Способ подготовки к хранению топливной батареи

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 11 5489I4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.11,75 (21) 2192795/07 с присоединением заявки Ме— (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 31.03.77 (51) М. Кл.а Н 01М 8/04

Государственный комитет

Совета Министро СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.352.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Л. Голин, Ю. С. Московских и В. E. Федоровский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ХРАНЕНИЮ ТОПЛИВНОЙ

БАТАРЕИ

Изобретение относится к химическим источникам тока, а именно к способам подготовки к длительному хранению топливной батареи с электролитом на основе гидроокиси щелочного металла и газодиффузионными электродами.

Известен способ подготовки к длительному хранению химического источника тока путем заполнения электролитной камеры электролитом из гидроокиси щелочного металла рабочей концентрации (1).

Известен также способ подготовки к длительному хранению химического источника тока путем заполнения электролитных камер электролитом, его сливания, кристаллизации оставшегося электролита и герметизации (2).

Однако использование этих известных способов для подготовки к длительному хранению топливной батареи неприемлемо, так как значительное количество щелочи, кристаллизующейся в электролитных коммуникациях и в порах электродов, при последующем пуске генератора в эксплуатацию не дает возможности осуществить операцию пропитки электролитом пор электродов для придания им запорных свойств. Кроме того, многочисленные кристаллы сухой щелочи закупоривают рабочие сечения расходных дросселей, трубопроводов, вызывают заклинивание или ускоренный износ приборов электролитного контура, в частности электролитного насоса. Все это сокращает срок службы генератора, а также не позволяет провести надежный пуск генератора в эксплуатацию после хранения.

5 Цель изобретения — обеспечение после длительного хранения электрохпмического генератора надежного пуска его в эксплуатацию, а также уменыпение износа приборов систем обеспечения.

10 Для этого по предлагаемому способу для заполнения электролптных камер используют разбавленный электролит с содержанием гидроокиси щелочного металла 2 — 40 вес. % от рабочей концентрации электролита.

При этом количество гндроокнси щелочного металла, оставшейся в генераторе после его остановки и слива электролита, уменьшается настолько, что при пуске генератора легко осу20 ществляется пропптка электродов с приданием им расчетных запорных свойств, Кроме того, уменьшенное количество гидроокпсп щелочного металла способствует полученшо более мелкодисперсной структуры сухой щелочи

25 без образования крупных блочных кристаллов.

Это обстоятельство исключает возможность заклинивания приборов системы обеспечения (двигатель, клапаны, электромагниты и т. п.), способствует сохранению проходных сечений

30 трубопроводов электрохимического генератора.

548914

Таблица 1

Номер серии

Параметр

0,05

3,2

0,5

6,9

5,0

0,5 — 1

12 — 18

4 — 6

1 — 1,5

Не восстановились в течение

3 суток

Не работоспособны

0,5

Работоспособны

Не работоспособен электролитный насос

Работоспособны

Работоспособны

Работоспособны

Таблица 2

Время восстановления запорных свойств электродов при пуске генератора, ч.

Концентрация электролита, Г-экв/л

Время хранения, с ут.

Работоспособность системы обеспечения

7,1

Не восстановились

1,1

1,8

1,0

1,4

2,9

36

144

4,2

5,2

4,5

4,7

П р и M е р 1. Для определенйя оптимального количества гидроокиси щелочного металла, остающейся в порах электродов и в электролитных коммуникациях электрохимического генератора, электроды пропитывают электролитом разных концентраций и высушивают в нагретой вакуумной камере. Подготовленный таким образом электрод погружают на 2—

3 см в электролит. При этом фиксируют время, в течение которого электрод приобретает запорные свойства. Концентрация гидроокиси для придания электродам запорных свойств принята равной рабочей концентрации электролита электрохимического генератора и соКонцентрация электролита, пропитывающего электрода перед высушиванием, г-экв/л

Время восстановления электродом запорных устройств

Оценка работоспособности приборов системы обеспечения ЭХГ

Примечание: В каждую из серий входит 4 — 6 электродов, 5 электролитных насосов и 5 приборов автоматического удаления газа из электролита.

Экспериментальные данные показывают, что время восстановления запорных свойств газодиффузионного электрода увеличивается с повышением количества сухой гидроокиси в порах электрода, которое, в свою очередь, пропорционально концентрации электролита, оставшегося на электродах перед высушиванием электрохимического генератора. При концентрации гидроокиси калия более 5 r-экв/л придание электродам запорных свойств крайне затруднено, а приборы систем обеспечения работоспособны при концентрации щелочи не более 3 — 3,5 г-экв/л.

В то же время для электродов, пропитанных щелочью с концентрацией гидроокиси менее 0,1 — 0,15 r-экв/л, при хранении увеличиставляет 7,0+ 0,5 г — экв/л. Запорные свойства считаются удовлетворительными, если электрод обладает герметичностью при давлении (аргона) с газовой стороны электрода на

5 0,6 кгс/см2 выше давления электролита. Одновременно определяют оптимальную концентрацию электролита, остающегося в генераторе перед высушиванием, при которой сохраняют работоспособность автономно испытываемые

10 электролитный насос и устройство для сброса газа из электролита, входящие в состав системы обеспечения работы ЭХГ. Результаты экспериментов представлены в табл. 1.

3 4 5 (6 вается скорость снижения выходных энергетических характеристик. Таким образом, оптии альные значения концентрации гидроокиси, остающейся в электрохимическом генераторе перед ее кристаллизацией, находятся в пределах 0,15 — 3 г-экв/л, что составляет 2 — 40% от,концентрации гидроокиси в рабочем электролите.

Пример 2. После окончания эксплуатации электрохимического генератора рабочий элек25 тролит сливают, и электролитные камеры заполняют раствором электролита с содержанием гидроокиси в пределах 2 — 40% от концентрации гидроокиси в рабочем электролите. После этого раствор сливают, а оставшу30 юся в растворе гидроокись переводят в кристаллическое состояние любым известным способом (например, сушат подогретым газом, вакуумируют и т. и.). Подготовленный таким образом к хранению генератор запол35 няют инертным газом и герметизируют.

Отказ электролитного насоса, системы газоудаления, заклинивание клапана продувки

Работоспособна

Работоспособна

Работоспособна

Работоспособна

Работоспособна

548914,6

Формула изобретения

Составитель К. Вейсбейи

Корректор Н. Аук

Редактор В. Левятов

Техред Л. Гладкова

Заказ 44б/19 Изд. № 223 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Ниже приведены результаты, полученные при подготовке к хранению серий toro водородно-кислородного электрохимического генератора с газодиффузионными электродами на основе металлокерамического никеля и электролитом на основе гидроокиси калия (концентрации 7,0<-0,5 г-экв/л). После подготовки к длительному хранению генератор вводят в эксплуатацию и проверяют работоспособность узлов и систем обеспечения, а также уровень вольт-амперных характеристик. Результаты представлены в табл. 2.

Использование предлагаемого способа подготовки электрохимического генератора обеспечивает по сравнению с известными способами надежный и воспроизводимый пуск генератора в эксплуатацию после хранения и увеличение срока службы приборов и узлов системы обеспечения.

Способ подготовки к хранению топливной батареи, содержащей газодиффузионные

5 электроды и электролит из гидроокиси щелочного металла, путем заполнения электролитных камер электролитом, его слива, кристаллизации оставшегося электролита и герметизации, отличающийся тем, что, с це10 лью обеспечения надежного пуска в эксплуатацию и увеличения срока службы батареи заполнение электролитных камер ведут электролитом с концентрацией, составляющей 2—

40 вес. % от рабочей концентрации.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. К. Я. Грачев. Щелочные аккумуляторы

М., Госэнергоиздат., 1951, с. 145.

2. Авт. св. № 387471, кл. Н 01М 10/28, 1972.