[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2527937C2 - Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current - Google Patents

Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current Download PDF

Info

Publication number
RU2527937C2
RU2527937C2 RU2012135358/07A RU2012135358A RU2527937C2 RU 2527937 C2 RU2527937 C2 RU 2527937C2 RU 2012135358/07 A RU2012135358/07 A RU 2012135358/07A RU 2012135358 A RU2012135358 A RU 2012135358A RU 2527937 C2 RU2527937 C2 RU 2527937C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
current
discharge
charging
charge
Prior art date
Application number
RU2012135358/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012135358A (en
Inventor
Николай Ефимович Галушкин
Наталья Николаевна Язвинская
Дмитрий Николаевич Галушкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2012135358/07A priority Critical patent/RU2527937C2/en
Publication of RU2012135358A publication Critical patent/RU2012135358A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2527937C2 publication Critical patent/RU2527937C2/en

Links

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, particularly devices which convert chemical energy into electrical energy, and can be used in restoration of nickel-cadmium batteries designed to power radio stations, cordless telephones etc. According to the invention, nickel-cadmium batteries are restored using asymmetric alternating current with the ratio of the amplitude of the discharge and charge currents γ and the ratio of the duration of the discharge and charge pulses τ defined separately for each type of battery via a two-factor experiment in the range γ=5-10 and τ=0.1-0.9, respectively. The average value of the asymmetric alternating charging current is equal to the charging current according to the user manual of the battery. The amplitude of the charging current pulse is selected in the range of 1-7 times the rated capacitance depending on the specified operating current of the battery being restored. The charging process is stopped when the amount of charge is 1.5 times more than the battery yielded during the previous charging cycle. Discharge is carried out with direct current in accordance with the user manual of the battery. Cycling continues until capacitance stops increasing.
EFFECT: high efficiency and simple process of restoring nickel-cadmium batteries.

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, преобразующим химическую энергию в электрическую, и может найти применение при восстановлении никель-кадмиевых аккумуляторов, входящих в батареи, предназначенные для питания радиостанций, радиотелефонов и т. п. устройств.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices that convert chemical energy into electrical energy, and can find application in the recovery of nickel-cadmium batteries included in batteries designed to power radio stations, cordless telephones, etc. devices.

Известен способ (патент РФ №№2313863 МПК Н01М 10/44, Н01М 10/54, 2007) восстановления герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов после длительного хранения переменным асимметричным током. Согласно изобретению заряд аккумуляторной батареи ведут стабилизированным асимметричным током при соотношении амплитуд разрядного и зарядного импульсов 3,0 3,5 с амплитудами зарядного импульса, численно равными 0,3 0,8 от номинальной емкости при длительности зарядного импульса 220±20 мс, и разрядного импульса 15±5 мс с паузами между ними 0-2 мс до достижения на батареи порогового значения данного в ТУ или в инструкции по эксплуатации батареи, или до снижения напряжения батареи на 15±5 мВ на аккумулятор после прохождения напряжения аккумуляторной батареи максимального значения. Контроль напряжения на батареи производят в паузе между зарядным и разрядным импульсами. Недостатком изобретения является то, что данный метод может быть использован для восстановления и формирования аккумуляторов только после длительного хранения, то есть для новых аккумуляторов, у которых в результате длительного хранения активное вещество перешло в более пассивные фазы. Тогда, тренируя активное вещество переменным асимметричным током, можно ее вернуть в более активное состояние. В случае восстановления аккумуляторов с длительным сроком эксплуатации существуют и другие причины потери емкости, в частности, короткие замыкания электродов вследствие прорастания дендритов и т.д. Данный метод восстановления никак не решает подобные проблемы. Предлагаемый метод применим только для герметичных аккумуляторов, так как у не герметичных аккумуляторов нет максимума после полного заряда аккумуляторов. Кроме того, предлагаемый режим восстановления аккумуляторов не может быть оптимальным для всех типов герметичных аккумуляторов, так как для оптимальной активизации активного вещества по всей глубине пористого электрода необходимы определенные соотношения зарядного и разрядного импульсов, которые зависят от типа электродов, его толщины пористости и т.д.The known method (RF patent No. 2313863 IPC Н01М 10/44, Н01М 10/54, 2007) restores sealed nickel-cadmium batteries after prolonged storage by an asymmetric current. According to the invention, the battery is charged with a stabilized asymmetric current at a ratio of the amplitudes of the discharge and charging pulses 3.0 3.5 with the amplitudes of the charging pulse numerically equal to 0.3 0.8 of the nominal capacity with a duration of the charging pulse of 220 ± 20 ms, and the discharge pulse 15 ± 5 ms with pauses between them 0-2 ms until the battery reaches the threshold value given in the technical specifications or in the battery operating instructions, or until the battery voltage decreases by 15 ± 5 mV to the battery after the battery voltage has passed batteries maximum value. The voltage control on the batteries is carried out in a pause between the charging and discharge pulses. The disadvantage of the invention is that this method can be used to restore and form batteries only after long-term storage, that is, for new batteries in which, as a result of long-term storage, the active substance goes into more passive phases. Then, by training the active substance with an alternating asymmetric current, you can return it to a more active state. In the case of restoration of batteries with a long service life, there are other reasons for the loss of capacity, in particular, short circuits of the electrodes due to germination of dendrites, etc. This recovery method does not solve such problems. The proposed method is applicable only to sealed batteries, since non-sealed batteries do not have a maximum after a full charge of batteries. In addition, the proposed mode of battery recovery may not be optimal for all types of sealed batteries, as for the optimal activation of the active substance throughout the depth of the porous electrode, certain ratios of charge and discharge pulses are required, which depend on the type of electrodes, its thickness, porosity, etc. .

В качестве прототипа выбран способ восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов (патент РФ №№2185009, МПК Н01М10/54, 2002). В данном способе осуществляют предварительный разряд батареи аккумуляторов до 0-0,5 В с последующим зарядом ее до максимального значения, предусмотренного техническими характеристиками. Перед разрядом и зарядом аккумуляторной батареи осуществляют измерение напряжения батареи, сравнение его с заданным значением, при этом в случае отсутствия в батарее короткозамкнутых элементов осуществляют, по крайней мере, один цикл разряда и заряда батареи с помощью переменного тока номинальной величины с частотой 20 кГц - 80 Гц, зависимость которого от времени носит пилообразный характер, представляющий собой несимметричную относительно 0 В зависимость с соотношением зарядной части к разрядной в режиме заряда как (20-4):1 и в режиме разряда как 1:(20-4), и амплитудой импульса переднего фронта, превышающей в 4-5 раз среднее значение зарядного тока, а в случае наличия в батарее короткозамкнутых элементов перед зарядом батареи предварительно осуществляют процесс многократного ударного воздействия на батарею при помощи конденсатора емкостью от 10000 мкФ, заряженного до напряжения 25-60 В, с последующим зарядом аккумуляторной батареи до номинального значения, после чего цикл разряда и заряда батареи осуществляют аналогично описанному выше, повторяя дозаряд выравнивающим током. Недостатком изобретения является то, что применение ударного метода устранения короткозамкнутых элементов при помощи разряда конденсатора большой емкости может дать положительный результат только в случае наличия достаточно тонких короткозамкнутых элементов, образованных дендритами кадмия. Однако данный ударный метод, как правило, не дает результата при образовании короткозамкнутых элементов, связанных с диффузией активного вещества в сепаратор и последующего его восстановления до металлического кадмия. Кроме того, как отмечалось выше, предлагаемый переменный пилообразный асимметричный ток не является оптимальным для активизации пассивированного активного вещества электродов.As a prototype, a method for recovering nickel-cadmium batteries was selected (RF patent No. 2185009, IPC Н01М10 / 54, 2002). In this method, a preliminary discharge of the battery of the batteries to 0-0.5 V is carried out, followed by charging it to the maximum value provided for by the technical characteristics. Before discharging and charging the battery, the battery voltage is measured, compared with a predetermined value, and if there are no short-circuited elements in the battery, at least one discharge and battery charge cycle is performed using an alternating current of a nominal value with a frequency of 20 kHz - 80 Hz, the dependence of which on time is sawtooth, which is asymmetrical with respect to 0 V, the dependence with the ratio of the charging part to the discharge in the charge mode as (20-4): 1 and in the discharge mode and as 1: (20-4), and the amplitude of the leading edge pulse, which is 4-5 times higher than the average value of the charging current, and if there are short-circuited elements in the battery, before the battery is charged, the process of repeated impact on the battery is preliminarily performed using a capacitor from 10,000 microfarads, charged to a voltage of 25-60 V, followed by charging the battery to the nominal value, after which the discharge and charge cycle of the battery is carried out similarly to that described above, repeating the charge with an equalizing current. The disadvantage of the invention is that the use of the shock method of eliminating short-circuited elements using the discharge of a large capacitor can give a positive result only if there are sufficiently thin short-circuited elements formed by cadmium dendrites. However, this shock method, as a rule, does not give a result in the formation of short-circuited elements associated with the diffusion of the active substance into the separator and its subsequent reduction to cadmium metal. In addition, as noted above, the proposed alternating sawtooth asymmetric current is not optimal for activating the passivated active substance of the electrodes.

Задачей изобретения является создание способа восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов с длительным сроком эксплуатации, характеризующимся простотой и эффективностью процесса восстановления.The objective of the invention is to provide a recovery method for Nickel-cadmium batteries with a long life, characterized by the simplicity and efficiency of the recovery process.

Поставленная задача решалась благодаря тому, что в известном способе восстановления аккумуляторов разнополярными импульсами тока, режим заряда был заменен на режим, при котором заряд батареи проходил при соотношении амплитуд разрядного и зарядного токов γ и соотношении длительностей разрядного и зарядного импульсов τ, определяемых индивидуально для каждого типа аккумуляторов с помощью двухфакторного эксперимента в интервалах γ=5÷10 и t=0,1÷0,9 соответственно, при этом среднее значение переменного асимметричного тока заряда равно току заряда согласно инструкции по эксплуатации батареи, амплитуда зарядного импульса выбиралась в интервале 1-7 от номинальной емкости в зависимости от того, на какие рабочие токи рассчитан восстанавливаемый аккумулятор, процесс заряда прекращался при сообщении количества электричества в 1,5 раза больше, чем аккумулятор отдал на предыдущем цикле разряда, разряд выполнялся постоянным током в соответствии с инструкцией по эксплуатации батареи, циклирование происходит до тех пор, пока емкость переставала увеличиваться.The problem was solved due to the fact that in the known method for recovering batteries with multipolar current pulses, the charge mode was replaced by a mode in which the battery charge passed at a ratio of the amplitudes of the discharge and charging currents γ and the ratio of the duration of the discharge and charge pulses τ, determined individually for each type batteries using a two-factor experiment in the intervals γ = 5 ÷ 10 and t = 0.1 ÷ 0.9, respectively, while the average value of the variable asymmetric charge current is equal to the current for According to the operating instructions of the battery, the amplitude of the charging pulse was selected in the range of 1-7 of the nominal capacity, depending on what operating currents the restored battery is designed for, the charging process stopped when reporting the amount of electricity 1.5 times more than the battery gave previous discharge cycle, the discharge was carried out by direct current in accordance with the instructions for use of the battery, cycling occurs until the capacity ceases to increase.

Частота зарядного тока не имеет большого значения вплоть до частот примерно 50-70 килогерц [Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Влияние частоты внешнего тока на распределение количества прошедшего электричества по глубине пористого электрода // Электрохимия. - 1993. - Т.29, №10. - С.1192-1195]. При более высоких частотах глубина проникновения зарядного тока в глубь пористого электрода уменьшается, и эффективность его использования падает. Поэтому для заряда и восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов не целесообразно использовать токи более высоких частот. Не целесообразно использовать токи и очень низких частот менее 1 герца, так как при этом зарядные и разрядные импульсы тока очень большие и за время их действия может быть существенное газовыделение, что нежелательно. Чаще всего для заряда используется ток с частотой, близкой к частоте промышленного тока.The frequency of the charging current is not significant up to frequencies of about 50-70 kilohertz [Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The influence of the frequency of the external current on the distribution of the amount of transmitted electricity along the depth of the porous electrode // Electrochemistry. - 1993. - T.29, No. 10. - S.1192-1195]. At higher frequencies, the depth of penetration of the charging current into the interior of the porous electrode decreases, and its efficiency decreases. Therefore, it is not advisable to use currents of higher frequencies to charge and restore nickel-cadmium batteries. It is not advisable to use currents and very low frequencies of less than 1 hertz, since in this case the charging and discharge current pulses are very large and during their operation there can be significant gas evolution, which is undesirable. Most often, a current with a frequency close to the frequency of an industrial current is used for charging.

Разряд выполняется постоянным током согласно ТУ или инструкции по эксплуатации на конкретную батарею. Для восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов выполняется от 2 до 10 зарядно-разрядных циклов.The discharge is performed by direct current according to the technical specifications or the operating instructions for a specific battery. From 2 to 10 charge-discharge cycles are performed to restore nickel-cadmium batteries.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. Циклирование аккумуляторов с использованием переменного асимметричного тока позволяет эффективно активизировать активную массу электродов аккумуляторов, потерявшую активность вследствие: длительного хранения на складе, неполного циклирования в процессе эксплуатации или пассивации вследствие длительного периода эксплуатации аккумуляторов. Это связано с тем, что за один период асимметричного тока заряда происходит как заряд, так и разряд определенного количества активного вещества. Данная тренировка активной массы электродов приводит к ее активации. Больше всего пассивируется активная масса в глубине электродов, так как при обычном режиме эксплуатации аккумуляторов она менее всего тренируется. Поэтому надо считать, что наиболее оптимальным переменным асимметричным током, необходимым для восстановления активной массы электродов, будет тот ток, который дает примерно равномерное распределение среднего тока заряда по глубине пористых электродов. Данный режим позволит равномерно заряжать и разряжать электроды по всей их глубине и тем самым равномерно тренировать активную массу и активировать ее. Использование переменного асимметричного тока при заряде аккумуляторов позволяет получить любое распределение количества прошедшего электричества по глубине пористых электродов, в том числе и равномерное [Кукоз Ф.И, Кудрявцев Ю.Д., Галушкин Н.Е. Распределение количества прошедшего электричества в пористом электроде при поляризации переменным асимметричным током // Электрохимия. - 1989. - Т.35, - N7. - С.759-765]. При заряде постоянным или импульсным токами в основном будут заряжаться поверхностные слои электродов, причем чем больше будет величина зарядного тока, тем меньше будет глубина проникновения электрохимического процесса в глубь пористых электродов [Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Исследование глубины проникновения электрохимического процесса в пористых электродах // Электрохимия. - 1994. - Т.30, №3. - С.382-387].The essence of the proposed method is as follows. Cycle of batteries using alternating asymmetric current allows you to effectively activate the active mass of the battery electrodes, which lost activity due to: long-term storage in the warehouse, incomplete cycling during operation or passivation due to the long period of operation of the batteries. This is due to the fact that during one period of an asymmetric charge current both charge and discharge of a certain amount of active substance occur. This training of the active mass of the electrodes leads to its activation. The active mass in the depths of the electrodes is passivated most of all, since it is the least trained in normal battery operation. Therefore, we must assume that the most optimal alternating asymmetric current necessary to restore the active mass of the electrodes is the current that gives an approximately uniform distribution of the average charge current along the depth of the porous electrodes. This mode will allow you to evenly charge and discharge the electrodes throughout their depth and thereby evenly train the active mass and activate it. Using an asymmetric alternating current when charging batteries allows you to get any distribution of the amount of transmitted electricity along the depth of the porous electrodes, including uniform [Kukoz F.I., Kudryavtsev Yu.D., Galushkin N.E. Distribution of the amount of transmitted electricity in a porous electrode during polarization by an asymmetric alternating current // Electrochemistry. - 1989. - T.35, - N7. - S.759-765]. When charging with direct or pulsed currents, the surface layers of the electrodes will mainly be charged, and the larger the charge current, the less will be the depth of penetration of the electrochemical process into the depth of the porous electrodes [N. Galushkin, Yu. D. Kudryavtsev. The study of the penetration depth of the electrochemical process in porous electrodes // Electrochemistry. - 1994. - T. 30, No. 3. - S.382-387].

Согласно исследованиям [Кукоз Ф.И, Кудрявцев Ю.Д., Галушкин Н.Е. Распределение количества прошедшего электричества в пористом электроде при поляризации переменным асимметричным током // Электрохимия. -1989. - Т.35, - N7. - С.759-765; Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Распределение тока по глубине пористого оксидно-никелевого электрода // Электрохимия - 1997. - Т.33, №5. - С.605-606] распределение тока по глубине пористого электрода зависит от соотношения амплитуд разрядного и зарядного импульсов тока γ (причем γ>1) и соотношения длительностей разрядного и зарядного импульсов тока τ, которые в свою очередь зависят от типа электродов, их толщины, пористости и т.д. Поэтому оптимальные значения γ, τ, дающие равномерное распределение тока заряда по глубине пористого электрода, имеют разные значения для различных типов аккумуляторов и могут быть найдены только экспериментально.According to research [Kukoz F.I., Kudryavtsev Yu.D., Galushkin N.E. Distribution of the amount of transmitted electricity in a porous electrode during polarization by an asymmetric alternating current // Electrochemistry. -1989. - T.35, - N7. - S.759-765; Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The current distribution along the depth of the porous oxide-Nickel electrode // Electrochemistry - 1997. - T.33, No. 5. - S.605-606] the current distribution over the depth of the porous electrode depends on the ratio of the amplitudes of the discharge and charging current pulses γ (and γ> 1) and the ratio of the durations of the discharge and charging current pulses τ, which in turn depends on the type of electrodes and their thickness porosity, etc. Therefore, the optimal values of γ, τ, giving a uniform distribution of the charge current along the depth of the porous electrode, have different values for different types of batteries and can only be found experimentally.

Устранение короткозамкнутых элементов в настоящее время выполняется большим импульсом тока, который пережигает проросшие дендриты. Однако данный ударный метод, как правило, не дает результатов при образовании короткозамкнутых элементов, связанных с диффузией активного вещества в сепаратор и последующего его восстановления до металлического кадмия при заряде аккумуляторов. Поэтому значительно более эффективно выбрать асимметричный переменный ток таким образом, чтобы и при заряде аккумуляторов активная масса, попавшая в сепаратор, не восстанавливалась до металлического кадмия, а окислялась. Это можно сделать, если выбрать переменный асимметричный ток таким образом, чтобы он заряжал активную массу внутри электрода и разряжал активную массу, находящуюся вне электрода в сепараторе. Согласно исследованиям [Кукоз Ф.И, Кудрявцев Ю.Д., Галушкин Н.Е. Распределение количества прошедшего электричества в пористом электроде при поляризации переменным асимметричным током // Электрохимия. - 1989. - Т.35, - №7. - С.759-765; Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Исследование глубины проникновения электрохимического процесса в пористых электродах // Электрохимия. - 1994. - Т.30, №3. - С.382-387; Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Распределение тока по глубине пористого оксидно-никелевого электрода // Электрохимия - 1997. - Т.33, №5. - С.605-606] такой режим возможен, для этого необходимо, чтобы γ было большим значением. В предлагаемом способе восстановления аккумуляторов γ=5÷10.The elimination of short-circuited elements is currently carried out by a large current pulse, which burns through the sprouted dendrites. However, this shock method, as a rule, does not give results in the formation of short-circuited elements associated with the diffusion of the active substance into the separator and its subsequent reduction to cadmium metal when the batteries are charged. Therefore, it is much more efficient to choose an asymmetric alternating current so that even when the batteries are charged, the active mass entering the separator is not reduced to cadmium metal, but is oxidized. This can be done by choosing an asymmetric alternating current so that it charges the active mass inside the electrode and discharges the active mass outside the electrode in the separator. According to research [Kukoz F.I., Kudryavtsev Yu.D., Galushkin N.E. Distribution of the amount of transmitted electricity in a porous electrode during polarization by an asymmetric alternating current // Electrochemistry. - 1989. - T.35, - No. 7. - S.759-765; Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The study of the penetration depth of the electrochemical process in porous electrodes // Electrochemistry. - 1994. - T. 30, No. 3. - S.382-387; Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The current distribution along the depth of the porous oxide-Nickel electrode // Electrochemistry - 1997. - T.33, No. 5. - S.605-606] such a regime is possible, for this it is necessary that γ be a large value. In the proposed method for the restoration of batteries γ = 5 ÷ 10.

Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа. Пример 1.The following are examples of the proposed method. Example 1

Предлагаемый способ восстановления проверялся на аккумуляторе НКБН-25-УЗ. Данный аккумулятор после двух лет эксплуатации был снят, вследствие большого тока саморазряда, связанного с наличием короткозамкнутых элементов. После этого он пять лет стоял на складе. На момент восстановления при стандартном режиме заряда он отдавал 15 А · ч. Для восстановления данный аккумулятор заряжался переменным асимметричным током со следующими параметрами: амплитуда зарядного импульса 50 А, амплитуда разрядного импульса 320 А, длительность зарядного импульса 40 мс, длительность разрядного импульса 5 мс, пауза между зарядными и разрядными импульсами 10 мс. На каждом цикле заряда аккумулятору сообщалось в 1,5 раза больше количества электричества, чем он отдавал на предыдущем цикле разряда, пока не было достигнуто при заряде 40 А ч в соответствии с инструкцией по эксплуатации батареи 20НКБН-25-У3. Разряд выполнялся согласно руководству по технической эксплуатации батареи 20НКБН-25-У3 током 10 А до напряжения на клеммах аккумуляторов в 1 В.The proposed recovery method was tested on an NKBN-25-UZ battery. This battery was removed after two years of operation, due to the high self-discharge current associated with the presence of short-circuited cells. After that, he stood in the warehouse for five years. At the time of recovery under the standard charge mode, he gave 15 Ah · To restore this battery was charged with an asymmetric alternating current with the following parameters: amplitude of the charging pulse 50 A, amplitude of the discharge pulse 320 A, duration of the charging pulse 40 ms, duration of the discharge pulse 5 ms, pause between charging and discharge pulses 10 ms. At each charge cycle, the battery was informed of 1.5 times the amount of electricity that it gave on the previous discharge cycle, until it was reached at a charge of 40 Ah in accordance with the instruction manual for the 20NKBN-25-U3 battery. The discharge was carried out according to the manual for the operation of the battery 20NKBN-25-U3 with a current of 10 A up to a voltage at the battery terminals of 1 V.

В процессе заряда контролировалась температура аккумулятора, в случае ее повышения выше 45-48°С процесс заряда приостанавливался и после охлаждения аккумулятора процесс заряда продолжался. После десяти восстановительных циклов заряда-разряда данный аккумулятор стал отдавать 27-29 А·ч, а ток саморазряда стал соответствовать ТУ для данной батареи.During the charging process, the battery temperature was monitored; if it increased above 45-48 ° С, the charging process stopped and after the battery cools, the charging process continued. After ten recovery cycles of the charge-discharge, this battery began to give out 27-29 Ah, and the self-discharge current began to correspond to the technical specifications for this battery.

Пример 2. Example 2

Батарея аккумуляторов 20НКБН-25-УЗ после семи лет эксплуатации четыре года стояла на складе. При стандартном режиме заряда аккумуляторы батареи отдавали от 12 до 22 А·ч. После десяти восстановительных циклов заряда-разряда в соответствии с режимом, описанным в примере 1, шестнадцать аккумуляторов стали отдавать от 23 до 28 А·ч, а ток саморазряда стал соответствовать ТУ для данных батарей. У остальных аккумуляторов ток саморазряда по-прежнему оставался очень большим. Для их восстановления был использован еще более жесткий режим заряда: амплитуда зарядного импульса 85 А, амплитуда разрядного импульса 600А, длительность зарядного импульса 40 мс, длительность разрядного импульса 5 мс, пауза между зарядными и разрядными импульсами 10 мс. В процессе заряда контролировалась температура аккумулятора, в случае ее повышения выше 45-48°С процесс заряда приостанавливался и после охлаждения аккумулятора процесс заряда продолжался. После пяти восстановительных циклов заряда-разряда оставшиеся аккумуляторы стали отдавать 23-27 А · ч, а ток саморазряда стал соответствовать ТУ для данных батарей.After seven years of operation, the battery of 20NKBN-25-UZ batteries was in stock for four years. In the standard charge mode, the battery gave from 12 to 22 Ah. After ten recovery cycles of the charge-discharge in accordance with the mode described in example 1, sixteen batteries began to give from 23 to 28 Ah, and the self-discharge current began to correspond to the technical specifications for these batteries. The remaining batteries self-discharge current remained very high. To restore them, an even harder charge mode was used: the amplitude of the charge pulse was 85 A, the amplitude of the discharge pulse was 600 A, the duration of the charge pulse was 40 ms, the duration of the discharge pulse was 5 ms, and the pause between the charge and discharge pulses was 10 ms. During the charging process, the battery temperature was monitored; if it increased above 45-48 ° С, the charging process stopped and after the battery cools, the charging process continued. After five recovery cycles of the charge-discharge, the remaining batteries began to give out 23-27 Ah, and the self-discharge current began to correspond to the technical specifications for these batteries.

Используемый способ восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов переменным асимметричным током по сравнению с существующими способами имеет следующие преимущества:The used method for the restoration of nickel-cadmium batteries with alternating asymmetric current compared with existing methods has the following advantages:

1. Позволяет вести восстановление активной массы оптимально, то есть равномерно по глубине пористых электродов, и тем самым добиваться более значительного увеличения емкости аккумуляторов после восстановления.1. Allows you to restore the active mass optimally, that is, uniformly in depth of the porous electrodes, and thereby achieve a more significant increase in battery capacity after recovery.

2. Позволяет устранять короткозамкнутые элементы не только их пережиганием большими токами, но и их окислением при заряде.2. Allows to eliminate short-circuited elements not only by burning them with large currents, but also by their oxidation during charging.

Таким образом, данное изобретение в 90% случаев позволяет восстанавливать аккумуляторы, увеличивая их емкость в 1,5-2 раза вплоть до полного восстановления в зависимости от причин, приведших аккумулятор к потере емкости.Thus, this invention in 90% of cases allows you to restore the battery, increasing their capacity by 1.5-2 times until the full recovery, depending on the reasons that led the battery to a loss of capacity.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №№2313863 МПК Н01М 10/44, Н01М 10/54.1. RF patent №№2313863 IPC Н01М 10/44, Н01М 10/54.

2. Патент РФ №№2185009, МПК Н01М 10/54.2. RF patent No. 2185009, IPC Н01М 10/54.

3. Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Влияние частоты внешнего тока на распределение количества прошедшего электричества по глубине пористого электрода // Электрохимия. - 1993. - Т.29, №10. - С.1192-1195.3. Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The influence of the frequency of the external current on the distribution of the amount of transmitted electricity along the depth of the porous electrode // Electrochemistry. - 1993. - T.29, No. 10. - S. 1192-1195.

4. Кукоз Ф.И, Кудрявцев Ю.Д., Галушкин Н.Е. Распределение количества прошедшего электричества в пористом электроде при поляризации переменным асимметричным током // Электрохимия. - 1989. - Т.35, - №7. - С.759-765.4. Kukoz F.I., Kudryavtsev Yu.D., Galushkin N.E. Distribution of the amount of transmitted electricity in a porous electrode during polarization by an asymmetric alternating current // Electrochemistry. - 1989. - T.35, - No. 7. - S.759-765.

5. Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Исследование глубины проникновения электрохимического процесса в пористых электродах // Электрохимия. - 1994. - Т.30, №3. - С.382-387.5. Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The study of the penetration depth of the electrochemical process in porous electrodes // Electrochemistry. - 1994. - T. 30, No. 3. - S. 382-387.

6. Галушкин Н.Е., Кудрявцев Ю.Д. Распределение тока по глубине пористого оксидно-никелевого электрода // Электрохимия - 1997. -T.33, №5. - C.605-606.6. Galushkin N.E., Kudryavtsev Yu.D. The distribution of current along the depth of the porous oxide-Nickel electrode // Electrochemistry - 1997. -T.33, No. 5. - C.605-606.

Claims (1)

Способ восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов переменным асимметричным током, заключающийся в заряде аккумуляторов разнополярными импульсами тока, отличающийся тем, что заряд батареи ведут при соотношении амплитуд разрядного и зарядного токов γ и соотношении длительностей разрядного и зарядного импульсов τ, определяемых индивидуально для каждого типа аккумуляторов с помощью двухфакторного эксперимента в интервалах γ=5÷10 и τ=0,1÷0,9 соответственно, при этом среднее значение переменного асимметричного тока заряда равно току заряда согласно инструкции по эксплуатации батареи, амплитуду зарядного импульса тока выбирают в интервале 1-7 от номинальной емкости в зависимости от того, на какие рабочие токи рассчитан восстанавливаемый аккумулятор, процесс заряда прекращают при сообщении количества электричества в 1,5 раза больше, чем аккумулятор отдал на предыдущем цикле разряда, разряд ведут постоянным током в соответствии с инструкцией по эксплуатации батареи, циклирование происходит до тех пор, пока емкость перестанет увеличиваться, где цикл - это полный заряд и разряд аккумулятора. A method of recovering nickel-cadmium batteries with an alternating asymmetric current, which consists in charging the batteries with opposite-polarity current pulses, characterized in that the battery charge is carried out at a ratio of the amplitudes of the discharge and charging currents γ and a ratio of the durations of the discharge and charging pulses τ, determined individually for each type of battery using two-factor experiment in the intervals γ = 5 ÷ 10 and τ = 0.1 ÷ 0.9, respectively, while the average value of the variable asymmetric charge current is equal to the charge current yes, according to the battery operating instructions, the amplitude of the charging current pulse is selected in the range of 1-7 of the rated capacity, depending on what operating currents the restored battery is designed for, the charging process is stopped when the amount of electricity is reported 1.5 times more than the battery gave on the previous discharge cycle, the discharge is carried out by direct current in accordance with the battery operating instructions, cycling occurs until the capacity stops increasing, where the cycle is a full charge and times Battery poison.
RU2012135358/07A 2012-08-16 2012-08-16 Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current RU2527937C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135358/07A RU2527937C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135358/07A RU2527937C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012135358A RU2012135358A (en) 2014-05-10
RU2527937C2 true RU2527937C2 (en) 2014-09-10

Family

ID=50629114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135358/07A RU2527937C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2527937C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL444506A1 (en) * 2023-04-20 2024-10-21 Ecoreg Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Method of regenerating the capacity of acid or alkaline batteries by asymmetric charging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185009C2 (en) * 2000-06-06 2002-07-10 Открытое акционерное общество "Свердловэнерго" Method and device for reconditioning nickel- cadmium storage cells
US20030117114A1 (en) * 1999-11-30 2003-06-26 Lg Electronics Inc. Battery capacity recovery apparatus and method
RU2226019C2 (en) * 2002-03-28 2004-03-20 Сарапов Станислав Викторович Method for charging and recovering storage batteries
RU2313863C1 (en) * 2006-04-20 2007-12-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Method for high-speed formation and recovery of sealed nickel-cadmium storage batteries by charging them with asymmetric current
JP4567109B2 (en) * 1998-11-24 2010-10-20 パナソニック株式会社 Secondary battery charge / discharge control method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4567109B2 (en) * 1998-11-24 2010-10-20 パナソニック株式会社 Secondary battery charge / discharge control method
US20030117114A1 (en) * 1999-11-30 2003-06-26 Lg Electronics Inc. Battery capacity recovery apparatus and method
RU2185009C2 (en) * 2000-06-06 2002-07-10 Открытое акционерное общество "Свердловэнерго" Method and device for reconditioning nickel- cadmium storage cells
RU2226019C2 (en) * 2002-03-28 2004-03-20 Сарапов Станислав Викторович Method for charging and recovering storage batteries
RU2313863C1 (en) * 2006-04-20 2007-12-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Method for high-speed formation and recovery of sealed nickel-cadmium storage batteries by charging them with asymmetric current

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL444506A1 (en) * 2023-04-20 2024-10-21 Ecoreg Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Method of regenerating the capacity of acid or alkaline batteries by asymmetric charging

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012135358A (en) 2014-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6841974B2 (en) Battery charging method
KR20180134372A (en) Battery charging based on real-time battery characterization
CN103227351B (en) Pulse charging method used for prolonging VRLA battery service life
US8120333B2 (en) Method of charging double electric layer electrochemical capacitors
JP3558523B2 (en) Charging method for non-aqueous secondary batteries
RU2527937C2 (en) Method for restoration of nickel-cadmium batteries with asymmetric alternating current
RU2521607C1 (en) Method for accelerated build-up and recovery of capacity for nickel-cadmium accumulators by alternating asymmetric current
RU2012125287A (en) METHOD FOR FORMING LEAD ACID BATTERIES BY A PULSED ASYMMETRIC CURRENT
JP6176378B1 (en) Lead storage battery device, lead storage battery control device, and lead storage battery control method
RU2313864C1 (en) Method for high-speed formation of enclosed nickel-cadmium storage batteries and for recovery of their capacity by charging them with asymmetric current
Al Zyoud et al. Solar power lead battery storage solution using cycle recovery charging method
RU2313863C1 (en) Method for high-speed formation and recovery of sealed nickel-cadmium storage batteries by charging them with asymmetric current
KR20150053182A (en) Battery charger
CN103560281A (en) Quick-charging method of solar lead-acid storage battery
CN108107366B (en) Method for prejudging reaction voltage interval of micro battery in lithium ion battery
RU2009112766A (en) METHOD FOR ACCELERATED FORMATION AND RESTORATION OF THE CAPACITY OF CLOSED NICKEL-CADMIUM BATTERIES BY USING A CHARGE ASYMMETRIC CURRENT
EP2923408A1 (en) Method and appliance for increasing energy efficiency in the production and operation of lead-acid cells and batteries
KR20180021789A (en) Rapid formation of electrodes
US20120146589A1 (en) Method and Device For Charging Lithium-Cobalt Cells
RU2658859C2 (en) Method for reducing the heat rate coefficient in the nickel-cadmium battery by means of variable asymmetric current
RU2726941C1 (en) Method for self-discharge compensation of lead starter storage battery
SU974467A1 (en) Method of sped-up charging of lead-acid cell
KR20110094642A (en) Battery regenerator
Phurahong et al. Performance Improvement of Lead Acid Battery by High Frequency Stimulation
SU1035687A1 (en) Method of forced charging of ni-cd cell

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140824