Absorpčné separátory pre sekundárne elektrické akumulátory

Číslo patentu: E 1433

Dátum: 19.03.2003

Autor: Lambert Urbain

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa týka absorpčných separátorov pre sekundárne elektrické akumulátory a najmä pre batérie s náplňou olova a kyseliny, ktoré sú regulované ventilom.0002 Tieto elektrické akumulátory s náplňou olova a kyseliny sa používajú na akumuláciu elektrickej energie V chemickej forme.0003 Tento typ akumulátorov sa môže niekoľkokrát nabíjať a vybíjať. Skôr než množstvo poskytovanej elektrickej energie pri vybíjaní klesne vzhľadom na platné normy na nízku úroveň, môžu niektoré akumulátory poskytnúť niekoľko stoviek alebo dokonca tisíce cyklov nabitia - vybitia. Obvykle sa tento prah elektrického výkonu pohybuje okolo 80 nominálnej kapacity akumulátora.0004 Údržba bežného elektrického akumulátora s náplňou olova a kyseliny spočíva vo výmene Vody, ktorá sa stráca elektrolýzou,odparovanim a koróziou kladnej mriežky.0005 Na vylúčenie tejto údržby bol vyvinutý akumulátor regulovaný ventilom, ktorý je tiež známy pod názvom akumulátor s rekombináciou plynov. Tento typ akumulátorov umožňuje významne obmedziť straty vody, a to účinkom rekombinácie kyslíka, ktorá prebieha V akumulátore ku koncu cyklu opátovného nabíjania. 0006 Kyslík sa tvorí elektrolýzou vody ku koncu opàtovného nabíjania na kladných doštičkách. Tento plyn napĺňa akumulátor a pohybuje sa smerom k záporným doštičkám. Na ich povrchu sa kyslík redukuje a Í kombinácii s vodíkom vo forme protónov sa tvoria molekuly vody.0007 Redukcia kyslíka je umožnená tým, že akumulátor je vybavený ventilom, ktorý bráni kyslíku unikať 2 akumulátora a udržuje vnútri akumulátora tlak, ktorý je o trocha väčší než atmosférický tlak. Tento pretlak vnútri akumulátora tiežzabraňuje atmosférickým plynom vstup do akumulátora.0008 Akumulátory regulované ventilom sú dvojakého typu podľa(i) Ak je elektrolyt (kyselina sírová) po pridaní pyrogénneho oxidu kremičiteho gelovitý, bateria sa nazýva gélová batéria a je vybavená polymérnymi pružnými mikroporéznymi separátormi V tvare fólií s rebrami alebo zvlnením. Separátory sú uložené medzi doštičkami opačnej polarity. V tomto prípade prebieha prenos kyslíka cez mikroskopické trhlinky, ktoré sa tvoria v geli, a potom cez póry separátora.(ii) Ak sa kvapalný elektrolyt absorbuje v póroch separatora 2 mikroskopických sklenených vlákien, potom tieto akumulátory nazývame batérie AGM (Absorptive Glass Material). Tieto separátory absorbujú a zadržujú kvapalný elektrolyt V ich póroch účinkom kapilárnych síl vyplývajúcich 2 prepletania mikroskopických vlákien skla. Separátory tak zadržujú elektrolyt v blizkosti dosiek nezávisle na polohe akumulátora. Koncentrácia nasýtenia pórov absorpčneho separátora elektrolytom musí byť menšia než 100 , pretože sú potrebne voľné priestory, abykyslík mohol prechádzať separátorom 2 kladných dosiek na0009 V obidvoch týchto technológiách zohrávajú separátory Veľmi dôležitú rolu pri recirkulácii kyslíka, pretože umožňujú viac či menej účinný prenos kyslíka z kladných dosiek na záporne dosky, čo umožňuje ich vnútorná mikroporézna štruktúra, ktorá je viac alebo menej dobre prispôsobená tomuto prenosu plynu.0010 Separátory pre gelové baterie sú tradične tuhé a mikroporezne polymerne fólie majú rebrá alebo zvlnenie. Dva najbežnejšie separátory sú jednak separátory vytvorené z polyesterového filmu pokryteho fenolovou živicou (patent US 3622 393) a jednak mikroporezne separátory vytvorené zo zmesi PVCa oxidu kremičitého (patent US 3 696 061). Tieto separátory majú objemovú poréznosť bez deformácie alebo na plocho od 67 do 72 a V prípade separátorov PVC veľkosť pórov výrazne menšiu než 2 m. Príkladom je výrobok dodávaný na trh firmou Amersil SA pod názvom DC HP 340. V prípade uvedených separátorov na báze PVC je jediným prostriedkom na mierne zvýšenie objemu a veľkosti pórov doplnkový krok zvraštenia, ktorým sa plochý separátor zvlní. 0011 Obidve podmienky, ako celková poreznosť a veľkosť pórov nie sú optimálne na zlepšenie prenosu a rekombináciu kyslíka a V dôsledku toho tiež ani pre elektrické výkony batérií s rekombináciou plynu.0012 Absorpčne separátory pre batérie AGM sú tradične vytvorené z netkaných vlákien, ktoré majú určitú kapacitu na zadržanie elektrolytu. Tieto vlákna sa rýchlo a kompletne zmáčajú elektrolytom vodnej kyseliny.0013 V minulosti boli použité rôzne zmesi vlákien, napríklad zmesi surového a čistého skla s organickými vláknami alebo bez nich. Vlákna sú použité v takých pomeroch, aby zadržali dostatočné množstvo elektrolytu. Patent US 4 465 748 opisuje separátory zo skleneného vlákna, ktoré majú od 5 do 35 hmotnostných skleneneho vlákna s priemerom menším než l mikrón,zvyšok vlákien má priemer väčší, obvykle 2 až 5 mikrónov.0014 Tieto separátory sa pri vkladaní do batérií ľahko pokrčia. Ak sú separátory 2 vlákien stlačené, potom sa už neobnoví ich pôvodná, hrúbka. Nezanedbateľná strata ich hrúbky nastane aj pri plnení batérií v dôsledku ich nasýtenia kyselinou sírovou. Okren 1 toho pri cykloch nabíjania. a vybíjania baterie AGM pôsobí striedavá expanzia a zmršťovanie kladných a záporných aktívnych hmôt na vláknitý separátor tlakovými silami, ktoré zhoršujú jeho mechanické vlastnosti a spôsobia nezvratné zmenšenie jeho hrúbky, čo spravidla vyústi do čiastočnej straty kontaktu medzi doskami a separátorom, jediným zásobníkom kyseliny. Okamžitým dôsledkom je zníženie výmeny iónov avýznamná a definitívna strata kapacity batérie.0015 Cieľom predloženého vynálezu je vytvorenie polymerneho mikroporezneho separátora pre batérie, ktorý má lepšie vlastnosti pokiaľ ide o stlačiteľnost a má prijateľné výrobné náklady. Vynález navrhuje plochý a absorpčný separátor pre akumulátory, ktorý je vytvorený z homogennej zmesi termoplastickeho polymeru a aspoň jednej inertnej prísady, tento separátor sa vyznačuje tým, že inertná prísada je zvolená zo skupiny, ktorú tvorí pyrogenny oxid kremićitý, zrazený oxid kremičitý, oxid titanićitý, uhličitan horečnatý, oxid horečnatý,hydroxid horečnatý alebo ich zmesi, a ďalej sa vyznačuje tým, žeseparátor má objemovú poréznosť aspoň 75 5 a veľkosť extrakčnýchpórov väčšiu než dva mikróny. Separátor podľa vynálezu má aspoň18 o objemových pyrogénneho oxidu kremičiteho.0016 Oproti súčasným separátorom nový separátor značne obmedzuje prelínanie kyseliny, znižuje elektrický odpor a umožňuje optimálny prenos kyslíka. Tieto obidve charakteristiky ho robia veľmi výkonným v batériách s rekombináciou plynu s gélovým elektrolytom.0017 Pri výhodnom vyhotovení majú separátory bez rebier objemovú poréznost väčšiu než 78 a velkosť extrakčných pórov väčšiu než 2,2 mikrónu. Tým sa pre ploche separátory (nezvlnené) podarilo vytvoriť takú veľkosť pórov, ktorá je rovnaká a dokonca väčšia než veľkosť pórov vytvorených na bežných zvlnených separátoroch zhotovených podľa patentu US 3 696 061.0018 Separátor je pretláčaný do dokonale plochej a absorpčnej fólie, ktorá môže vo svojich póroch hromadit a uchovávať elektrolyt a pritom zabezpečovať dokonalý kontaktmedzi plochým povrchom separátora a doskami opačnej polarity.0019 Oproti tradičným separátoronl zo skleneneho vlákna, je jednou z výhod takéhoto separátora pre akumulátory s rekombináciou plynu lepšia odolnosť voči tlaku a zvýšená pružnosť. Objemová poreznosť (vyššia než 75 ), kapacita absorpcie kyseliny (od 0,9 g/cnř do 1,5 g/cm 3) a rozloženieveľkosti pórov do dvoch skupín tvarov (skupina pórov od 0,01 do

MPK / Značky

MPK: H01M 2/16

Značky: elektrické, separátory, sekundárně, absorpčne, akumulátory

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-e1433-absorpcne-separatory-pre-sekundarne-elektricke-akumulatory.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Absorpčné separátory pre sekundárne elektrické akumulátory</a>

Podobne patenty