Саморазряд и газовыделение

К недостаткам свинцово-цинкового элемента относят чувствительность к температуре окружающей среды (снижение температуры резко уменьшает разрядную емкость), обильное газовыделение при разряде из-за саморазряда цинкового электрода, а также низкая сохранность в состоянии готовности к действию. [c.253]

Газовыделение и саморазряд. Свинец, как металл более электроотрицательный чем водород, должен растворяться в растворах серной кислоты. Высокое перенапряжение для выделения водорода на свинце задерживает этот процесс. Но чем больше поверхность свинцовой губки, тем легче выделяется на ней водород. Поэтому при разбухании губки скорость ее саморастворения в кислоте увеличивается, растет газовыделение и саморазряд аккумулятора. Этот процесс усиливается, если на поверхности свинцовой губки будут осаждены какие-либо металлы, на которых водород выделяется с меньшим перенапряжением, чем на свинце. [c.485]

Решетки аккумуляторных пластин в большинстве случаев изготовляют из сплавов свинца и сурьмы. По мере коррозии решеток положительных пластин сурьма переходит в раствор и при заряде током отлагается на поверхности свинцовой губки. Это резко усиливает саморазряд и газовыделение при хранении аккумуляторов. Кроме того, облегчение выделения водорода ухудшает использование тока при заряде аккумуляторов, Растворение свинцовой губки усиливается с ростом температуры и при повышении концентрации кислоты в электролите. [c.485]

Герметизация. Необходимость в герметичных конструкциях ХИТ обусловлена необходимостью сохранения их работоспособности в любом положении. Для первичных ХИТ герметизация осложняется газовыделением при саморазряде (в основном, выделением водорода на отрицательном электроде). Для аккумуляторов дополнительные осложнения вносит выделение на электродах водорода и кислорода при заряде. [c.59]

Меры для уменьшения пассивации электродов, саморазряда и газовыделения в аккумуляторах [c.363]

Ранее уже было сказано, что свинец может существовать в растворах серной кислоты только благодаря тому, что водород выделяется на нем с очень большим перенапряжением. Но если на поверхность свинца попадут частицы металлов, на которых перенапряжение выделения водорода меньше, чем на свинце, то водород, вытесняемый свинцом из раствора, начнет выделяться на них, а свинец будет переходить в раствор. При заряде использование тока на выделение свинца упадет, так как ток начнет тратиться на выделение водорода. Чтобы избежать этих вредных явлений, необходимо при изготовлении аккумуляторов применять все материалы только высокой степени чистоты, в первую очередь, не содержащие железа, меди и других металлов с низким перенапряжением для выделения водорода. Но присутствие одного из таких металлов — сурьмы — избежать трудно. Она обычно входит в состав сплава токоотводов (решеток), на которые наносятся активные массы. При заряде сурьма из токоотвода положительного электрода переходит в раствор и затем отлагается на поверхности отрицательного электрода. Чтобы повысить перенапряжение выделения водорода на сурьме, в электролит или в активную массу добавляют специальные вещества — ингибиторы, в частности а-оксинафтойную кислоту. Это значительно уменьшает саморазряд и газовыделение в аккумуляторах. Саморазряд положительного электрода возникает, в основном, в случае загрязнения электролита веществами, способными окислиться в контакте с РЬОг, в частности, ионами железа, как это описано для марганцево-цинковых элементов. ГОСТ 959-0—71 допускает для автомобильных аккумуляторов потерю емкости от саморазряда не более 10% за 14 сут хранения при 20 5°С. Поскольку саморазряд, в основном, происходит из-за растворения свинца в серной кислоте, то естественно, что с ростом температуры и концентрации кислоты в электролите саморазряд увеличивается. [c.364]

В процессе работы свинцового аккумулятора активная масса отрицательного электрода — губчатый свинец дает усадку, т. е. поверхность свинцовой губки стремится уменьшиться. Для борьбы с этим нежелательным для практики явлением в состав активной массы отрицательного электрода добавляют специально подобранные поверхностно-активные вещества — противоусадочные средства, которые называются расширителями. В ряде случаев одно и то же вещество, выбранное в качестве расширителя, выполняет и другие полезные функции, например уменьшает саморазряд аккумулятора и снижает скорость газовыделения в нем. Расширители улучшают работу свинцового аккумулятора при форсированных режимах разряда, при работе аккумуляторов в условиях холода и при применении в аккумуляторах более концентрированного электролита. [c.81]

Было сделано множество попыток устранить эти недостатки пуГеМ добавления к свинцу или к обычному свинцово-сурьмяному сплаву небольших количеств других легирующих добавок однако до сих пор не удалось разработать сплава, обладающего всеми достоинствами обычного сплава и, вместе с тем, свободного от недостатков последнего. Предложен ряд сплавов, удовлетворяющих отдельным, наиболее важ-ны.м для данного типа аккумулятора требованиям. Такие сплавы в ряде случаев нашли практическое применение например, в аккумуляторах, для которых существенно важен малый саморазряд, применяются свинцово-кальциевые сплавы в автомобильных аккумуляторах, для которых допустимо несколько увеличенное газовыделение, а также в аккумуляторах с форсированным режимом разряда нашли применение коррозионностойкие сплавы, содержащие серебро. [c.51]

Полученные данные убедительно показывают, что пассивирующее действие серебра проявляется при содержании серебра до 3%. Обращает на себя внимание тот факт, что указанная концентрация серебра примерно соответствует составу эвтектики системы свинец—серебро. Здесь, как и в случае системы свинец—сурьма, заэвтектоидные сплавы не представляют практического интереса для аккумуляторной промышленности. Сплавы, содержащие 1—3% серебра, обладают исключительно высокой коррозионной стойкостью. Однако при применении этих сплавов в аккумуляторах возрастает перенос и происходит некоторое увеличение газовыделения и скорости саморазряда (сульфатации) даже при наличии в составе отрицательного электрода гуминовой [c.58]

В качестве расширителей испытывались также органические красители, которые вводились в активную массу или в электролит. Некоторые из них являются весьма эффективными расширителями (рис. 33 и 34), к тому же в 2—3 раза уменьшающими скорость газовыделения при саморазряде. [c.73]

Саморазряд электродов и газовыделение [c.73]

На электродах свинцового аккумулятора во время заряда, разряда и отдыха наблюдается выделение газов, главным образом водорода и кислорода. Во время заряда газовыделение происходит в результате неполного использования зарядного тока. После окончания заряда в течение некоторого времени происходит постепенное выделение газов, образовавшихся при заряде и задержавшихся в порах активных масс и сепараторов, а также в промежутках между электродами и сепараторами. Причиной газовыделения в период разряда и бездействия аккумулятора являются реакции, связанные с процессом саморазряда аккумулятора. Газовыделение в бездействующем аккумуляторе приводит к потере до 2% емкости ежесуточно. В плохо вентилируемых помещениях накопление водорода делает воздух взрывоопасным, так как взрыв в таких случаях становится возможным уже при наличии в окружающей среде 2—3% водорода. По этим соображениям изучение процессов саморазряда и газовыделения (в основном, выделения водорода) и разработка мер, направленных к их уменьшению, представляют значительный интерес. [c.73]

Заслуживает внимания, что измерение скоростей газовыделения после прекращения стационарной поляризации может дать дополнительную информацию об электрохимической системе. Поскольку скорость выделения линейно связана с внутренним током саморазряда, протекающим после размыкания цепи, можно провести прямое сопоставление тафелевских наклонов fei и наклонов кривой спада после выключения тока Ьо [32, 55], не прибегая к стационарным измерениям [см. раздел VI,4,4)]. [c.412]

Газовыделение и саморазряд. Свинец как металл, обладающий более электроотрицательным стандартным потенциалом, чем водород, должен растворяться в растворах серной кислоты. Высокое перенапряжение, необходимое для выделения водорода на свинце, задерживает этот процесс. Но чём больше поверхность свинцовой губки, тем больше выделится на ней водорода при той же скорости процесса из расчета на единицу поверхности. Поэтому при разбухании губки общая скорость ее саморастворения в кислоте увеличивается, возрастают газовыделение и саморазряд аккумулятора. Этот процесс усиливается, если на поверхности свинцовой губки будут осаждены какие-либо металлы, на которых водород выделяется с меньшим перенапряжением, чем на свинце. [c.459]

Решетки аккумуляторных пластин изготавливают из сплавов свинца и сурьмы, иногда с добавками мышьяка и серебра. По мере коррозии решеток положительных пластин сурьма и другие добавки и примеси к сплаву переходят в раствор и при заряде током отлагаются на поверхности свинцовой губки. Это резко усиливает саморазряд и газовыделение при хранении аккумуляторов. Кроме того, облегчение выделения водорода ухудшает использование тока при заряде аккумуляторов. Растворение свинцовой губки усиливается с ростом температуры и при повышении концентрации кислоты в электролите. Для уменьшения скорости саморазряда следует по возможности сильнее повысить перенапряжение для выделения водорода как на свинце, так и на осажденных на нем сурьме и других металлах. [c.459]

Для отливки решеток положительных пластин используют тройные сплавы РЬ—8Ь—Аз и РЬ—8Ь—Ад. В них содержится мышьяка 0,1—0,2%, серебра 0,1%. Прочность и твердость сплавов РЬ—5Ь в присутствии мышьяка увеличивается, что позволяет снизить содержание дорогой сурьмы до 5%- Сплавы РЬ—5Ь хорошо заполняют формы, обладают достаточной прочностью и твердостью, плавятся при более низких температурах, чем свинец. Однако на сурьме, серебре и мышьяке перенапряжение для выделения водорода значительно ниже, чем на свинце. При постепенной коррозии решеток положительных пластин сурьма (а также Аз и Ад, если они присутствуют в сплаве) переходит в раствор и током выделяется на отрицательном электроде, потенциал выделения водорода снижается, растут газовыделение и саморазряд аккумуляторов. Сурьма и мышьяк на отрицательном электроде при заряде частично образуют ядовитые стибин и арсин и постепенно выделяются с газами из аккумулятора. [c.474]

Хорошими механическими свойствами обладает сплав свинца с 0,05—0,15 Са. Наличие кальция в решетках положительных пластин не вызывает увеличения газовыделения и саморазряда аккумуляторов, так как кальций не может выделиться на отрицательном электроде. Однако отливка решеток из сплава РЬ—Са затруднительна, поскольку кальций сильно выгорает из сплава в процессе отливки. Применение таких решеток иногда вызывает затруднения из-за образующейся на поверхности решеток пленки СаЗО , увеличивающей переходное сопротивление решетка — активная масса. [c.474]

Рис. 2. Отношение газовыделения к обш,ей" потере кислорода А — отношение газовыделения к общей потере кислорода, % Б — продолжительность саморазряда, час 1 — масса без добавки 2 — масса с графитом 3 — масса с никелированным графитом 4 — масса с серебреным графитом 5 — масса с медненым графитом.

Поскольку герметизация свинцового аккумулятора требует минимального газовыделения, свинцово-сурьмяные сплавы для изготовления токоведущих деталей оказываются в данном случае непригодными, так как наличие сурьмы заметно снижает как водородное перенапряжение на отрицательном электроде, так и кислородное перенапряжение на положительном электроде. Высокое перенапряжение выделения кислорода и водорода свойственно сплаву РЬ—Са (0,1—0,2% Са), что обеспечивает низкий саморазряд аккумулятора. Кроме того, этот сплав обладает высокой коррозионной стойкостью, механической прочностью и невысокой стоимостью. Имеются и недостатки пониженные литейные свойства, нестабильность состава из-за повышенной окисляемости кальция, высокое переходное электрическое сопротивление на границе решетка — диоксид свинца. Окисляемость кальция уменьшают, легируя сплав алюминием (0,05%) переходное сопротивление снижают, вводя в электролит добавку фосфорной кислоты. [c.190]

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]

Для уменьшения саморазряда и газовыделения в аккумуляторах необходимо при изготовлении их пользоваться материалами высокой чистоты. Надо следить, чтобы на отрицательный электрод не попали следы каких-либо металлов, понижающих перенапряжение для выделения водорода (кроме сурьмы). Известно, что ряд поверхностно-активных веществ, адсорбируясь на поверхности металлов, повышает перенапряжение для выделения водорода. В свинцовых аккумуляторах повышение перенапряжения на свинце и сурьме и задержку выделения водорода в частности обеспечи- [c.485]

Саморазряд первичных серебряно-цинковых элементов происходит вследствие того, что низший окисел серебра АдзО растворяется в щелочном электролите, разрушает материал сепараторов и восстанавливается на цинковом электроде. Сепараторы теряют механическую прочность, в них появляется металлическое серебро, возникают внутренние межэлектродные замыкания. Появление серебра на цинковом электроде приводит к образованию местных коррозионных микроэлементов и газовыделению. Для замедления саморазряда в серебряно-цинковом элементе используют пленочные сепараторы, затрудняющие диффузию ионов серебра к отрицательному электроду. [c.39]

Другой проблемой является ра,5работка и внедрение малооб-служиваемых (герметичных) батарей. Чтобы герметизировать аккумулятор, необходимо создать такие условия, при которых газы при заряде или не выделялись бы совсем, или поглощались внутри аккумулятора. Кроме того, необходимо свести к минимуму газовыделение при саморазряде. [c.98]

Эти данные свидетельствуют о том, что разряд водорода происходит, в основном, на поверхности губчатого свинца поэтому сурьма, содержащаяся в решетке, существенно не влияет на скорость выделения водорода. Аналогичные данные были получены недавно в работе Рютчи и Антштадта, которые установили, что скорость саморазряда отрицательных пластин свинцового аккумулятора практически не зависит от состава решеток этого электрода. Несколько более заметное влияние на скорость газовыделения оказывают компоненты решетки положительного электрода, которые переносятся на отрицательный электрод в процессе заряда. Это объясняется, во-первых, тем, что осаждение примесей происходит непосредственно на поверхности электрода, где имеет место разряд ионов водорода и, во-вторых, тем, что эти металлы осаждаются в виде мелкодисперсных, губчатых осадков с большой активной поверхностью. [c.79]

Важным преимуществом СК аккумуляторов является малая скорость саморазряда и отсутствие газовыделения при хранении как в заряженном, так и в разряженном состоянии. Это позволяет создать герметичную конструкцию СК. Вместе с тем создание СК аккумуляторов герметичной конструкции связано со значительными трудностями, обусловленными тем, что наличие в аккумуляторе газонепроницаемой пленочной сепарации затрудняет доступ выделяющегося при перезаряде кислорода к активной массе отрицательного электрода. Однако эти трудности были обойдены выбором соответствующих режимов заряда. СКА герметичной конструкции выпускаются как у нас, так и за. руёежом. Так как потенциал кадмиевого электрода на 0,45 з положительнее потенциала цинкового электрода, то э. д. с. СЦ [c.115]

Это достигается внесением в активную массу или в электролит ингибиторов. В некоторой степени ингибирующим действием обладают депассиваторы и расширители, но более активными являются специальные вещества, например, а-оксинафтойная кислота, суль-фанол и др. При выборе ингибиторов необходимо проверять, сочетаются ли они с применяемыми депассиваторами, в противном случае пассивация может усилиться. Например, сульфапол вредит действию гуминовой кислоты и хорошо сочетается с лигносульфа-натом натрия. Завышенное излишнее количество ингибиторов и депассиваторов также может оказать вредное действие, так как затрудняет заряд электродов [3, с. 136]. При загрязнении электролита ионами металлов переменной валентности саморазряд свинцовых аккумуляторов происходит и без газовыделения. Чаще всего такой очень вредной примесью являются ионы железа. Окисляясь при соприкосновении с РЬОг [c.459]

Сплавы для токоотводов свинцовых аккумуляторных батарей. Сплавы, предназначенные для изготовления токоотводов свинцовых батарей, должны удовлетворять ряду требований они должны прежде всего обеспечивать минимальное газовыделение при заряде и хранении аккумулятора, а также малую скорость саморазряда. Сплавы должны обладать достаточно высокими механическими характеристиками и высокой технологичностью, позволяющей осуществлять отливку токоотводов сложной конфигурации при сравнительно малой толщине. Сплавы, как и во всех других случаях, должны характеризоваться достаточной коррозионной стойкостью, отличаться низкой стоимостью, недефицит-костью исходных материалов и достаточной электропроводностью. Чистый свинец не вполне отвечает этим требованиям, так как имеет низкие механические характеристики и литейные свойства. [c.74]

Однако размещение батарей в контейнерах требует IX принудительной вентиляции во избежание взрыва юдородно-воздушной смеси. Скорость газовыделения 1ри циклировании аккумуляторной батареи в системе электрооборудования автомобилей возрастает с увели-1ением напряжения автомобильного генератора и температуры электролита. Исследования показывают, что количество выделяемого аккумуляторной батареей водорода при циклировании может достигать 0,6 см /мин за 1 А-ч и при саморазряде в процессе стоянки автомобиля— до 0,07 см /мин на 1 А-ч. Так как 4 %-иая концентрация водорода в воздухе взрывоопасна, то, зная скорость газовыделения и объем контейнера, в котором установлена батарея, можно рассчитать скорость воздухообмена, необходимую для вентиляции контейнера. [c.107]

Снижение саморазряда таких электродов может быть вызвано действием окисной пленки или на выделение водорода, или на анодное окисление железа. На рис. 1 показаны кривые, выражающие зависимость потенциала электрода (по отношению к водородному электроду в том же растворе) от логарифма плотности тока. Как видно из этих кривых, наличие на поверхности железа окисной пленкн не оказывает существенного влияния на ход анодных кривых. Кривые катодной иоляризации для полупассивных электродов идентичны между собой, по лежат значительно пиже кривой перенапряжения водорода на электроде без окисной пленки. Снятие окис-яой пленки приводит к газовыделепию при стационарном потенциале. Понижение перенапряжения водорода иа железе, покрытом окисной пленкой, указывает как бы на увеличение тока саморастворения и, следовательно, должно приводить к увеличению газовыделения, что противоречит приведенным ранее экспериментальным данным. Для выяснения этого противоречия была измерена скорость газовыделения при катодной поляризации электрода из нолупассивного железа током 2,6-10 а. Этн измерения показали, что скорость выделения водорода в начале поляризации значительно меньше, чем согласно закону Фарадея отсюда следует, что часть электричества расходуется па снятие окисной пленки. Если учесть количество электричества, идущее на снятие окисной нленки (как разность между наблюдаемой скоростью газовыделения и скоростью выделения газа, соответствующей пропускаемому току), то перенапряжепие во- [c.802]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология