ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Герметичные аккумуляторы и батареи из "Основы расчета, конструирования и технологии производства свинцовых аккумуляторов " Герметичные свинцово-кислотные батареи применяются в настоящее время для питания транзисторных радиоприемников и телевизоров, портативных радиопередатчиков, магнитофонов и видеомагнитофонов, фотовспышек и кинокамер они широко используются в электроинструментах, газонокосилках, в подвижных и светящихся игрушках и т. д. Столь широкому распространению свинцовых герметичных батарей за рубежом за короткий промежуток времени (8—10 лет) способствовало то обстоятельство, что, во-первых, эти батареи имеют все те же эксплуатационные удобства, что и герметичные НК батареи (отсутствие течи электролита, возможность эксплуатации в любом положении, отсутствие необходимости в каком-либо уходе, кроме периодического заряда). Во-вторых, как уже отмечалось, свинцовые герметичные батареи имеют значительно меньшую стоимость и, кроме того, показывают лучшую перезаряжаемость, более пологие разрядные характеристики, весьма малую скорость саморазряда (—0,1% в сут.). [c.87] Создание герметичных свинцовых аккумуляторных батарей стало возможным благодаря ряду технических усовершенствований, в числе которых заслуживают особого внимания следующие [3-7—3-8] 1) разработка гелеобразного тиксотропного электролита 2) применение бессурьмяных сплавов для изготовления токоведущих основ электродов 3) разработка метода заряда, предотвращающего газовыделение, и автоматизация процесса заряда 4) рациональный подбор соотношения активных масс и эффективных добавок, снижающих газовыделение при заряде и скорость саморазряда 5) разработка конструкции батареи, исключающей выделение паров и капель электролита. [c.87] Исследования, проведенные в последние время авторами настоящей книги и их сотрудниками, показали, что в качестве гелеобразующей добавки может быть успешно использован аэросил марок А-300 и А-380. Введение в раствор H2SO4 плотностью 1,25—1,28 г/см 5—5,5% аэросила позволяет получить гелеобразный электролит с весьма стабильными характеристиками [3-10]. Добавление указанного количества аэросила приводит к возрастанию плотности электролита на 0,025—0,030 г/см и снижению удельной электропроводности на 0,05—0,070 Ом -см . Столь малое уменьшение проводимости электролита не вызывает заметного возрастания внутреннего сопротивления аккумулятора. Поэтому аккумуляторы с гелеобразным электролитом могут успешно разряжаться стартерными и импульсными режимами. [c.88] Повышенная вязкость коллоидного электролита накладывает определенные ограничения на технологию изготовления герметичных свинцовых аккумуляторов. Так, в данном случае сборка блоков из отформированных и высушенных пластин с последующей заливкой в аккумуляторный бак электролита оказывается малоэффективной, так как значительная часть поверхности электродов остается в этом случае вне контакта с электролитом (даже при использовании вакуумной пропитки). [c.89] Гораздо более рациональным методом представляется блочное формирование пластин. После удаления большей части формировочного электролита блоки погружаются в баки, предварительно заполненные свежеприготовленным коллоидным электролитом. Можно полагать, что в процессе последующей тренировки (циклирования) аккумуляторов будет достигнута относительная гомогенность электролита в порах пластин, сепараторов и в межэлектродных пространствах. [c.89] Длительное циклирование положительных пластин в гелеобразном электролите не приводит к заметному разрушению и оплыванию активной массы. Аналогичные испытания, проведенные в обычном электролите (не содержащем 5102), показывают, что в условиях свободной сборки пластин весьма сильное оплывание положительной активной массы наблюдается уже после проведения 15—20 зарядно-разрядных циклов. Данный результат связан, по-видимому, с высокой вязкостью геля, а также, в известной мере, может быть объяснен пониженной концентрацией серной кислоты у поверхности положительных электродов в процессе их разряда в связи с уменьшением скорости диффузии кислоты. Отметим, что конвективный перенос кислоты в гелеобразном электролите, очевидно, невозможен. [c.89] Резкое снижение скорости оплывания положительной активной массы, вызванное применением гелеобразного электролита, позволяет использовать конструкции герметичных свинцовых аккумуляторов, в которых блок пластин отфается непосредственно на дно сосуда, а шламовое пространство полностью отсутствует. Такие конструкции характерны для герметичных батарей, выпускаемых за рубежом. [c.89] Наибольшего внимания применительно к рассматриваемому здесь объекту заслуживают бессурьмяные сплавы, в частности, сплавы системы РЬ—Са. Для предотвращения быстрого окисления кальция в процессе приготовления сплава и отливки решеток в сплав вводится добавка алюминия ( 0,05%). Окисляясь кислородом воздуха, этот металл образует на поверхности расплава тонкую пленку А12О3, эффективно защищающую кальций от выгорания. [c.91] Преимущества батарей, в которых использованы кальциевые сплавы и добавка фосфорной кислоты (по сравнению с батареями старой конструкции), можно проиллюстрировать данными, приведенными на рис. 3-11, где представлено изменение емкости в процессе циклирования. Из рисунка видно, что, если емкость обычных батарей после проведения 50—170 циклов падает до 40% от номинала, то емкость новых батарей (с кальциевым сплавом и фосфорной кислотой) в течение 210 циклов превышает номинальное значение. [c.91] Кроме свинцово-кальциевых сплавов, известную перспективу имеет, по-видимому, использование сплавов систем РЬ—5г, а также РЬ—Са—8г. Применение токоведущих основ из этих сплавов, возможно, не потребует одновременного введения в электролит добавки фосфорной кислоты. [c.92] Исследования, проведенные недавно Пирсоном и др. [3-121, показали, что для обеспечения минимального газовыделения должно быть, по возможности, исключено присутствие в герметичных свинцовых аккумуляторах ряда элементов. В табл. 3-5 приведены предельно допустимые концентрации 24 изученных элементов в аккумуляторном электролите. Данные получены путем сбора газа в процессе перезаряда аккумулятора в течение 4 ч при напряжении 2,35 В и температуре 51,7°С. Максимальное количество газа, выделившегося из опытного аккумулятора, не содержащего посторонних примесей, составляло 271 мл (среднее значение — 230 мл). Примесь считалась вредной, если она вызывала газовыделение, превышающее указанную максимальную величину. [c.92] Из данных таблицы 3-5 видно, что наиболее вредными примесями следует считать Те, N1, Со, а также 5Ь и Аз. Из изученных элементов 9 (Зп, Са, Р, Сд, Н , 2п, Ы, Ва и С1) не оказывают заметного влияния на скорость газовыделения. Сказанное можно подтвердить также результатами, приведенными в табл. 3-6 [3-12]. [c.92] НИТЬ экранированием осажденных на поверхности отрицательных пластин металлов свинцом или сульфатом свинца. [c.93] Вернуться к основной статье