Свинцовые аккумуляторы разряженный, процессы

Процессы заряда и разряда свинцового аккумулятор выражаются соответственно уравнениями [c.108]

Какие химические процессы протекают на электродах при заряде и разряде а) свинцового аккумулятора б) железо-никелевого аккумулятора [c.194]

Рис. 2.1. Схема электрохимических процессов при разряде (а) и заряде (б) свинцового аккумулятора

Аккумуляторы при разряде отдают ток, накопленный в процессе заряда в результате химических реакций, происходящих при электролизе. Простейшим аккумулятором является кислотный или свинцовый аккумулятор. Он состоит из свинцовых пластин, погруженных в сосуд, наполненный серной кислотой. Свинец и кислота вступают в реакцию [c.156]

Процессы при разряде п заряде свинцовых аккумуляторов [c.476]

При заряде а разряде аккумулятора поляризация увеличивается, что и обусловливает постепенное снижение напряжения при разряде и увеличение его в процессе заряда. Типичные кривые заряда и разряда свинцового аккумулятора приведены на рис. II-1. [c.64]

Среди теоретических обоснований процессов, протекающих в свинцовом аккумуляторе, наиболее вероятной является теория двойной сульфатации, согласно которой при разряде активные вещества на обоих электродах превращаются в сульфат свинца. Этот процесс выражается суммарной реакцией [c.62]

Процессы заряда и разряда свинцового аккумулятора выражаются соответственно уравнениями [c.117]

Не следует оставлять аккумулятор в разряженном состоянии в течение продолжительного времени, поскольку это приводит к нежелательным последствиям. Мы уже видели, что при работе свинцового аккумулятора образуется сульфат свинца, который первоначально находится в очень высокодисперсном состоянии, но со временем происходит процесс перекристаллизации и появляются большие кристаллы. Растущие кристаллы разрушают пористые стенки электродов. Этот так называемый процесс сульфа-тирования можно предотвратить, если сразу же после разряда снова зарядить аккумулятор. Саморазряд свинцовых аккумуляторов происходит также и во время их хранения. [c.221]

Выход по току, или отдача по емкости, свинцового аккумулятора, т. е. количество электричества, отдаваемое во время разряда, отнесенное к количеству электричества, получаемому в процессе заряда, превышает 90%. Выход по энергии, или к. п. д., дается выражением [c.16]

Ионы Н+связываются с ионами 50 . Наглядное представление о процессах, протекающих в свинцовом аккумуляторе при разряде и заряде, дают схемы, представленные в табл. 11 и 12. [c.85]

Рассмотрим процессы, происходящие на положительном и отрицательном электродах при заряде и разряде свинцовых аккумуляторов. [c.214]

Процессы, происходящие при заряде и разряде свинцовых аккумуляторов, в общем виде могут быть представлены формулой [c.44]

Ниже рассматриваются токообразующие процессы, происходящие при заряде и разряде свинцового аккумулятора, а также основные причины, ограничивающие с к его службы. [c.18]

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]

При зарядке аккумулятора происходит обратный процесс превращение сульфата соответственно в металлический свинец и двуокись свинца. Суммарно процесс зарядки и разряда свинцового аккумулятора выражается уравнениями [c.111]

Трудность исследования быстро протекающих реакций долгое время не давала возможности установить, какие процессы идут в свинцовом аккумуляторе. Первые попытки выяснить протекающие в аккумуляторе реакции показали, что заряженный аккумулятор после формирования содержит на положительном электроде двуокись свинца, а на отрицательном — губчатый свинец. Было высказано предположение, что при разряде аккумулятора на катоде губчатый свинец окисляется выделяющимся кислородом, а на аноде происходит восстановление двуокиси свинца водородом, образующимся при разряде ионов Н+. Предполагалось, что во время заряда аккумулятора протекают обратные реакции — на аноде образуется двуокись свинца, а на катоде — губчатый свинец. [c.82]

Как следует из уравнения (3), серная кислота принимает непосредственное участие в электродных реакциях и является по суш е-ству активным веществом наравне со свинцом и двуокисью свинца. Это в значительной степени объясняет заметное влияние концентрации электролита, а также условий заряда и разряда на электрические характеристики свинцового аккумулятора. Так, процесс диффузии ионов бисульфата к электродным поверхностям лимитирует скорость разряда аккумулятора. Диффузионные ограничения способствуют пассивации отрицательного электрода. Они же ограничивают скорость заряда, повышая концентрационную поляризацию и ускоряя таким путем побочную реакцию электролиза воды. [c.195]

Не меньшее влияние поляризация оказывает на работу химических источников электрической энергии — гальванических элементов и аккумуляторов. Водород на положительном электроде также выделяется с заметным перенапряжением, которое зависит от величины отбираемого тока, свойств полярной жидкости, материала электрода и состояния его поверхности. Наиболее часто поэтому для источников электрической энергии используют такие системы, в которых на положительных электродах вместо разряда ионов гидроксония протекает процесс восстановления какого-либо окислителя. В кислотном, свинцовом аккумуляторе [c.274]

Поляризация при разряде возникает в силу ряда причин. Основная— это пассивация электродов, из-за которой при разряде потенциал положительного электрода становится отрицательнее, а отрицательного — положительнее, чем в отсутствие тока. Пассивация, в первую очередь, происходит из-за покрытия поверхности активных масс пленками, плохо проводящими ток. В ряде случаев (например, у железного электрода) это тончайшая пленка кислорода или оксидов, иногда пленка состоит из слоя труднорастворимых солей (например, в свинцовом аккумуляторе). Как известно из курса теоретической электрохимии, на потенциалы электродов и э. д. с. влияет концентрация электролита, с которым соприкасаются электроды. При разрядах и зарядах ХИТ из-за участия ионов в химическом процессе и переносе тока часто происходит местное (локальное) изменение концентрации электролита непосредственно у поверхности электродов и в их порах. Эти изменения концентрации у электродов изменяют их потенциалы появляется концентрационная поляризация. При разряде она так же, как и пассивация, снижает напряжение ХИТ и при заряде увеличивает его. Если произошло общее изменение концентрации электролита в сосуде, то и после прекращения разряда в отсутствие тока э.д.с. может быть ниже, ем была до разряда (например, в свинцовых аккумуляторах). [c.318]

Знаки электродов и принятые для иих термины анод и катод должны соответствовать протекающим иа электродах окислительно-восстановительным процессам. Отрицат ельным электродом, нли анодом, является тот электрод, на котором протекает процесс окисления, а положительным электродом, или катодом. — электрод, иа котором происходит процесс восстановления. Например, при разряде свинцового аккумулятора отрицательным электродом. нлн анодом, является губчатый свииец, а положительным электродом, илн катодом,— электрод, состоящий из двуокиси свинца. Поскольку процесс окисления сопровождается освобождением электронов, а процесс восстановления, наоборот присоединением электронов, то анод может быть назван также донором электронов, а катод — акцептором электронов. [c.865]

Типичные кривые заряда и разряда для свинцового аккумулятора показаны на рис. А. 1. При заряде аккумулятора напряжение сначала возрастает, а потом почти не меняется и, наконец, снова резко возрастает, быстро достигая значения, при котором водород и кислород начинают выделяться в свободном виде, о указывает на завершение процесса заряда. Длительное выделение газа не только приводит к ненужному расходу энергии, но и может спо- [c.15]

Часто пассивацию металлов связывают с ме.ханической блокировкой части поверхности химически инертным изолирующим слоем. Такой механизм может быть наглядно проиллюстрирован на примсфе пассивации свинц0в010 электрода в растворе серной кислоты при анодной поляризации в гальваностатических условиях (процесс, протекающий на отрицательном электроде свинцового аккумулятора при разряде). На поверхности электрода по реакции (16.3) образуется довольно плотный пористый слой сульфата свинца. После первоначального заброса на электроде устанавливается постоянное значение потенциала (рис. 18.4), которое определяется кинетикой кристаллизации сульфата свинца. Через некоторое время потенциал начинает сначала медленно, а потом быстро с.мещаться в положительную сторону. Это смещение вызвано увеличением истинной плотности тока в порах слоя, общее сечение которых по мере роста слоя уменьшается. В результате увеличивается поляризация электрода кроме того, в порах возрастает значение омического падения потенциала. Если продолжать пропускание тока постоянной силы, то потенциал смещается до значения г, при котором начинается новая электрохимическая реакция образования диоксида свинца РЬОг, Реакция окисления свинца в сульфат свинца полностью прекращается, хотя запас металлического свинца еще далеко не израсходован. Пассивация наступает при толщине слоя сульфата свинца около 1 мкм. [c.339]

Вероятнее всего, в свинцовом аккумуляторе имеет место концентрационная поляризация. При заряде и разряде аккумулятора в порах активной массы в результате химической реакции происходит изменение концентрации кислоты, выравнивание которой за счет кислоты, находящейся в сосуде, отстает от процесса исчезновения или образования кислоты. Для объяснения различного напряжения, наблюдаемого при заряде и разряде, достаточно предположить, что при заряде током нормальной силы концентрация серной кислоты в порах активной массы на 20—30% выше, чем в электролите, а при разряде на 10% ниже. [c.91]

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]

Отдача, особенно ватт-часовая, у щелочных аккумуляторов невелика. В практике этот недостаток часто сглаживается благодаря тому, что процесс саморазряда у щелочных аккумуляторов 1 еньш е, чем у свинцовых. При длительном режиме разряда потеря емкости за счет саморазряда может значительно снизит ) у свинцового аккумулятора действительную отдачу, которая в конечном итоге может оказаться меньше, чем отдача щелочного аккумулятора. При коротких режимах разряда у свинцового аккумулятора отдача всегда больше, чем у н елочного, [c.161]

Разрушение свинцового положительного электрода явилось предметом многих исследований как в условиях промышленного электролиза, т. е. при больших плотностях тока и в присутствии примесей в растворе, так и в химических источниках тока, т. е. при заряде его малыми силами тока в чистом растворе серной кислоты или в условиях катодного процесса, т. е. при разряде положительного электрода свинцового аккумулятора. [c.180]

Теоретическое количество активных масс вычисляется на основании закона Фарадея. Например, теоретический расход активных масс на 1 а-ч в свинцовом аккумуляторе равен 4,46 г РЬО , 3,86 г РЬ и 3,65 г НаЗО . Количество активных масс в химическом источнике обычно в несколько раз превышает теоретическое пх количество. Вызывается это тем, что в процессе разряда не вся активная масса химического источника тока может быть использована до конца. [c.108]

Установим зависимость э. д. с. свинцового аккумулятора от концентрации ионов водорода и ионов 30"4. Для этого воспользуемся уравнениями дроцессов, протекающих на электродах при разряде аккумуляторов, и общим уравнением потенциала окислительно-восстановительного процесса. [c.216]

На отрицательном электроде по мере перетока электронов В10 внешнюю цепь происходит окисление свинца до двухвалентных ионов РЬ +. Эти ионы свинца будут переходить в раствор серной кислоты — электролит и взаимодействовать с сульфат-ионами 804 , образуя также сульфат свинца, который будет осаждаться на поверхности отрицательного электрода. Процесс разряда свинцового аккумулятора записывается следующим ур авнением [c.20]

При заряде свинцового аккумулятора положительные пластины его окисляются до РЬОг, а отрицательные пластины восстанавливаются до металлического свинца. При разряде свинцового аккумулятора положительная пластина его, работающая как катод, восстанавливается до РЬ504, а отрицательная пластина, работая как анод, окисляется до РЬ504. Таким образом процессы, происходящие в свинцовом аккумуляторе, могут быть описаны следующими уравнениями анод (для внутренней цепи аккумулятора) [c.33]

Применять в свинцовых аккумуляторах токоотводы (решетки) из чистого свинца невозможно, так как он слишком мягок. Используют сплавы свинца с сурьмой, иногда с добавками серы, мышьяка, серебра и др. При первом заряде (формировании) положительных пластин токоотводы начинают растворяться, покрываются токопроводящим слоем РЬОг, на котором и протекает дальнейший процесс. При последующих зарядах и разрядах за счет объемных изменений активной массы защитный слой РЬОг и РЬ804 на токоотводах дает трещины, металл обнажается и снова частично растворяется. В процессе эксплуатации постепенно происходит разрушение токоотвода (решетки), что выводит аккумуляторы из строя. [c.366]

Со времени создания свинцового аккумулятора (1859 г.) было предложено лшого теорий, описывающих электродные процессы при заряде и разряде этого источника тока. Но лишь одна из этих теорий, известная под названием теории двойной сульфатации (ТДС) Гладстона и Трайса (1882 г.) выдержала проверку временем и несмотря на выдвигавшиеся против нее многочисленные возражения является теперь общепринятой. В настоящее время считается, что ТДС наиболее достоверно описывает окислительно-восстановительные процессы в свинцовом аккумуляторе. Согласно ТДС, реакции, протекающие на положительном (+) и отрицательном (—) электродах при разряде ( ) и заряде (- ) аккумулятора, могут быть описаны следующими уравнениями [c.46]

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]

Свинцовый аккумулятор не должен сильно разряжаться. Если э. д. с. свинцового аккумулятора падает до 1,8 В, то можно считать, что он полностью истошен. Присутствие в аккумуляторе каких-либо примесей снижает его к. п. д. Поэтому материалы, из которых изготавливаются аккумуляторы, должны быть высокой чистоты. При его работе происходит испарение воды и частичное ее разложение в процессе заряда. Поэтому периодически необходимо добавлять дистиллированную воду. В разряженном состоянии оставлять аккумулятор надолго не следует. Как уже сказано, при его разряде образуется сульфат свинца. Первоначально он находится в мелкодисперсном состоянии, но со временем происходит процесс перекристаллизации и появляются крупные кристаллы. Растущие кристаллы РЬ504 разрушают стенки электродов и приводят к выходу аккумулятора из строя. Данный процесс, называемый сульфатизацией, можно предотвратить, если заряжать аккумулятор сразу после разряда. [c.249]

С адсорбционной точки зрения в работах Б. Н. Кабанова и Т. И. Поповой [Л. 28] рассматривается и механизм крупнокристаллической сульфатации электродов свинцовых аккумуляторов. По их мнению, сульфатация электродов может быть вызвана адсорбцией поверхностно-активных веществ как на кристаллах сульфата свинца, так в некоторых случаях и на поверхности металлического свинца. Эти вещества могут быть внесены в аккумулятор с электролитом, активными массами, расширителем и т. д. Их адсорбция на поверхности сульфата свинца резко замедляет скорость его растворения (по меньшей мере в десятки и сотни раз). Когда в результате отравления скорость растворения сульфата становится меньше его расхода на зарядный процесс, т. е. достигается величина предельного тока, на электроде начинается выделение водорода (для отрицательного электрода, который наиболее сильно подвергается сульфатации). Такой электрод практически перестает заряжаться. Наступление сульфатации облегчается и повышением перенапряжения разряда ионов свинца, что также может быть вызвано адсорбцией поверхностно-активных веществ на металле. Увеличение размеров кристаллов сульфата уменьшает количество отравляющего вещества, необходимого для покрытия всей активной поверхности. Процесс образования достаточно плотного адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на кристаллах РЬ304 протекает постепенно поэтому более длительное нахождение разряженных электродов в электролите вызывает и более глубокую сульфатацию. Хотя данная гипотеза сильно расходится с механизмом, поддерживаемым большинством исследователей, она, несомненно, заслуживает серьезного внимания своим соответствием экспериментальному материалу. [c.202]

Конструкция ХИТ может быть самая различная, но в принципе и гальванические элементы и аккумуляторы состоят из двух электродов — проводников первого рода, разделенных слоем электролита — проводником второго рода. Знаки электродов и их название — анод и катод — соответствуют протекающим на них окислительно-вос-становительнь м процессам. Так, при разряде ХИТ отрицательным эл ектродом или анодом называется тот электрод, на Котором протекает процесс окисления, а положительным илй катодом — электрод, на котором идет процесс восстановления. При разряде свинцового аккумулятора отрйцательным электродом является губчатый свинец, а положительным —электрод, состоящий из диоксида свинца. [c.4]

Для объяснения процессов, протекающих при разряде и заряде свинцовых аккумуляторов, используем основные положения общепринятой теории двойной суль-фатации. Название это означает, что при разряде на положительном и отрицательном электродах аккумулятора образуется один и тот же продукт — сульфат свинца. Физическая картина процессов, лежащих в основе [c.18]

Схематическбе изображение электродных процессов, протекающих при разряде свинцового аккумулятора, представлено на рис. 2.1, а [1]. [c.20]

Роль диафрагмы-сепаратора в свинцовом аккумуляторе, с точки зрения ее влияния на напряжение на клеммах в процессах разряда и заряда, заклю-чается в следующем. [c.105]