1598005409-d822585ccc08cc47a0cab5184af6a524 (811208), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Это обстоятельство создает трудности при выборе кпиструквюииых материалов. Металлические детали изготовляют из никеля и легированной стали, изолирующие проклздяя — из стекла и фторопластз, сепаратором служит стеклоткаиь. Дояолиитвльшая осложнении связлиы с токсичиостью тиоиил- хлорида. В целом источники тока Ь! — 50С!з относятся к наиболее перспективным. В отличие от элементов с жидкими окислптелямн элементы Ь! — МпОз, Ь! — УзОм Ь! — Сп5 и другие имеют более высокое внутреннее сопротивление и значительные поляризациониые потери напряжения, поэтому они работоспособны при длительных режимах разряда и температуре не ниже — 20'С.
Из них самым дешевым является элемент на основе электродной пары литий— диоксцд марганца, в котором используется в качестве растворителя полйпропнленкарбонат или у-бутиролактон. В ряде стран выпускают малогабаритные дисковые и цилиндрические элементы Ь! — МпОз емкостью от 0,03 до 1,4 А.ч, массой от 0,8 до 14 г.
Фактическая продолжительность разряда в зависимости от назначения составляет от 20 ч до 5 лет, температурный интервал— от — 20 до +50'С. Потенциал диоксида марганца в начале разряда высок, поэтому на элементах не наблюдается начальная задержка напряжения, в целом же разрядная характеристика менее стабильна, чем других ЛЭ. Удельная энергия завпснт от размера элемента н режима разряда и лежит в пределах от 120 до 225 Вт ч/кг (400 — 610 Вт ч/дм'). Саморазряд составляет 2 — 3"в в год и поэтому срок хранения элементов превышает 6 лет. Малогабаритные элементы рулонной конструкции на основе электрохнмнческой системы Ь!!Ь!ВР~~ (СР,)„были разработаны японской фирмой Ма!зися!!а и получили известность в !970-е годы благодаря высоким удельным характеристикам, достигавшим 300 Вт.ч1кг.
Элементы имели напряжение 2,6 — 2,3 В при токе разряда 0,01 С„„и ниже. В дальнейшем применение в качестве электролита перхлората лития в пропиленкарбонате, а также изменение технологии и состава активной массы позволило резко увеличить коэффициент мспользовання полифторуглерода я, как следствие, достигнуть удельной энергии в пределах 320 †4 Вт ч/кг. К недостаткам этих элементов следует отнести их высокую стоимость и недостаточную технологичность.
Электрохнмические свойства положительного электрода в большой степени зависят от технологических параметров, зто относится прежде всего к условиям синтеза полифторуглерода. Заслуживают внимания элементы литий-сульфид же- 132 лева, которые имеют номннальное напряжение 1,б В н таким образом могут заменять серебряно-цинковые нлн ртутно-цннковые элементы. Онн отлнчаются длительным сроком службы н нмеют хорошие ннзкотемпературные ха рактернстнкн. Сравннтельная оценка лнтневых элементов. В ряду нанболее важных характернстнк показательной является величина удельной энергии. Удельные характернстнкн лвтневых элементов, как н любых других, зависят от размера, конструкции, режима разряда, срока хранення.
В табл. 4,3 приведены практически достигнутые Тпблияп 43. менеепрме параметры апвепмк елевентеп по ереп- иапнм к СЦ и РЦ еламантпмп (20'СЗ ~г.йр е.бйм Праатясеская яесткгяуган укаевнан екергяк Нааряже. нне. В Экектрсякнатеска я скатана Растясрктеая иср эдс Втт/ег Вт кне Ь|1Ь! А(СЦ 50С1| Ь1| Ь!С10|! (СР ) Ь11Ь!Вг1 50 3,7 4,5 3,3 2,5 1510 2190 нри х 1 Тиоиилклорид Пропнленкар- бонат 1100 620 Анетонитрил+ проннленкарбонат Пропнленкарбонат Тетрагндрофу. ран+ днметокспетен Воде г 2,9 2,7 4,0 2,9 340 560 225 610 1090 ЬЦ Ь|С10| ~ МпОт Ь11Ь|С10 1Сп5 1140 2,15 1,7 1,60 1Д5 1,35 1,25 1050 288 257 195 11О 110 4!0 250 450 гп~КОН~АКео 133 значения удельной энергнн, полученные в нанболее благопрнятных условиях разряда ЛЭ в порядке убывания.
Среди представленных элементов значительное пренму|цество имеет элемент с тлоннлхлорндом. Следует отметить, что по мере повышення токовой нагрузки н сннженйя температуры удельная энергия влемента с полифторуглеродом становится более низкой, чем элемента с дноксндом серы. Из данных табл. 4.4 вкяно превосходство влектрнческнх характеристик литиевых элементов по сравненню с лучшими элементами с водным электр олнтом. По данным рис. 4.16, более высокая стабильность разрядного напряжения наблюдается у элементов с жидким окнслнтелем, достаточно стабильна и разрядная кривая полнФ г1 г г"~ " ю~,.
и *г ! ты имеют напряжение — -,' выше 1,5 — 1,2 В и не :, :обладают поэтому взаф :, имозаменяемастью с ! СЦ, РЦ и другими , цинковым н элементамн. Это обстоятельства оказывает отрицательное влияние иа конъюнктуру ЛЭ. Температурный инРнс. 4ла. сравннтсаьные Разрнлныс терзал ЛЭ с твердым лара"'рмтннн лнтнсвж мемснтов Ок лителем не Опуса анротоннын ьлснтролвтан: нгт ос кается ниже — 20 С; нл в н ь о- н' а.ллн л он: элемЕнты с жидкИМ о — лнгна-лгглйфгьвуглчгал окислителем работоспособны вплоть до — 60'С.
Столь глубокая морозостойкость как новое эксплуатационное качество ХИТ повышает интерес к элементам этого типа. Срок хранения литиевых элементов не имеет однозначной оценки, здесь многое зависит от технического уровня производства конкретных источников тока. У лучших образцов срок хранения 5 †лет, а для дискового элемента системы 1Л11.1Азрь1ЧтОа с метилформкатом и качестве растворителя срок хранения прогнозируется более 20 лет. С тачки зрения надежности литиевые элементы оцениваются высоко, среди них предпочтительнее, по-видимому, элементы твердым акислителем, работающие без ивбьночиого давления. Общий недостаток литиевых источников тока — их высокая стоимость, связанная отчасти со сложной многооперационной технологией, основанной на новейших научно-технических достижениях.
Однако по ряду причин оии экономичнее, чем щелочные цннковые элементы. Так, сокращаютсн эксплуатационные расходы, связанные с заменой ХИТ илн нх термостатированием, что ьа4 4д ч г, ~Х да ях я т иа Еинооьть, % вв ноиинольной особенно важно для аппаратуры, используемой в удаленных местах или в зонах с низкой температурой. Высокий экономический эффект создается за счет увеличения ресурса работы аппаратуры на космических, подводных и других объектах, на которых замена источимков витания невозможна. Если сравввть стоимость электроэнергии, выработанной первичными источниками тока различных спстем, то окажется, что ЛЭ имеют большое преимущество перед РЦ и особенно СЦ элементами, образуя следующий ряд в порядке возрастания стоимости 1 Вт.ч: Ы-ЗОС!з(Ы-МпОз(Ы вЂ” 80э СЫ вЂ” (СР„)„(ага†— НдО ( Еа — АйзО В $98Ох годах большим спросом пользовались элементы Е~-ЗОз, отличающиеся универсальностью характеристик.
Видимо, в ближайшем будущем по мере промышленного освоения с ними будут успешно коикуриРапять элементы с тиопилхлорндом. В новых изделиях и объектах ЛЭ с твердым окислителем постепенно заменяют цинковые элементы с щелочным электролитом. Все чаще ЛЭ находятся вне конкуренции прн использовании в системах защиты памяти ЭВМ, в электронных системах охранной сигнализации, служат блокамн питания микропроцессоров, все шире применяются в разнообразных портативных устройствах. Литиевые батареи успешно используют для энергопитаиня, кардностимуляторов, а также в военной технике.
Перспективность источников тока с апротоиными растворителями несомненна. Глава 5 эивяэвнып Бдтдэпм Резервные, нли активируемые, химические источники тока представляют собой батареи первичных элементов, в которых электроды в период хранения ие контактируют с жидким электролитом и приводятся в рабочее состояние (активируются) непосредственно перед разрядом. В резервных батареях сочетаются многолетний срок хранения с интенсивным разрядом, при котором вся емкость элемента реализуется за время от секунд до ие- !36 скольких часов. Кратковременность работы позволяет использовать энергоемкие системы, обладающие высоким саморазрядом. Своеобразна и конструкция элементов, в которых для снижения диффузионных ограничений применяют гладкие электроды и в отдельных случаях циркуляцию электролита. Согласно классификации (см. схему 2.1) активируемые источники тока делят на водоактивируемые, ампульные и тепловые резервные батареи.
Самую многочисленную группу образуют водоактивируемые батареи. Их широко применяют в метеорологической, океанографической аппаратуре. Онн имеют простое устройство, относительно низкую стоимость и наиболее безотказны в работе. Ампульиые и тепловые батареи отличаются высокой удельной мощностью, работоспособностью в самых разнообразных условиях эксплуатации, но имеют более сложную конструкцию и высокую стоимость. Основная область их применения — космическая и военная технвка. зЛ. Воцовитнвнрувмыв бвтврене В водоактивируемых батареях электролитом служит П п иродная вода, как пресная, так и соленая (морская). реимущество такого электролита — доступность и неагресснвность, недостаток — невысокая электрическая проводимость. Первые водоактивируемые батареи, в которых использовалась система магний — хлорид серебра, появились в США (1943).
Батареи этого типа рассчитаны преимущественно на средние режимы разряда и обладают сравнительна невысоким для вктивируемых элементов саморазрядом, что объясняется умеренной электрохнмической активностью применяемых систем. В качестве анода обычно используют магниевые сплавы. Катодным материалом чаще служит одна из хлоридиых солей — СпС1, АпС! или РЬС1з, прнмеяяют также компактный диоксид свинца. Вопросы теории. Типичным представителем группы водоактивируемых источников тока является элемент МВ~Ь(аС!~СпС1, на примере которого рассмотрим основные закономерности разряда и саморазряда. * Иавальзоваиы натервалы Ю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
