ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Резервные ХИТ из "Прикладная электрохимия Издание 3" Развитие новой техники потребовало разработки ХИТ, которые имели бы высокие удельные характеристики и постоянную готовность к действию. В связи с этим были разработаны так называемые резервные, или активируемые, ХИТ [1, 3], которые приводятся в рабочее состояние перед подключением к ним нагрузки. Кратковременность нахождения ХИТ в активированном состоянии перед работой позволяет пренебречь опасностью саморазряда и дает возможность использовать высокоактивные материалы, неприемлемые для ХИТ длительного действия и хранения. [c.76] активируемые растворами кислот или щелочей. В этих ХИТ в качестве электролита используют концентрированные растворы кислот или щелочей, обладающие высокой электропроводимостью и низкой температурой замерзания. Активные вещества подбирают таким образом, чтобы в результате разряда, как правило, могли образоваться хорошо растворимые соединения. Поэтому такие ХИТ могут разряжаться высокими плотностями тока в широком интервале температур. [c.77] Ввиду кратковременности работы элемента требуется ограниченное количество активных веществ. Поэтому, в отличие от свинцового аккумулятора, используют тонкие (несколько мкм или десятков мкм) слои РЬ и РЬОг, которые наносят электроосаждением на подложку из металлической фольги. Свинец осаждают из обычных электролитов свинцевания. Электролитический диоксид свинца получают анодным окислением растворов нитрата свинца на подложке из пассивного металла (никель, нержавеющая сталь, пассивированное железо). [c.77] Наилучшие характеристики имеет элемент с хлорной кислотой. Недостатком кислоты является потенциальная взрывоопасность при контакте с органическими веществами и при повышенной температуре. Кислоты HBF4 и H2SiFe свободны от этого недостатка кроме того, применение этих кислот позволяет увеличить время хранения элемента после активации до суток и более по сравнению с несколькими часами для элемента с H IO4. [c.77] Элементы, активируемые кислотами, работоспособны в интервале от —40 до +60 °С, могут кратковременно работать при плотности тока до 3 кА/м , время их активирования составляет 0,16—0,25 с, разрядное напряжение 1,6—2,1 В. [c.77] Реакции оксидносеребряного электрода будут подробно рассмотрены ниже. [c.78] Серебряно-цинковые элементы могут разряжаться в широком интервале плотностей тока (до 10 кА/м ). Продолжительность разряда может составлять от нескольких часов до 45 с в последнем случае развивается удельная мощность до 1 кВт/кг. [c.78] активируемые природной водой. Эти источники тока получают в последнее время все большее распространение ввиду расширения работ по освоению морей и океанов и вследствие того, что отсутствует необходимость в специальном хранении и транспортировании электролита — морской или пресной воды. Обычно в качестве анода в водоактивируемых ХИТ применяют магниевые сплавы, а в качестве катода — труднорастворимые хлориды (Ag l, u l, РЬСЬ). [c.78] Водоактивируемые батареи применяются для питания радиопередатчиков метеорологических радиозондов, шаров-пило-тов, для питания светильников шлюпок, буев, аварийных радиомаяков, спасательных комплектов моряков и других целей. [c.78] ХИТ с катодом из Ag l имеют максимальные характеристики (iWm=130 Вт-ч/кг, 7=1,45 В), высокую надежность, наиболее широкий диапазон рабочих плотностей тока (до 2,5 кА/м ). Применение этих ХИТ ограничено вследствие дороговизны и дефицитности хлорида серебра. [c.78] ХИТ с катодом из u l имеют близкие характеристики (шм=115 Вт-ч/кг, i/=l,3 В), но менее надежны в работе, требуют хранения в герметичной упаковке, так как в присутствии влаги и воздуха u l окисляется до электрохимически малоактивного оксихлорида uOH l. [c.78] Работа водоактивируемых ХИТ с магниевым анодом и катодами из труднорастворимых хлоридов отличается следующими характерными особенностями наличием периода активации — от нескольких секунд до 15 мин (рис. 1.19) значительным выделением водорода яа магниевом аноде интенсивным тепловыделением при разряде. [c.79] Из-за отрицательного дифференц-эффекта коэффициент использования магния в анодной реакции составляет лишь около 65%. [c.79] выделяющееся в результате коррозии, является одной из причин саморазогрева батарей. Вторая причина — большая разница между равновесным и стационарным значениями потенциала магния (стандартный потенциал Е°1ле + /ме = = —2,36 В потенциал магния в морской воде около —1,4 В). [c.79] Благодаря разогреву водоактивируемые ХИТ могут эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха до —55 °С, если активация проводится при плюсовых температурах. [c.79] Пассивация и явление отрицательного дифференц-эффекта не позволяют реализовать высокие теоретические энергетические возможности магниевого анода. Значение стационарного потенциала магния в водных растворах является средним между значениями равновесных потенциалов ионизации магния и восстановления водорода. Для смещения значения этого потенциала в отрицательную сторону необходимо таким образом модифицировать поверхность магния, чтобы либо уменьшилось перенапряжение ионизации магния, либо увеличилось перенапряжение восстановления водорода. Такая модификация может быть достигнута сплавлением магния с металлами, обладающими высоким перенапряжением выделения водорода (РЬ, Т1, Нд), или амальгамированием поверхности магния. Во многих случаях одновременно со смещением потенциала в сторону отрицательных значений уменьшается газовыделение на магниевом аноде (рис. 1.20). [c.79] Обычно водоактивируемые ХИТ конструктивно оформляются в виде батарей, собранных из биполярных электродов. Отрицательный электрод представляет собой лист, пластину, а иногда фольгу из деформируемого сплава. Катоды изготавливают из хлоридов серебра, меди(1), свинца путем прессования, намазки, прокатки или литья. Между рабочими поверхностями разноименных электродов помещают сепаратор. В батареях небольшой мощности с длительным временем разряда используют пористые сепараторы из ткани, волокна, некоторых сортов бумаги (алиг-нин), которые служат также и для удержания электролита, препятствуя его испарению, например, в условиях вакуума на больших высотах (метеорологические радиозонды). [c.80] В батареях большой мощности обычно применяют проточный электролит, поэтому сепараторы выполняют лишь функцию фиксатора межэлектродного расстояния. Это могут быть запрессованные в активный материал стеклянные или пластмассовые шарики волокна из синтетических материалов, расположенные по направлению потока электролита, и т. д. [c.80] Вернуться к основной статье