Optimalizace užitných vlastností olověných akumulátorů

Abstract

Tato dizertační práce se zabývá omezením degradačních mechanizmů olověných akumulátorů, ke kterým výrazně přispívá nerovnoměrná distribuce proudu (a tedy i vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu) po povrchu elektrod olověného akumulátoru. Nerovnoměrnost distribuce těchto parametrů zásadně ovlivňuje rozložení proudových praporců na deskách. V této práci byl vytvořen reálný model článku olověného akumulátoru s deskovými elektrodami s různými variantami rozložení proudových praporců. Výsledky naměřené na tomto modelu byly porovnány s výsledky zjištěnými z matematických simulací. Pomocí těchto simulací bylo možno hlouběji nahlédnout do procesů a změn v elektrodách olověných akumulátorů, ke kterým dochází v průběhu vybíjení. Cílem práce bylo pro předdefinované varianty rozmístění proudových praporců simulovat distribuci proudu, vnitřního odporu, prošlého náboje a ztrátového výkonu v průběhu vybíjení. Dalším cílem bylo porovnat jednotlivé zkoumané varianty a nalézt optimální variantu rozmístění proudových praporců z hlediska minimalizace nerovnoměrnosti distribuce zkoumaných veličin.

This thesis focuses on the limitations of degradation mechanisms of Lead-Acid batteries, which significantly contributes unequal distribution of current (and therefore internal resistance, charge passed and power loss) on the surface of the electrodes of Lead-Acid battery. The unevenness of distribution of these parameters significantly influences the distribution of current tabs on the electrodes. In this work it was developed realistic model of Lead-Acid battery cell with plate electrodes with different variants of the distribution of current tabs. Measured results obtained in this model were compared with the results found out from the mathematical simulations. Through these simulations, it was possible to take a look deeply into the processes and changes in the electrodes of Lead-Acid batteries during discharge. Goal of this work was for predefined variants of positioning of the current tabs to simulate distribution of current, internal resistance, charge passed and power loss during discharge. Another goal was to compare the different variants and to find the optimal variant of current tabs positioning based on minimizing of unevenness of examined variables distribution.