Agente regenerador para llevar a cabo el procedimiento de regeneración de baterías de plomo con un electrolito de ácido sulfúrico,

en el que durante la regeneración se añade al electrolito el aditivo regenerador, basado en peróxido de hidrógeno acuoso y preparado a partir de una mezcla que contiene como electrolito una solución acuosa de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, sacáridos y/o aldehídos o sus derivados, así como bicarbonatos y/o hidróxidos de metales alcalinos o peroxoborato, tetraborato, pirofosfato sódico, después de que al menos una celda o batería se haya cargado y descargado de manera regular sin exceder la tensión nominal ni la capacidad nominal de la batería, caracterizado porque contiene por 1 litro de solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 1%-40% entre 1 ml y 70 ml de ácido sulfúrico con una densidad de 1 a 1,32 g·cm -3 , entre 4,1 g y 10 g de sacáridos en forma sólida y/o aldehídos o sus derivados, entre 0,1 g y 10 g de bicarbonato sódico y/o potásico y/o al menos un hidróxido del grupo de los hidróxidos de metales alcalinos en forma sólida y entre 0,1 g y 20 g de la sal disódica del ácido dinaftilmetano-disulfónico, pudiendo contener también entre 0,1 g y 10 g de peroxoborato sódico y/o tetraborato sódico y/o pirofosfato sódico en forma sólida

Campo técnico

La invención se refiere a un agente regenerador para 5 llevar a cabo el procedimiento de regeneración de baterías de plomo con un electrolito de ácido sulfúrico. Durante la regeneración, el aditivo regenerador, basado en peróxido de hidrógeno acuoso y preparado a partir de una mezcla que contiene como electrolito una solución acuosa de ácido 10 sulfúrico y peróxido de hidrógeno, sacáridos y/o aldehídos o sus derivados, así como bicarbonatos y/o hidróxidos de metales alcalinos o peroxoborato, tetraborato, pirofosfato sódico, se añade al electrolito después de que al menos una celda o batería se haya cargado y descargado de manera 15 regular sin exceder la tensión nominal ni la capacidad nominal de la batería.

La invención también se refiere a un procedimiento para la regeneración de celdas de baterías de plomo con un electrolito de ácido sulfúrico, en el que el aditivo 20 regenerador basado en peróxido de hidrógeno acuoso se añade al electrolito después de que al menos una celda o batería se haya cargado y descargado de manera regular sin exceder la tensión nominal ni la capacidad nominal de la batería. 25

Antecedentes de la invención

Los procedimientos de recarga comunes incluyen el seguimiento de la tensión, de la corriente y de la temperatura, o procedimientos de recarga y descarga por impulsos o la regulación de la magnitud de la corriente de 30 recarga. En cierto modo se logra así mantener, o incluso mejorar, el estado de la capacidad de la batería o la velocidad a la que se recarga. Estos procedimientos, sin embargo, pueden provocar un aumento de sedimentos en la batería por precipitación de sulfatación irreversible como 35

resultado del desprendimiento parcial de sulfatación irreversible de las paredes de los electrodos, lo que puede reducir la vida de la batería.

Una serie de invenciones resuelven este problema.

El documento CS 250340 B1 describe la conexión de una 5 fuente estática para la carga y descarga de una batería. La carga y descarga controladas de la batería se logra conectando una fuente estática que incluye protección, sincronización y sistema antiperturbación, separación galvánica y transferencia de tensión, rectificación, 10 filtración y circuitos de contacto inversos, sensores de corriente y un circuito con unidad de control. La finalidad de esta conexión es posibilitar la carga y descarga controladas de baterías, su desconexión por valoración de las señales de fin de la carga o descarga, 15 poder influir en las características de carga por intervención manual y bloquear sin contacto las funciones de la fuente cuando esté incorrectamente conectada a la fuente de energía o a la batería.

El documento CS 219246 B1 describe una conexión para 20 la recarga y carga de baterías por impulsos. El borne de salida positivo del cargador del acumulador se conecta a la entrada de la fuente de impulsos de recarga, cuya salida está conectada al terminal de entrada positivo de al menos un acumulador. 25

El documento publicado CZ 200101276 A1 presenta un procedimiento y una conexión para cargar al menos dos celdas conectadas y las baterías ensambladas a partir de ellas, realizándose la carga en dos fases consecutivas. En la primera fase, la batería se carga mediante una 30 corriente constante, y esta fase finaliza en el momento en que la tensión de las baterías alcaza un límite superior seleccionado previamente. En el curso de la segunda fase, que viene inmediatamente después, el flujo de la corriente de carga se interrumpe durante un periodo 35

de tiempo en el cual la tensión de la batería se reduce por descarga interna a un límite inferior seleccionado previamente. Después se restablece el flujo de la corriente de carga de la batería.

El documento publicado CZ 9503003 A1 de un 5 solicitante sueco describe un procedimiento y un aparato para cargar baterías de plomo. Las baterías de plomo se cargan conectando y desconectando repetidas veces la unidad de recarga de las baterías. Los tiempos de conexión y desconexión apropiados para la carga de 10 baterías son de aproximadamente un segundo. En el caso de mantener la carga, resulta adecuado cargar la batería por pulsos, que forman parte de los periodos de tensión de alimentación, a intervalos de aproximadamente 10 segundos. El circuito se interrumpe convenientemente 15 usando un cortacircuito en el lado principal del transformador.

La patente de EE.UU. nº 6,100,667 establece la minimización de la duración del ciclo de carga del sistema de recarga de baterías maximizando el periodo de 20 tiempo durante el cual se aplica esta alta corriente de carga constante a una batería de plomo. El circuito de control se puede controlar mediante una tensión de referencia interna constante o variable. Si se usa una tensión de referencia interna variable, la duración del 25 ciclo de carga del circuito de control se minimiza adicionalmente mediante la tecnología compensatoria de la corriente de carga.

Estas invenciones antes mencionadas documentan el estado actual de la tecnología en el que se usan diversos 30 procedimientos de carga y descarga de celdas o baterías de plomo o alcalinas. El estado actual mundial relacionado con la recarga de baterías se dirige a los tipos de recargadores que controlan la corriente de carga considerando la resistencia interna de la batería cargada 35

(una fuente secundaria). A medida que una batería de plomo va envejeciendo, se produce una sulfatación irreversible en sus electrodos que influye en el valor de la resistencia interna de la batería cargada, dando lugar a un error en la evaluación de la corriente de carga 5 durante la recarga. Una batería cargada de esta manera solo puede alcanzar entonces valores de carga parcial, lo que puede dañarla durante el funcionamiento si no está asegurada contra descargas prohibidas.

Otro procedimiento para incrementar la capacidad de 10 las celdas o de las baterías ensambladas a partir de ellas, especialmente si son de plomo o alcalinas, comprende varios aditivos.

En el documento SK 277838 B1, por ejemplo, se especifica un aditivo en polvo que contiene peroxoborato 15 sódico, pirofosfato sódico, glúcidos o sus epímeros para baterías de plomo.

En el mercado checo se conocen, bajo los nombres comerciales de AMPER PLUS, Supervit, Mecta y otros, preparaciones para la regeneración de baterías de plomo 20 rellenas de un electrolito de ácido sulfúrico. Debido a su eficacia relativamente reducida, estas preparaciones no han tenido éxito en el mercado y no se mantienen.

Las preparaciones basadas en compuestos peroxídicos generados en una solución acuosa de peróxido de hidrógeno 25 han supuesto avances significativos en esta área. Los agentes regeneradores de este tipo se especifican en invenciones checas, por ejemplo en los documentos CS 262274 B1, CS 271813 B1, CS 271814 B1, CS 271768 B1 y CS 278416 B1. 30

Los documentos CS 260591 B1 y CS 272401 B1 describen un procedimiento para la regeneración de baterías de plomo y alcalinas usando estos aditivos regeneradores.

El documento CS 260591 B1 describe un procedimiento para la regeneración de celdas de baterías de plomo o 35

alcalinas no dañadas mecánicamente. La regeneración se lleva a cabo por adición discontinua de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno a la solución acuosa del electrolito, aunque es conveniente que la celda se cargue parcialmente antes de la regeneración y se recargue en el 5 proceso de regeneración.

El documento CS 272401 B1 presenta un procedimiento para la regeneración de celdas secundarias de acumuladores de plomo y alcalinos. El electrolito de las celdas se reemplaza con una solución regeneradora que 10 contiene peróxido de hidrógeno a una concentración del 0,01% al 2%. Durante la regeneración resulta conveniente que las celdas se carguen o descarguen parcialmente con una corriente cuyo valor máximo ascienda al 25% del valor nominal de la capacidad de la celda en amperios-hora. 15 Tras la regeneración, la solución regeneradora se reemplaza con electrolito nuevo. Para las celdas alcalinas es aconsejable cambiar repetidas veces la solución regeneradora y, en caso necesario, aclararlas con agua destilada. 20

Mediante el uso de estos procedimientos de regeneración no sólo es posible renovar la capacidad de una batería usada devolviéndola a su estado original, sino también recuperar una batería...

1. Agente regenerador para llevar a cabo el procedimiento de regeneración de baterías de plomo con un electrolito de ácido sulfúrico, en el que durante la 5 regeneración se añade al electrolito el aditivo regenerador, basado en peróxido de hidrógeno acuoso y preparado a partir de una mezcla que contiene como electrolito una solución acuosa de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, sacáridos y/o aldehídos o sus 10 derivados, así como bicarbonatos y/o hidróxidos de metales alcalinos o peroxoborato, tetraborato, pirofosfato sódico, después de que al menos una celda o batería se haya cargado y descargado de manera regular sin exceder la tensión nominal ni la capacidad nominal de la batería, 15 caracterizado porque contiene por 1 litro de solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 1%-40%

entre 1 ml y 70 ml de ácido sulfúrico con una densidad de 1 a 1,32 g·cm-3,

entre 4,1 g y 10 g de sacáridos en forma sólida y/o 20 aldehídos o sus derivados,

entre 0,1 g y 10 g de bicarbonato sódico y/o potásico y/o al menos un hidróxido del grupo de los hidróxidos de metales alcalinos en forma sólida y

entre 0,1 g y 20 g de la sal disódica del ácido 25 dinaftilmetano-disulfónico, pudiendo contener también

entre 0,1 g y 10 g de peroxoborato sódico y/o tetraborato sódico y/o pirofosfato sódico en forma sólida.

2. Agente regenerador de acuerdo con la reivindicación 30 1, caracterizado porque contiene entre 0,5 g y 2 g de la sal disódica del ácido dinaftilmetano-disulfónico.

3. Agente regenerador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque contiene entre 0,1 g y 5 g de 35

una solución acuosa de derivados de oxilignina y/o lejía sulfítica al 10%-50%.

4. Procedimiento para la regeneración de celdas de baterías de plomo con un electrolito de ácido sulfúrico, 5 en el que el aditivo regenerador basado en peróxido de hidrógeno acuoso se añade al electrolito después de que al menos una celda o batería se haya cargado y descargado de manera regular sin exceder la tensión nominal ni la capacidad nominal de la batería de acuerdo con la 10 reivindicación 1, caracterizado porque se añade al electrolito el agente regenerador que contiene por 1 litro de solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 1%-40%

entre 1 ml y 70 ml de ácido sulfúrico con una densidad de 1 a 1,32 g·cm-3, 15

entre 0,1 g y 10 g de sacáridos en forma sólida y/o aldehídos o sus derivados,

entre 0,1 g y 10 g de bicarbonato sódico y/o potásico y/o al menos un hidróxido del grupo de los hidróxidos de metales alcalinos en forma sólida y 20

entre 0,1 g y 20 g de la sal disódica del ácido dinaftilmetano-disulfónico, pudiendo contener también

entre 0,1 g y 10 g de peroxoborato sódico y/o tetraborato sódico y/o pirofosfato sódico en forma sólida,

y se forma al menos una celda o acumulador con un nivel de 25 carga superior al de carga completa por carga y descarga cíclica durante un periodo de tiempo total de 10 a 70 horas, en el cual se carga durante un periodo de tiempo de 15 a 20 minutos con una corriente del 1,1% al 4%, respecto al valor de la capacidad nominal de la celda o del 30 acumulador, y se descarga durante un periodo de tiempo de 0,5 a 2 minutos con una corriente del 0% al 5%, respecto al valor nominal de la capacidad de la celda o del acumulador.

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5. Procedimiento de regeneración de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque se forma al menos una celda o acumulador con un nivel de carga superior al de carga completa por carga y descarga cíclica durante un periodo de tiempo total de 10 a 70 horas, en el que se 5 carga cíclicamente durante un periodo de tiempo de 15 a 20 minutos y se descarga durante un periodo de tiempo de 0,5 a 2 minutos en dos fases de formación, cargándose con una corriente del 1,1% al 4% y descargándose con una corriente del 0% al 5%, respecto al valor nominal de la capacidad de 10 la celda o acumulador, en la primera fase, mientras que en la segunda fase la corriente decrece durante la carga a entre el 1,1% y el 3% y durante la descarga a entre el 0% y el 5%, respecto al valor nominal de la capacidad de la celda o del acumulador. 15

6. Procedimiento de regeneración de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque al menos una celda o acumulador se carga adicionalmente con una corriente constante del 1,1% al 2,1%, respecto al valor 20 nominal de la capacidad de la celda o del acumulador, durante un periodo de tiempo adicional de 20 a 50 horas.

7. Procedimiento de regeneración de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque al menos una celda 25 o acumulador se descarga parcialmente entre la primera y la segunda fase de formación con una corriente del 10% al 30%, respecto al valor nominal de la capacidad de la batería, durante un periodo de 2 a 10 minutos.

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8. Procedimiento de regeneración de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque antes de la carga con una corriente constante se descarga parcialmente al menos una celda o acumulador con una corriente del 10% al 30%, respecto al valor nominal de la capacidad de la 35

batería, durante un periodo de tiempo de 2 a 10 minutos.

9. Procedimiento de regeneración de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 4 a 8, caracterizado porque antes de su formación se carga al menos una celda o 5 acumulador con una corriente del 5% al 10%, respecto al valor de la capacidad de la batería, hasta que la celda o batería esté completamente cargada y hasta un valor de 2,45 V por celda para celdas o baterías ácidas.

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10. Procedimiento para la regeneración de celdas de baterías de plomo, en el que el aditivo regenerador basado en peróxido de hidrógeno acuoso se añade al electrolito después de que al menos una celda o batería se haya cargado y descargado de manera regular sin exceder la 15 tensión nominal ni la capacidad nominal de la batería de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se añade al electrolito el agente regenerador que contiene por 1 litro de solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 1%-40% 20

entre 1 ml y 70 ml de ácido sulfúrico con una densidad de 1 a 1,32 g·cm-3,

entre 0,1 g y 10 g de sacáridos en forma sólida y/o aldehídos o sus derivados,

entre 0,1 g y 10 g de bicarbonato sódico y/o potásico y/o 25 al menos un hidróxido del grupo de los hidróxidos de metales alcalinos en forma sólida y

entre 0,1 g y 20 g de la sal disódica del ácido dinaftilmetano-disulfónico, pudiendo contener también

entre 0,1 g y 10 g de peroxoborato sódico y/o tetraborato 30 sódico y/o pirofosfato sódico en forma sólida,

y se forma la celda o el acumulador completo compuesto por las celdas con un nivel inferior a 1,8 V por carga y descarga cíclica, descargándose durante un periodo de tiempo de 2 a 10 minutos con una corriente del 1% al 4%, 35

respecto al valor de la capacidad de la batería, y cargándose seguidamente durante un periodo de tiempo de 1 a 2 minutos con una corriente del 3% al 10%, respecto al valor de la capacidad de la batería, hasta reducir la tensión a 1,6 V en la celda o en cualquiera de las celdas 5 de la batería, después de lo cual la batería proporciona entre el 10% y el 15% de su capacidad nominal y el procedimiento completo se repite 2 a 5 veces.