RS20050863A - Postupak za formiranje baterija olovo-kiselina i postrojenje za primenu pomenutog postupka - Google Patents

Abstract

Postupak za formiranje baterija olovo-kiselina (2) koji sadrži sledeće korake: prvi elektrolit (7) u datoj koncentraciji i na konstantnoj temperaturi je sakupljen iz prvog tanka (5); pomenuti prvi elektrolit (7) je distribuiran u baterije; pomenuti prvi elektrolit (7) cirkuliše kontinuirano u prethodno određenoj i u potpunosti konstantnoj koncentraciji i temperaturi tokom zadate količine vremena; pomenute baterije se pune sa jednosmernom strujom tokom cirkulisanja pomenutog prvog elektrolita (7) tokom zadatog početnog vremena punjenja; cirkulisanje pomenutog prvog elektrolita (7) je prekinuto i drugi elektrolit (8) cirkuliše u pomenutim baterijama, pomenuti drugi elektrolit je sakupljen iz drugog tanka (6), u višoj koncentraciji od prethodnog elektrolita i na prethodno zadatoj i gotovo u potpunosti konstantnoj temperaturi tokom daljeg prethodno zadatog vremena; pomenute baterije su napunjene sa jednosmernom strujom tokom cirkulisanja pomenutog drugog elektrolita (8) tokom prethodno zadatog drugog vrmena punjenja.

Description

POSTUPAK ZA FORMIRANJE BATERIJA OLOVO-KISELINA I POSTROJENJE

ZA PRTMEMJ POMENUTOG POSTUPKA

OBLAST TEHNIKE

Ovaj pronalazak odnosi se na brzi postupak za formiranje baterija olovo-kiselina, tipa koji se uglavnom koristi da se startuju termalne mašine,

ali ne samo one.

TEHNIČKI PROBLEM

Važan korak u postupku pripremanja baterija olovo-kiselina je takozvano »formiranje« ploča, pri čemu se odigravaju reakcije pražnjenja i ponovnog punjenja baterija zahvaljujući elektrohemijskom pretvaranju aktivne materije koju sadrže, koja transformiše hemijsku energiju u električnu energiju i obrnuto.

Kada se proizvedu, ploče su inertne, ili neaktivne; da bi se aktivirale, ploče su podvrgnute proceduri formiranja koja transformiše neaktivni olovo oksid i olovo sulfat u metalno olovo i olovo dioksid, koji su aktivni sastojci negativne i pozitivne polarnosti ploča, respektivno.

Formiranje u osnovi se sastoji od podvrgavanja ploča suprotne polarnosti proceduri punjenja sa jednosmernom električnom strujom u rastvoru sumporne kiseline razblažene sa vodom (elektrolit) i to se može obaviti pre ili nakon smeštanja ploča u bateriju.

U prvom slučaju, govorimo o formiranju u rezervoaru, u poslednjem slučaju o formiranju u kućištu.

STANJE TEHNIKE

U praksi, formiranje u kućištu se koristi da bi se formirale baterije za startovanje mašina i generalno za sve male baterije, bez obzira na primenu - uglavnom da se smanje troškovi.

Poželjni postupak uključuje punjenje baterija sa razblaženim elektrolitom, kompletiranje postupka formiranja, zatim uklanjanje i zamenu fo-rmiranog elektrolita, koji će postati koncentrovaniji, punjenje baterije još jednom sa elektrolitom u koncentraciji koja je slična onoj koja se koristi pri radu baterije.

Postupak se takođe zove «formiranje u kućištu sa dve kiseline» da bi se razlikovao od postupka koji koristi jednu kiselinu, gde je elektrolit koji se koristi za formiranje još koncentrovaniji tako da, na kraju procesa formiranja, dostiže pravu koncentraciju za rad baterije, pojednostavljujući na taj način postupak. Tehnologija je stalno pravila pokušaje da ubrza postupke formiranja i jedini efektivan način da se to uradi je tako da se poveća struja punjenja sa ciljem da se redukuje vreme formiranja za istu količinu elektirčne energije koja je isporučena da transformiše inaktivnu u aktivnu masu.

Međutim, postoji ograničenje koliko se može struja pojačati nametnuto sposobnošću ploča (posebno pozitivne ploče) da podnesu naelektrisanje punjenja i posebno povišenje temperature indukovane toplotom generisanom egzotermnim reakcijama u postupcima formiranja i Džulovim efektom uzrokovanim protokom struje.

Posebno velika količina toplote je generisana tokom formiranja starter baterija «u kućištu« zbog visokog odnosa mase olovo oksida koji treba da bude transformisan iz inaktivnog u aktivan u odnosu na količinu elektrolita za formiranje u bateriji.

U praksi se pokušalo da se prevaziđe problem korišćenjem posebnih formulacija oksida za pozitivnu ploču i korišćenjem vrlo razblaženih kiselina za formiranje, kao izbor za formiranje sa dve kiseline da se poboljša mo-gućnost formiranja ploče i prelazeći na čak sofisticiranije sisteme za hlađenje da se kontroliše povećanje temperature tokom postupka formiranja.

Čak i tako, nije bilo moguće spustiti vreme formiranja ispod 12-15 ča-sova.

Drugi problem koji se odnosi na formiranje baterije obihvata vodonik koji se generiše zajedno sa kiseonikom zahvaljujući elektrolizi vode u formi-ranom kiselom elektrolitu, posebno pri kraju postupka.

Vodonik koji se razvija ne samo što povećava kisela isparenja koja su štetna za zdravlje, već u kombinaciji sa kiseonikom iz vazduha iznad određenih koncentracija može generisati eksplozivne mešavine.

To dovodi do problema sigurnosti koji čine neophodnim da se prilagodi ekstrakcija isparenja i nastajanje sistema, čija veličina mora da se prilagodi,

u slučaju ubrzavanja postupka formiranja, da se odlažu veće količine vodonika i kiselih isparenja zahvaljujući višoj struji formiranja koja se koristi.

Poznati postupak za efektivno iščezavanje toplote generisane tokom procesa formiranja uključuje cirkulisanje razblaženog elektrolita za formiranje kroz cev iz spoljnog tanka u bateriju i obrnuto, tako da elektrolit može da bude ohlađen i povećanje njegove koncentracije je korigovano daljim razblaživanjem sa vodom u potrebnoj koncentraciji.

Koristeći ovu tip postupka, dodata je kiselina u koncentraciji koja je potrebna za rad baterije na kraju postupka formiranja, dostižući tako kontinuirani postupak «dve-kiseline» koji ultimativno proizvodi gotove baterije napunjenje i spremne za upotrebu.

Takav postupak formiranja sa dve kiseline u cirkulisanju je opisan u Švedskoj patentnoj prijavi SE-7701184r-9 publikacija br. 441403, podnetoj od strane YTJASA kompanije.

Ovaj dokument propušta da pomene problem sigurnosti izazvan vodonikom koji je generisan tokom postupka formiranja.

SAŽETAK PRONALASKA

Prvi cilj predmetnog pronalaska je da dizajnira postupak formiranja sa dve kiseline u cirkulaciji u kojima su vodonik i odgovarajuća isparenja kiselina odložena u uslovima totalne sigurnosti.

Pošto idealni uslovi formiranja, posebno pozitivne ploče, zahtevaju temperaturu izmeću 40 i 60°C, važno je da se obezbedi da se elektrolit stalno održava na pravoj temperaturi tokom postupka formiranja, a ne da se samo hladi.

Drugi cilj predmetnog pronalaska je da se dalje razvije odgovarajući sistem za cirkulisanje elektrolita za formiranje, u kojem nije samo njegova koncentracija nego takođe i temperatura, održavane stabilne u zadatim parametrima.

Štaviše, poželjno je za elektolit za formiranje da uvek bude sveže pripremljen, tako da se izbegne praljenje ugrađenih nečistoća koje mogu nastati od njihove ponovljene upotrebe u uzastopnim formiranjima.

Tako, sledeći cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi sistem koji omogućuje uporebu razblaženog elektrolita, koji je upotrebljen u prvom postupku formiranja, da se upotrebi da se pripremi koncentrovaniji radni elektrolit koji je upotrebljen za drugo punjenje, koji ostaje unutar baterije, tako da svaka završena baterija, napunjena i spremna za upotrebu sadrži svoj «sopstveni» elektrolit za formiranje.

Kada je baterija u upotrebi, tj., kada je bila ispražnjena, sumporna kiselina u elektrolitu je »fiksirana« putem pozitivnih i negativnih ploča u obliku olovo sulfata, što za posledicu ima progresivnu redukciju u koncentraciji elektrolita.

Ako su aktivne mase ploča prevelike u odnosu na količinu sumporne kiseline u bateriji, pražnjenje se može produžiti sve dok koncentracija elektrolita postane slična onoj za vodu.

U takvim uslovima, rastvorljivost olovo sulfata u pločama raste, tako da rastvara elektrolit, i ako u malim količinama. Tokom uzastopnih punjenja olovo sulfat se taloži ponovo zato što njegova rastvorljivost opada zbog povećane koncentracije elektrolita.

Olovo sulfat koji se zatim taloži na mikropornom separatom, koji je stavljen između pozitivnih i negativnih ploča da se obezbedi njihova ele-ktrična izolacija, pretvara se u metalno olovo tokom punjenja.

To čini separator elektronski provodljivim, tako da on kratko izoluje ploče suprotne polarnosti i baterija postaje beskorisna.

Ovaj rizik postoji posebno u modernim starterskim baterijama, gde je količina elektrolita i prema tome sumporne kiseline, stohiometrijski neade-kvatna za količine aktivnih masa ploča.

Da se prevaziđe ovaj problem, uobičajena praksa je da se uključe odre-đeni dodaci u elektrolit bakterije.

Ovi aditivi su uglavnom rastvorljivi alkalni sulfati, koji redukuju rastvorljivost olovo sulfata kada je elektrolit vrlo razblažen.

Aditiv prirodno predstavlja dodatne troškove pošto procedura zahteva njegovo doziranje.

Drugi cilj predmetnog pronalaska je, prema tome, da obezbedi postupak za automatskuin situproizvodnju i doziranje aditiva za elektrolit koji je upotrebljen u postupku formiranja, počevši od sirovih materijala koji nisu skupi.

Drugi važan cilj pronalaska je da se ubrza postupak formiranja starter baterije koristeći dve kiseline u cirkulaciji, optimizujući performanse baterija, redukujući cenu postupka i pridržavajući se sredinskih i sigurnosnih zahteva.

Gore određeni ciljevi i drugi koji će biti bolje ilustrovani na sledećim stranicama, postigniti su postupcima za formiranje baterija olovo-kiselina koje, kao što se tvrdi u prvom zahtevu, sadrže sledeće korake: sakupljanja prvog elektrolita, koji sadrži vodeni rastvor sumporne kiseline u datoj koncentraciji i na esencijalno konstantnoj prisutnoj temperaturi od prvog tanka do najmanje jedne prve cevi;

distribucije pomenutog prvog elektrolita u jednu ili više baterija putem jednog ili više distributora kompletno sa distribucionim kanalima, od kojih svaki povezuje svaku od pomenutih baterija;

cirkulisanja pomenutog prvog elektrolita kontinuirano unutar pomenutih baterija u prethodno određenoj i konstantnoj koncentraciji i na temperaturi tokom datog vremena, pomenuti prvi elektrolit ulazi i izlazi kroz otvore obezbeđene na pomenutim baterijama, ili ćelijama baterija i vraća se u pomenuti prvi tank, naprave detekcije nivoa koje su obezbeđene da se osigura konstantni nivo unutar svake baterije tokom pomenute cirkulacije;

punjenje pomenutih baterija sa jednosmernom strujom dok pomenuti

prvog elektrolit cirkuliše u datom vremenu formiranja;

zaustavljanja cirkulacije pomenutog prvog elektrolita iz pomenutog prvog tanka u pomenute baterije i

cirkulisanja drugog elektrolita, za dalje prethodno zadato vreme,

pomenuti drugi elektrolit se drži na prethodno određenoj i gotovo potpuno konstantnoj koncentraciji i temperaturi i on je sakupljen iz drugog tanka i sadrži rastvor sumporne kiseline i vode, koncentracija koja je bila različita od one za prvog elektrolit;

punjenja pomenutih baterija sa jednosmernom strujom dok pomenuti drugi elektrolit cirkuliše za dato vreme mešanog punjenja.

Jedna od prednosti postupka opisanog u ovom pronalasku je u tome što, dok prvi elektrolit, koji sadrži vodeni rastvor sumporne kiseline u nižim koncentracijama od one koju ima drugi elektrolit, cirkuliše, on se drži na konstantnoj koncentraciji i temperaturi tokom vremena formiranja baterije.

Pošto je uobičajeno znanje da elektrohemijske reakcije koje se odigravaju unutar baterije tokom formiranja uključuju produkciju toplote, temperatura cirkulišućeg elektrolita ima tendenciju da raste i njegova koncentracija se očigledno menja.

Činjenica da postupak u ovoj reakciji uključuje održavanje prvog elektrolita na knonstantnoj koncentraciji i temperaturi dok je u cirkulaciji nudi očiglednu prednost u tome što intenzitet struje može da se drži na višem nivou, tokom postupka formiranja sa prvim elektrolitom, nego kada se koristi poznata tehnika koja treba da održava struju nižom da se izbegne štetni fenomen pregrevanja u bateriji i oštećenje ploča koje su bile formirane.

Isto se primenjuje na drugu cirkulaciju sa drugim elektolitom, koji je vodeni rastvor sumporne kiseline u višoj koncentraciji nego u prvom elektrolitu.

Ovde se ponovo temperatura i koncentracija cirkulišućeg elektrolita održavaju konstantno na prethodno postavljenim vrednostima tokom vremena koje je potrebno da se obavi drugo mešano punjenje.

U osnovi, konstantna temperatura elektrolita s jedne strane omogućuje brži postupak formiranja zato što može da se upotrebi jača struja punjenja, pošto je toplota koja je generisana uklonjena hlaćenjem elektrolita; s druge strane potpuno identično formiranje svake baterije, i prema tome, slične performanse baterija, osigurane su konstantnom koncentracijom elektrolita i u prvom koraku formiranja i u drugom koraku mešanog punjenja, zahva-ljujući kontinuiranom ponovnom titrovanju elektrolita.

Štaviše više razblažen elektrolit koji je upotrebljen u prvom formiranju punjenja je pripremljen razblaživanjem sa vodom više koncentrisanog elektrolita potrebnog za drugo mešano punjenje, koje je obavljeno iz drugog tanka za čuvanje, tako da mešanje elektrolita upotrebljenog za početno formirajuće punjenje, izbegavajući tako akumuliranje drugog elektrolita u njegovom tanku za čuvanje i obezbeđujući kontinuirano obnavljanje.

"Više koncentrovan elektrolit je takođe pripremljen razblaživanjem sa vodom čak još više koncentrovanog elektrolita, što se obično, ali ne i

neophodno, poklapa sa onim koji je upotrebljen u procesu-produkcije aktivne mase.

Ovaj određeni, koncentrovaniji elektrolit je tretiran sa aditivima alkalnog hidroksida u količinama koje su dovoljne da delimično neutralizuju njegov sadržaj sumporne kiseline sa ciljem da se produkuju alkalni sulfati

koji će nakon toga biti sadržani u bateriji, na kraju postupka formiranja, u koncentraciji koja je potrebna da supresuje rastvorljivost-olovo sulfata, tako da se zaštiti baterija od rizika kratkog cirkulisanja u slučaju da dođe do velikog pražnjenja.

Pronalazak takođe razmatra plan za primenu gore ilustrovanog postupka formiranja baterije.

KRATAK OPIS ILUSTRACIJA

Dalje karakteristike i osobine pronalaska izvan opisanog postupka formiranja postaće očigledne u opisu poželjnog oblika implementacije postupka predmeta pronalaza, datog samo kao ilustracija, a ne kao restriktivni primer, i ilustrovanog priključenim crtežima, gde: Slika 1. pokazuje plan postrojenja za cirkulisanje prvog elektrolita u

skladu sa postupkom ovog pronalaska;

Slika 2. pokazuje plan postrojenja na slici 1. kada drugi elektrolit koji

je koncentrovaniji od prvog cirkuliše;

Slika 3. pokazuje shematski izgled veza između baterija i postrojenja

za formiranje baterije.

OPIS PRONALASKA

Tabela 1 daje primer postupka formiranja obavljenog u skladu sa postupkom predmetnog pronalaska, pokazujući parametre postupka i performanse baterija koje su formirane koristeći pomenute parametre.

Sa pozivom na sliku 1. i sliku 3., postolje, naznačeno u celini sa 1, upotrebljeno je da podrži jedan broj baterija 2 koje moraju da prođu kroz postupak formiranja.

Svaka od pomenutih baterija 2 ima najmanje jedan terminal pozitivnog pola 210 i najmanje jedan terminal negativnog pola 220 koji su povezani za busne šine postrojenja za formiranje za isporuku jednosmerne struje.

Takođe postoji otvor 230 gde je ubačen utikač 240 poznatog tipa, kompletno sa samo-nivelišućom napravom sa dva kanala, jednim za isporuku i jednim za povratak cirkulišućeg elektrolita.

Sve baterije su povezane u seriji, pozitivni negativni terminali u seriji su pričvršćeni pomoću konektora za dve busne šine, jedan pozitivni i jedan negativni, za provođenje jednosmerne električne struje.

Elektrolit se isporučuje u svaku bateriju kroz cev za isporuku 310 povezanu sa cevi za distribuciju 3, dok se elektrolit vraća kroz povratnu cev 410 povezanu za kolektorsku cev 4.

Distribuciona cev 3 i kolektorska cev 4 povezane su sa tankovima 5 i 6 koji sadrže elektrolite 7 i 8, respektivno.

Još preciznije, distributorna cev 3 je povezana za cevi za punjenje 9 i 13 kada cirkulišući elektrolit je elektrolit 7 sadržan u tanku 5, ili cevovodi za punjenje 10 i 101 kada cirkulišući elektrolit je elektrolit 8 sadržan u tanku 6.

Kao i za kolektorsku cev 4, to'je vezano za cevovode 12 ili 11, u zavisnosti da lije cirkulišući elektrolit prvi elektrolit 7 ili drugi elektrolit 8.

Tokom prvog koraka postupka formiranja baterije 2, prvi elektrolit 7, koji se sastoji od vodenog rastvora sumporne kiseline u određenoj koncentraciji nižoj od one za drugi elektrolit 8, sakupljen je iz prvog tanka 5, i kroz poklopac 15 i cevovod 13, i sa dodavanjem pumpe 14, on dostiže distributorsku cev 3, iz koje je distribuiran kroz cevi za isporuku 310 u svaku bateriju.

Elektrolit 7 je držan u cirkulaciji putem ventilatora 17, koji kreira negativni pritisak u tanku 5 i 6 zato što je njegovo uzimanje povezano sa cevovodom 171 koji je u komunikaciji sa dva tanka.

Pošto su tankovi 5 i 6 u komunikaciji sa kolektorskom cevi 4, negativni pritisak koji je kreiran od strane električnog ventilatora 17 obezbeđuje konstantno i kontinuirano uzimanje elektrolita od strane baterija koje se formiraju.

Svaka od baterija 2 je podešena sa napravom za nivelisanje poznatog tipa koji omogućuje da se elektrolit puni u baterije da dostigne određeni nivo L i da ne pređe pomenuti nivo tokom svog vremena tokom kojeg je elektrolit u cirkulaciji.

U svakoj bateriji 2, prvi elektrolit 7 dostiže nivo L, zatim izlazi kroz cev 4 i ulazi u separator gasa od tečnosti 19 kroz poklopac 18 u cevovod 12.

Tečna faza se sakuplja na dnu separatora i, kroz cevovod 191, stiže do dna prvog tanka 5.

Gasna faza, koja sadrži vodonik, se proteže kroz cevovod 192 na vrhu separatora i stiže na vrh prvog tanka 5, odakle je ekstrahovana sa ele-ktričnim ventilatorom 17 kroz cevovod 171.

Prva cirkulacija se produžuje za dato vreme, tokom kojeg se baterije pune sa datom strujom.

Kao što je pomenuto ranije, elektronemijski fenomen koji se odigrava unutar baterija 2 tokom punjenja proizvodi povećanje temperature elektrolita 7.

Senzor temperature 20, smešten u cevovodu 9 koji isporučuje elektrolit 7, skuplja signal koji se odnosi na temperaturu elektrolita 7.

Ovaj senzor je povezan sa razmenjivačem toplote 21, koji je omogućen kada senzor 20 zabeleži variranje temperature u odnosu na prethodno po-stavljenu vrednost, obezbeđujući tako hlađenje ili zagrevanje kapaciteta potrebnih da se povrati elektrolit 7 na potrebnu temperaturu.

Elektrolit 7 je takođe držan na konstantnoj prethodno postavljenoj koncentraciji, kontrolisanoj putem densimetra 22 stavljenog u tank 5.

Sumporna kiselina koja je generisana tokom procesa formiranja ploče raste u koncentraciji i kao posledica takođe u gustini elektrolita 7, koji tako odstupa od otvrđenih zadatih vrednosti.

Demineralizovana voda se uzastopno isporučuje u prvi tank 5 kroz cev 23 iz tanka 24 putem pumpe 25 i poklopca 26, koji se otvara tokom vremena neophodnog da se obnovi korektna koncentracija elektrolita 7.

Nakon kompletiranja formiranja punjenja u skladu sa utvrđenim zadatim vremenom i uslovima struje, tokom kojeg vremena je prvi elektrolit 7 cirkulisao na utvrđenoj temperaturi i koncentraciji, drugi elektrolit 8, koji je koncentrovaniji od prvog elektrolita 7, počinje da cirkuliše.

Za tu svrhu, kao što je prikazano na slici 2., poklopci 15 i 28 se zatvaraju da prekinu cirkulaciju prvog elektrolita 7, i poklopci 29 i 30 otvaraju se na tanku 6 koji sadrži drugi elektrolit 8.

Elektrolit 8 je isporučen baterijama 2 pomoću pumpe 31, i vraća se u drugi tank 6 kroz cev 4 i poklopac 32, nakon razdvajanja tečnost^gas u separatom 33.

U tom separatom 33, na isti način kao i u separatom 19, tečnost je sakupljena i vraćena u tank 6 kroz cevovod 331, dok gas prolazi kroz cevovod 332 i dostiže vrh tanka 6, odakle se može ekstrahovati pomoću ventilatora 17 kroz cevovod 171.

Ovde se ponovo mere temperatura i koncentracija dmgog elektrolita 8 u odnosu na temperaturni senzor 34 koji je postavljen na cevovodu za isporuku 10 i pomoću densimetra 35.

Temperatura je korigovana u razmenjivaču toplote 36, koji je kontro-lisan putem signala koji šalje temperaturni senzor 34.

U slučaju našeg primera, razmenjivač 36 je udaljen od razmenjivača 21.

U drugim rešenjima dizajna postrojenja, pojedinačni razmenjivač može se upotrebiti i za prvi i za dmgi elektrolit.

Koncentracija je korigovana poželjno dodavanjem demineralizovane vode iz tanka 24 u tank 6, kroz poklopac 27 i pumpu 25 kontrolisano putem signala koji dolazi iz denzimetra 35.

Tokom ove faze, nazvane faza mešanja, prvi elektrolit 7 sadržan u baterijama 2 je zamenjen drugim, više koncentrovanim elektrolitom 8, koji postaje pomešan sa , prvim elektrolitom 7 da se produkuje elektrolit u radnoj koncentraciji utvrđenoj u bateriji.

Da se olakša dostizanje radne koncentracije kroz bateriju, baterija produžuje da se puni tokom mešanja, ali na nižoj struji.

Sve gornje operacije se održavaju programiranjem i kontrolna naprava koja je ilustrovana na slici, kao što je računar koji kontroliše CPU.

Jasno je iz gornjeg opisa da su baterije koje su formirane podvrgnute forsiranoj cirkulaciji dva elektrolita 7 i 8, svaki na kontrolisanoj i konstantnoj temperaturi i koncentraciji, kroz formirajuće punjenje i mešano punjenje.

Postupak onako kako je opisan garantuje homogenost punjenja svih baterija i, prema tome, njihove konstantne nivoe perfomansi.

Štaviše, kontrola temperature cirkulišućeg elektrolita tokom ciklusa formiranja omogućuje da se upotrebe više struje formiranja, a kao posledicu redukciju u vremenu formiranja koje se može redukovati čak do 75%.

Postupci za pripremanje elektrolita 7 i 8 u potrebnim koncentracijama značajno se razlikuju.

Prvi. mnogo razblaženiji elektrolit 7 je dobijen počevši od drugog elektrolita 8 i razblažujući ga sa demineralizovanom vodom.

Za tu svrhu, kao što možemo videti na slici 1, pumpa 38 prenosi drugi elektrolit 8 iz tanka 6 do tanka 5, dok je voda za njegovo razblaživanje sakupljena iz tanka 24 kroz pumpu 25 i poklopac 26.

Postupak za pripremanje prvog elektrolita 7 je regulisan densimetrom 22.

Drugi elektrolit 8 u tanku 6, koji je više koncentrisan od prvog elektrolita 7, je pripremljen u drugom tanku 6 počevši od trećeg elektrolita 39, više koncentrisanog bilo od 8 ili 7, sadržanih u trećem tanku 37, koji je poslat u tank 6 pomoću pumpe 43.

Voda za razblaživanje elektrolita je dovedena iz tanka 24.

Demineralizovana voda stiže u tank 6 preko pumpe 25 i poklopca 27 i postupak za pripremanje drugog elektrolita 8 je regulisan pomoću densimetra.

Kao što je već pomenuto, korisno je da elektrolit baterije sadrži soli, uglavnom rastvorljive sulfate, da se spreči pojava kratkog kruženja u bateriji kada se ona ponovo puni nakon što je jako ispražnjena.

Postupak ovog pronalaska, kao posledicu, uključuje dodavanje tih rastvorljivih sulfata u elektrolit 8.

Za tu svrhu, alkalni hidroksid sadržan u četvrtom tanku 40 je ubačen sa pumpom 41 i dodan u tank 37 pre nego što se treći elektrolit 39 ulije u drugi tank 6 kroz cevovod 16, gde je razblažen da proizvede drugi elektrolit 8.

Količina alkalnog hidroksida koja je dodata u sumpornu kiselinu je kontrolisana putem merenja gustine elektrolita u tanku 37 koristeći densimetar 42. Gasna faza ekstrahovana putem ventilatora 17 sadrži vodonik ispod eksplozivne granice u vazduhu zato što je razblažena u svakom od cevovoda 410 povezanim sa kolektorskom cevi 4, svaki od kojih ima otvor 44 koji omogućuje uzimanje dovoljne zapremine vazduha.

Koncentracija vodonika je zabeležena na ulazu u cevovod 171 koristeći poznatu napravu 170.

Ako se maksimum dozvoljive vrednosti koncentracije vodonika u gasnoj fazi ekstrahovane ventilatorom 17 pređe, proces punjenja se automatski zaustavlja, i isto se primenjuje u slučaju bilo kog otkazivanja ventilatora 17.

Tabela 1 sadrži inicijalne kapacitete dve identične starter baterije formirane respektivno putem cirkulišućeg elektrolita u skladu sa postupkom opisanim gore koristeći konvencionalni sistem.

Za istu količinu energije isporučenu tokom ciklusa formiranja, baterije pokazuju ekvivalentne početne nivoe performansi, zasnovane na njihovom 20-časovnom kapacitetu nakon što su bile ispražnjene tri puta. ali vreme formiranja koristeći postupak cirkulišućeg elektrolita traje do 5 časova, tj., četvrtinu vremena koje je potrebno za konvencionalno formiranje.

Prema tome je jasno da su svi naznačeni ciljevi dostignuti postupkom formiranja koji je cilj predmetnog pronalaska.

Posebno je vredno istaći da formiranje baterija dok se dve kiseline drže na konstantnoj koncentraciji i temperaturi sve vreme dok kiseline cirkulišu, ne samo da redukuje vreme formiranja, već takođe dostiže u potpunosti konstantan kvalitet baterija, koje sve karakteriše isto naelektrisanje i ista hemijska transformacija ćelija koje sadrži svaka baterija.

Claims (19)

1. Postupak za formiranje baterija olovo-kiselina (2), svaka od pomenutih baterija je kompletna sa najmanje jednim krajem pozitivnog pola i najmanje jednim krajem negativnog pola, sa najmanje jednim otvorom za isporuku i povratak elektrolita u cirkulaciji i napravom pogodnom za održavanje nivoa pomenutog' cirkulišućeg elektrolita konstantnim, koji sadrži sledeće korake: sakupljanja prvog elektrolita (7) iz prvog tanka (5) kroz najmanje jednu cev za isporuku (13), u datoj koncentraciji i na datoj temperaturi; distribucije pomenutog prvog elektrolita (7) u pomenutim baterijama putem najmanje jedne distributivne cevi (3) snabdevene sa cevovodom za isporuku (310), od kojih je svaki povezan sa jednom od pomenutih baterija, svaka od pomenutih baterija je povezana sa povratnim cevovodom (410) koji utiče u kolektorsku cev (4); cirkulisanja pomenutog prvog elektrolita (7) kontinuirano i to kom prethodno zadatog vremena, unutar pomenutih baterija pomenuti prvi elektrolit (7) ulazi i izlazi kroz pomenuti jedan ili više otvora obezbeđenih na pomenutim baterijama ili baterijskim ćelijama i vraća se u pomenuti prvi tank (5); punjenja pomenutih baterija sa jednosmernom strujom za prethodno zadato početno vreme punjenja dok pomenuti prvi elektrolit (7) cirkuliše; zaustavljanja cirkulacije pomenutog prvog elektrolita (7) iz pomenutog prvog tanka (5) u pomenute baterije; cirkulisanja drugog elektrolita (8) iz drugog tanka (6) u po menute baterije za dalje prethodno postavljeno vreme, koncentracija pomenutog drugog elektrolita je različita od one za prvi elektrolit; punjenja pomenutih baterija sa jednosmernom strujom tokom cirkulacije pomenutog drugog elektrolita (8) za prethodno zadato vreme drugog punjenja. naznačen time što su obezbeđene naprave za proveravanje (20, 34) i kontrolne naprave (21, 36) da se održava konstantna temperatura svakog od pomenutih prvog i drugog elektrolita tokom njihove cirkulacije unutar pomenutih baterija, i time što su obezbeđene naprave.za..kontrolu..gustine (22, 35) da bi se održavala konstantnom koncentracija pomenutog prvog i pomenutog drugog elektrolita tokom - njihove cirkulacije unutar pomenutih baterija.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što je koncentracija pomenutog prvog elektrolita (7) niža od one drugog elektrolita (8) i intenzitet struje koji puni pomenute baterije tokom cirkulacije prvog elektrolita je veći nego intenzitet struje koji puni baterije tokom cirkulacije drugog elektrolita.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time što tokom cirkulisanja pomenutog prvog/drugog elektrolita (7, 8) u pomenutim baterijama, koncentracija pomenutog prvog/drugog elektrolita u pomenutom prvom/drugom tanku (5, 6) je održavana konstantnom pomoću naprava za kontrolu gustine (22, 35).

4. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što je pomenuti prvi elektrolit (7), koji je manje koncentrovan od pomenutog drugog elektrolita (8), dobijen iz pomenutog drugog elektrolita (8) putem razblaživanja ovog poslednjeg, poželjno sa demineralizovanom vodom koja dolazi iz tanka (24).

5. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što je pomenuti drugi elektrolit (8) dobijen razblaživanjem sa vodom trećeg koncentrovanijeg elektrolita (39), čija je gustina veća od one pomenutog prvog (7) i drugog elektrolita (8), pomenuti treći elektrolit dolazi iz trećeg tanka (37).

6. Postupak prema zahtevu 5, naznačen time što pomenuti koncentrovaniji elektrolit (39) sadrži aditive alkalnog hidroksida sa ciljem da produkuje, kada se kombinuje sa sumpornom kiselinom u pomenutom koncentrovanijem elektrolitu, dovoljno alkalnog sulfata da redukije rastvorljivost olovo sulfata koji je produkovan u bateriji tokom rada.

7. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što je tokom cirkulisanja pomenutog prvog elektrolita (7) i pomenutog drugog elektrolita (8) u baterijama, temperatura pomenutog prvog (7) i drugog elektrolita (8) održavana konstantnom putem senzora (20, 34) kontrolišući jedan ili više razmenjivača toplote (21, 36) postavljenih da ohlade pomenuti prvi ili drugi elektrolit.

8. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time što pomenuti jedan ili više razmenjivača toplote (21, 36) su stavljeni između cevovoda koji polaze od pomenutih prvog/drugog tanka (5, 6) i pomenutih distributivnih cevi (3).

9. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što kada se pomenuti prvi/drugi elektrolit (7, 8) vraćaju iz baterija koje su formirane kroz pomenutu kolektorsku cev (4), prolazi kroz separator tečnost^gas (19, 33), tako da tečni deo dostiže dno pomenutog prvog/drugog tanka (5, 6), i pomenuti gasoviti deo dostiže vrh pomenutog prvog/drugog tanka (5, 6), pomenuti gasoviti deo je ekstrahovan putem električnog ventilatora (17) povezanog za pomenuti prvi/drugi tank putem kanala (171).

10. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što se vodonik koji se razvija tokom postupka formiranja baterija razblažuje putem uzimanja vazduha kroz otvore (44) u svakoj povratnoj cevi cirkulišućeg elektrolita (410) pričvršćenoj za pomenutu bateriju, mešavina gas tečnost je razdvojena nizvodno od kolektorske cevi (4) za koju je povratna cev (410) povezana.

11. Postrojenje za formiranje baterije koje sadrži najmanje jedno postolje koje podržava jedan broj baterija koje se tretiraju, svaka od pomenutih baterija je povezana za krajeve pozitivnog i negativnog pola i predstavlja najmanje jedan otvor za naprave za povezivanje za isporuku i povratak cirkulišućeg elektrolita, takođe sadrži: prvi tank (5) koji sadrži prvi elektrolit (7), pomenuti prvi tank je povezan za cevovode za isporuku (13, 9), za najmanje jednu cev (3) za distribuciju elektrolita u baterije i za najmanje jednu cev (4) za sakupljanje pomenutog elektrolita, kao i za cevovode (12, 191) za povratak pomenutog prvog elektrolita; drugi tank (6) koji sadrži drugi elektrolit (8) koji je konce ntrovaniji od prvog elektrolita, pomenuti drugi tank je povezan za cevovode za isporuku (101, 10), za najamnje jednu cev (3) za distribuciju pomenutog drugog elektrolita i za najmanje jednu cev (4) za sakupljanje pomenutog elektrolita, kao i za povratne cevovode (11, 332); naznačen time što dalje sadrži: naprave za proveru (20, 34) i kontrolisanje (21, 36) tempe rature pomenutog prvog (7) i drugog elektrolita (8); naprave za kontrolu gustine za održavanje konstantne gustine pomenutog prvog (7) i drugog elektrolita (8); napravu za razdvajanje (19, 33) gasa od elektrolta i za poti- skivanje pomenutog gasa iz pomenutih tankova i iz pomenutog sistema cevovoda.

12. Postrojenje prema zahtevu 11, naznačeno time što ima treći tank (37) koji sadrži treći elektrolit (39) koji je koncentrovaniji od drugog elektrolita, sa cevovodom (16) koji ga povezuju za pomenuti drugi tank (6), pomenuti treći tank je povezan putem cevovoda i pumpe (41) za četvrti tank (40) koji sadrži alkalni hidroksid.

13. Postrojenje prema zahtevu 11, naznačeno time što pomenuti prvi (5) i drugi tank (6) komuniciraju preko cevovoda sa tankom koji sadrži demineralizovanu vodu (24) za održavanje koncentracije pomenutog prvog (7) i drugog elektrolita (8) konstantnim.

14. Postrojenje prema zahtevu 11, naznačeno time što pomenute naprave za proveravanje temperature pomenutog prvog i pomenutog drugog elektrolita su temperaturni senzori (20, 34) pogodni za rad pomenutih kontrolnih naprava (21, 36).

15. Postrojenje prema zahtevu 14, naznačeno time što pomenute kontrolne naprave sadrže jedan ili više razmenjivača toplote (21, 36).

16. Postrojenje prema zahtevu 15, naznačeno time što ima dva razme-njivača toplote, jedan (21) za održavanje konstantne temperature pomenutog prvog elektrolita, drugi (36) za održavanje konstantne temperature pomenutog drugog elektrolita.

17. Postrojenje prema zahtevu 11, naznačeno time što naprave za odva-janje gasa od elektrolita sadrže najmanje jedan separator tečnostr-gas (19, 33) sa jednom cevi za isporuku mešavine i dva razdvojena cevovoda (131, 331, 132, 332) za povratak tečnosti i gasa u pomenuti prvi (5) ili pomenuti drugi tank (6).

18. Postrojenje prema zahtevu 11, naznačeno time što pomente naprave za kontrolu gustine pomenutog prvog (7) i pomenutog drugog elektrolita (8) su densimetri (22, 35) koji kontrolišu isporuku vode iz tanka (24) sa ciljem da se održava koncentracija elektrolita konstantnom.

19. Postrojenje prema zahtevu 11, naznačeno time što je naprava za razdvajanje i istiskivanje gasa iz cirkulišućeg elektrolita električni ventilator (17) povezan sa usisnim cevovodom (171) koji komunicira sa pomenutim prvim (5) i pomenutim drugim tankom (6), pomenuti električni ventilator je kompletan sa napravom (170) poznatog tipa pogodnom za određivanje koncentracije gasa u vazduhu i zausta-vljanje pomenutog postrojenja ako data koncentracija pređe graničnu koncentraciju.