1598005409-d822585ccc08cc47a0cab5184af6a524 (Химические источники тока. Учебное пособие. Под ред. В.Н. Варыпаева, 1990u)

120 124 ОГЛАВЛЕНИЕ 4.4. Воздушно-нанковые элементы 4.5. Элементы с неводным злектролнтом Глава 5. Резервные батарен 5.1. Водоактнвнруемые батареи 5.2, Ампульные батареи 5.3. Тепловые батареи Г л а в а 6. Топлнвные элементы 6.!. Отлнчнтельные особенности 6,2. Условня протекання электродных процессов 6.3. Кнслородно-водороднме топлнвные элементы Контрольнме вопросы н задання 135 136 142 146 148 149 151 157 162 РАЗДЕЛ 1П АККУМУЛЯТОРЫ Преднсловне Введенне 10 1О 13 17 215 216 2!9 224 224 87 87 1!1 117 Лнтература 240 РАЗДЕЛ ! ОСНОВЫ ТЕОРИИ, КОНСТРУКПИИ И ЭКСПЛУАТАПИИ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Гла на 1. Вопросы теория ХИТ !.1.

Термннологня 1.2. Процесс разряда 1.3. Введение в теорию пористого электрода Глава 2. Вопросы конструкцнн н класснфнкацнн ХИТ 2.1. Электроды 2.2. Электролнтм 2.3. Сепараторы 2.4. Конструктнвные особенности элементов н батарей 2.5. Классификация Глав а 3. Практяческое нспользованне ХИТ 3,1. Электрические характернстнкн 3.2. Эксплуатационные характернстнкн З.З. Особенностн зксплуатацнн 3.4. Областн прнменення 3.5. Использованпе вичислительной техннкн Контрольние вопроси н задання РАЗДЕЛ 11 ПЕРВИЧНЫЕ И ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Глава 4.

Элементы с водным я неводным электролнтом 4.!. Марганцево-цннковые элементы 4,2. Ртутно.цннковые элементы 4.3. Серебряно-цинковые элементы 23 24 30 ЗЗ 35 38 44 45 57 69 75 78 84 Глава 7. Свннцовые аккумуляторы 7.1. Теория свннцового аккумулятора 7.2. Устройство стартерных свннцовых батарей 7.3. Устройство свинцовых аккумуляторов других типов 7.4. Электрнческне н эксплуатацнонные характеристики 7.5. Правнла эксплуатацнн 7.6. Безуходный свннцовый аккумулятор 7.7.

Пронзволство стартерных батарей 7.8. Перспектнвы развнткя Г л а в а 8. Ннкель-железные аккумуляторы 8.1. Теорня ннкель-железного аккумулятора 8.2. Устройство никель-железных аккумуляторов 8.3. Характернстнкн н правила эксплуатацнн 8.4. Перспективы развнтня Г л а в а 9. Нинель-кадмневые аккумуляторы 9.1. Теорня ннкель-кадмневого аккумулятора 9.2. Устройство н характернстнкн Гл а в а 10.

Серебряно-цннковые аккумуляторы 10.1. Теория серебряно-цинкового аккумулятора 10.2. Устройство н характернстнкн серебряно-цннкового аккумулятора Гла за 1!. Аккумуляторы другнх систем 11.1. Ннкель-цннковме аккумуляторы 11.2. Серебряно-кадмневме аккумуляторы 11.3. Металлогазовые аккумуляторы Контрольные вопроси н задання 164 165 171 174 177 186 189 193 199 201 202 207 211 214 230 230 235 237 239 ББК 31.251 В18 УДК 620.9,93 Р е ц е н 3 е н т ы: кафедра технологии электрохнмических производств Новочеркасского политехнического института нм.

Серго Орджоникидзе (зав. кафедрой проф. Ф. И. Куков) и проф. В. Н. Флеров (Горьковский политехнический институт) В пособии даны освоен теории, конструкции и эксплуатации химических источников така (Хнт!. Рассмотрены наиболее распространенные первичные элементы и аккумуляторы, нх устройство и характеристики. Представлены также литиевые элементы, резервные и топливные батареи, металло. газовые аккумуляторы. Книга ке имеет аналогии в отечественнаЯ и зарубежной литературе н может быть.

полезна инженерно-технически» и научным работннкам, связанны» с разработкоЯ, производство», энсплутациой н применением ХИТ. ББК 31.231 0 П2.10 2202090000(4309000000) †1 23 90 001(01) — 90 Учебное издание Варыпаев Владимир Николаевич,(лдасонн ] Мартин Аветисович, Никольский Валентин Алексеевич ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА Зав. редакцией С. Ф.

Кондрашкопа. Редактор С. С. Тракезннкопи Мл. редактор С. М. Ерохина. Технический редактор Л. Ф. Попова. Художник В. М. Боровков. Художественный редактор Е. Л. Косшрепа. Корректор С, К Завьялова ИБ № 7410 Иэд. К. ХИМ.864. Сдано в набор 03.07,89. Поди. в печать 22.01.90. Формат 84Х108Чи. Бум. «н.-журн, Гарнитура литературная, Печать офсетная. Объем 12,60 уел. печ, л. 12,81 усл.

кр..отт. !2,88 уч.-нзд. л. тираж 11000 экэ. Зазс. № 1776. Цена 60 «о». Издательство Высшая шнола». 101430, Москва, ГСП.4, Неглинная ул., д. 29114, Московская типосрафня 70 8 Госкомпечати СССР. 101898, Москва, Центр. Хохловскнй пгр.. 7. 47 В. Н. Варыпаев, ~М. А. Дасонн~, 15 В)3) 5-06-001557-2 В. А. Никольский, !990 Варыпаев В. Н. н др.

В18 Химические источники тока: Учеб. пособие для хим;технол. спец. вузов/ В. Н. Варыпаев,)М. А. Дасоян~, В. А. Никольский; Нод ред, В. Н. Варыпаена. — Мл Высш. шкч 1990. — 240 сл ил. 15 ВН 5-06-001557-2 ПРЕДИСЛОВИЕ Цель настоящего учебного пособия — строгое и вместе с тем доступное изложение вопросов теории, устройства и характеристик основных типов химических источников тока (ХИТ). Пособие написано для студентов-электрохимиков на основе лекционного курса, читаемого в Ленинградском технологическом институте им. Ленсовета. Химические источники тока составляют одно из наиболее быстро развивающихся направлений прикладной электрохимии, тесно связанное с электротехникой. Проблемы развития ХИТ координируются многими отраслями науки и техники, для которых химический источник тока — это прежде всего блок автономного энергоснабжения.

Поэтому достижения в области ХИТ нередко определяют прогресс научно-технических направлений, создают предпосылки для разработки современной технини от космических аппаратов до товаров народного потребления. И наоборот, возникающие трудности на пути создания совершенных источников тока тормозят развитие других отраслей техники.

В пособии рассматриваются главным образом типы современных источников тока, которые находят наиболее широкое применение или являются перспективными в ближайшем будущем. Придается большое значение общим вопросам теории, конструкции н эксплуатации. Авторы выражают искреннюю благодарность рецензетам: проф. В. Н. Флерову и коллективу кафедры технологии электрохимических производств Новочеркасского политехнического института (зав. кафедрой проф. Ф, И. Кукоз) за внимательный просмотр рукописи и полезные советы. Авторы также весьма признательны д-ру хим.

наук И. А. Агуфу, д-ру техн. наук В. В. Теиьковцеву и всем, чьи критические замечания по отдельным частям рукописи помогли работе над книгой. Гл. 7 написана М. А. Дасояном, гл. 10 и !1 — В. А. Никольским, остальной материал подготовлен В. Н. Варыпаевым. Любые замечания и пожелания будут приняты авторами с благодарностью.

Авторы 5 ВВЕДЕНИЕ История возникновения и развития химических источников тока нашего времени связана с именами итальянских ученых Л. Гальвани и А. Вольта. В 1791 г. Л. Гальвани, случайно реализовав электрохнмическую цепь (электролитом служила физиологическая жидкость мышцы лягушки), выдвинул идею «животного электричества». Иное толкование этим опытам дал А. Вольта. В 1800 г. в качестве доказательства своих взглядов он представил устройства, которые генерировали электрический ток в цепи, не содержащей животные тка нн (рис.

В.1), — знаменитый вольтов столб. Изобретение А. Вольта произвело научную сенсацию. Особое внимание привлекло действие электрического тока на химические вещества. Уже в 1800 г. Э. Карлейль н У. Никольсон наблюдали разложение воды на кислород и водород. В 1801 г. русский естествоиспытатель А. А. Мусин-Пушкин продемонстрировал химическое действие вольтова столба на заседании Петербургской Академии наук.

Пропуская гальванический ток через увлажненные куски гндроксидов, Г. Дэви (1807) впервые получил металлические натрий и калий. К этому времени под действием электрического тока из водных растворов выделяли медь, цинк, серебро, золото (Л. Бруньятелли и др.). Дальнейшее развитие источников тока было связано как с усовершенствованием элементов Вольта, так н с поиском новых электрохимических систем.

Изучение свойств гальванического тока привело к результатам, которые ознаменовали начало новой эры в учении об электричестве. Х. Эрстед (1820) сообщил о магнитном действии электрического тока, Г. Ом (1825) установил прямую зависимость силы тока от напряжения в цепи, А. Ампер (1828) разработал теоретические основы электродинамики, М. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции (1831) и законы электролиза (1833 — 1834), Д. Джоуль (1841 — 1843) опубликовал работы по тепловому действию электрического тока. Этн и другие научные достижения заложили основы двух направлений — электрохимии н электротехники. 6 Рис.

В.1. Химические источники тока А.Вольта: а — серебряно.цинковая и цеяао-цинковая биаоляриая батарея (вольтовы етолбын б — серебряно-цинковая цонололяряая батарея Доступность и простота эксплуатации элементов стимулнровалн работы по практическому применению электрического тока и носили исключительно новаторский характер. Например, в 1832 г. чл.-кор. Петербургской Академии наук П.

Л. Шиллинг создал систему электромагнитного телеграфа, которая положила начало электрической связи как в нашей стране, так и за рубежом. Акад. Б. С. Якоби разработал электродвигатель для первого в мире электросудиа (1838). В качестве источника энергии служила батарея из 320 элементов Даниеля— Якоби. Работая с теми же элементами, Якоби открыл гальванопластику (1838). В 1840-х годах в Петербурге появились первые гальванические производства, на которых источниками электроэнергии служили крупные медно-цинковые батареи. Новым этапом в развитии источников тока явилось создание гальванических элементов многократного использования — аккумуляторов. Ж. Раффард уже в 188! г., использовав усовершенствованную аккумуляторную батарею Г. Планте, построил электроэкнпаж как прообраз современногоэлектромобнля (напомним, что автомобиль был изобретен К.

Бенцем 5 лет спустя). Использовав аналогичную батарею, Н. Н. Бенардос изобрел электросварку (1882). Вскоре 7 В. Юнгнером (1900) и Т. Эдисоном (190!) были разработаны первые щелочные аккумуляторы, которыми предполагалось заменить слишком тяжелые свинцовые аккумуляторы. Дальнейшее развитие техники привело к тому. что щелочные и кислотные аккумуляторы нашли широкие области применения, почти не испытывая взаимной конкуренции, К концу Х1Х в. широкое распространение получили электромагнитные генераторы, вырабатывающие дешевую электроэнергию. С появлением мощных электростанций и стационарных электросетей целевое назначение ХИТ претерпело изменение. Их дальнейшее развитие диктовалось потребностью прежде всего в источниках энергопитания для различных видов транспорта (главным образом для автомобилей и электрокаров), а также в стационарных батареях для средств телеграфной н телефонной связи, радиосвязи, позднее — радиовещания.

Все большее значение прнобреталн ХИТ в области военной техники. После второй мировой войны в условиях начавшейся научно-технической революции технические требования, предъявляемые к ХИТ, начали заметно возрастать. Появилась потребность в автономных источниках тока с высокими электрическими н эксплуатационными характеристиками в широком диапазоне размеров и условий разряда.