Щелочные аккумуляторы

По сравнению с кислотными аккумуляторами щелочные обладают более высокой механической прочностью, большим сроком службы, менее критичны к температуре, устойчивы к режиму К.З., проще в обслуживании.

Недостатки заключаются в меньшем значении ЭДС элемента, большем падении напряжения при разряде из-за большего, чем у кислотных батарей внутреннего сопротивления, низкая удельная емкость, меньший КПД, высокая стоимость. Кроме того, из-за указанных недостатков щелочные аккумуляторы не могут использоваться в стартерном режиме. Сейчас используется два вида щелочных аккумуляторов: кадмиево-никелевые и железно-никелевые. Их различие заключается в составе активной массы. Для кадмиево-никелевых активная масса содержит губчатого кадмия - 75-80% и железа - 20-25%. У железно-никелевых активная масса состоит из химически активного железа, а точнее из смеси губчатого железа с окислами и добавок окиси ртути. Это касается отрицательных пластин обоих видов аккумуляторов. Активная масса положительных пластин обоих аккумуляторов содержит гидрат окиси никеля Ni(OH)3. Пластины щелочных аккумуляторов собираются на стальных никелерованных стержнях, имеющих стальную рамку, в ячейке которой запрессовывается активная масса. Для исключения замыкания между пластинами устанавливаются эбонитовые стержни. На крышке банки (рис 15 г) щелочного аккумулятора предусмотрено два отверстия. Одно – для вывода полюсов, второе – для вывода накопившихся газов. Корпус банки выполняется из никелерованной стали. Банки помещаются в деревянный или полиэтиленовый ящик. В качестве электролита используется раствор едкого калия или едкого натрия с добавкой моногидрата лития. Плотность электролита составляет 1,19-1,21. Литий добавляется как присадка, увеличивающая срок службы аккумулятора в 2-2,5 раза. Обычно концентрация электролита содержит 20г едкого калия на 1л, или 10г едкого натрия.

При разряде щелочного аккумулятора атомы остатка (OH) стремятся к пластинам из чистого кадмия, а избыточные электроны кислотного остатка идут к пластинам из гидрата окиси никеля, где нейтрализуется катионами калия. Образующиеся в результате химической реакции Cd(OH)2 и Ni(OH)2 не обладают сами по себе негативными свойствами, поэтому щелочные аккумуляторы могут длительное время храниться незаряженными, почти не разрушаются при КЗ и не требуют тщательного ухода. Характерной особенностью щелочных аккумуляторов является практически постоянная плотность их электролита. При повторных зарядах, содержащаяся в электролите вода в виде пузырьков кислорода и водорода испаряется, поэтому количество электролита следует держать постоянным. Обычно плотность электролита выбирается из температуры их эксплуатации, которая может составлять от 15⁰ до 35⁰ длительно, и до 45⁰- кратковременно.

При температуре выше 10⁰С заводские инструкции предлагают использовать электролит плотностью 1,17-1,19. При низких температурах рекомендуется плотность 1,27-1,3.

Поскольку плотность электролита практически постоянна, то она не может использоваться как характеристика заряда или разряда.

Работа щелочного аккумулятора характеризуется следующими параметрами:

1. ЭДС;

2. внутреннее сопротивление;

3. напряжение на зажимах;

4. емкость;

5. отдача и саморазряд.

ЭДС зависит от состояния активной массы и почти не зависит от плотности и температуры электролита. Причем значение ЭДС у заряженного, но не работающего аккумулятора постепенно падает из-за распада неустойчивых окислов никеля, образованных при заряде. Так через 4 минуты, после окончания заряда ЭДС равна 1,42В, через 24 часа- 1,37В, через 12 дней- 1,32В. Емкость аккумулятора практически не зависит от значения разрядного тока, но напряжение на зажимах изменяется значительно. Рассмотрим изменение напряжения на зажимах при различных разрядных токах.

Заряжаются аккумуляторы номинальным током до напряжения на зажимах 1,78-1,85В. Щелочные аккумуляторы обладают относительно высоким внутренним сопротивлением (0,03-0,06), что приводит к существенному падению напряжения при разряде и заряде.

Поиск по сайту: