Аккумуляторы

электрические (от лат. Accumulator- собиратель, накопитель), хим. Источники тока многократного действия. При заряде от внеш. Источника электрич. Тока в А. Накапливается энергия, к-рая при разряде вследствие хим. Р-ции непосредственно превращ. Снова в электрическую и выделяется во внеш. Цепь. По принципу работы и осн. Элементам конструкции А. Не отличаются от гальванических элементов, но электродные р-ции, а также суммарная токообразующая р-ция в А. Обратимы. Поэтому после разряда А. Может быть снова заряжен пропусканием тока в обратном направлении. На положит. Электроде при этом образуется окислитель, на отрицательном-восстановитель. Наиб. Распространены свинцовые А., часто наз. Также кислотными. Их действие основано на р-ции. Электролит - р-р H2SO4 с концентрацией 12-24% по массе в разряженном состоянии и 28-40% в заряженном.

Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) 1,95-2,15 В. Чаще всего применяют электроды из пасты, содержащей смесь Рb3 О 4 и РbО с H2SO4 (активная масса). Эту пасту намазывают на профилированную сетку-токоотвод из сплава Рb с 2-12% Sb. Электроды формируют, пропуская через р-р электролита зарядный ток в определенном режиме. При этом на одном электроде образуется РbО 2, на другом-Рb. Затем электроды отмывают и сушат в условиях, исключающих возможность окисления Рb. А., собранные из таких электродов, после заливки у потребителя р-ром H2SO4 готовы к эксплуатации без подзаряда (остальные виды А. Требуют дополнит. Заряда). Применяют также панцирные электроды, в к-рых активная масса заключена в перфорированную пластмассовую или тканевую трубку.

Первый свинцовый А. Был создан Г. Планте в 1859. Сейчас более половины мирового произ-ва Рb расходуется на изготовление свинцовых А. С единичной емкостью 2-5000 А * ч и уд. Энергией 25-40 Вт * ч/кг. Осн. Достоинства таких А. Относит. Дешевизна, пологие разрядная и зарядная кривые, возможность работать в разл. Режимах разряда. Недостаток - невысокий ресурс работы (число допустимых циклов заряд-разряд для стартерных А. 100-300, для тяговых с панцирными электродами 800-1500). В конце заряда на электродах свинцового А. Наблюдается заметное выделение газов, к-рые часто увлекают за собой туман из капель H2SO4. В связи с этим большое внимание уделяется созданию герметизированных свинцовых А. Щелочные никель-кадмиевые (НКА) и никельжелезные (НЖА) А.

По распространению занимают второе место после свинцовых. Токообразующая реакция. где M-Cd или Fe. Электролит-водный р-р КОН, в к-рый иногда вводят LiOH для улучшения работоспособности окисноникелевого электрода. НРЦ составляет 1,30-1,34 В для НКА и 1,37-1,41 В для НЖА (спустя нек-рое время после окончания заряда), уд. Энергия 20-35 Вт*ч/кг. Щелочные А. Имеют, как правило, высокий ресурс - 1-2 тыс. Циклов. Электроды м. Б. Разл. Конструкции. Ламельные, в к-рых активная масса заключена в плоские коробочки-ламели из перфорированной стальной ленты. Спеченные, в к-рых активная масса вводится в поры основы, образуемой при спекании порошкообразного металлич. Ni. Прессованные, в к-рых активную массу под давл. 35-60 МПа напрессовывают на стальную основу (толщина пластин 0,8-1,8 мм).

НЖА используют в осн. Для изготовления тяговых аккумуляторных батарей большой емкости (до 1200 А * ч). Они дешевле НКА, но характеризуются повыш. Саморазрядом из-за коррозии железа в щелочном р-ре. Кроме того, у них более низкие значения отдачи по току и по энергии. В НКА не наблюдается коррозии Cd и связанного с ней газовыделения, что обусловливает большую длительность сохранения заряженного состояния и возможность полной герметизации А. Герметичные НКА выпускают емкостью от 0,01 до 160 А * ч. Их широко используют как источники электрич. Энергии в приборах бытовой техники, ср-вах связи и т. П. Серебряно-цинковые А. Со щелочным электролитом имеют высокую уд. Энергию (до 130 Вт*ч/кг) и способны разряжаться большими токами, но из-за высокой стоимости серебра нашли применение только в специальных отраслях, напр.

В космической технике. Токообразующая р-ция. При заряде возможно также образование AgO. Поэтому на зарядных и разрядных кривых наблюдаются ступени, соответствующие р-циям с участием Ag2O и AgO. НРЦ 1,60-1,85 В, ресурс не превышает 100-200 циклов. Попытки замены Ag др. Материалами привели к созданию никель-цинковых А., в к-рых используют спеченный или прессованный окисноникелевый электрод от НКА и цинковый электрод от серебряно-цинковых А. Токообразующая р-ция. НРЦ 1,74-1,78 В, уд. Энергия ок. 60 Вт*ч/кг, ресурс ок. 300 циклов. Разрабатываемые варианты этих А. Предназначены в осн. Для электромобилей, но широкому использованию их мешает недостаточный пока ресурс работы. В никель-водородных А. Протекает след. Токообразующая р-ция.

Выделяющийся при заряде Н 2 накапливается под давлением. Поэтому блок с электродами помещают в стальной цилиндр, выдерживающий давления до 10 МПа. НРЦ 1,32-1,36 В, уд. Энергия 50-60 Вт*ч/кг, ресурс неск. Тысяч циклов. Из-за дороговизны произ-ва такие А. Применяют пока только в космич. Технике. Среди перспективных конструкций А. С неводными электролитами Наиб. Интерес представляют серно-натриевые с твердым керамич. Электролитом из алюминатов натрия, обладающим проводимостью по ионам Na+ . Рабочая т-ра такого А. 300-350.