Кислотные аккумуляторы

Электрическими аккумуляторами называются элементы, спо­собные накапливать электроэнергию, сохранять, а затем отдавать ее. Аккумуляторы являются самыми распространенными химичес­кими источниками тока. На судах аккумуляторы используют в ка­честве аварийных источников электроэнергии, а также стартерных батарей.

Кислотный аккумулятор (рис 74) состоит из сосуда с электро­литом, в который погружены блоки пластин положительных и от­рицательных электродов. Сосуды и моноблоки современных кис­лотных аккумуляторов изготовляют из кислотостойких и механи­чески прочных полимерных материалов — эбонита, прессованного стекла, полиэтилена и др. Электролит представляет собой 25— 35%-ный раствор химически чистой серной кислоты H2SO4 в дис­тиллированной воде плотностью 1,25—1,4 г/см³.

Положительными пластинами является перекись свинца РbO₂, а отрицательными — чистый губчатый свинец РЬ. Положительные пластины размещены между отрицательными, поэтому число отри­цательных пластин на одну больше положительных

Пластины противоположной полярности предохраняются от ко­ротких замыканий посредством микропористых сепараторов-разде­лителей. Материалом для сепараторов служат мипласт, мипор, пластипор, поровинил и др. Отрицательные и положительные плас­тины соединены в полублоки посредством соединительных мости­ков (бареток)

Реакции, происходящие в кислотных аккумуляторах при разря­де и заряде, выражаются уравнением

Рb0₂₊ 2Н_{2 SO4}+Рb = 2РbS0₄+2Н₂0.

При разряде на всех пластинах выделяется сернокислый свинец и уменьшается плотность электролита.

Сернокислый свинец обладает двумя отрицательными свойства­ми его объем больше объема исходных продуктов, в результате чего возможно коробление пластин и выпадение из них активной массы; через некоторое время он кристаллизуется в нерастворимое вещество которое не участвует в химических реакциях.

Покрывая пластины PbS0₄ уменьшает их рабочую поверхность и снижает емкость Q аккумулятора Это явление называется сульфатацией. Поэтому кислотные аккумуляторы требуют тщательноro ухода, их нельзя хранить в незаряженном или недозаряженнном состоянии. Разряд допускается до напряжения 1,8 В на каждом элементе. Для возвращения аккумулятору первоначальных свойств его необходимо зарядить постоянным током. При заряде происходят разложение PbSO4, на исходные продукты и восстанов­ление плотности электролита. Окончание заряда определяют по

восстановлению плотности электролита. ________________

При продолжении заряда вода разлагается на кислород и во­дород. Кислород окисляет металлические части аккумулятора, водород выделяется в атмосферу, создавая видимость «кипения» элект­ролита. В смеси с воздухом водород образует гремучий газ. Э Д. С. заряженного аккумулятора принимается в среднем равной 2,1 В.

IX X

Рис 74. Свинцовая аккумуляторная батарея,

Основными параметрами кислотных аккумуляторов являются, напряжение наибольшее U₃=2,5-2,8В; напряжение рабочее U=2--2,2 В, напряжение наименьшее U_P= l,7--l,8 В, ток зарядный

Iз=Q/(8--10) А (где Q— номинальная емкость аккумулятора, A*ч); ток разрядный Ip=Q/(16--20) А; к. п д. отдачи по емкости ke=Qр/Qз=^::0,75--0,9 (где Q_р и Qз — емкости аккумулятора при разряде и заряде).

Принимается плотность электролита летом 1,22—1,25 г/см.куб. зимой 1,26—1,28 г/см³. Вследствие небольшого внутреннего сопро­тивления аккумуляторов (0,0005 Ом) напряжение на их зажимах незначительно снижается даже при больших разрядных токах, по­этому аккумуляторы применяют в качестве стартерных батарей.