1598005409-d822585ccc08cc47a0cab5184af6a524 (811208), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Собранные таким образом батарея после ввянчивания пробок предъявляют ОТК, затем онн поступают на склад готовой нродукцнн. Прн сборке батарей широко применяют конвейерные линии, оборудованные полуавтоматами, однако доля ручных операций достаточно велика. Поэтому большинство производств отличается трудоемкостью н невысокой производительностью. В последнее время некоторым зарубежным фирмам удалось создать высокопронэзодятельные автоматы по сборке стартерных батарей, оснащенные АСУТП.
Сборочные автоматы производительностью порядка 100000 батарей в год предполагается использовать на отечественных аккумуляторных заводах. Техннка беэопасиостн н охрана труда. Свинец н его соединения ядовиты, поэтому техннка безопасности для работающих на аккумуляторных заводах приобретает первостепенное значенне. Прежде всего необходимо обеспечить максимально возможную герметизацию машин и механизмов, а также пвдежыую прнточяо-вытяжную вентиляцию. Особое внимание уделяют участкам приготовления свинцового порошка в цаст. Чрезвычайно важно соблюдать в цехах чистоту и порядок, а также правила лнчной гигиены.
В рабочих помещеннях запрещается хранить н принимать пищу; работать без респиратора н перчаток на всех операциях, где ээо предусмотрено. Прн работе с серной кислотой необходнмы защитные очки, сапоги, перчатки, фартуки во взбежание ожогов. Покндать территорию цеха или завода в спецодежде недопустимо. Работающие со свинцом н еза сееднненнямн находятся под постоянным врачебным наблюдением. у.й. В реп нтявы рвзинтми Важнейшим направлением дальнейшего развития свинцовых аккумуляторов остается повышение их характеристик, прежде всего удельной энергии н срока службы; расширение диапазона рабочей температуры, поскольку уже при — 30'С работоспособность аккумулятора резко падает; максимальное упрощение эксплуатации. Остается ак альиой и задача улучшения технологии.
7 лучшение характеристик современных свинцовых аккумуляторов может быть достигнуто за счет дальнейшего совершенствования конструкции и применения новых материалов, а также в результате повышения коэффициепта использования активных масс, который даже при длительных режимах разряда едва достигает 50%, а при коротких разрядах снижается до 5 — 10%. Повышение срока сяузсбы аккумуляторов с иамазными пластинами определяется главным образом мерами борьбы с оплываннем активной массы.
Наиболее перспжтивиые из иих — применение эффективных волокнистых связующих, а также широкое использование сепараторных чехлов нз высокопорнстых тонких н эластичных полимерных материалов. Радикальным является замена пастированных положительных пластин электродами панцирной конструкции. Прн этом полностью устраняется оплывание активной массы и резка снижается скорость коррозии токаотвадящего каркаса. Для повышения срока службы стартерного аккумулятора требуется разработать панцирный электрод, обладающий минимальным электрическим сопротивлением, это позволит использовать его не только прн средних, но и при коротких режимах разряда.
Для увеличения удельной энергии аккумулятора требуется прежде всего улучшить работоспособность отрицательнага электрода. Используемые в настоящее время расширители недостаточно эффективы. Необходимо проведение поиска новых расширителей, способных существенно повысить коэффициент использования отрицательной активной массы, особенно при работе в экстремальных условиях, Ставится также задача улучшения заряжаемости электрода прн низких температурах. Поиски новых расширителей осложнены отсутствием теоретическях представлений о связи структуры органических соединений с их адсорбционными свойствами.
Теория, которая позволила бы предсказать адсорбционное поведение того 3вв илн нного вещества, находится в начальной стадии развития. Как показывают расчеты, коэффициент использования активных масс прн длительных разрядах можно увеличить примерно на 10$р за счет изменения структуры активной массы. Перспективным является метод целенаправленного влияния на проницаемость пассивнрующей пленки сульфата свинца с помощью активирующих добавок, изменяющих структурные характеристики активных масс н сульфатных пленок, Другая возможность заключается в использовании внешних факторов, способствующих повышению проницаемости сульфатных пленок и улучшению конвективно-диффузионных условий в порах активных масс, таких, как ультразвуковые холебання или принудительная циркуляция элехтролнта. Актуальной задачей является математическая и физическая оптимизация конструкции свинцового каркаса для обеспечения максимальной электрической проводимости и механической прочности токоотвода прн минимальной затрате материала.
Уменьшение массы токоотвода отрицательного электрода можно достигнуть заменой свинцового сплава более легкими материаламн (металлнзированная и проводящая пластмасса, титан, алюминий н их сплавы). Одна из наиболее сложных проблем †обеспечен работоспособности свинцовых аккумуляторов в области низкой теиперитуры вплоть до — 50'С.
Емкость электродов при этом резко падает из-за снижения электрической проводимости н роста вязкости электролита, а также снижения растворимости сульфата свинца и уплотнения пассивнрующих сульфатных пленок. Более чувствителен к этим изменениям отрицательный электрод, который и лимитирует емкость акхумулятора прн низких температурах. Проявляет себя н так называемая ледяная ппссиваиия— выпадение кристаллов льда на поверхности электродов. Она становится возможной из-за снижения концентрации электролита в процессе разряда, особенно в зоне положительного электрода. По-видимому, наиболее полное решение этой проблемы достигается заменой свинцового электрода непассивнрующимсл водородным.
Это приводит к разработке н промышленному освоению по существу нового свинцово-водородного аккумулятора (см. гл. 11). Упрощение правил вксплуапщии свинцовых батарей решается усовершенствованием конструкции и созданием технологии производства малообслужнваемых акку- 200 муляторов, описанных выше. В будущем в малообслужнваемом варианте должны выпускаться не только стартерные батареи, но и аккумуляторы других типов — стационарные, тяговые, вагонные.
Предстоит большая работа по созданию в нашей стране производства малогобарнтных безуходных свинцово- кислотных аккумуляторов, призванных частично заменить в приборах и аппаратах бытовой техники герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы. Глава 8 иииель4келевиыв АинуммлятОзы Щелочные ламельные аккумуляторы занимают второе место среди вторичных источников тока по масштабам промышленного производства, уступая лишь свинцовым аккумуляторам. За рубежом преобладают никель-кадмиевые аккумуляторы, в нашей стране более распространены никель-железные (НЖ) аккумуляторы. Перспективность НЖ аккумуляторов определяется рядом преимуществ, отличающих их от свинцовых источников тока. Это большой ресурс, достигающий 2000 — 3000 циклов; высокая механическая прочность; простота эксплуатационного обслуживания; более короткий режим заряда; лучшая обеспеченйость сырьем.
В отличие от никель-кадмиевых НЖ аккумуляторы сравнительно дешевы. Эти преимущества обусловили монопольное положение НЖ аккумуляторов среди тяговых аккумуляторов отечественного производства, предназначенных для автономного питания электрокаров, электропогрузчиков, рудничных электровозов. Крупный недостаток НЖ аккумуляторов — высокий саморазряд, но для тяговых батарей, цнклируемых весьма интенсивно, это ие имеет существенного значения. Успешно применяют НЖ аккумуляторы на железнодорожном транспорте для энергоснабжения электрооборудования пассажирских и рефрижераторных магистральных вагонов.
И в этом случае повышенный саморазряд ие играет роли, поскольку батареи работают в режиме потенцностатического подзаряда от вагонного электрогенератора. 201 ЗЛ. Теория имиввь-швиеэиоге вккумулвторв Электрохимическую систему НЖ аккумулятора принято записывать так: Ре) КОН) МООН.
В отношении оксидноннкелевого электрода эта запясь в известной степени условна. активное вещество положительного электрода представляет собой оксид нестехиометрнческого состава. Активным веществом отрицательного электрода является высокопористая железиаи губка. Суммарное уравнение разряда: ре + 2%00Н + 2НеО-~ Ре(ОН)е+ 2М) (ОН)е (8.1) Токообразующий процесс на железном электроде протекает по реакции ге + 20Н- -ь Ре (ОН)е + 2е — Ее = — 0,877 В которая включает две стадии.
На первой стадии происходит окисление железа с образованием в растворе феррит- иона ге+ЗОН вЂ” -~НгеОе +Не0+2е— (8.2) Растворимость феррита калия при комнатной температуре достигает 1.!О-' моль/л„ насыщение им прнэлектродного слоя электролита приводит ко второй стадии в гидролизу с выпадением рыхлого осадка гндрокснда железа (П): НгеОе + НеО- Ге(ОН)е+ ОН- (8.3) Разряд по жидкофазиому механизму осложнен окислением активной поверхности железа, например, по реакции ге+20Н--ьгеО+ НеО+ 2е- Возможно образование и других оксидов: РееОе, РеООН.
Вероятно, растворение железа происходит сквозь оксидную пленку, но изменение ее физико-химических свойств под влиянием различных факторов тормозит анодную реакцию (В.2) н приводит к пассивации электрода, которая усиливается по мере понижения температуры электролита, а также прн увеличении разрядного тока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
