1. Camp de la Invenció

Aquesta invenció es refereix a una tecnologia de recuperació de tensió d'una cèl·lula primària que s'ha usat una vegada. Es descriu un mètode de recuperació de tensió d'una cèl·lula primària que conté capacitats residuals, de manera que la cèl·lula primària pot prendre reaccions completes de la seva substància electròlita.

2. Descripció de l'art anterior

A mesura que les indústries de la informació i la comunicació han anat creixent, també s'han desenvolupat i utilitzat diversos dispositius electrònics, aparells i dispositius d'instal·lació. La font d'energia d'aquests productes i aparells electrònics depèn en gran mesura de cèl·lules o bateries, que s'han utilitzat cada cop més.

Pel que fa a les cèl·lules i les bateries, es classifiquen majoritàriament en les següents varietats segons les seves característiques de descàrrega.

• • 1. Una cèl·lula primària és una bateria que només es pot utilitzar una vegada i no es pot carregar ni recarregar repetidament afegint energia química transformada. Les cèl·lules primàries inclouen bateries seques, bateries de mercuri i bateries alcalines, etc. S'utilitzen més aviat, i més àmpliament, i les bateries que s'ofereixen al mercat pertanyen a aquest tipus de bateria, com ara bateries de mercuri en forma de botó. 1, 2 i 3.
  • 2. Una bateria secundària es pot carregar i recarregar repetidament per repetir-nos l'edat recuperant la substància activa de la bateria a la seva condició original perquè la bateria torni a subministrar electricitat. Aquest tipus de bateries inclouen una bateria de plom àcid, una bateria de níquel cadmi, una bateria d'hidrogen de níquel, una bateria de liti secundària i una bateria de ions de liti, una polímer de bateria de liti, etc.
  • 3. Una pila de combustible és molt diferent d'aquests dos tipus tal com es va esmentar anteriorment, també coneguda com a cel·la sostenible. Conté un pol negatiu i un pol positiu sense substància activa, i només quan es subministra amb substàncies actives a través d'un sistema exterior, pot descarregar energia elèctrica sostenible. El pol positiu es compon d'aire o oxigen per a les reaccions químiques. El pol negatiu consisteix principalment en gas d'hidrogen o carbó. La pila de combustible d'hidrogen-oxigen pertany a aquest tipus de bateria i encara està en desenvolupament. Limitat per les seves grans dimensions, s'utilitza principalment per a generadors o energia de recanvi d'energia. A causa del recent avanç tecnològic, la seva gran dimensió s'ha anat reduint gradualment i s'ha aplicat als vehicles elèctrics.

Tanmateix, la majoria de les cèl·lules primàries comunes són cèl·lules de manganès de zinc, bateries seques o bateries de zinc de carboni, amb el zinc utilitzat com un pol positiu i les barres de carboni més el diòxid de manganès que s'utilitza com un pol negatiu, i el clorur d'amoni, el zinc clorur o midó utilitzat com a electròlit. Subministra un voltatge de 1,5 V o menys a 25 º C., i va ser desenvolupat i descobert per un francès anomenat C. Lechance. Malgrat el seu descobriment precoç, és barat de fabricar, fer fàcilment, descarregar-se en un grau molt baix, tenint una relació d'elevada pes-energia (50-60 Wh / Kg) i ser pràctic per portar-la. Encara es fa en la seva major part i àmpliament com una cèl·lula primària en l'actualitat.

Aquest tipus de cèl·lula primària té un inconvenient de baixa potència, fins i tot si s'ha desenvolupat bastant d'hora, per la qual cosa és impossible aplicar-se a aparells elèctrics amb corrent gran. A més, hi ha un problema de tensió inestable en descàrrega. A més, les bateries de manganès de zinc poden tenir la seva tensió d'inici tendint a fluctuar a causa del temps d'emmagatzematge llarg i de propietats diferents del diòxid de manganès del pol negatiu, generalment en l'àmbit de 1.50V-1.80V. Si s'utilitza el diòxid de manganès electrolític, es pot millorar la tensió i la capacitat de la cèl·lula a causa de la seva puresa i alta activitat.

A continuació, cal assenyalar que és molt important preservar les bateries de zinc manganès en sec. El seu pol positiu de zinc pot erosionar-se i causar l'autoclau en cas d'emmagatzematge en un ambient molt humit. D'altra banda, un bon segellat de les bateries té importància significativa, i l'aigua a l'electròlit pot evaporar-se en cas de mala estanquitat per aconseguir una descàrrega impossible. D'altra banda, les bateries poden descarregar-se greument si l'oxigen els entra.

Les bateries de mercuri són altres cèl·lules primàries, i és una bateria alcalina, ja que l'electròlit és alcalí, amb forma de botó o cilindre. El seu pol negatiu està constituït per 90% de pols de zinc i 10% de mercuri, i el seu pol positiu està compost de 80-95% d'òxid de mercuri barrejat amb un 5-15% de grafit, amb un electròlit de 35-40% d'hidròxid de potassi.Aquest tipus de bateries es descarta de forma estable, amb una tensió inicial molt estable, de fàcil emmagatzematge, que té una relació d'alta dimensió-energia, que descarrega 1,34 V a 25 ° C, de manera que és aplicable als audiòfons o càmeres.

Segons els coneixements i la tecnologia tradicionals, la cèl·lula principal es considera impossible cobrar diverses vegades. Així, les cèl·lules primàries produïdes d'acord amb les regulacions de l'associació industrial no són re-cobertes limitades per la substància activa i el principi de la teoria elèctrica. Les cel·les s'han de fabricar d'acord amb la normativa, per passar la prova requerida per la normativa, ja que una cèl·lula primària no pot passar la prova per ser qualificada, tret que el contingut alliberat per la substància química a la cel·la primària arribi a la quantitat estàndard en un conjunt temps.En aquest moment, la substància química reacciona i es crema per complet, i la substància química no pot produir més energia.

Per cert, els aparells elèctrics existents no poden iniciar-se amb una tensió en el rang de 1.0V-1.2V, per exemple, els reproductors d'MP3 necessiten una mitjana de 1.15V d'una sola cel·la per activar-se i no es pot iniciar per reproduir si la cel·la té menys de 1.15V. Aleshores, un consumidor pot pensar que la cel·la no té més electricitat, i ha de ser reemplaçada per una nova. Però, de fet, tot i que la cèl·lula no pot arrencar l'aparell elèctric, encara té un voltatge d'aproximadament 1.15V, i la substància química no reacciona completament, sinó que la seva electricitat s'utilitza completament.

L'anterior condició de l'anomenada no electricitat d'una cèl·lula és totalment diferent de la condició de no electricitat que consideren els professionals i els intel·lectuals. Atès que 1.15V no equival a 0V, no és raonable decidir si la cel·la encara es pot carregar o no, amb el comptador connectat a la cel·la a 0V. Gairebé tots els consumidors no poden utilitzar un comptador per mesurar la capacitat d'una cel·la utilitzada, i poden pensar que la cel·la no té electricitat. No obstant això, una cèl·lula de capacitat insuficient i impossible d'iniciar un aparell elèctric és inútil per a un consumidor.

Com es pot entendre per la descripció anterior, en teoria, és cert que una cel·la primària no es pot tornar a cobrar, però també és cert que quan la substància química d'una cel·la utilitzada no està completament utilitzada, encara hi ha algunes restes de capacitància elèctrica . No hi ha un producte que pugui fer que una cèl·lula usada tingui la capacitat restant, de manera que els consumidors deixen de fumar les cèl · lules i els dòlars, resultant en una muntanya de piles de residus.

Per tant, és un assumpte crític recuperar la tensió de les cèl·lules primàries utilitzades, amb certa capacitat es va mantenir perquè les utilitzés repetidament permetent que la substància química reaccionés completament.

La present invenció proporciona un mètode de recuperació de la tensió d'una cèl·lula primària utilitzada i un dispositiu associat al mateix.

El mètode inclou els passos següents. (1) La lectura inicia la tensió i la capacitació de les cèl·lules a recuperar. (2) Impulsar l'impuls de la corba sinusoïdal una vegada cada 1-3 segons per estimular la substància química a les cèl·lules.(3) Impulsar l'impuls de la corba sinusoïdal una vegada cada 5-7 segons quan la tensió llegida de les cel·les recupera la diferència de voltatge d'inici des de la tensió estàndard per més del 70%. (4) Impulsar l'impuls de la corba sinusoïdal una vegada cada 10-12 segons quan la tensió llegida de les cel·les recupera la diferència de la tensió inicial des de la tensió estàndard fins a més del 90%. (5) Canvieu l'impuls de la corba sinusoïdal en un petit flux per estabilitzar la substància química de les cèl·lules. Mentrestant, el nivell de l'impuls de la corba sinusoïdal és 0.5V-1.5V més alt que la tensió estàndard, i la prova i la lectura es realitzen durant un període d'impuls de la corba no sinusoïdal.

El dispositiu inclou un circuit de lectura, un circuit de control, un circuit estimulant i un circuit de transformació i rectificació de tensió. El circuit de lectura es connecta a dos pols d'una cèl·lula o cel·les per recuperar-los, per obtenir la tensió inicial i la capacitat de cel·la o cel·les. El circuit de control va rebre dades del circuit de lectura i el circuit estimulant rep dades del circuit de control per imposar impulso de corba sinusoïdal en el pol positiu de la cèl·lula o de les cel·les, de manera que la substància química a les cel·les es pot excitar per permetre la cel·la Recupera la tensió a la tensió estàndard. El circuit de transformació i rectificació de voltatge rep dades del circuit de control per ajustar el nivell de tensió introduït en el circuit estimulant.

A més, el circuit de lectura es connecta més a un circuit de control de temperatura que es connecta a dos pols de la cel·la, per mesurar la temperatura de la cel·la durant el procés estimulant.

A més, la font d'alimentació del circuit de transformació i rectificació de voltatge és una corrent alterna rectificada mitjançant un convertidor AC-DC del circuit de transformació i rectificació de tensió.

No obstant això, la font d'energia del circuit de transformació i rectificació de tensió pot ser una potència de corrent continu a través d'un convertidor DC-DC del circuit de transformació i rectificació de tensió.

Aquesta invenció es comprendrà millor fent referència als dibuixos que acompanyen, on:

FIG. 1 és una visió de la relació mútua dels continguts i la tensió de les bateries;

FIG. 2 és un diagrama de blocs d'un dispositiu per recuperar la tensió d'una cel·la primària en la present invenció; i,

FIG. 3 és un diagrama de bloc d'un altre dispositiu per recuperar la tensió d'una cel·la primària en la present invenció

El factor de forma d'una cel·la primària utilitzada a tot el món és la següent.

Una cel·la AA (carboni) No 3 té un diàmetre de 14,2 mm, una longitud de 50 mm, tensió 1,5V, capacitat 2100 mAH; una cel·la AAA (carboni) No. 4 té un diàmetre de 10,5 m, una longitud de 44,5 mm, tensió 1,5V i una capacitat de 1000 mAh;una cel·la C (carboni) No. 2 té un diàmetre de 26 mm, una longitud de 46 mm, una tensió de 1.5V i una capacitat de 7000 mAh; una cel·la D (carboni) número 1 té un diàmetre de 33 mm, una longitud de 58 mm, tensió 1,5 mm i capacitat 14000 mAH; una cel·la de 9V té una mida de 48.5 × 26.2 × 17 mm, tensió 9V i capacitat 550 mAh.

Els aparells elèctrics que utilitzen cèl·lules comuns o bateries es poden iniciar amb la tensió d'inici i el corrent suficient, i les cel·les Núm. 1, Núm. 2, Núm. 3 i Núm. 4 tenen un voltatge estàndard de 1,5 V i tenen capacitats diferents per a ser utilitzat per diferents aparells elèctrics que necessiten diferents temps d'ús actuals i diferents.

FIG. 1 mostra relacions recíproques dels continguts i tensions d'una cèl·lula primària. Quan un consumidor no pot iniciar un aparell elèctric, la persona pot pensar que la cel·la primària ha descarregat completament la seva capacitat elèctrica i la reemplaça amb una nova bateria. Però pràcticament, la cèl·lula primària utilitzada encara té certa capacitat de reaccionar substància. Sempre que la tensió estàndard d'una nova cèl·lula sigui de 1.5V, el volum de la substància química és de 150 cc, i la tensió de la cèl·lula després de la seva utilització és de 1.2V, la substància reactiva de la cèl·lula queda de 120 cc. La present invenció no pot canviar el volum de la substància química, ja que la substància química restant és encara de 120 cc, però pot recuperar la tensió de la cèl·lula a un estàndard original de 1.5V.

Pròxim, FIG. 2 mostra un diagrama de blocs d'un primer dispositiu de recuperació de tensió d'una cèl·lula primària en la present invenció. Inclou un circuit de lectura 15 , un circuit de control 14 , un circuit estimulant 13 , i un circuit d'alteració i rectificació de tensió 12 .

El circuit de lectura 15 està connectat a dos pols d'una cel·la (o cel·les) 20 per obtenir el valor de la tensió d'inici i la capacitat de la cel·la (o de les cel·les) 20 a recuperar per la seva tensió (o la seva) tensió.

El circuit de control 14 és rebre dades del circuit de lectura 15 i convertir les dades en dades de control que s'enviaran a altres circuits de control.

El circuit estimulant 13 és rebre les dades del circuit de control 14 per imposar un impuls de corba sinusoïdal al pol positiu de la cel·la 20 per excitar la substància química a la cel·la 20 de manera que es pugui recuperar la tensió de la cel·la 20 a la tensió estàndard.

El circuit de canvi i rectificació de voltatge 12 és rebre les dades del circuit de control 14 per ajustar el nivell de la tensió introduïda des del circuit estimulant 14 .

El nivell de l'impuls de la corba sinusoïdal és 0.5V-1.5V superior al de la tensió estàndard de la cel·la. El circuit de lectura 15 està més connectat a un circuit de control de temperatura 16 que es connecta als dos pols de la cel·la 20 , per mesurar la temperatura de la cel·la 20 durant el procés d'estimulació. En el curs d'estimular la cel·la 20 , quan la temperatura enviada des del circuit de control 16 al circuit de lectura 15 és de 50 º C., el circuit de lectura 15 envia les dades al circuit de control 14 i atura l'acció estimulant del circuit estimulant 13 a la cel·la 20 per assegurar la seguretat de la cel·la 20durant el procés de recuperació.

Mentrestant, la font d'energia del circuit de canvi i rectificació 12 de tensió és una CA com potència comercial de 100V-120V, que es rectifica a través del convertidor AC-DC 11 per subministrar energia necessària per al dispositiu i la tensió d'impuls que el circuit estimulador 13 necessitats. No obstant això, la font d'energia del circuit de canvi i rectificació de tensió 12 pot ser abundant

L'alimentació de corrent continu prové del dispositiu de subministrament de 12 V DC en un automòbil i passa i rectifica mitjançant un convertidor DC-DC 17 com es mostra a FIG. 3 que mostra una segona forma de realització preferent de la invenció, i després el dispositiu de recuperació de voltatge de la invenció es pot aplicar a un generador comú que es pot dur a terme per al seu ús.

A continuació, el mètode de recuperació del voltatge d'una cel·la primària d'acord amb la invenció inclou els passos següents.

• • (1) Un primer pas de llegir les cel·les 20 pel circuit de lectura 15 per obtenir el voltatge i capacitancia de les cel·les 20 .
  • (2) Un segon pas de convertir les dades rebudes del circuit de lectura 15 pel circuit de control 14 a les dades de control que s'enviaran al circuit estimulant 13 i al circuit de canvi i rectificació de voltatge 12 i després s'imposa el circuit estimulant 13 impuls de la corba de sinus una vegada cada 1-3 segons al pol positiu de les cèl·lules 20 per excitar la substància química en les cel·les 20 de manera que es pugui activar la substància química. El nivell de l'impuls de la corba sinusoïdal és 0.5V-1.5V superior al de la tensió estàndard de les cel·les.
  • (3) Un tercer pas de canviar l'impuls de la corba sinusoïdal a una vegada cada 5-7 segons quan la tensió llegida de les cel·les 20 recupera la seva diferència des de la tensió estàndard fins a més del 70%.
  • (4) Un quart pas de canviar l'impuls de la corba sinusoïdal a una vegada cada 10-12 segons, quan la tensió llegida de les cel·les 20 recupera la diferència de la tensió estàndard per més del 90%.
  • (5) Un cinquè pas de canviar l'impuls de la corba sinusoïdal a un petit flux d'impuls per estabilitzar la substància química a la cel·la quan la tensió que es llegeix des de les cel·les 20 recupera la seva diferència des de la tensió estàndard fins a més del 99%.

No obstant això, la prova i la lectura en cada pas es realitza mitjançant el circuit de lectura 15 durant el període d'impuls de la corba sense sine.

L'objecte de la invenció és oferir un mètode de recuperació del voltatge d'una cèl·lula primària i el seu dispositiu, per recuperar la tensió d'una cèl·lula primària que s'utilitza una vegada i la substància química encara no està totalment acabada, de manera que es pugui recuperar la tensió de la cèl·lula utilitzant la reacció completa de la substància química a la cel·la.

Actualment, les bateries descartades amb substàncies químiques com el zinc, el mercuri i el manganès en aquest lloc poden afectar el sòl i contaminar les fonts d'aigua. És molt difícil tractar ràpidament amb els acumuladors de bateries de residus, que es converteix en el greu problema per a la conservació del medi ambient. Per reduir l'impacte en la conservació ecològica, gairebé tots els països del món propugnen el reciclatge de cel·les de residus i bateries. A més, a causa de l'ús convenient de la cèl·lula, i la tecnologia avançada per fer que la bateria secundària que sigui recarregable i que s'utilitzi per a aparells, cèl·lules i bateries electròniques especials, segueix sent utilitzada àmpliament i comunament, de manera que per fer front a les cèl·lules i bateries usades és un problema de mal de cap crònic a tot el món.

Tot i que el reciclatge és un mètode per resoldre aquest problema, però la reutilització de l'energia restant no utilitzada completament en productes com ara cel·les i bateries és també un altre mètode. Així, la present invenció ofereix aquest tipus de solució per recuperar la tensió de les cèl·lules primàries utilitzades que els consumidors consideren que no són més utilitzables després que els aparells elèctrics no puguin treballar amb les cèl·lules. A continuació, els consumidors no necessiten descartar-los, capaços d'utilitzar totalment l'energia elèctrica a les cel·les, estalviant-ne una despesa i reduint el nombre de cèl·lules i bateries de residus per contribuir de manera alguna a la conservació de l'entorn.

Mentre que la forma de realització preferent de la invenció s'ha descrit anteriorment, es reconeixerà i comprendrà que es poden fer diverses modificacions i les pretensions adjuntes estan destinades a cobrir totes aquestes modificacions que poden incloure l'esperit i l'abast de la invenció.