Электрические параметры свинцово-аккумулятора аккумулятора.

Емкость аккумулятора:

Емкость – это количество электричества, накопленное в аккумуляторе во время заряда и отдаваемое во время разряда.

Емкость зависит:

1). От количества активной массы.

Количества активной массы зависит от количества пластин и размеров пластин.

2). От температуры: с увеличением температуры емкость увеличивается и наоборот.

3). От тока разряда: чем больше ток разряда, тем быстрее протекает электрохимическая реакция и разряд заканчивается преждевременно.

Исходя из этого, ёмкость определяется по формуле: Q=

Напряжения аккумулятора:

1) Uзар=Е+ Iзар*Rвн

Uзар= 2,3 В ± 0,05 В – напряжение заряда одного аккумулятора

2) Uпз=2,2 ± 0,05 В – напряжение подзаряда одного аккумулятора

3) U ном= 2В – номинальное напряжение одного аккумулятора

4) Uраз= 1,75- 1,8 В напряжение разряда одного аккумулятора

Во время хранения и транспортировки происходит саморазряд аккумулятора и уменьшается ёмкость. Саморазряд определяется преимущественно скоростью растворения свинца согласно реакции:

Pb + H2SO4 → PbSO4 + H2

Скорость этого процесса зависит от температуры, объема электролита и его концентрации, но более всего от чистоты компонентов. Саморазряд в норме должен составлять 1 % в сутки от номинальной емкости. Для восстановления ёмкости, потерянной во время саморазряда, производится подзарядка аккумулятора. Для уменьшения саморазряда хранение производится при низкой температуре от 0 С.

Неисправности аккумуляторов.

Существуют 2 основные неисправности:

1. сульфатация

2. короткое замыкание

Сульфатация – это образование сернокислого свинца крупного кристаллического строения, которое не вступает в реакцию во время заряда. Это приводит к уменьшению емкости. Причины:

1. глубокий разряд ниже 1,75 В

2.  недоливка электролита.

3.  длительное хранение незаряженного аккумулятора.

4.  недозаряды.

Способы устранения сульфатации: Производят заряд малым током (Iз=0,01Qном), в течении нескольких суток (до 7 суток), а разряд производят нормальным током.

Короткое замыкание между пластинами приводит к разряду аккумулятора.

Причины:

1.  осадки на дне аккумулятора, достающие пластины.

2.  коробления пластин

3.  примеси в растворе электролита.

 

Герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы

В настоящее время на предприятиях связи используются закрытые (ЗНА) и герметизированные аккумуляторы.

Он осуществляет одностороннее пропускание газов из бака аккумулятора наружу, снимает избыточное давление, но препятствует проникновению газообразных примесей внутрь бака. Герметизированные аккумуляторы в зависимости от способа связи электролита делят на два типа:

- аккумуляторы с микропористым сепаратором, который пропитывается сернокислотным электролитом. Капиллярная структура сепаратора предотвращает вытекание электролита. По такому принципу строятся аккумуляторы фирм OLDHAM France (АБ TC, EG, ESPACE и др.), YUASA и CHLORIDE.

- аккумуляторы с желеобразным электролитом нетекучей, вязкой консистенции. Для его загущивания применяется силикагель (SiO2), который обладает высокой пластичностью и заполняет и электроды, и сепаратор. Благодаря своей вязкости он хорошо удерживается в порах и способствует эффективному использованию активных веществ электродов. Сепаратор в этом случае изготавливается аналогично “классическим” аккумуляторам.

У герметизированных аккумуляторов уровень электролита не снижается, поэтому не требуется доливка электролита. В процессе зарядки происходит рекомбинация газа (кислорода и водорода) обратно в воду. Герметизированные аккумуляторы устанавливаются рядом с аппаратурой, для питания которых они служат.

Во время эксплуатации закрытых и герметизированных аккумуляторов должны обязательно соблюдаться следующие условия:

Электрохимическая реакция

В начале заряда батареи щелочных аккумуляторов на каждый аккумулятор подают около 1,55В, затем напряжение постепенно увеличивают и доводят его в конце заряда до 1,75—1,8 в.

Уравнение реакции заряда-разряда железо-никелевого акку­мулятора имеет следующий вид:

2Ni(OH)2 + 2KOH +Fe(OH)2 → 2Ni(OH)3 + 2KOH + Fe (заряд)

2Ni(OH)3 + 2KOH + Fe → 2Ni(OH)2 + 2KOH +Fe(OH)2 (разряд)

Реакции заряда-разряда для кадмиево-никелевого аккумуля­тора выражаются следующим уравнением:

2Ni(OH)2 + 2KOH + Cd(OH)2 → 2Ni(OH)3 + 2KOH + Cd (заряд)

2Ni(OH)3 + 2KOH + Cd → 2Ni(OH)2 + 2KOH + Cd(OH)2 (разряд)

Электрические параметры.

 Qн=22-120 Ач При пониже­нии температуры против нормальной (+25°) ем­кость щелочных аккумуляторов уменьшается на 0.5% на каждый градус понижения температуры.

 Uзар= 1.25-1.3 В - напряжение зарядки одного аккумулятора в буферном режиме при постояной подзарядке.

 Uраз=1-1.1 В конечное напряжение разряда одного аккумулятора

Отдача по энергии составляет 52-55 % по емкости - 66 %.

Большие потери объясняются тем, что щелочной аккумулятор имеет большое внутреннее сопротивление. Повышенное внутреннее сопротивление происходит из-за появления дополнительных осадков - поташа (K2CO3). Эти соединения появляются из-за реакции между щелочью и углекислым газом воздуха.

Саморазряд: протекает интенсивней, чем в кислотном аккумуляторе. Аккумулятор щелочной той же емкости, что и кислотный разряжается в 4 раза быстрее.

Щелочные аккумуляторы имеют следующие пре­имущества перед свинцово-кислотными:

- они обладают большой выносливостью и меха­нической прочностью — не боятся сильных токов разряда, тряски, ударов и даже коротких замы­каний;

- при длительном бездействии несут малые потери на саморазряд и не портятся, имеют большой срок службы;

- при работе выделяют меньшее количество вредных газов и испарений;

- имеют меньший вес, чем свинцово-кислотные;

- имеют большее внутреннее сопротивление, чем свинцово-кислот­ные, поэтому не боятся внезапных перегрузок.

Недостатки щелочных аккумуляторов по сравнению со свинцо­во-кислотными: меньшая э. д. с; более низкий к. п. д; более высокая стоимость, электролит желательно раз хотя бы в год менять полностью.

Щелочные аккумуляторы (никель- кадмиевые) применяются только в особых случаях при жестких требованиях по температуре.