Меню Закрыть

Устройство кислотного аккумулятора принцип действия

В основе устройства и функционирования классического свинцово-кислотного аккумулятора лежат обратимые электрохимические реакции свинца и диоксида свинца с водным раствором серной кислоты: когда аккумулятор разряжается на нагрузку, оксид свинца на катоде и свинец на аноде, взаимодействуя с анионами серной кислоты, превращаются в сульфат свинца (диоксид свинца на катоде восстанавливается, свинец на аноде окисляется).

Когда аккумулятор заряжается — сульфат свинца на пластинах распадается на ионы, на катоде образуется оксид свинца, а на аноде — снова металлический свинец. При этом концентрация раствора серной кислоты увеличивается, поскольку ионы серной кислоты воссоединяясь с водородом снова образуют серную кислоту. Таким образом реализуется возможность снова и снова использовать один и тот же аккумулятор, просто время от времени перезаряжая его.

В процессе разрядки аккумулятора концентрация серной кислоты снижается — плотность электролита падает. А когда по окончании зарядки количество сульфата свинца на электродах практически исчерпывается, начинает брать верх процесс электролиза воды. Данное явление можно наблюдать в виде обилия пузырьков кислорода и водорода, что является признаком перезаряда свинцово-кислотного аккумулятора, и многие автолюбители знают о нем не понаслышке.

Лучше такого явления не допускать, ибо при этом, во-первых, необратимо расходуется вода, а во-вторых, возникает угроза взрыва. Поэтому все нормальные зарядные устройства понижают ток заряда по достижении определенного напряжения на клеммах заряжаемого аккумулятора. Что же касается потерь воды, то их традиционно восполняют доливкой в аккумулятор дистиллированной воды.

Фактически внутри корпуса свинцово-кислотного аккумулятора на 12 вольт располагается батарея из шести последовательно соединенных друг с другом элементов — ячеек. Одна ячейка (максимальное напряжение одной такой ячейки составляет 2,17 вольт) состоит из двух электродов и разделительных пластин — сепараторов, химически не взаимодействующих с электролитом, но препятствующих контакту между электродами.

Электроды представляют собой решетки чистого свинца, причем в анодную решетку впрессован порошок диоксида свинца, а в катодную — порошок свинца. Порошки используются здесь для того, чтобы максимально увеличить площадь взаимодействия электродов с электролитом, и тем самым получить возможно большую электроемкость аккумулятора, поскольку электроды погружены в электролит. Батареи из 3, 6 или 12 ячеек дают 6, 12 и 24 вольта на клеммах аккумулятора соответственно.

Стартерная батарея автомобиля (с жидким электролитом)

Читайте также:  Радиатор для печки ваз 2107 цена

Классические автомобильные аккумуляторы — аккумуляторы кислотные, с жидким электролитом, на номинальное напряжение 12 вольт. В крышке такого аккумулятора имеется 6 отверстий с пробками для удобства обслуживания — можно проверить плотность электролита при помощи ареометра, если нужно — долить дистиллированной воды. Диапазон емкостей — от 35 до 230 А*ч, обеспечивают пусковые токи от 330 до 1500 А.

Задача такого аккумулятора — провернуть стартер в момент запуска автомобиля, а также питать бортовую сеть (фары, приборы, бортовые потребители через прикуриватель и т. д.) Аккумуляторы данного формата на жидком электролите постепенно уходят в прошлое, уступая место более современным аккумуляторам с загущенным электролитом.

Гелевые аккумуляторы (GEL) для ИБП, охранных систем и т. д.

В бытовых источниках бесперебойного питания (ИБП, UPS) (смотрите — Как устроены и работают ИБП), в цепях питания систем охранных сигнализаций и других подобных применениях, служат герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы с загущенным электролитом — гелевые аккумуляторы.

Жидкий кислотный электролит здесь загущен до пастообразной консистенции водным щелочным раствором силикатов натрия (Na2Si2O4). Аккумуляторы данного типа не требуют обслуживания и доливки дистиллированной воды. Выпускаются гелевые аккумуляторы на емкости от 1 до 100 А*ч.

Технология AGM

Более совершенная версия гелевого аккумулятора — необслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор с пористыми сепараторами из стеклоткани (Absorbent Glass Mat), допускающий более жесткие режимы заряда и эксплуатации. Отличительная особенность технологии AGM заключается в использовании пропитанного жидким электролитом пористого заполнителя отсеков корпуса из стекловолокна.

Микропоры такого материала заполнены электролитом не полностью, и свободный от электролита объем используется здесь для рекомбинации газов. Аккумулятор, произведённый по технологии AGM, имеет ряд преимуществ: устойчивость к вибрации, нормальная работоспособность в любом положении (главное — не располагать вверх дном, так как сверху находятся аварийные клапаны).

В кислотном аккумуляторе активным ве­ществом положительных элек­тродов яв­ляется двуокись свинца РЬО2, отрицательных электродов — губча­тый свинец РЬ. Электролитом служит водный раствор серной кислоты H2SO4. Проходящие в ак­ку­муляторе электрохимические процессы выража­ются уравнением:

PbO2 + 2 H2 S04 + Pb PbS04 + 2 H20 + PbSO4

Из формулы видно, что активные вещества положительных и отрица­тельных электродов при разряде переходят в сульфат свинца. Одновременно выделяется вода, которая разбавляет кислоту, уменьшая концентрацию элек­тролита.

При заряде аккумулятора, под действием электрической энергии, на электро­дах аккумулятора восстанавливаются исходные вещества. Одновре­менно возрас­тает концентрация электролита.

Читайте также:  Как установить навигатор на флешку для магнитолы

Кислотный аккумулятор имеет корпус в виде моноблока из прессован­ного эбонита (рис.2.1), который образует двенадцать изолированных друг от друга ячеек, каждая из которых является корпусом для отдельного аккуму­лятора бата­реи. В каждой ячейке расположены положительные и отрица­тельные электроды в виде наборов положительных (рис.2.1) 6и отрицатель­ных 3пластин. Как положи­тель­ные, так и отрицательные пластины представ­ляют собой тонкие решет­ки, отли­тые из сплава свинца с сурьмой, в ячейки которых вмазы­вается активная масса в виде пасты. Таким образом, решетка служит основой, на которой закрепляется ак­тивное вещество, и одновременно проводником тока.

Пластины одной полярности спаяны между собой параллельно за спе­циальные приливы-ушки свинцовым мостиком (бареткой) 7 с вы­водным шты­рем и образуют полублок. Два полублока из пластин раз­ной полярности, вставленных один в дру­гой так, чтобы полярность пластин чередовалась, об­разуют блок пластин 2.

Пластины разной полярности в блоке изолируются друг от друга с по­мощью сепараторов 5— тонких пластин из микропористого эбо­нита. С од­ной стороны поверхность сепаратора делается гладкой, а с другой (обращен­ной к положитель­ной пластине) — ребристой. Это делается с целью увеличе­ния пространства для ки­слоты у положитель­ных пластин, где её расходуется больше. В зависимости от ёмкости аккумуляторной батареи и её назначе­ния блоки

Рис. 2.1. Конструкция кислотной аккумуляторной батареи:

1 —корпус; 2 — блок пластин; 3— отрицательные пластины; 4 – опорные башмачки; 5 – сепараторы; 6— положительные пластины; 7—ба­ретка; 8 — предохранительный щиток; 9 – отражательный щиток; 10 — пробка;11—крышка;

12 межэлементное соединение; 13 – выходной зажим.

пластин имеют разное количество пластин, которые имеют разные раз­меры и тол­щину.

Блоки пластин помещаются в ячейки моноблока. Сверху блока с целью защиты верхних кромок се­параторов от поломки при замере уровня и плотно­сти электролита прокладывается винипластовый предо­хранительный щиток 8. Выше пре­дохрани­тельного щитка с опорой на баретки располагается эбони­то­вый отражательный щиток 9, ко­торый предохраняет электролит от выпле­скивания при работе в усло­виях вибрации.

Каждая ячейка моноблока закрывается эбонитовой крышкой 11 с тремя отвер­стиями. Крайние отверстия служат для выводов штырей бареток, а среднее — для за­ливки электролита и для выхода газов, образующихся при работе. В отверстия для штырей впрессованы свин­цовые втулки, выступаю­щие над верхней плоскостью крышки на 4÷5 мм. При сборке аккумулятора выводные штыри спаиваются с вы­сту­пающими бортиками втулок.

Читайте также:  Чертеж подлокотника ваз 2109

Все элементы последовательно соединяются между собой в батарею свинцовыми перемычками 12. От крайних элементов на торцевую стенку мо­нобло­ка выведены зажимы 13для присоединения батареи к внешней цепи.

Отверстие для заливки электролита закрывается пробкой 10. При хра­нении акку­муляторных батарей до их ввода в эксплуатацию или при дли­тельной их консерва­ции применяются глухие пробки из черного эбонита, ко­торые для отличия от рабо­чих пробок закрашиваются сверху красной крас­кой. Во время эксплуатации аккуму­ляторных батарей применя­ются рабочие пробки, которые имеют в своей конструк­ции предохранительный клапан, обеспечивающий свободный выход газов при нор­мальном положении и не­выливание электролита при наклонах и опрокидывании ба­тареи при эволю­циях самолёта.

На самолётах и вертолётах гражданской авиации в настоящее время использу­ются кислотные аккумуляторные батареи следующих типов:

12-А-30 – авиационный аккумулятор нестартерного типа ёмкостью 30 Ачас –– ис­пользуется, в основном, на самолётах Ан-2 .

12САМ-28 – стартёрный авиационный аккумулятор ёмкостью 28 Ачас – использу­ется на самолётах Ан-24, Ан-26, Ан-30, некоторых сериях Як-18Т, на вертолётах Ми-2, Ми-8Т и Ми-8П.

12САМ-55 – стартёрный авиационный аккумулятор ёмкостью 55 Ачас, в отличие от других состоит из двух полубатарей на напряжение 12 В, соеди­нённых на само-лёте последовательно. До недавнего времени использовался на самолётах Ту-134.

12АСАМ-23 – стартёрный авиационный аккумулятор с абсорбирован­ным элек­тролитом. После заряда батареи из неё выливают свободный элек­тролит, оставляя только электролит, абсорбированный в порах пластин и се­параторов. Благодаря этому исключается возможность пролива электролита при любых манёврах самолёта и возрастает высотность батареи. Использу­ется на легкомоторных самолётах и на Ан-2.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8260 — | 7223 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

error: Content is protected !!
Adblock detector