ANTECEDENTS DE LA INVENCIÓ
1. Camp de la Invenció
Aquesta invenció es refereix a una tecnologia de recuperació de tensió d'una cèl·lula primà ria que s'ha usat una vegada. Es descriu un mètode de recuperació de tensió d'una cèl·lula primà ria que conté capacitats residuals, de manera que la cèl·lula primà ria pot prendre reaccions completes de la seva substà ncia 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 majorità riament en les següents varietats segons les seves caracterÃstiques de descà rrega.
-
- 1. Una cèl·lula primà ria és una bateria que només es pot utilitzar una vegada i no es pot carregar ni recarregar repetidament afegint energia quÃmica transformada. Les cèl·lules primà ries inclouen bateries seques, bateries de mercuri i bateries alcalines, etc. S'utilitzen més aviat, i més à mpliament, 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 secundà ria es pot carregar i recarregar repetidament per repetir-nos l'edat recuperant la substà ncia 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 à cid, una bateria de nÃquel cadmi, una bateria d'hidrogen de nÃquel, una bateria de liti secundà ria i una bateria de ions de liti, una polÃmer 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 substà ncia activa, i només quan es subministra amb substà ncies 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 quÃmiques. 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 primà ries 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 fà cilment, descarregar-se en un grau molt baix, tenint una relació d'elevada pes-energia (50-60 Wh / Kg) i ser prà ctic per portar-la. Encara es fa en la seva major part i à mpliament com una cèl·lula primà ria en l'actualitat.
Aquest tipus de cèl·lula primà ria 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 descà rrega. 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'à mbit de 1.50V-1.80V. Si s'utilitza el diòxid de manganès electrolÃtic, 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 importà ncia significativa, i l'aigua a l'electròlit pot evaporar-se en cas de mala estanquitat per aconseguir una descà rrega impossible. D'altra banda, les bateries poden descarregar-se greument si l'oxigen els entra.
Les bateries de mercuri són altres cèl·lules primà ries, i és una bateria alcalina, ja que l'electròlit és alcalÃ, 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 fà cil 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 cà meres.
Segons els coneixements i la tecnologia tradicionals, la cèl·lula principal es considera impossible cobrar diverses vegades. AixÃ, les cèl·lules primà ries produïdes d'acord amb les regulacions de l'associació industrial no són re-cobertes limitades per la substà ncia 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 primà ria no pot passar la prova per ser qualificada, tret que el contingut alliberat per la substà ncia quÃmica a la cel·la primà ria arribi a la quantitat està ndard en un conjunt temps.En aquest moment, la substà ncia quÃmica reacciona i es crema per complet, i la substà ncia quÃmica 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 substà ncia quÃmica 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 primà ria no es pot tornar a cobrar, però també és cert que quan la substà ncia quÃmica d'una cel·la utilitzada no està completament utilitzada, encara hi ha algunes restes de capacità ncia 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 crÃtic recuperar la tensió de les cèl·lules primà ries utilitzades, amb certa capacitat es va mantenir perquè les utilitzés repetidament permetent que la substà ncia quÃmica reaccionés completament.
RESUM DE LA INVENCIÓ
La present invenció proporciona un mètode de recuperació de la tensió d'una cèl·lula primà ria 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 substà ncia quÃmica 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 està ndard 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 està ndard fins a més del 90%. (5) Canvieu l'impuls de la corba sinusoïdal en un petit flux per estabilitzar la substà ncia quÃmica de les cèl·lules. Mentrestant, el nivell de l'impuls de la corba sinusoïdal és 0.5V-1.5V més alt que la tensió està ndard, i la prova i la lectura es realitzen durant un perÃode 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 substà ncia quÃmica a les cel·les es pot excitar per permetre la cel·la Recupera la tensió a la tensió està ndard. 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.
BREU DESCRIPCIÓ DELS DIBUIXOS
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 primà ria en la present invenció; i,
FIG. 3 és un diagrama de bloc d'un altre dispositiu per recuperar la tensió d'una cel·la primà ria en la present invenció
DESCRIPCIÓ DETALLADA DE LES REALITZACIONS PREFERITES
El factor de forma d'una cel·la primà ria utilitzada a tot el món és la següent.
Una cel·la AA (carboni) No 3 té un dià metre de 14,2 mm, una longitud de 50 mm, tensió 1,5V, capacitat 2100 mAH; una cel·la AAA (carboni) No. 4 té un dià metre 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 dià metre 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 dià metre 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 està ndard 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 recÃproques dels continguts i tensions d'una cèl·lula primà ria. Quan un consumidor no pot iniciar un aparell elèctric, la persona pot pensar que la cel·la primà ria ha descarregat completament la seva capacitat elèctrica i la reemplaça amb una nova bateria. Però prà cticament, la cèl·lula primà ria utilitzada encara té certa capacitat de reaccionar substà ncia. Sempre que la tensió està ndard d'una nova cèl·lula sigui de 1.5V, el volum de la substà ncia quÃmica és de 150 cc, i la tensió de la cèl·lula després de la seva utilització és de 1.2V, la substà ncia reactiva de la cèl·lula queda de 120 cc. La present invenció no pot canviar el volum de la substà ncia quÃmica, ja que la substà ncia quÃmica restant és encara de 120 cc, però pot recuperar la tensió de la cèl·lula a un està ndard original de 1.5V.
Pròxim, FIG. 2 mostra un diagrama de blocs d'un primer dispositiu de recuperació de tensió d'una cèl·lula primà ria 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 substà ncia quÃmica a la cel·la 20 de manera que es pugui recuperar la tensió de la cel·la 20 a la tensió està ndard.
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 està ndard 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 necessà ria 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 primà ria 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 substà ncia quÃmica en les cel·les 20 de manera que es pugui activar la substà ncia quÃmica. El nivell de l'impuls de la corba sinusoïdal és 0.5V-1.5V superior al de la tensió està ndard 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 està ndard 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 està ndard 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 substà ncia quÃmica a la cel·la quan la tensió que es llegeix des de les cel·les 20 recupera la seva diferència des de la tensió està ndard 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 perÃode d'impuls de la corba sense sine.
L'objecte de la invenció és oferir un mètode de recuperació del voltatge d'una cèl·lula primà ria i el seu dispositiu, per recuperar la tensió d'una cèl·lula primà ria que s'utilitza una vegada i la substà ncia quÃmica encara no està totalment acabada, de manera que es pugui recuperar la tensió de la cèl·lula utilitzant la reacció completa de la substà ncia quÃmica a la cel·la.
Actualment, les bateries descartades amb substà ncies quÃmiques com el zinc, el mercuri i el manganès en aquest lloc poden afectar el sòl i contaminar les fonts d'aigua. És molt difÃcil tractar rà pidament 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 secundà ria que sigui recarregable i que s'utilitzi per a aparells, cèl·lules i bateries electròniques especials, segueix sent utilitzada à mpliament 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. AixÃ, la present invenció ofereix aquest tipus de solució per recuperar la tensió de les cèl·lules primà ries 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.
