Устройство кислотных аккумуляторов

Кислотный аккумулятор изображен на рис. 5.8.

 

 

Рис. 5.8. Кислотный аккумулятор: а – пластины; б – общий вид

 

Кислотный аккумулятор (рис. 5.8 ) состоит из эбонито­вого или пластмассового корпуса 5, отрицательных 1 и положительных 4 пластин, собранных с помощью соедини

тельных мостиков (бареток) 3 вполублоки, и электролита, в который погружены пласти-

ны.

С по­мощью борнов 2 (полюсных выводов) и межэлементных соединений (перемы-

чек) 6 блоки пластин соединяют в электрическую цепь. Для изоляции разноименных пла-

стин в аккумуляторе применяют сепара­торы из различных пластмасс, на крышках аккуму-

лятора устанавли­вают вывинчивающиеся пробки 7, в нижней части пластины опираются на изоляционные призмы 8.

Положительные и отрицательные пластины отливают в виде реше­ток из химически чистого свинца с 5-10 %-ной присадкой сурьмы. Решетки пластин заполняют активными массами: активная масса положительных пластин состоит из свинцового сурика Рb0₂ и сульфата аммония, отрицательных - из свинцового глета (губчатый свинец) с добавлением сернокислого бария. Отрицательные пластины механи­чески более прочны, поэтому в бло-

ке их на одну больше, они распола­гаются с обеих сторон.

Электролитом служит раствор химически чистой серной кислоты в дистиллирован

ной воде.

Когда серную кислоту вливают в воду, в результате химической диссоциации часть молекул кислоты распада­ется на положительные и отрицательные ионы Ни SO.

Таким образом в электролите присутствуют ионы-носители электрического заряда и целые молекулы кислоты НSO.

Во время разряда аккумулятора в нем протекают следующие реакции:

у отрицательных пластин Рb + SO= Рb SO,

у положительных пластин РbО+ Н+ НSO= Рb SO+ 2 НО. Положительные и отрицательные ионы электролита вступают в реакцию с активны

ми массами пластин, изменяя их состав и отдавая электрический заряд на пластину. На всех пластинах образуется сульфат свинца Рb SO.

Количество ионов SOв электролите уменьша­ется; поэтому его плотность в про-

цессе разряда заметно снижается.

Аккумулятор будет источником электроэнергии до тех пор, пока текут реакции разряда, а они возможны, если еще не вся активная масса пластин РbОи Рb превращены в Рb SO, т. е. пока в растворе есть ионы. Полный разряд не рекомендуется.

При подключении аккумулятора к источнику постоянного тока под действием за

рядного тока протекают обратные реакции заряда:

у отрицательных пластин Рb SO+ Н= Рb + НSO;

у положительных пластин Рb SO+ 2 НО + SO= РbО+ 2 НSO.

В результате Рb SOраспа­дается на исходные материалы пластин, и в раствор выделяется кисло­та, поэтому плотность увеличивается до исходного значения (1,24-1,31 г/см) в зависимости от климатических условий), причем ЭДС заряженного аккумулятора составляет 2,1 В.

Опытным путем установ­лена зависимость между ЭДС и плотностью электро

лита для кислотно­го аккумулятора:

Е = 0,84 + d,

где d : плотность электролита, г/см³.

Напряжение аккумулятора в режимах разряда и заряда:

U_р = 0,84 + d – I_р R_вн ,

U_з = 0,84 + d + I_з R_вн ,

где: I_р – ток разряда, А;

I_з – ток заряда, А;

R_вн – внутреннее сопротивление аккумулятора.

Обычно принимают R_вн = 0,005 Ом.