Dispositivo de desulfatación y procedimiento de desulfatación.

Un dispositivo de desulfatación aplicable a una batería de plomo-ácido, que comprende:

un conector de electrodo conectado a un electrodo de la batería de plomo-ácido;

un generador de señales de excitación configurado para generar una señal de excitación de onda pulsatoria con una anchura específica de impulso que provoca que un aumento de temperatura del dispositivo de desulfatación sea igual o inferior que el valor predeterminado de temperatura utilizando corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido por medio del conector de electrodo;

una resistencia eléctrica configurada para regular la batería de plomo-ácido por medio del conector de electrodo a una corriente eléctrica no inferior a 300 mA; y

un conmutador conectado con el generador de señales de excitación y con la resistencia eléctrica y operado en respuesta a la señal de excitación de onda pulsatoria generada para suministrar una fuerza contraelectromotriz y una corriente inversa a la batería de plomo-ácido en sincronismo con un flanco de bajada de la señal de excitación de onda pulsatoria

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Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2011/004406.

Solicitante: T&K Co., Ltd.

Inventor/es: KONDO,TOSHIHIKO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Celdas secundarias; Su fabricación > H01M10/54 (Recuperación de partes útiles de acumuladores usados)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA... > Celdas secundarias; Su fabricación > H01M10/42 (Métodos o disposiciones para asegurar el funcionamiento o mantenimiento de las celdas secundarias o de las semi-celdas secundarias (H01M 10/60  tiene prioridad))

PDF original: ES-2460719_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de desulfatación y procedimiento de desulfatación

Campo técnico

La presente invención versa acerca de tecnología de eliminación de la sulfatación (desulfatación) en electrodos de una batería de plomo-ácido.

Técnica antecedente Se conoce que la sulfatación en un electrodo positivo y en un electrodo negativo de una batería de plomo-ácido es una razón de la degradación de los rendimientos de la batería de plomo-ácido. La sulfatación se produce en ambos electrodos mediante las siguientes reacciones electroquímicas de una solución electrolítica de ácido sulfúrico diluido con el electrodo positivo (electrodo de óxido de plomo) y con el electrodo negativo (electrodo de plomo) durante la operación (descarga) de la batería de plomo-ácido. Las reacciones electroquímicas se producen en la dirección inversa durante la carga:

PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e --PbSO4 + 2H2O (electrodo positivo)

Pb + SO42--PbSO4 + 2e - (electrodo negativo)

La sulfatación (sulfatación de plomo) sobre las superficies del electrodo positivo y del electrodo negativo (superficies de electrodo implicadas en la carga) interfiere con las reacciones electroquímicas deseadas entre los electrodos respectivos y la solución electrolítica y, por lo tanto, degrada el rendimiento de carga y el rendimiento de descarga de la batería de plomo-ácido.

Es conocida la aplicación de una corriente pulsatoria a la batería de plomo-ácido como la técnica para recuperar los rendimientos de la batería de plomo-ácido, que están degradados por la sulfatación.

Esta técnica conocida no tiene en cuenta la reducción de la degradación del rendimiento de la batería de plomoácido durante la descarga pero sí considera la eliminación de la sulfatación en los electrodos de la batería utilizada de plomo-ácido o la recuperación de los rendimientos de la batería de plomo-ácido. Esta técnica conocida tampoco tiene en cuenta el acortamiento un periodo de tiempo requerido para la eliminación de la sulfatación ni de la reducción de un aumento de temperatura de un aparato eliminador durante la eliminación de la sulfatación.

En consecuencia, existe un requerimiento para acortar un periodo de tiempo requerido para la eliminación de la sulfatación, mientras que se reduzca la regeneración térmica durante la eliminación de la sulfatación en la batería de plomo-ácido.

Sumario de la invención Para conseguir al menos parte del anterior requerimiento, la invención proporciona diversos aspectos descritos a continuación.

Según un primer aspecto, se proporciona un dispositivo de desulfatación aplicable a una batería de plomo-ácido. El dispositivo de desulfatación del primer aspecto incluye: un conector de electrodo conectado a un electrodo de la batería de plomo-ácido; un generador de señales de excitación configurado para generar una señal de excitación de onda pulsatoria utilizando corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido por medio del conector de electrodo; una resistencia eléctrica configurada para regular la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido por medio del conector de electrodo a una corriente eléctrica no inferior a 300 mA; y un conmutador conectado al generador de señales de excitación y con la resistencia eléctrica y operado en respuesta a la señal generada de excitación de onda pulsatoria para suministrar una fuerza contraelectromotriz y una corriente inversa a la batería de plomo-ácido en sincronismo con un flanco de bajada de la señal de excitación de onda pulsatoria.

El dispositivo de desulfatación del primer aspecto suministra una fuerza contraelectromotriz y una corriente inversa a la batería de plomo-ácido en sincronismo con un flanco de bajada de la señal de excitación de onda pulsatoria, acortando de esta manera el periodo de tiempo requerido para la eliminación de la sulfatación.

En el dispositivo de desulfatación del primer aspecto, el generador de señales de excitación puede generar la señal de excitación de onda pulsatoria de una anchura específica de impulso que provoca que un aumento de la temperatura del dispositivo de desulfatación sea igual o menor que un valor predeterminado de temperatura. Este aspecto acorta el periodo de tiempo requerido para la eliminación de la sulfatación, mientras que reduce la generación de calor durante la eliminación de la sulfatación en la batería de plomo-ácido.

En el dispositivo de desulfatación del primer aspecto, el generador de señales de excitación puede generar la señal de excitación de onda pulsatoria con una anchura de impulso que es igual o menor que una anchura de impulso

Pwmax calculada por medio de una ecuación dada a continuación cuando Tbase representa un aumento conocido de temperatura correspondiente a una anchura conocida de impulso Pwbase y Tmax representa un aumento admisible de temperatura.

P

wbase P = T ×

w max Tbase max

Este aspecto hace que el aumento de temperatura del dispositivo de desulfatación sea igual o menor que el aumento admisible de temperatura.

En el dispositivo de desulfatación del primer aspecto, el generador de señales de excitación puede generar la señal de excitación de onda pulsatoria que tiene una menor anchura de impulso con un aumento en la tensión de salida de la batería de plomo-ácido. Este aspecto reduce, de forma eficaz, la generación de calor durante la eliminación de sulfatación en la batería de plomo-ácido según la tensión de salida de la batería de plomo-ácido.

El dispositivo de desulfatación del primer aspecto puede incluir, además, un conformador de onda configurado para generar una señal de excitación de onda en dientes de sierra a partir de la señal de excitación de onda pulsatoria generada por el generador de señales de excitación. Este aspecto mejora la eficacia de eliminación de la sulfatación.

En el dispositivo de desulfatación del primer aspecto, el generador de señales de excitación puede generar la señal de excitación de onda pulsatoria que tiene una frecuencia desde 15000 Hz hasta 20000 Hz y una anchura de impulso desde 1 μseg hasta 2 μseg, y la resistencia eléctrica puede regular la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido a una corriente eléctrica desde 300 hasta 500 mA. Este aspecto acorta, de forma eficaz, el periodo de tiempo requerido para la eliminación de la sulfatación, mientras que reduce la generación de calor durante la eliminación de la sulfatación en la batería de plomo-ácido.

Según un segundo aspecto, se proporciona un procedimiento de desulfatación para una batería de plomo-ácido. El procedimiento de desulfatación del segundo aspecto incluye las etapas de: generar una señal de excitación de onda pulsatoria utilizando corriente eléctrica extraída de un electrodo de la batería de plomo-ácido; regular la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido a una corriente eléctrica no inferior a 300 mA; y suministrar una fuerza contraelectromotriz y una corriente inversa, que son atribuidas a la corriente eléctrica no inferior a 300 mA, a la batería de plomo-ácido en sincronismo con un flanco de bajada de la señal de excitación de onda pulsatoria, en el que las etapas respectivas son llevadas a cabo de forma reiterada.

El procedimiento de desulfatación del segundo aspecto tiene funciones y efectos ventajosos similares a los del dispositivo de desulfatación del primer aspecto y puede ser implementado por cualquiera de los diversos aspectos, como en el dispositivo de desulfatación del primer aspecto.

El procedimiento de desulfatación del segundo aspecto puede ser implementado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de desulfatación aplicable a una batería de plomo-ácido, que comprende:

un conector de electrodo conectado a un electrodo de la batería de plomo-ácido; un generador de señales de excitación configurado para generar una señal de excitación de onda pulsatoria

con una anchura específica de impulso que provoca que un aumento de temperatura del dispositivo de desulfatación sea igual o inferior que el valor predeterminado de temperatura utilizando corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido por medio del conector de electrodo; una resistencia eléctrica configurada para regular la batería de plomo-ácido por medio del conector de electrodo a una corriente eléctrica no inferior a 300 mA; y

un conmutador conectado con el generador de señales de excitación y con la resistencia eléctrica y operado en respuesta a la señal de excitación de onda pulsatoria generada para suministrar una fuerza contraelectromotriz y una corriente inversa a la batería de plomo-ácido en sincronismo con un flanco de bajada de la señal de excitación de onda pulsatoria.

2. El dispositivo de desulfatación según la reivindicación 1, en el que el generador de señales de excitación genera la señal de excitación de onda pulsatoria con una anchura de impulso que es igual o inferior que una anchura de impulso Pwmax calculada por medio de una ecuación dada a continuación cuando Tbase representa un aumento conocido de temperatura correspondiente a una anchura de impulso conocida Pwbase y Tmax representa un aumento admisible de temperatura.

P

wbase P = T ×

w max Tbase max

3. El dispositivo de desulfatación según la reivindicación 2, en el que el generador de señales de excitación genera la señal de excitación de onda pulsatoria que tiene una anchura de impulso menor que un aumento en la tensión de salida de la batería de plomo-ácido.

4. El dispositivo de desulfatación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además:

un conformador de onda configurado para generar una señal de excitación de onda en dientes de sierra a 25 partir de la señal de excitación de onda pulsatoria generada por el generador de señales de excitación.

5. El dispositivo de desulfatación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el generador de señales de excitación genera la señal de excitación de onda pulsatoria que tiene una frecuencia desde 15000 Hz hasta 20000 Hz y una anchura de impulso desde 1 μseg hasta 2 μseg, y la resistencia eléctrica regula la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido a una corriente eléctrica de 300 a 500 mA.

6. Un procedimiento de desulfatación para una batería de plomo-ácido que utiliza un dispositivo de desulfatación, que comprende las etapas de:

generar una señal de excitación de onda pulsatoria con una anchura específica de impulso que provoca que un aumento de temperatura del dispositivo de desulfatación sea igual o menor que un valor

predeterminado de temperatura utilizando la corriente eléctrica extraída de un electrodo de la batería de plomo-ácido; regular la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido a una corriente eléctrica no inferior a 300 mA; y suministrar una fuerza contraelectromotriz y una corriente inversa, que son atribuidas a la corriente eléctrica no inferior a 300 mA, a la batería de plomo-ácido en sincronismo con un flanco de bajada de la señal de excitación de onda pulsatoria, en el que se llevan a cabo las etapas respectivas de forma reiterada.

7. El procedimiento de desulfatación según la reivindicación 6, en el que la etapa de generar la señal de excitación de onda pulsatoria genera la señal de excitación de onda pulsatoria 45 con una anchura de impulso que es igual o menor que una anchura de impulso Pwmax calculada por medio de una ecuación dada a continuación cuando Tbase representa un aumento conocido de temperatura correspondiente a una anchura conocida de impulso Pwbase y Tmax representa un aumento admisible de temperatura.

P

wbase P = T ×

w max Tbase max

8. El procedimiento de desulfatación según la reivindicación 7, en el que la etapa de generar la señal de excitación de onda pulsatoria genera la señal de excitación de onda pulsatoria que tiene una anchura de impulso menor con un aumento en la tensión de salida de la batería de plomo-ácido.

9. El procedimiento de desulfatación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, que comprende, 5 además, la etapa de generar una señal de excitación de onda en dientes de sierra a partir de la señal de excitación de onda pulsatoria generada.

10. El procedimiento de desulfatación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que la etapa de generar la señal de excitación de onda pulsatoria genera la señal de excitación de onda pulsatoria que tiene una frecuencia desde 15000 Hz hasta 20000 Hz y una anchura de impulso desde 1 μseg hasta 2 μseg, y la etapa de regular la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido regula la corriente eléctrica extraída del electrodo de la batería de plomo-ácido a una corriente eléctrica desde 300 hasta 500 mA.