Acumulador.

Acumulador (1) con una carcasa de acumulador (2), que tiene al menos dos espacios de célula,

con varioselectrodos (4) y con electrolitos líquidos en cada espacio de célula (3) y con respectivamente al menos un elementode pared (6) en los espacios de célula (3) para la división de los espacios de célula (3) en respectivamente al menosdos espacios de volumen (8, 9) que comunican entre sí, existiendo en la zona inferior de los espacios de volumen (8,9) una conexión comunicante entre los espacios de volumen (8, 9) para el electrolito líquido y en la zona superior delos espacios de volumen (8, 9) una conexión para compensar la presión entre los espacios de volumen (8, 9) paragarantizar una presión del aire idéntica en los espacios de volumen (8, 9) que comunican entre sí, caracterizadopor que los elementos de pared (6) se extienden hacia arriba al menos suficientemente para que, en caso de unasolicitación por movimiento del acumulador (1), fluya en una primera etapa electrolito a al menos un espacio devolumen (8; 9) a través de la conexión comunicante en la zona inferior saliendo el electrolito en la segunda etapanuevamente a través de la conexión comunicante en la zona inferior del al menos un espacio de volumen (8, 9), sinque se produzca un desbordamiento de electrolito líquido de un espacio de volumen al espacio de volumen (8, 9)adyacente pasando por el canto superior de los elementos de pared (6).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/008367.

Solicitante: Johnson Controls Autobatterie GmbH & Co. KGaA.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM LEINEUFER 51 30419 HANNOVER ALEMANIA.

Inventor/es: KOCH, INGO, KÖRBER,ARNE, BREMER,DIRK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M10/42 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 10/00 Celdas secundarias; Su fabricación. › Métodos o disposiciones para asegurar el funcionamiento o mantenimiento de las celdas secundarias o de las semi-celdas secundarias (H01M 10/60  tiene prioridad).
  • H01M2/02 H01M […] › H01M 2/00 Detalles de construcción o procesos de fabricación de partes no activas. › Armazones, carcasas o embalajes.
  • H01M2/38 H01M 2/00 […] › Disposiciones para remover los electrolitos.

PDF original: ES-2430220_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Acumulador.

La invención se refiere a un acumulador con una carcasa de acumulador, que tiene al menos un espacio de célula, con varios electrodos y con electrolitos líquidos en cada espacio de célula y con respectivamente al menos un elemento de pared en los espacios de célula para la división de los espacios de célula en respectivamente al menos dos espacios de volumen que comunican entre sí, existiendo en la zona inferior de los espacios de volumen una conexión comunicante entre los espacios de volumen para el electrolito líquido y en la zona superior de los espacios de volumen una conexión para compensar la presión entre los espacios de volumen para garantizar una presión del aire idéntica en los espacios de volumen que comunican entre sí.

Los documentos US 4, 963, 444 A y US 5, 096, 787 A dan a conocer un acumulador de plomo con una carcasa dividida en varios espacios de célula. En los espacios de célula están alojadas pilas de placas de electrolito que contienen plomo, que están separadas por separadores entre sí. Además, los espacios de célula están llenos de electrolito líquido, que contiene en particular ácido sulfúrico.

En el servicio puede ocurrir que haya una distribución irregular de la concentración del ácido a lo largo de la altura del acumulador, lo cual conduce a una reducción de la capacidad de almacenamiento del acumulador. Por lo tanto, es deseable mezclar el electrolito líquido en el servicio. Para ello se crea mediante elementos de pared una bomba hidrostática adyacente a las paredes laterales de la carcasa de acumulador. En caso de un movimiento del acumulador, el electrolito desborda saliendo del canto superior de las paredes al espacio de volumen delimitado por una pared, de modo que en este espacio de volumen el nivel de electrolito es más elevado que en el espacio de volumen adyacente. Durante el movimiento, el electrolito fluye además por una abertura en la zona inferior al espacio de volumen delimitado por el elemento de pared. El nivel de electrolito que ahora es más elevado en este espacio de volumen conduce a una sobrepresión hidrostática en el espacio de volumen, de modo que vuelve a salir electrolito del espacio de volumen demasiado lleno al espacio de volumen adyacente. Gracias a la bomba hidrostática se fuerza por lo tanto un movimiento circulante del electrolito.

También el documento DE 78061 da a conocer una pila voltaica de este tipo.

El movimiento circulante del electrolito tiene, no obstante, el inconveniente de que se arremolina el lodo y las partículas que se depositan en la zona inferior moviéndose a la zona por encima de los separadores. Debido a ello aumenta el peligro de cortocircuitos.

El documento US 529, 199 da a conocer un sistema de acumuladores, en el que el fluido se hace circular mediante un dispositivo de bomba. En una forma de realización, los acumuladores están alojados en un balancín, para conseguir con ayuda de elementos de derivación y acanaladuras una circulación del electrolito.

Partiendo de ello, la presente invención tiene el objetivo de crear un acumulador mejorado con una carcasa de acumulador del tipo indicado al principio en el que se contrarresta efectivamente la formación de capas de ácido en el servicio, sin que se haga pasar el lodo depositado al espacio superior de la célula.

El objetivo se consigue con el acumulador del tipo indicado al principio, porque los elementos de pared se extienden hacia arriba al menos suficientemente para que, en caso de una solicitación por movimiento del acumulador, fluya en una primera etapa electrolito a al menos un espacio de volumen a través de la conexión comunicante en la zona inferior saliendo el electrolito en la segunda etapa nuevamente a través de la conexión comunicante en la zona inferior de este al menos un espacio de volumen, sin que se produzca un desbordamiento de electrolito líquido de un espacio de volumen al espacio de volumen adyacente pasando por el canto superior de los elementos de pared.

A diferencia de las formas de realización conocidas, con ayuda del principio de un vaso comunicante se fuerza un movimiento de vaivén del electrolito a través de la conexión comunicante en la zona inferior de los espacios de volumen y no una circulación del electrolito. Esto tiene la ventaja de que el lodo que se acumula en el fondo se queda allí, puesto que no se produce ninguna circulación del electrolito. El movimiento del electrolito forzado en un vaso comunicante de este tipo es suficiente para anular una formación de capas de ácido.

Lo determinante para ello es que los elementos de pared sean suficientemente altos en dirección a la tapa que termina los espacios de célula que en caso de un movimiento del acumulador en el servicio normal, es decir, en caso de una inclinación y aceleración o desaceleración del acumulador, no se desbordan cantidades importantes de electrolito por encima de los elementos de pared pasando al espacio de volumen adyacente.

Además, la capacidad de funcionamiento de los vasos comunicantes sólo puede garantizarse si se produce una compensación de la presión en la zona superior de los espacios de volumen, de modo que la presión del aire sobre el electrolito que se encuentra en los espacios de volumen es aproximadamente idéntica. Para ello está prevista una conexión para compensar la presión entre los espacios de volumen.

En el servicio normal, el ángulo de un plano definido respectivamente por los elementos de pared y el nivel de electrolito es en la posición de reposo aproximadamente de 90º. Sigue existiendo un servicio normal cuando el ángulo entre el nivel de electrolito y el plano definido por un elemento de pared se reduce a 83º y preferiblemente a 80º y de forma especialmente preferible a 70º. Hasta una inclinación de este tipo del nivel de electrolito debe impedirse que el electrolito se desborde pasando por el canto superior de los elementos de pared, para conseguir con una carga normal de este tipo el efecto de los vasos comunicantes.

Correspondientemente, los elementos de pared deben extenderse suficientemente hacia arriba para que en caso de un nivel de relleno teórico predeterminado por el fabricante del electrolito se impida que el electrolito desborde hasta un ángulo de al menos 7º entre el nivel de electrolito actual y un nivel de electrolito normal definido en la carcasa de acumulador. En una forma de realización preferible, este ángulo es al menos de 10º y en una forma de realización especialmente preferible al menos de 20º.

Es ventajoso que directamente adyacente a una pared vertical del espacio de célula esté dispuesto un elemento de pared de tal modo que un tramo de pared vertical sobresale de la altura de los electrodos en forma de placas alojados en el espacio de célula y que sale un tramo de pared horizontal por encima de las placas de electrodo del tramo de pared vertical. En una forma de realización de este tipo, del tramo de pared horizontal puede extenderse otro tramo de pared vertical opuesto a los electrodos en dirección al tramo de tapa del espacio de célula. De este modo queda creado un espacio de almacenamiento por encima de las placas de electrodo, en el que puede acumularse el electrolito que entra desde la zona inferior en el espacio de volumen en un movimiento de ida del acumulador. En un movimiento de vuelta o en la parada posterior del acumulador, el electrolito acumulado en el espacio colector vuelve a fluir hacia abajo a través de la zona inferior de los espacios de volumen comunicantes a los espacios de volumen adyacentes. De este modo se fuerza un flujo de vaivén del electrolito que conduce a una mezcla por turbulencia.

En una forma de realización ventajosa, en particular cuando las placas de electrodo están asentadas de forma ceñida una contra la otra y sólo permiten un paso de ácido despreciable, los espacios de volumen están divididos en parte por cantos laterales adyacentes de las placas de electrodo apiladas. Los cantos laterales de las placas de electrodo separadas por separadores forman, por lo tanto, junto con estos separadores una parte de los elementos de pared.

Los elementos de pared pueden extenderse entre dos paredes laterales opuestas de los espacios de célula y pueden estar unidos fijamente a estas paredes laterales. De este modo se delimita un espacio de volumen en una dirección de inclinación definida. Los elementos de pared se extienden preferiblemente entre las paredes laterales estrechamente adyacentes de un espacio de célula rectangular.

Los espacios de célula pueden tener respectivamente dos elementos de pared opuestos para crear espacios de volumen en los tramos de espacios de célula adyacentes a las paredes laterales opuestas. De este modo, los vasos comunicantes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Acumulador (1) con una carcasa de acumulador (2) , que tiene al menos dos espacios de célula, con varios electrodos (4) y con electrolitos líquidos en cada espacio de célula (3) y con respectivamente al menos un elemento de pared (6) en los espacios de célula (3) para la división de los espacios de célula (3) en respectivamente al menos dos espacios de volumen (8, 9) que comunican entre sí, existiendo en la zona inferior de los espacios de volumen (8, 9) una conexión comunicante entre los espacios de volumen (8, 9) para el electrolito líquido y en la zona superior de los espacios de volumen (8, 9) una conexión para compensar la presión entre los espacios de volumen (8, 9) para garantizar una presión del aire idéntica en los espacios de volumen (8, 9) que comunican entre sí, caracterizado por que los elementos de pared (6) se extienden hacia arriba al menos suficientemente para que, en caso de una solicitación por movimiento del acumulador (1) , fluya en una primera etapa electrolito a al menos un espacio de volumen (8; 9) a través de la conexión comunicante en la zona inferior saliendo el electrolito en la segunda etapa nuevamente a través de la conexión comunicante en la zona inferior del al menos un espacio de volumen (8, 9) , sin que se produzca un desbordamiento de electrolito líquido de un espacio de volumen al espacio de volumen (8, 9) adyacente pasando por el canto superior de los elementos de pared (6) .

2. Acumulador (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que los elementos de pared (6) se extienden suficientemente hacia arriba para impedir que el electrolito se desborde hasta un ángulo de al menos 7º entre el nivel de electrolito (7) actual y un nivel de electrolito normal definido en el estado horizontal.

3. Acumulador (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que los elementos de pared (6) se extienden suficientemente hacia arriba para impedir que el electrolito se desborde hasta un ángulo de al menos 10º entre el nivel de electrolito (7) actual y un nivel de electrolito normal definido en el estado horizontal.

4. Acumulador (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que los elementos de pared (6) se extienden suficientemente hacia arriba para impedir que el electrolito se desborde hasta un ángulo de al menos 20º entre el nivel de electrolito (7) actual y un nivel de electrolito normal definido en el estado horizontal.

5. Acumulador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un elemento de pared (6) separado por un intersticio de una pared de espacio de célula vertical está dispuesto de tal modo que un tramo de pared vertical se extiende por encima de la altura de los electrodos en forma de placas (4) alojados en el espacio de célula y un tramo de pared horizontal sale del tramo de pared vertical por encima de los placas de electrodo (4) .

6. Acumulador (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que del tramo de pared horizontal se extiende otro tramo de pared vertical opuesto a los electrodos (4) en dirección a la tapa de cierre del espacio de célula (3) .

7. Acumulador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los espacios de volumen (8, 9) están divididos en parte por cantos laterales adyacentes de las placas de electrodo (4) apiladas, que forman parte de los elementos de pared (6) .

8. Acumulador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se extienden elementos de pared (6) entre dos paredes laterales opuestas de los espacios de célula (3) y están conectados de forma estanca con estas paredes laterales.

9. Acumulador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los espacios de célula (3) tienen respectivamente dos elementos de pared (6) para crear espacios de volumen (8, 9) en tramos de espacios de célula adyacentes a las paredes laterales.

10. Acumulador (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos de pared (6) están conectados de forma estanca con una parte de tapa adyacente, que cierra los espacios de célula (3) respectivamente en la parte superior y por que la conexión para compensar la presión se realiza mediante taladros que pasan desde los espacios de volumen (8, 9) por la parte de tapa.


 

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