Impedance Measurement of Lead-acid Accumulator

Tato práce se zabývá impedančním měřením olověného akumulátoru. Cílem práce bylo nastudovat problematiku současných možností impedančního měření na olověném akumulátoru, především však zjistit možnosti rozšířené rozdílové metody měření, ověřit její funkčnost a interpretovat výsledky získané jejím prostřednictvím. Původní stejnosměrná rozdílová metoda byla vyvinuta dříve v naší laboratoři elektrochemických zdrojů Ústavu elektrotechnologie. Původní i nová metoda je nedestruktivní, obě tudíž umožňují získávat informace o zkoumané elektrodě in situ. Nová metoda by navíc měla poskytnout podstatně větší soubor informací, neboť měření probíhá v širokém frekvenčním spektru. Tato metoda byla použita ke sledování elektrod olověného akumulátoru, především pak rozhraní kolektor/aktivní hmota a aktivní hmoty samotné, a to v různých stavech a režimech provozu. Získané výsledky doplňují výsledky získané dříve a více tak osvětlují podstatu sledovaných degradačních mechanizmů. Dále byly porovnány elektrody s mřížkami z různých olověných slitin z hlediska rychlosti korozní vrstvy na rozhraní žebro / aktivní hmota elektrody. Byly získány nové poznatky o působení různých režimů nabíjení a vybíjení, zejména pak pulzních režimů, režimu částečného stavu nabití (PSoC) a režimu hlubokého cyklování. Měření byla realizována především na zařízení BioLogic VSP. Měřicí režim tohoto zařízení byl optimalizován pro potřeby rozšířené rozdílové metody a použitých elektrod.This dissertation deals with impedance measurements of lead-acid accumulator. Main aim was to study recent problems of impedance measurements of lead-acid accumulator and most importantly to extend difference method and also to interpret its results. The original DC difference method was developed earlier at our Power Sources Laboratory of Department of Electrical and Electronic Technology. The DC difference method and also the new AC difference method are both non-destructive, which means that experimental data can be obtained in situ. New method provides more accurate set of information because of its wide frequency range nature. Electrodes of lead-acid accumulator were analysed with special attention to collector / active mass double layer and to active mass itself. Various states and operation regimes were investigated. Obtained data contributed to better understanding of involved degradation mechanisms. Main aim of other experiment was to observe and interpret corrosion rates of electrode collector composed of various lead alloys. Last but not least charge and discharge regimes e.g. 100% deep of discharge regime, partial state of charge (PSoC) regime and pulse charge regime were analysed. BioLogic VSP was the device used for almost all experimental measurements. It takes a lot of effort to optimise VSP operation regime. Best operation regime of VSP for the difference method was suggested too.