Электрические параметры кислотных аккумуляторов.

ЭДС и напряжение аккумулятора .( Электродвижущая сила ЭДС) полностью заряженного кислотного аккумулятора (элемента), зависящая в основном от плотности электролита, численно равна 2,05... 2,15 В. Плотность электролита заряженного аккумулятора (при его температуре +20 °С) лежит в пределах 1,21... 1,3 кг/л.

Верхний уровень плотности относится к стартерным аккумуляторам, эксплуатируемым в зимнее время где d — безразмерная величина, численно равная плотности электролита при температуре +20 °С. Изменение температуры электролита незначительно влияет на ЭДС. Повышение температуры электролита на 10°С увеличивает ЭДС на 0,002... 0,003 В.

Напряжение Up при разряде отличается от ЭДС заряженного аккумулятора как вследствие уменьшения самой ЭДС (за счет уменьшения плотности электролита), так и за счет падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора Ri.Причем Ri зависит как от температуры электролита, так и от степени его разряженности: где iр — значение разрядного тока. За номинальное значение среднего разрядного напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов принимается напряжение 2,0 В.

Внутреннее сопротивление аккумулятора. Внутреннее активное сопротивление Ri аккумулятора представляет сумму сопротивлений: выводов (борнов); мостиков, объединяющих в пакеты положительные и отрицательные пластины; металлических решеток пластин, сопротивление активных масс электродов и сопротивление электролита. По мере разряда аккумулятора его внутреннее сопротивление постепенно увеличивается за счет увеличения сопротивления активных масс электродов и увеличения сопротивления электролита в связи с уменьшением его плотности. Внутреннее сопротивление увеличивается также при понижении температуры электролита. Внутреннее сопротивление полностью заряженного аккумулятора при номинальной температуре электролита тем меньше, чем больше его номинальная емкость. Помимо активного сопротивления аккумулятор характеризуется еще и индуктивным сопротивлением. Полное сопротивление (импеданс) аккумуляторной батареи Zб, составленной из n последовательно включенных элементов на круговой частоте ω в этом случае

определяется следующим выражением:

Номинальная емкость аккумулятора. Под номинальной емкостью аккумулятора Сн0м понимается количество электричества (А·ч),которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при нормальных режимах разряда, оговоренных производителем. Для стационарных классических и герметизированных аккумуляторов под номинальной емкостью чаще всего подразумевается количество, которое можно получить при разряде аккумулятора постоянным по значению током, численно равным номинальной емкости, деленной на 10 в течение 10 часов (10-часовой режим разряда) при температуре электролита, равной 20 °С и конечном значении напряжения на зажимах аккумулятора, равном 1,8 В (1,8 В/эл).Емкость, которую может отдать предварительно заряженный аккумулятора, зависит от его конструкции (от типа и количества пластин, их размера, т.е. от количества активных материалов), плотности электролита и режима разряда (тока разряда и температуры окружающей среды). С увеличением интенсивности разряда (увеличением разрядного тока или разрядной мощности при сокращении длительности разряда) емкость, которую может, отдать аккумулятор до достижения предельно допустимого разрядного напряжения (за которым следует выход его из строя), уменьшается. При низкой интенсивности разряда (при токах разряда меньших номинального разрядного) аккумулятор, как правило, способен отдать емкость большую номинальной. Однако отбор емкости большей номинального значения недопустим, так как приводит к резкому сокращению срока службы аккумулятора или выходу его из строя. Изменение температуры электролита также влияет на емкость, отдаваемую аккумулятором при неизменной интенсивности разряда. С понижением температуры электролита ухудшаются его условия доступа к активным массам электродов, что приводит к уменьшению емкости отдаваемой аккумулятором. Зависимость емкости от температуры окружающей среды может быть представлена в следующем виде: где Сн — емкость соответствующая нормальной температуре окружающей среды, равной +20 °С; T — реальная температура окружающей среды; а — температурный коэффициент.

Саморазряд аккумуляторов. Под саморазрядом аккумуляторов понимается потеря емкости в процессе их хранения (в отключенном от источника энергии состоянии). Саморазряд S за время хранения обычно выражается в процентах: где Со —емкость заряженного аккумулятора; Ст — остаточная емкость аккумулятора после его хранения в течение месяцев. При отключении заряженного аккумулятора от источника энергии электролит вступает в реакцию с активными массами электродов, образуя на поверхности отрицательных и положительных пластин мелкозернистый сульфат свинца. Этот процесс расходования активных масс электродов, т.е. саморазряд наиболее быстро идет на первом этапе после отключения от источника энергии. При длительном хранении скорость саморазряда уменьшается. Однако фирмами изготовителями запрещается хранить заряженные аккумуляторы более 3...6 месяцев без промежуточных подзарядов. На скорость саморазряда большое влияние оказывает температура окружающей среды. Повышение температуры на каждые 10 0 С сокращает допустимое время хранения примерно в полтора-два раза.Одной из причин саморазряда является также наличие примесей в электролите и в активных массах электродов, что вызывает побочные электрохимические реакции, приводящие к расходу активных масс электродов. Интенсивность этих побочных реакций возрастает с повышением температуры окружающей среды.