СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЙ АККУМУЛЯТОР

Полезная модель относится к электротехнической промышленности, в частности, к стационарным свинцово-кислотным аккумуляторам.
Известен свинцово-кислотный аккумулятор, содержащий блоки отрицательных и положительных электродных пластин, разделенных сепаратором, снабженных язычками, соединенными с выводными борнами, помещенных в бак и залитых электролитом; на сепараторе размещена пластина, снабженная перфорационными отверстиями, RU 70052 U1.
Одной из главных причин коротких замыканий между положительным и отрицательным электродами является образование мостиков между ними, появляющихся вследствие постепенного нарастания на положительных электродах дендритов, состоящих из оксидов и сульфатов свинца. Наличие коротких замыканий между электродами резко ухудшает работу аккумулятора, ток аккумулятора расходуется при этом не на полезные цели, а на его нагревание. При хранении аккумулятора, имеющего короткие замыкания между электродами, происходит интенсивный его саморазряд.
Известен также свинцово-кислотный аккумулятор, включающий корпус, в котором размещены положительные и отрицательные электродные пластины, разделенные сепаратором, при этом как положительные, так и отрицательные электродные пластины оперты на опорные призмы, выполненные на дне корпуса, М.А. Дасоян и др. «Производство электрических аккумуляторов», М, 1977, с.70, 71 (копия прилагается).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Нижние кромки положительных и отрицательных электродных пластин выполнены ступенчатыми с образованием на них опорных выступов, контактирующих с опорными призмами. Такая конструкция ведет к тому, что мостик от положительной электродной пластины к отрицательной растет по кратчайшему пути, огибая нижнюю кромку сепаратора. При скорости нарастания на положительном электроде дендритов, состоящих из оксидов и сульфатов свинца, 0,1 мм в год короткое замыкание между электродами произойдет через 7-8 лет, что определяет относительно небольшой срок службы аккумулятора.
Также вследствие образования оксидов свинца на поверхности положительных электродов в процессе работы аккумулятора, происходит увеличение габаритных размеров положительных электродов. Так как положительные электроды в нижней своей части опираются на опорные призмы, а в верхней части жестко приварены к полюсному выводу, закрепленному в крышке аккумулятора, при увеличении габаритных размеров положительных электродов может происходить разрушение корпуса аккумулятора.
Задачей настоящей полезной модели является увеличение времени до образования замыкания между положительной и отрицательной электродными пластинами и, соответственно, увеличение срока службы аккумулятора.
Согласно полезной модели в свинцово-кислотном аккумуляторе, включающем корпус, в котором размещены положительные и отрицательные электродные пластины, разделенные сепаратором, при этом отрицательные электродные пластины оперты на опорные призмы, выполненные на дне корпуса, к сепараторам со стороны положительных электродных пластин прикреплены стекломаты, положительные электродные пластины установлены в корпусе с зазором относительно опорных призм, при этом нижние кромки положительных электродных пластин выполнены прямолинейными.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображено:
на фиг.1 - продольный разрез аккумулятора;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - фрагмент Б на фиг.2 в увеличенном масштабе;
на фиг.4 - то же, что на фиг.3, показан рост дендритов на
положительной электродной пластине.
Свинцово-кислотный аккумулятор включает корпус 1, выполненный в виде бака из ударопрочной кислотостойкой прозрачной пластмассы. В корпусе 1 размещены положительные 2 и отрицательные 3 электродные пластины. Электродные пластины 2, 3 выполнены из сплава, содержащего Pb, Sb, As, Sn, Se. Пластины 2, 3 представляют собой решетчатые токоотводы, заполненные активной массой, и разделены сепараторами 4, выполненными из прочного изоляционного акрилового пластика AGN фирмы AMER-SIL (Люксембург). Отрицательные электродные пластины имеют на нижних кромках выступы 5, с помощью которых опираются на опорные призмы 6, выполненные на дне корпуса 1. Положительные электродные пластины 2 установлены в корпусе 1 с зазором 8 относительно опорных призм 6, при этом нижние кромки положительных электродных пластин 2 выполнены прямолинейными, без опорных выступов.
2
4
При сборке аккумулятора блок электродов дополнительно фиксируется относительно корпуса 1 с помощью пластиковых клиньев (на чертеже не показаны). Корпус 1 залит электролитом - водным раствором HSO с плотностью 1,25. К сепараторам 4 со стороны положительных электродных пластин с помощью химически резистентного клея прикреплены стекломаты 7. В данном примере использованы химически резистентные стекломаты марки «C-glass» фирмы AMER-SIL (Люксембург).
На начальном этапе работы аккумулятора положительные электродные пластины 2 поддерживаются в требуемом положении за счет поджатия их стекломатом вследствие сжатия блока электродов фиксирующими клиньями. По мере работы аккумулятора дополнительная фиксация за счет клиньев ослабевает из-за ряда физических и химических факторов. Однако на поверхности и нижней кромке положительных электродных пластин 2 происходит нарастание оксидов и сульфатов свинца (дендритов 9), которые с поверхностей, контактирующих со стекломатами 7, прорастают внутрь стекломатов 7. В результате происходит омоноличивание системы: положительная электролитная пластина - стекломаты - сепараторы, что обеспечивает прочное соединение положительных электродных пластин со стекломатами и их поддержание в требуемом положении без опирания на элементы корпуса 1 (опорные призмы 6). Благодаря этому дендриты 9, нарастающие на нижней кромке положительных электродных пластин 2, имеют достаточно места (зазор 8) для роста; в результате образование мостика и короткого замыкания между положительными электродными пластинами 2 и отрицательными электродными пластинами 3 в пределах расчетного срока службы аккумулятора (15-20 лет), практически, не происходит. Также предотвращается разрушение корпуса аккумулятора. Величина зазора 8 составляет 8-12 мм и определяется в каждом конкретном случае скоростью роста дендритов 9 и заданным сроком службы аккумулятора.
Опытные образца изделия изготовлены и успешно испытаны ООО «Новгородская Аккумуляторная Компания», г. Великий Новгород. Это позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «Промышленная применимость».