ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Серебряно-цинковые аккумуляторы из "Прикладная электрохимия" Первый образец свинцового аккумулятора был создан Планте (Франция) в 1860 г. с использованием идеи русского ученого Якоби. В 80-х годах прошлого века было налажено серийное производство аккумуляторов. Свинцовый аккумулятор — наиболее распространенный вторичный ХИТ. Он отличается дешевизной, надежностью в работе, высоким и стабильным напряжением. [c.85] Выпускают три основных типа свинцовых аккумуляторных батарей стационарные, стартерные и тяговые. Стационарные батареи емкостью от 40 до 5000 А-ч применяют для питания потребителей постоянного тока на электрических станциях и подстанциях для поддержания напряжения в сети постоянного тока при пиковых нагрузках путем подключения батарей параллельно преобразователям в качестве резерва электроэнергии там, где недопустимы перерывы в подаче тока для обслуживания телефонных станций. Стартерные батареи используют для запуска двигателей и освещения транспортных средств напряжение батарей —6,12 или 24 В, емкость от 6 до 215 А-ч. Тяговые батареи емкостью от 40 до 1200 А-ч применяют для энергоснабжения электрокар, электропогрузчиков, рудничных электровозов. Кроме того, свинцовые батареи используют для освещения железнодорожных вагонов, для запуска дизелей тепловозов, для энергоснабжения подводных лодок, в радиотехнике. [c.85] Значения потенциалов отрицательного и положительного электродов находятся вне области термодинамической устойчивости воды (см. рис. 1.1). Это обусловливает термодинамическую возможность саморазряда электродов. Однако перенапряжения выделения водорода на свинце и кислорода на диоксиде свинца имеют высокие значения, поэтому скорость реакции саморазряда невелика, а экспериментальные значения потенциалов можно рассматривать как равновесные. [c.86] Таким образом, значение /р.ц увеличивается с ростом концентрации Н2504- Однако применение очень концентрированной кислоты недопустимо ввиду сильного саморазряда отрицательного электрода кроме того, с увеличением концентрации серной кислоты более 30% растет сопротивление электролита. Электролит современных аккумуляторов в заряженном состоянии содержит от 28 до 41% серной кислоты (плотность 1,20— 1,31 т/мз). [c.86] При разряде концентрация серной кислоты уменьшается и в конце разряда составляет от 12 до 24% (плотность 1,08— 1,17 т/м ). Следовательно, концентрация (плотность) электролита может служить критерием заряженности или разряжен-ности аккумулятора. [c.86] Уравнение токообразующего процесса лежит в основе теории двойной сульфатации, согласно которой именно сульфат свинца является продуктом разрядной реакции на обоих электродах. Имеются следующие подтверждения этой теории фазовый анализ начальных и конечных продуктов, содержащихся в активных массах точные измерения изменений концентрации Н2504 при разряде и при заряде соответствие между собой экспериментальных и расчетных значений ЭДС соответствие экспериментального значения температурного коэффициента ЭДС дЕ 1дТ) р и рассчитанного на основании термодинамических данных. [c.86] Диоксид свинца в свинцовом аккумуляторе может существовать в двух модификациях а-РЬОг (орторомбическая структура) и р-РЬОа (тетрагональная). Оба оксида — нестехиометриче-ские соединения их состав выражается формулой РЬО , где 1,85 л 2,05. [c.87] Восстановление РЬОа протекает по твердофазному механизму, При этом образуются промежуточные оксиды РЬО (2 rt l,33). [c.87] Следует отметить, что а-РЬОа имеет меньшую удельную поверхность, чем р-РЬОа, поэтому коэффициент использования а-модификации в 1,5—3 раза ниже. При циклировании а-РЬОг постепенно переходит в более устойчивую р-модификацию и ем-КОСТЬ электрода повышается. [c.87] При эксплуатации свинцовых аккумуляторов наблйДйЮТСЯ нежелательные явления, приводящие к уменьшению емкости и ресурса коррозия решеток и оплывание активной массы положительного электрода саморазряд отрицательного электрода сульфатация пластин. [c.87] Вредное действие всех этих процессов заключается в том, что нарушается контакт решетки с активной массой. Кроме того, образующийся диоксид свинца имеет больший удельный объем, чем свинец, поэтому происходит деформация решетки. Для борьбы с коррозией решеток применяют мелкокристаллические отливки, обладающие более равномерной структурой (с добавками Аз, 8, Ад). [c.88] Оплывание активной массы положительного электрода заключается в отделении от пластин кристаллов и зерен РЬОг размером менее 0,1 мкм оно наблюдается в конце и начале заряда. В настоящее время считают, что основной причиной оплывания является образование при разряде плотного слоя РЬ804 (наблюдается при пониженных температурах и повышенной плотности тока, а также при увеличении и so ). В этом случае при заряде электрода образуются легко осыпающиеся дендриты РЬОг. [c.88] Для борьбы с оплыванием применяют плотную сборку электродов с сепарацией (стекловойлок) иногда в активную массу вводят связующие (фторопласт, синтетические волокна). [c.88] Затем ион Мп04 , продиффундировавший к положительному электроду, может окислиться (при заряде) до перманганата и вновь участвовать в саморазряде отрицательного электрода (так называемый челночный механизм влияния примесей). [c.89] Скорость коррозии свинца возрастает при повышении температуры и концентрации серной кислоты. [c.89] Сульфатация пластин проявляется в образовании на электродах плотной белой корки сульфата — аккумулятор не принимает заряд. Причиной является рекристаллизация сульфата свинца при хранении аккумулятора в разряженном состоянии. В связи с этим аккумулятор не рекомендуют хранить в разряженном состоянии периодически его необходимо подзаряжать. [c.89] Вернуться к основной статье