ![]() где n – количество последовательно включенных электродов. В предлагаемом металлогазовом аккумуляторе и способе его эксплуатации положительный эффект заключается в том, что при всех условиях эксплуатации токовыводы блока электродов находятся в постоянно замкнутом состоянии через блок сопротивлений, установленный в том месте, где обнаружена конденсация влаги, при этом сопротивление подобрано таким образом, что при заряде и при хранении ток, протекающий через блок сопротивлений, находится в пределах от 1 до 3% от тока заряда, а при хранении в разряженном состоянии потенциал на токовыводах блока электродов устанавливают в пределах от U = 0,1 ![]() ![]() ![]() отключают источник постоянного тока от блока электродов в процессе хранения в заряженном состоянии, при этом от 1 до 3% зарядного тока пропускают через блок сопротивления; фланец 2 оболочки 1 обогревается до температуры выше температуры конденсации влаги при температуре хранения (например, если температура хранения 20oC, то нагрев до температуры ~25oC) и снижают потенциал на блоке электродов. это уменьшает образование кислорода в блоке электродов при хранении в заряженном состоянии; подключают блок электродов к потребителю и хранят металлогазовый аккумулятор в разряженном состоянии. В процессе хранения в разряженном состоянии потенциал устанавливают ниже напряжения, равного U = (0,1 – 0,3) ![]() Формула изобретения
![]() РИСУНКИ
QA4A Сведения о заявлении обладателя патента Российской Федерации на изобретение о предоставлении любому лицу права на использование изобретения (открытая лицензия)
(54) Металлогазовый аккумулятор и способ эксплуатации металлогазового аккумулятора
Номер и год публикации бюллетеня: 1-2004 Номер и год публикации бюллетеня: 19-2000
(73) Патентообладатель:
Адрес для переписки:
Извещение опубликовано: 10.01.2004
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 10.03.2007
Извещение опубликовано: 27.01.2008 БИ: 03/2008
|
||||||||||||||||||||||||||