Никель-металлогидридные аккумуляторы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

АККУМУЛЯТОРНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Никель-металлогидридные (НМГ) аккумуляторы явились дальнейшим шагом в развитии технологии производства малогабаритных и энергоемких источников питания. Они имеют такое же напряжение, как никель-кадмиевые, однако почти вдвое большую емкость.

Внутреннее устройство НМГ аккумулятора показано на рис. 1. Основным активным веществом положительного электрода является гидроокись никеля, отрицательный электрод изготовлен из интерметаллических соединений, обладающих свойством абсорбировать водород. Между ними находится тонкий волокнистый сепаратор, пропитанный щелочным электролитом (раствором гидроокиси калия). Металлический корпус аккумулятора имеет предохранительный клапан, срабатывающий при давлении внутри корпуса, превышающем безопасное значение.

Соединения, обладающие свойством абсорбировать водород, такие как ZnMn₂, Mg₂Ni и LaNi₅, были открыты около двадцати лет назад. Объем абсорбируемого водорода может превышать их собственный примерно в тысячу раз. Образующиеся при этом гидриды металлов могут легко отдавать накопленный водород.

Поскольку для одних металлов образование гидридов сопровождается выделением тепла, в то время как для других - его поглощением, для практического применения подбирают такое соотношение содержания металлов в соединении, чтобы в процессе абсорбции и выделения водорода температура соединения оставалась неизменной. В производстве НМГ аккумуляторов наиболее часто используют соединение LaNi₅, обеспечивающее лучшие зарядно-разрядные характеристики и большой срок службы.

Сущность химического процесса в аккумуляторе состоит в том, что под влиянием зарядного тока положительный электрод отдает ионы водорода, которые, присоединяя электроны, поступающие от источника тока, восстанавливаются до атомов, абсорбируемых отрицательным электродом. При разрядке процесс протекает в обратном направлении.

Разрядные характеристики НМГ аккумуляторов подобны характеристикам никель-кадмиевых аккумуляторов. Количество зарядно-разрядных циклов НМГ аккумуляторов составляет не менее 500. При использовании специального зарядного устройства время их зарядки не превышает полутора часов.

Поскольку внутреннее сопротивление аккумуляторов мало, они могут отдавать большой разрядный ток, численно равный трехкратному значению их емкости.

НМГ аккумуляторы выпускаются в стандартных корпусах типоразмеров D, C, AA и AAA емкостью 6.5, 2.6, 1.4 и 0.7 ампер-часов соответственно, а также в удлиненных и укороченных корпусах (5/3ААА, 4/5АА и др.). Выпускаются также аккумуляторные батареи напряжением от 2.4 до 9.6 В. В батареи встраивают термопары, отключающие их от зарядного устройства при перегреве.

Принимая решение о покупке аккумуляторов той или иной фирмы, следует учитывать, что качество про­дукции известных фирм поддерживается на достаточно высоком уровне.

Имеются сведения, что аккумуляторы, выпускаемые некоторыми фирмами, имели емкость, существенно меньшую указанной на этикетке. Кроме того, после 100 зарядно-разрядных циклов или нескольких меся­цев хранения она уменьшалась более, чем на четверть от первоначального значения. Причиной этого является сульфатация (образование кристаллических соединений на электродах), а также утечка влаги из электролита через предохранительный клапан.

Специалисты фирмы Sanyo утверждают, что вследствие применения ингибиторов сульфатации выпускаемые ею аккумуляторы серии "Industrial Grade" сохраняют более 97 % емкости после 100 и более 80 % -после 500 зарядно-разрядных циклов.

Поиск по сайту: