160697. lajstromszámú szabadalom • Állandó gáztömör lezárású nikkel-kadmium akkumulátor

3 160697 4 A már ismert kiviteli formájú gáztömör akkumulátorok közös tulajdonsága, hogy a káros hidrogénfejlődés megakadályozására a negatív elektródák elektrokémiai ekvivalensekben mért kapacitása nagyobb mint amekkora az akkumulátorok kapacitása. Ez az un. töltéstartalék jelentős mennyiségű negatív massza felhasználását igényli. Gyakorlatban a negatív elektródáknak kb. 50—70%-al nagyobb kapacitásuk van, mint a pozitív elektródáknak. Mivel az akkumulátorok kapacitását a pozitív elektróda határozza meg, a negatív aktív massza nagy része nem vesz részt a feltöltési és kisülési folyamatokban, és ha az szerkezetileg biztosítható, akkor csupán a hidrogén fejlődés megakadályozására szolgál. A hidrogén fejlődés ezen szerkezetileg biztosított megakadályozásával egy lényegesen kisebb, csaknem állandó töltő feszültség tartozik a konstans áramhoz, az akkumulátor töltésekor, és a gázelvezető nyílással ellátott nikkel-kadmium, akkumulátorok úgynevezett gázfejlődési potenciálját sohasem éri el. — Ezért a gáztömör nikkel-kadmium akkumulátoroknál nem lehetséges a töltőáram korlátozása miatt konstans feszültséggel való töltés esetén az ismert töltőfeszültségről a gázképződési feszültségre való feszültségugrást alkalmazni. Gáztömör nikkelkadmium akkumulátorok állandó feszültséggel való töltését azért mind ez ideig elvetették, vagy mint gáztömör szinterelektródú nikkel-kadmium akkumulátorok esetében az úgynevezett hőmegugrás (thermal run away)-ra való hivatkozással . lehetetlennek tartották. Segédelektródák beépítése, illetve Coulombméterek alkalmazása konstrukciójukból kifolyólag költséges, ezért drága és mindenekelőtt az ilyen alkatrészekkel felszerelt akkumulátorok erősen zavarérzékenyek. A találmány célja a technika állása szerint fennálló hiányosságok kiküszöbölése, és állandó gáztömör lezárású akkumulátor előállítása, melynél a káros .hidrogénfejlődést, a negatív elektródon megakadályozzuk, így egy lényegesen javított fajlagos teljesítményű és a túltöltésnél korlátozott töltőáramú akkumulátor állítható elő. A találmány szerinti állandó gáztömör lezárású akkumulátorra jellemző, hogy a negatív elektródák és a pozitív elektródák amperóra/kgban mért elektrokémiai kapacitása az elektrokémiai aktív massza megfelelő súlyú adagolása következtében 1,1:1—1:1,1 töltésfelvevő képességet mutat, ahol a töltésfelvevőképességet elektrokémiai ekvivalensben mérjük és az elektródák állandó feszültséggel vannak feltöltve. A negatív elektróda töltésfelvevőképessége a pozitív elektródához képest célszerűen 1:1 arányú és feltöltésnél a negatív elektródán a leválási potenciál hidrogénre mintegy 0,1—0*4. volttal kevésbé nemes mint kadmiumra nézve. A találmány szerinti megoldás egy további előnye azon alapszik, hogy színterelt elektródú gáztömör akkumulátorok állandó feszültséggel tölthető fel és ezekkel először lehetséges gáztömör szinter-akkumulátorok felügyeletet nem igénylő feltöltése. A találmány szerinti berendezés olyan gáztömör akkumulátor, amely felügyeletet nem igénylő feltöltő üzemmódra kiválóan alkalmas. Ezen gáztömör akkumulátornál továbbá a negatív elektród töltéstartalékának kiesése miatt az eddig alkalmazott mínuszmassza kb. 30—50%-a megtakarítható. Ezáltal a telj esi tmény-Jmutatószámok amperóra/kg és amperóra/ml, lényegesen javulnak. Végül a találmány szerinti berendezés lehetővé teszi azt, hogy gáztömör; szinterakkumulátorok töltésénél felügyeletet nem igénylő üzemeltetést lehet lefolytatni. A találmány szerinti berendezést az alábbi három példával közelebbről szemléltetjük. Az ábrák jelentése a következő: 1. ábra: a gáztömör lezárású szinterelektródás akkumulátor töltőáram lefutását mutatja állandó töltőfeszültségnél. 2. ábra: a találmány szerinti akkumulátor metszete (lásd 3. példa) 1. példa: Egy prizmás gáztömör lezárású nikkel-kadmium akkumulátor elkészítésére, amelynek névleges kapacitása 10 amperóránál kezdődik, pl. 4 db pozitív zsebelektródot, amelynek töltésfelvevő képessége egyenként 2,5 Aóra, kötünk egy pozitív elektródtelephez. Ezzel analóg módon 5 db negatív zsebelektródát kötünk egyenként 2,0 Aóra töltésfelvevő képességgel, egy negatív elektródtelephez. Ezek az elektródatelepek a prizmás gáztömör lezárású nikkel-kadmium. akkumulátoroknál szokásos technológiák szerinti más alkatrészekkel lesznek kiegészítve. 2. példa: Egy hengeres kivitelű gáztömör lezárású szinterelektróda akkumulátor elkészítése céljából, amelynek névleges kapacitása 4,5 amperóra, egy szalagformájú, 4,5 amperóra töltésfelvevő képességű pozitív szinterelektródát és egy szalag formájú 4,5 amperóra töltésfelvevő képességű negatív szinterelektródát megfelelő elválasztok közbehelyezése mellett elektródtekerccsé hengerelünk. Ez a tekercs a szokásos technológiák szerinti más alkatrészekkel gáztömör lezárású szinterelektródás akkumulátorrá lesz kiegészítve. • 3. példa: Gombaakkumulátorként kiképzett, 225 miliamperóra névleges kapacitású, gáztömör lezárású nikkel-kadmium-akkumulátor készítése céljából például 225 rnilliamperóra töltésfeívevőképességű 1 negatív elektródát (1., 2. ábra) és azonos töltésfelvevőképességű 2 pozitív elektródát 3 elválasztó közbeiktatásával elektródateleppé kialakítunk és a többi alkatrészekkel a szokásos technológiák szerint gáztömör nikkel-kadmium akkumulátorrá kiegészítjük. 10 15 20 25 30 35 40 45 60 55 60 2