ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эксплуатационные характеристики из "Герметичные химические источники тока" Разрядные характеристики аккумуляторов при различных плотностях тока определяются особенностями аккумуляторов, влияющими на величину их внутреннего сопротивления. К таким особенностям относятся прежде всего толщина электродов и их структурные характеристики, плотность сборки пакета электродов, толщина и структура сепаратора, количество электролита и некоторые параметры конструкции аккумулятора. [c.77] Для дисковых аккумуляторов с толстыми прессованными электродами, предназначенных для работы при длинном режиме разряда, характерна разрядная кривая с изменением напряжения с постоянной малой скоростью до напряжения 1,1В. Разрядная емкость, снимаемая при дальнейшем разряде до 1 В, составляет 5-10 % С . [c.77] У этих аккумуляторов наблюдается заметное снижение среднего разрядного напряжения и отдаваемой емкости с увеличением плотности тока до 0,2 С. Это определяется невозможностью равномерного быстрого разряда активной массы по всей толщине электрода. [c.77] Уменьшение толщины электродов (при увеличении их числа с 2 до 4) позволило для дисковых аккумуляторов, предназначенных для работы при среднем режиме разряда, поднять границу токов разряда до 0,6 С. [c.77] Короткоразрядные аккумуляторы с металлокерамическими электродами благодаря малому внутреннему сопротивлению обладают более высокими энергетическими характеристиками. При номинальных токах разряда разрядная кривая аккумуляторов имеет меньший градиент спада напряжения. Как правило, напряжение аккумуляторов выше 1,2 В сохраняется вплоть до исчерпания 0,9 С . При разряде от 1,1 до 1,0 В снимается не более 3 % С . Такие аккумуляторы могут быть использованы при разряде токами до 3-5 С [6]. [c.77] Современные цилиндрические аккумуляторы с рулонными электродами допускают еще большие разрядные токи для некоторых типов аккумуляторов максимальный продолжительный ток составляет 7-10 С. [c.77] Влияние режима разряда на величину разрядной емкости показано на рис. 3.7. Из рисунка видно, насколько сильным фактором внешнего влияния на электрические характеристики аккумуляторов является температура окружающей среды. Емкость, которая может быть получена от аккумулятора при 20 °С, максимальна. Она почти не уменьшается и при разряде при более высокой температуре. Но при температуре ниже О °С разрядная емкость снижается, и тем больше, чем больше разрядный ток. [c.77] При заряде герметичного аккумулятора кроме проблемы восполнения истраченной энергии существенным является ограничение его перезаряда, поскольку процесс заряда сопровождается повышением давления внутри аккумулятора. По мере заряда оксидно-никелевого электрода начинается побочный процесс выделения кислорода, и коэффициент использования тока к концу заряда заметно падает. На рис. 3.9 показаны типичные кривые, отражающие зависимость разрядной емкости цилиндрического аккумулятора от емкости, сообщенной при разных скоростях заряда. Из этих кривых видно, что для полного заряда аккумулятора ему достаточно сообщать не более 160 % номинальной емкости. [c.78] Аккумуляторы могут быть заряжены при температуре от О до +40 °С, наиболее эффективно в диапазоне температур от +10 до +30 °С. Если аккумулятор заряжается при температуре О °С или при предельно высокой, разрядная емкость может уменьшиться на 10-15 %. [c.78] При низкой температуре поглощение кислорода на отрицательном электроде сильно замедляется и при перезаряде быстрое увеличение давления может привести к открытию аварийного клапана. При высокой температуре снижается потенциал, при котором на положительном электроде начинает выделяться кислород, что приводит к более раннему началу этого процесса. [c.79] При одной и той же температуре увеличение тока для ускорения процесса заряда приводит к увеличению скорости выделения кислорода. Скорость газопоглощения кислорода при этом практически не меняется. Она в большей степени зависит от особенностей аккумулятора, которые определяют перенос кислорода от положительного электрода к отрицательному, а именно от плотности сборки пакета электродов, толщины и структурных параметров электродов и сепарационного материала, количества электролита. [c.79] Заряд тем эффективнее, чем тоньше электроды аккумулятора и плотнее сборка их пакета. Именно поэтому цилиндрические аккумуляторы с электродами рулонного типа наиболее приспособлены к заряду с большой скоростью. Из кривых на рис. 3.9 видно, что для таких аккумуляторов эффективность заряда в диапазоне токов заряда 0,1-1 С практически не меняется. А уменьшение тока заряда приводит к заметному снижению емкости, которую можно получить от аккумулятора при последующем разряде. [c.79] Номинальным (стандартным) режимом заряда является режим, при котором аккумулятор, разряженный до 1 В, заряжается током 0,1 С в течение 16 ч. Для некоторых аккумуляторов продолжительность заряда в номинальном режиме составляет 14 ч. Это ограничение регламентирует предприятие-изготовитель, оно определяется особенностями конструкции аккумулятора или повышенной закладкой активных масс с целью увеличения емкости. [c.79] Кроме гальваностатического заряда (заряда при постоянном токе) для герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов могут быть использованы другие стратегии заряда, при которых в конце зарядного процесса ток уменьшается плавно или ступенчато до величин, позволяющих вести процесс практически бесконечно без повреждения аккумулятора. В этом случае на начальной стадии заряда ток может быть значительно выше стандартного тока 0,1 С. Особенности разных стратегий заряда описываются в гл. 7. [c.79] В настоящее время во многих случаях возникает настоятельная необходимость в ускорении процесса заряда. Эта проблема решается при использовании аккумуляторов, способных к эффективному заряду током повышенной плотности, постоянным по величине в течение всего заряда, и систем контроля, не допускающих чрезмерного перезаряда аккумуляторов. [c.79] Большая часть цилиндрических аккумуляторов может быть заряжена постоянным током 0,2 С за 6-7 ч или током 0,3 С за 3-4 ч (при контроле только времени заряда). При ускоренном относительно стандартного заряде рекомендуется перезаряд не более чем до 120-140%. При этом обеспечивается разрядная емкость не менее номинальной. Аккумуляторы серий, разработанных для циклирования в ускоренных режимах, могут быть заряжены и быстро в течение 1 ч. Но в этом случае они требуют специфического контроля напряжения и/или температуры во избежание повреждения аккумуляторов из-за быстрого роста давления. [c.80] После прекращения заряда рост давления в аккумуляторе некоторое время продолжается, так как на оксидно-никелевом электроде идет процесс окисления гидроксильных ионов. По мере снижения потенциала ОНЭ за счет саморазряда скорость процесса газовыделения уменьшается и становится соизмеримой со скоростью поглощения кислорода на отрицательном электроде. В результате давление в аккумуляторе начинает падать. Понятно, что при одинаковом уровне перезаряда чем выше была скорость заряда, тем больше растет давление в аккумуляторе после прекращения заряда. [c.80] Большинство типов аккумуляторов малочувствительно к этому дополнительному увеличению давления. Но для аккумуляторов, стенки которых претерпевают деформацию при заряде (как у дисковых), этот факт приходится учитывать. При квалификационных испытаниях аккумуляторов оговаривается пауза (1-4 ч) между зарядом (даже в номинальном режиме) и последующим разрядом. При быстром заряде в течение 1 ч, который допускается для цилиндрических аккумуляторов, даже при соответствующем контроле зарядного процесса пауза между зарядом и разрядом не рекомендуется. [c.80] В отечественных призматических аккумуляторах большой емкости с толстым пакетом пластин рост давления после отключения их с заряда при давлении 1 ати может быть довольно значительным, а главное - разным. Поэтому при испытаниях таких аккумуляторов контролируется изменение давления как при переключении на разряд сразу после окончания заряда, так и в паузе (по времени размыкания контакта датчика давления после его замыкания в конце заряда). [c.80] Вернуться к основной статье