Результат интеллектуальной деятельности: СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЙ АККУМУЛЯТОР

Изобретение относится к электрохимической промышленности и может быть использовано при изготовлении свинцовых аккумуляторов.

В процессе заряда свинцово-кислотного аккумулятора на отрицательном электроде протекает реакция выделения водорода. При этом выделяющийся водород может накапливаться в подкрышечном пространстве аккумулятора. При достижении критического содержания водорода в аккумуляторе образуется потенциально взрывоопасная газовая смесь (гремучий газ). Естественное вентилирование подкрышечного пространства крайне затруднено, так как сообщение аккумулятора с окружающей средой осуществляется через отверстие в крышке, закрытое вентиляционной или каталитической пробкой.

В качестве аналога выбран аккумулятор, описанный в патенте Германии №102005022387, Н01М 2/12. В аккумуляторе обеспечивается отвод газов из подкрышечного пространства во внешнюю среду при помощи отдельной трубки, присоединенной к водному фильтру.

Недостатком аналога является неконтролируемая и невысокая скорость удаления газов из подкрышечного пространства аккумулятора, явно недостаточная для применения в аккумуляторах большой мощности.

В настоящее время в высокомощных свинцово-кислотных аккумуляторах часто применяются системы перемешивания электролита с использованием воздуха. В таких аккумуляторах воздух, прошедший через электролит, попадает в подкрышечное пространство, вытесняя излишки водорода во внешнюю среду.

В качестве прототипа выбран аккумулятор с системой перемешивания электролита воздухом (Патент РФ №2161350, приоритет 24.09.1999). Указанная система представляет собой трубку с двумя эксцентрично расположенными вертикальными каналами, один из которых предназначен для подачи сжатого воздуха, а другой - для прохода электролита; при этом нижние концы этих каналов находятся на разных уровнях. Нижний конец трубки расположен на уровне кромок сепараторов и не доходит до дна аккумулятора, а верхний конец трубки соединен со сливным отводящим патрубком, расположенным горизонтально над уровнем электролита. Воздух выходит из канала для подачи сжатого воздуха и поднимается вверх по каналу для прохода электролита, проталкивая электролит из нижней части бака в верхнюю, тем самым перемешивая его.

Недостатком прототипа является то, что, с одной стороны, скорость подачи воздуха в аккумулятор не обеспечивает эффективного вентилирования подкрышечного пространства аккумулятора, а, с другой стороны, пузырьки воздуха при прохождении через электролит насыщаются парами воды и выносят ее из аккумулятора, что приводит к нежелательному изменению концентрации кислоты. Кроме того, если для увеличения эффективности вентилирования подкрышечного пространства увеличить скорость подачи воздуха, значительно возрастет вынос кислоты из аккумулятора в виде аэрозоля.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков аналога и прототипа, на исключение накопления критического содержания водорода в подкрышечном пространстве аккумулятора и на повышение взрывобезопасности свинцово-кислотных аккумуляторов большой мощности.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом аккумуляторе часть воздуха, подаваемого в систему перемешивания электролита, используется для вентилирования подкрышечного пространства. При этом скорость подачи воздуха в подкрышечное пространство равна 1÷7 V_ПП в час, где V_ПП - объем подкрышечного пространства аккумулятора.

Сопоставительный анализ со способами вентиляции в свинцово-кислотных аккумуляторах показывает, что предлагаемое решение является новым.

Сущность изобретения состоит в следующем. Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из электродного блока, бака, крышки, системы перемешивания электролита воздухом. С целью исключения накопления критического содержания водорода в подкрышечном пространстве аккумулятора часть воздуха, подаваемого в систему перемешивания электролита, используется для вентилирования подкрышечного пространства. При этом скорость подачи воздуха в подкрышечное пространство равна 1÷7 V_ПП в час, где V_ПП - объем подкрышечного пространства аккумулятора.

Был изготовлен макет предлагаемого свинцово-кислотного аккумулятора. Как показали экспериментальные данные (см. таблицу), скорости подачи воздуха 1÷7 V_ПП в час достаточно для удаления водорода из подкрышечного пространства. В результате этого предотвращается накопление водорода в подкрышечном пространстве, а следовательно, исключается вероятность возникновения взрывоопасной ситуации при эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов большой мощности. Повышение скорости подачи воздуха нецелесообразно ввиду возрастания внутреннего давления в аккумуляторе и значительного выноса аэрозоля кислоты из аккумулятора.