196863. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nikkel-kadmium akkumulátorok feltőltésére és kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására
5 196 663 6 mulátorokat 2—2 órán át pihentettük, majd kapacitásukat I10-es árammal való terheléskor mértük. A kapacitás ekkor a névleges érték 7—33 %-os tartományába esett. Az ilyen módon végzett javító-töl tő ciklusok során a kivehető kapacitás fokozatosan növekedett és az ötödik ciklus végére elérte a névleges kapacitás 64—72%-át, és ezzel már rendeltetésszerűen használhatóvá vált. A 4. ábrán két ilyen akkumulátor első fel töl lésének feszültség-idődiagramja látható. Azalkalmazott írószerkezet sajátossága miatt az időtengely jobbról-balra 90 mm/h sebességgel növekszik. Abból a célból, hogy az I és II diagramok elkülönüljenek, a baloldali U2 feszültség tengelyt függőlegesen 1 V-al eltoltuk. A függőleges érzékenység 25 mm/V. A választott időlépték mellett a töltő és kisütő impulzusok egybefolynak, a diagram azokat aránytalanul vázolja. Az egyes akkumulátorokban tíz-tíz cella sorosan kapcsolódik, és közülük az egyik zárlatos. Az I diagram esetében látható, hogy a töltés kezdetét követő mintegy 1 órás időszakban a feszültség lassan növekszik és értéke 9 sorosan kapcsolt celláéval azonos, a tizedik cella tartósan zárlatos. A 14’ nyíllal jelölt időpontban a zárlatos cella „feléledt” és az ennek megfelelő kb. 1,2 V-os feszültségugrás után a töltés a magasabb szinten folytatódott. Ugyanez zajlott le a második akkumulátornál is, de ott a feléledés korábban, alig negyedórával a töltés bekapcsolása után a 15’ nyíllal jelölt időpontban következett be. 3. példa A találmány szerinti töltési eljárással vizsgálatokat végeztünk tíz db VARTARS4 típusú, 4 Ah névleges kapacitású olyan Ni-Cd akkumulátoron, amelyek több, mint 9 éve használaton kívül voltak. Ezen akkumulátorok közül öt darab cellafeszültsége a hagyományos egyenáramú töltés során egyáltalán nem állt be a normál értékre. A másik öt akkumulátor feszültsége felvette ugyan a normál értéket, de kapacitása a névleges érték 2—5 % -a alatt maradt még az ötödik egyenáramú töltési-kisütési ciklus után is. Ezek után az akkumulátorokat a találmány szerinti eljárással kezdtük tölteni. Azt tapasztaltuk, hogy az első 45 percen belül minden cella feszültsége felvette a normál értéket, majd az első ciklus után a belőle kivehető kapacitása névleges érték 6— 14 % -a közö 11 vol t. Az ö töd i k ja vító-töltő ciklus után mért kapacitások a névleges érték 35—41%-a között, a tizedik ciklus után pedig 46—53 %-a között voltak és ezzel az akkumulátorok már használhatók. Az 5. ábrán egy ilyen akkumulátor töltési görbéje látható, ahol az Ual diagram az egyenáramú töltés eredménytelenségét szemlélteti, az Ua2 diagram pedig a találmány szerinti töltési eljárásnak a „feléledési” szakaszát mutatja. Az időlépték az előző ábrához képest nyitottabb, 9000 mm/h. Az Ua2 diagram három jól elkülönült a, b és c szakaszból áll. A kezdeti a szakaszban a feszültség még alacsony, két cella nem vette fel üzemi értékét. Az a szakasz végén az egyik cella „feléled”, a rajta kialakuló fcszültséglépcsőjó) látható. A b szakaszban a töltődés folytatódik, és ennek végén a második cella is „feléled”, a fcszültségugrás után a c szakaszban a töltés már a normál szinten folytatódik. 4. példa Gyári új VARTA 10/600RSE típust' Akkumulátorokon végeztünk vizsgálatokat a találmány szerinti eljárás viszonyainak elemzése céljából. Hason] 5 új akkumulátorok egy kontroll csoportját hagyományc s egyenáramú eljárással töltöttük. A töltési-kisülési ciklusok az 1. példában leírt mórion alakultak. Azt tapasztaltuk, hogy a tizedik ciklus után a találmány szerinti eljárással töltött akkumulátoroknak 8—13%-al nagyobb volt a kapacitása a kontroll csoporthoz képest. A töltés során kialakuló jelleggörbét a 6. ábrán vázoltuk, ahol a szemlélőtcsség kedvéért a két diagram fcszültségskátája 1 V-tal eltolt helyzetű. A hagyományos egyenáramú töltésnél az Ual diagramszerint feszültség lassan emelkedik, majd a töltés kezdetétől számított 14 óra elteltével eléri a töltés befejezését jelző 14,1 V-os szintet. Az Ua2 diagramnál az akkumulátor Um feszültségét az alsó burkológörbe reprezentálja. A görbe kezdetben lassan emelkedik, majd a ta időpontban az Um feszültség hirtelen meredekebbé válik, majd rövidesen eléri a töltés befejeződését jelentő 14,1 V-os küszöbszintet. Láthutó, hogy a komparálásí küszöbszintet a görbe lényegesen meredekebben metszi, mint az Ua 1 diagram, ezért a töltés befejeződést időpontja a komparálás hibája miatt sokkal kisebb mértékben ingadozik, és az ebből adódó túl töltés veszélye gyakorlatilag kizárt. A 6. ábrán látható, hogy a cellánként 0,9 V-ra kisütött akkumulátorok feltöltésc a találmány szerinti eljárással lényegesen rövidebb idő alatt és kisebb energia ráfordításával végezhető el. Azt tapasztaltuk, hogy a teljes feltöltődést közvetlenül megelőző ta időpontban kezdődő és a 6. ábrán bemutatott meredek szakasz a találmány szerinti eljárással végzett töltési folyamat általános jellemzője, amely nem függ az akkumulátornak a töltést megelőző töltöttségi állapotától. Ezt a jelenséget a 7. ábra Ual, Ua2 és Ua3 diagramjaival igazoljuk. A három diagram feszültségtengelye rendre 1—1 volttal függőleges irányban eltolt, az időlépték 18 mm/h. Az Ual diagram 0,9 V-os értékre (tehát teljesen) kisütött akkumulátor töltését, az Ua2 diagram ismeretlen töltöttségi állapotú akkumulátor töltési görbéjét, majd az Ua3 diagram teljesen feltöltött, és 2 órás pihentetés elteltével ismét a töltő áramkörre kapcsolt akkumulátor töltési görbéjét mutatja. Mindhárom akkumulátor a 4. példában hivatkozott típusú. Bár a töltöttségi állapottól függően a töltés időszükséglete a három esetben különbözik, a diagramok jól szemléltetik, hogy közvetlenül a töltés befejeződése előtt a feszültség-idő diagram a tál, ta2, illetve ta3 időpontokban azonos mértékben meiedekebbé válik és határozott emelkedéssel éri el a koraparálási szintet. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas kapcsolási elrendezés egy példakénti kiviteli alakját a 8. ábra kapcsán ismertetjük. A töltendő 15 akkumulátor két 16,17 kapcsa közé vezérelt indítású 18 első áramgenerátor és vele párhuzamosan indított 19 első impulzusgenerátor kapcsolódik. A18 első áramgenerátor 20 indító bemeneté a 19 első impulzusgcncrátor indító bemenetéhez és 21 vezérelt kapcsolónak kisütést indító, töltést leállító 22 kimenetéhez csatlakozik. A 22 kimenet 23 késleltető áramkörön át a 15 akkumulátorral párhuzamosan kapcsolt 24 feszültségmérő 25 engedélyező bemenetével Is összeköttetésben áll. 5 10 : 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
