1598005409-d822585ccc08cc47a0cab5184af6a524 (811208), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Поскольку саморазряд аккумуляторов прн длительном хранении приводит к необратимой сульфатацин пластин, необходимо ежемесячно контролировать плотность электролкта н, если она снязилась на 0,04 г/сма н более, провестя подэаряд. Рекомендуется также рзз в три месяца проводить тренировочный цикл разряд †зар. Разработан новый метод, который сводится к замене 166 элехтролита на время хранения раствором борной кислоты. Для этого аккумуляторную батарею полностью заряжают, затем сливают электролит, дважды промывают дистиллированной водой и заливают 5$-иым раствором НзВОь Необходимость в контроле и подзарядах при таком хранении полностью отпадает, однако температура храпения должна быть ие ниже 0'С во избежание замерзания раствора. Перед эксплуатацяей раствор борной кислоты выливают и заливают сернокислотный электролит плотностью 1,28 г/смз.
После 40-минутной пропитки батарея готова к работе. 1.4. Бнзуходный свинцовый вннумунвт©р Безуходиым, или герметизироваииым, называют свинцовый аккумулятор, который ие требует ии контроля электролита, ии периодической доливки воды и кислоты. Ои, как и герметичный аккумулятор, ие выделяет капель и паров электролита, может работать в любом положении, ио в отличие от последнего снабжен регулярно фуикциопирующим клапаном. Задача клапана — стравливать газы, которые образуются при заряде и саморазряде аккумулятора. Безуходные свинцовые аккумуляторы имеют удельную энергию до 35 Вт ч/кг, соизмеримую с удельной энергией лучших никель-кадмиевых аккумуляторов, при значительно более низкой стоимости.
Конструктивные особенности. Герметнзироваииые аккумуляторы имеют следующие конструктивные особенности: вместо жидкого использован гелеобразный или матричный электролит, сурьмяиый сплав свинца заменен бессурьмяным сплавом иля чистым свинцом, изменено соотношение активных масс разноименных электродов, прямеиены крупиопористые сепараторы или сепараторы- разделители. Каждое из этих технических усовершенствований имеет свое обоснование. Электролит иа основе серной кислоты становится неподвижным (фиксированным) с помощью кремниевой хислоты нли мелкоднсперсиого диоксида кремния, приобретая тиксотропиые свойства.
Такой электролит сохраняет высокую электрическую проводимость серной кислоты, в то же время благодаря гелеобразиому состоянию практически полностью устраняет оплываиие активной массы положятельиых электродов, сдерживает разбухание губчатого свинца иа отрицательных электродах. Поэтому необходимость в применении мнкропористых сепараторов, 189 разделяющих электроды, но и создающих диффузионные ограничения для гидросульфат-ионов, отпадает.
Используют стекловойлочный сепаратор с объемной пористостью выше 90% нли пластмассовые рамочные разделители; в последнем случае роль пористого сепаратора играет. гелеобразный электролит (вспомним пастовую диафрагму щелочных МЦ элементов(). Матричный электролит не содержит гелеобразующих добавок. Непролнваемость электролита достигается за вчет абсорбции раствора серной кислоты в порах относительно толстых микропорнстых сепараторов, которые заполняют межэлектродное пространство, а также в порах активных масс. В настоящее время. такой электролит используют все чаще.
Поскольку герметизация свинцового аккумулятора требует минимального газовыделения, свинцово-сурьмяные сплавы для изготовления токоведущих деталей оказываются в данном случае непригодными, так как наличие сурьмы заметно снижает как водородное перенапряжение иа отрицательном электроде, так и кислородное перенапряжение на положительном электроде. Высокое перенапряжение выделения кислорода н водорода свойственно сплаву РЬ вЂ” Са (О,! — 0,2аь Са), что обеспечивает низкий саморазряд аккумулятора. Кроме того, этот сплав обладает высокой коррозионной стойкостью, механической прочностью и невысокой стоимостью.
Имеются и недостатки: пониженные литейные свойства, нестабильность состава из-за повышенной окисляемости кальция, высокое переходное электрическое сопротивление иа границе решетка — дноксид свинца. Окнсляемость кальция уменьшают, легируя сплав алюминием (0,05'Уэ); переходное сопротивление снижают, вводя в электролит добавку фосфорной кислоты. В герметизированном аккумуляторе отрицательные пластины должны иметь более высокую зарядную емкость, чем положительные.
В этом случае к моменту полного заряда положительного электрода отрицательный электрод будет находиться в недозаряженном состоянии, практически исключающем возможность разряда ионов водорода. Кислород, выделяющийся иа дноксиде свинца, может частично окислить губчатый свинец и тем самым препятствовать выделению водорода. Применение крупнопористых газопроницаемых сепараторов способствуег переносу кислорода к поверхности отрицательного электрода.
190 Устройство н характернстнкн. Безуходные свинцовые аккумуляторные батареи, выпускаемые разлнчнымн фирмами, имеют сходную конструкцию. Чаще всего батарею собнрают в пластмассовом прямоугольном моноблоке с общей крышкой, в которую вмонтированы трн нлн шесть клапанов (по числу аккумуляторов в батарее). Межэлементные соединения н выводные борны утоплены в углубленнях крышки с наружной стороны н залиты мастикой. В некоторых вариантах конструкции прнменяют один общий для всех аккумуляторов клапан.
Герметнзацня борнов пронзводнтся посредством уплотннтельных шайб н залнвочной мастнхн. Шламовое пространство отсутствует. В клапанном устройстве предусмотрены резиновый клапан н отражатель, служащий для улавлнвання капель электролнта. За рубежом выпускают аккумуляторы н батареи прямоугольной формы емкостью от 1 до 36 А*ч, способные разряжаться в режимах от длительного до форснрованного. Так, судя по разрядным кривым аккумулятора фнрмы 5оппепзсЬе1п (ФРГ), ток разряда лежит в интервале от номинального гзе до близкого к току короткого замыкания 300гзо (рнс.
7.12). Аккулуяторы работоспособны в а ур зри г з ран хр зрю у з ррюаи г егин е Рис. 732. Разрввиые характеристики герметвчвого свинцового акиуыуавтора фирмы Веппепзспе!п при разаиеиых токовых вагртзиах днапазоне температуры от — 45 до +50'С, нх ресурс— не менее 200 циклов прн глубоком разряде (0,8 С, ) н свыше 1500 цнклов прн неглубоком разряде (0,3 С„ ). Срок службы достигает четырех лет н ограничивается коррозней токоведущнх деталей положительного злек- 191 Рис. РЛЗ. Раерадиые характеристики Пиаиидриееского герметиеироааииого сеиикоаого аккумуаатора фирмы беоеге! Шесбг!с: ерк текеераттае ба'С бтв Еб'С ббв — бо'С бы: -бо'С ббл гетрах О тбе ка трода. Удельная энергия батарей при разряде током ую в зависимости от размера и конструктивных особенностей составляет от 20 до 34 Вт.ч/кг. Саморазряд за год при температуре 20'С ие превышает об!ь.
Фирмы бхепега1 Е!ес1г!с (США), СЫог!б!е — ба!ез Епегду (Англия) и другие выпускают цилиндрические безуходиые аккумуляторы емкостью от 1,9 до 31 А ч, аналогичные по устройству никель-хадмиевым аккумуляторам рулонной конструкции. Аккумуляторы фирмы бха!ез, например, заключены в сосуд с крышкой, выполненный нз полипропилена, который вставлен в алюминиевый корпус, Токоведущне основы положительных н отрицательных пластин изготовлены нз чистого свинца. Электролитом служит раствор серной кислоты, полностью абсорбнроваиный в высокопорнстом сепараторе, состоящем из ультратонких стеклянных волокон. Электроды и сепарация скручены в спираль и вставлены з сосуд. Верхняя крышка прикрепляется к корпусу с помощью завальцовкн и снабжена предохранительным клае у г паном.
Цилиндрические аккумуляторы имеют стабильные разщ 9,5 рядные характеристики при повышении тока разряда до 10 С„м и снижении температуры до — 40'С. На рнс. 7.13 даны разрядные кривые цилиндрического аккумулятора емкостью 2,7 А ч, имеющего размеры МЦ элемента 373 типо« размерного ряда МЭК (см. табл. 4.1), прн различной температуре. Даже при — 40'С емкость аккумулятора выше 0,4 С, и прн напряжении не ниже 1,6 В. Номинальная удельная энергия равна 30 Вт ч/кг, саморазряд 50% за год. Существенное значение для эксплуатации герметизированных свинцовых аккумуляторов имеет оптимальный 192 режим заряда.
Предпочтителен заряд прн постоянном напряжении, значение которого не должно намного превышать НРЦ аккумулятора. При таких условиях ток расходуется в основном на восстановление РЬ504- РЬ и окисление РЬБО,-~РЪОт и лишь в незначительной степени — на побочные реакции. Большинство фирм рекомендует заряд прн постоянном напряжении 2,25 — 2,30 В при работе аккумулятора в буферном режиме н напряжении до 2,40 В при циклированни. Был предложен ускоренный режим, при котором заряд батареи сначала проводят током 0,15 С„, до достижения напряжения 2,47 В на аккумулятор, после чего заряд прекращают, либо продолжают при напряжении 2,20 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
