Из чего состоит аккумулятор щелочной


Принцип действия щелочных аккумуляторов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Электротележки

Принцип действия щелочных аккумуляторов

На электротележках чаще всего применяют никель-железные и никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы.

Никель-железный аккумулятор представляет собой железный сосуд (бак), внутри которого размещены положительные и отрицательные пластины, выполненные в виде коробок из плоских перфорированных лент, заполненных активной массой. Активная масса положительных пластин состоит из смеси гидрата окиси (гидроксида) никеля и графита, отрицательных пластин — из специально приготовленного железного порошка.

Процесс заряда и разряда щелочных аккумуляторов такой же, как и свинцовых. При заряде низшие оксиды никеля переходят в высшие (на положительной пластине), а на отрицательной пластине образуется железо.

Во время разряда на положительной пластине высшие оксиды никеля переходят в низшие, а на отрицательной — железо превращается в оксид. Таким образом, реакции, происходящие в никель-железных аккумуляторах, представляют собой переход кислорода с одной пластины на другую. При заряде аккумулятора кислород с железной, или отрицательной, пластины переходит на никелевую, или положительную. Во время разряда происходит обратный процесс. В щелочном аккумуляторе в отличие от свинцового электролит остается постоянным по составу и плотности, а в электролите, находящемся в порах пластин, происходят изменения.

Никель-кадмиевый аккумулятор имеет много общего с никель-железным. Активный материал положительных пластин, состав электролита и особенности конструкции одни и те же для обоих типов аккумуляторов. Однако у никель-кадмиевых аккумуляторов в отличие от никель-железных отрицательные пластины заполнены смесью губчатого кадмия с губчатым железом, повышающим мелкозернистость кадмия. При заряде и разряде аккумулятора кислород из активного материала одной пластины переходит в активный материал другой.

В процессе заряда активная масса положительных пластин окисляется, при этом гидрат закиси никеля переходит в гидрат окиси никеля, а активная масса отрицательных пластин, состоящая из гидрата закиси кадмия и железа, восстанавливается и превращается соответственно в губчатое железо и губчатый кадмий.

При разряде все процессы протекают в обратном направлении, т. е. активная масса положительных пластин восстанавливается, переходя в гидрат закиси никеля, а активная масса отрицательных пластин окисляется и превращается в гидрат закиси железа и гидрат закиси кадмия.

Никель-кадмиевые аккумуляторы обладают более высокой отдачей, чем никель-железные. Кроме того, внутреннее сопротивление их ниже и саморазряд меньше; они менее чувствительны к низкой температуре.

Эдс заряженного щелочного аккумулятора составляет примерно 1,34—1,38 В. При разряде под нагрузкой нормальным режимом напряжение аккумулятора составляет примерно 1,25 В, в конце разряда падает до 1 В, а во время заряда поднимается до 1,75— 1,8 В. Эдс щелочных аккумуляторов определяется состоянием активной массы и степенью ее окисления и почти не зависит от плотности электролита.

Емкость щелочного аккумулятора несколько уменьшается с увеличением разрядного тока. При понижении температуры электролита емкость аккумулятора также уменьшается в определенной пропорции, с повышением температуры увеличивается, однако при нагреве электролита свыше 45°С аккумуляторы теряют значительную часть своей емкости.

Внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов вследствие меньшей проводимости активных веществ и электролита значительно выше свинцовых.

Отдача щелочных аккумуляторов по энергии и емкости ниже, чем свинцовых и не превышает 65—70% по ампер-часам. Потери получаются главным образом из-за высокого внутреннего сопротивления, разложения воды электролита и образования во время разряда веществ, которые затем самопроизвольно распадаются. Саморазряд в щелочном аккумуляторе очень невелик.

Преимуществом щелочного аккумулятора перед свинцовым является его большая механическая и электрическая прочность: он выдерживает значительные перегрузки и колебания тока, не боится перезаряда и недозаряда, может длительно находиться в нерабочем состоянии и требует меньшего ухода.

Кпд аккумулятора, т. е. отношение энергии, отданной при разряде, к энергии, затраченной на заряд, в зависимости от зарядного и разрядного токов и продолжительности разряда составляет: для щелочных аккумуляторов — 0,6, а для свинцовых — 0,75.

Читать далее: Соединение аккумуляторов

Категория: - Электротележки

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Аккумуляторы

Аккумуляторы

Гальванические элементы, являющиеся химическими источниками тока, создают электрическую энергию за счет односторонне протекающей реакции растворения отрицательного электрода, которым чаще всего служат цинк или магний, причем цинк и магний можно рассматривать как своего рода топливо, за счет сгорания которого и образуется электрический ток. В отличие от этого, в аккумуляторах, тоже являющихся химическими источниками электроэнергии, используются химические реакции обратимого типа, т. е. такие, которые могут протекать в прямом и обратном направлениях, в зависимости от того, является ли аккумулятор поглотителем электроэнергии (при зарядке) или он служит ее источником (при разряде).

Материал самих электродов в аккумуляторах хотя и изменяется в процессах заряда и разряда, но расходования его не происходит.

Сущность действия аккумуляторов различных типов заключается в использовании продуктов электрохимического разложения электролита зарядным током, причем во время заряда эти выделяющиеся в виде молекул газов продукты из электролита переходят в вещество электродов аккумулятора, обычно имеющих форму пластин, и остаются там в химически связанном или в абсорбированном виде, а при разряде они освобождаются и возвращаются обратно в электролит.

Для демонстрации электрохимического действия тока обычно пользуются прибором, известным под названием вольтаметра, изображенным на рис. 84 а. В сосуд с дистиллированной водой, подкисленной серной кислотой, введены две платиновые проволочки, на которые надеты заполненные этим же электролитом опрокинутые пробирки, служащие для собирания газообразных продуктов разложения воды. При подключении к вольтаметру питающего напряжения через электролит, состоящий из воды (Н20) и серной кислоты (h3S04), проходит ток, причем от молекул h3S04 отторгаются молекулы водорода Н2, который и начинает выделяться на отрицательном электроде в виде газовых пузырьков, по мере увеличения отрывающихся от этого электрода и накапливающихся в правой пробирке. Остаток каждой молекулы серной кислоты S04 немедленно вступает во взаимодействие с молекулой воды и, отни- мая у нее молекулу водорода, восстанавливается в молекулу серной кислоты h3S04. Остатки молекул воды представляют собой кислород, который выделяется на положительном электроде и по мере накопления собирается в левой пробирке. В результате электрохимического действия тока после всех превращений молекул электролита разложенными на составные части оказываются только лишь молекулы воды, причем в полном соответствии с формулой Н20 объем получающегося кислорода вдвое меньше объема водорода. Плотность раствора серной кислоты после разложения воды током несколько увеличивается.

Если провода вольтаметра, в котором накопилось некоторое количество водорода и кислорода, соединить с вольтметром, последний покажет наличие напряжения около 2 в. 

Рис. 84. Вольтаметр и системы пластин кислотных и щелочных аккумуляторов.

Оставив вольтметр присоединенным надолго, можно заметить, что показания его остаются неизменными, а объем газов в пробирках постепенно уменьшается. Разность потенциалов в вольтметре и электрический ток, проходящий через вольтметр и создающий отклонение его стрелки, создаются за счет обратного электрохимического процесса, совершающегося в областях электродов, граничащих с газовыми объемами и с электролитом в пробирках. В результате этого процесса газы переходят в электролит, образуя воду, а затраченная на разложение воды электрическая энергия выделяется в цепи вольтметра. Если эту цепь нарушить, объемы газов сохраняются неизменными; если ее вновь замкнуть, уменьшение объемов кислорода и водорода продолжится вплоть до их полного исчезновения. К этому моменту исчезнет и разность потенциалов, обнаруживаемая вольтметром, а плотность электролита сделается равной первоначальному ее значению.

Такой вольтаметр с платиновыми электродами можно рассматривать как примитивный аккумулятор электрической энергии (слово „аккумулятор" означает „собиратель"). Практического значения такой газовый аккумулятор, конечно, не имеет, так как сила разрядного тока в нем ничтожно мала, а применение платины в качестве материала для электродов исключается ее дороговизной.

Весьма широкое применение во всех областях техники в настоящее время находят себе аккумуляторы двух систем: кислотные (или свинцовые) и щелочные. В кислотных аккумуляторах электродами служат свинцовые решетки (пластины) с ячейками, заполненными активной массой, состоящей из соединений свинца с кислородом, а электролитом является раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Положительные и отрицательные пластины заполняют сосуд аккумулятора, будучи отделены друг от друга пористыми прокладками (так называемыми „сепараторами") и располагаясь так, чтобы смежными были пластины разных полярностей, подобно тому как располагаются относительно друг друга пластины плоских конденсаторов. При таком устройстве прохождение тока через электролит от одной системы пластин к другой совершается по кратчайшему пути между расположенными против друг друга большими активными поверхностями совокупности всех пластин, что делает внутреннее сопротивление аккумулятора очень малым в сравнении с внутренним сопротивлением гальванических элементов.

Расположение пластин в сосудах кислотных аккумуляторов показано на рис. 84 б. Отрицательных пластин в кислотном • аккумуляторе всегда на одну больше, чем положительных, потому что объем активной массы положительных пластин при заряде заметно увеличивается и, если положительная пластина будет взаимодействовать с отрицательной лишь одной своей стороной, она подвергнется при заряде и разряде сильному короблению, подобному деформациям биметалла при изменениях температуры.

Аккумуляторы чаще всего оформляют конструктивно в виде блоков, содержащих несколько последовательно соединенных элементов, в своей совокупности являющихся аккумуляторной батареей. Весьма распространены, например, автомобильные 6- и 12-вольтовые аккумуляторы, заключающие в себе соответственно 3 и 6 находящихся в общем сосуде, разделенном непроницаемыми перегородками на изолированные отсеки, в которых помещены системы пластин, отдельных составляющих батарею элементов. Таким образом, термин „аккумулятор" теперь применяется не только к единичным вторичным элементам, но и к блочным аккумуляторным батареям, причем в последнем случае необходимо добавлять сведения о напряжении аккумулятора, по которым можно судить о числе отдельных элементов в блоке.

Кислотные и щелочные аккумуляторы в принципиальном отношении совершенно подобны газовым, однако в них продукты электрохимического разложения электролита при зарядке не поглощаются электродами, а вступают в обратимую химическую реакцию с содержащимися в них активными веществами. Химический состав положительных и отрицательных пластин полностью разряженного кислотного аккумулятора примерно один и тот же, так как главную часть их общей массы составляет окись свинца. В процессе зарядки на положительных пластинах образуется кислород, превращающий окись свинца в перекись, имеющую красновато-бурый цвет, а на отрицательных — водород, раскисляющий окись в чистый металлический свинец губчатого строения, цвет которого светло-серый.

В процессе зарядки плотность электролита несколько возрастает, так же как это наблюдалось и в водородно-кислородном вольтаметре. К тому времени, когда вся окись положительных пластин превратится в перекись свинца, в правильно построенном аккумуляторе отрицательные пластины также должны состоять из одного только губчатого свинца. Продуктам дальнейшего разложения электролита при продолжающейся зарядке вступать в химическое соединение уже не с чем, и они будут выделяться в виде пузырьков водорода и кислорода, смешиваясь в гремучий газ, выходящий из отверстия в крышке аккумулятора. Аккумуляторный электролит как бы начинает „кипеть", что и служит признаком окончания зарядки.

В заряженном аккумуляторе, так же как и в элементе Лекланше, например при его хранении, химические реакции отсутствуют или крайне замедлены. Если же между зажимами аккумулятора подключением каких-либо нагрузочных сопротивлений создается проводимость, немедленно возникает реакция превращения перекиси свинца положительных пластин в окись и одновременно губчатого металлического свинца отрицательных пластин тоже в окись свинца, причем в цепи нагрузки будет проходить постоянный ток. При разрыве цепи реакция моментально приостанавливается, возникая вновь лишь при новом замыкании. У свежезаряженного аккумулятора напряжение на зажимах составляет около 2,2 в, по мере разряда оно медленно снижается и по достижении значения 1,8 в начинает падать ускоренно, вследствие чего указанное напряжение аккумулятора считается признаком его разряженносги.

В действительности электрохимические процессы в аккумуляторе совершаются по значительно более сложной схеме, намеренно упрощенной здесь для большей наглядности. Так, на самом деле от взаимодействия свинца и свинцовых окислов при заряде и разряде в аккумуляторе временно появляется еще и сернокислый свинец, однако сущность дела от этого меняется мало, поскольку основой работы аккумулятора является связывание продуктов разложения электролита веществами пластин во время зарядки и полное возвращение их. в электролит при разряде аккумулятора, вследствие чего зарядо-разрядный цикл может быть повторен неограниченное число раз.

В щелочных аккумуляторах процессы заряда и разряда протекают аналогичным образом, однако в них применены иные химические вещества. Электролитом служит раствор едкого калия или едкого натра, а пластины сделаны в виде собранных в металлических рамках галет, каждая из которых состоит из плоской тонкостенной дырчатой никелевой оболочки, заключающей в себе химически активный состав, способный вступать в обратимые соединения с продуктами электрохимического разложения электролита. Система положительных и отрицательных пластин щелочного аккумулятора делается так, как показано на рис. 84 в, т. е. каждая отрицательная- пластина обеими своими сторонами взаимодействует с положительными пластинами, вследствие чего общее число положительных пластин щелочного аккумулятора всегда больше, чем отрицательных. Щелочные аккумуляторы собирают в железных наглухо заваренных после сборки сосудах, поэтому ремонт их кустарным порядком невозможен и никогда не производится. У заряженного аккумулятора напряжение 1,3 в, разряженного— 0,9 в на каждую банку (элемент). В конце заряда напряжение может подняться до 1,8 в, но оно при разряде быстро снижается и долго остается равным 1,2 в.

Основные свойства кислотных и щелочных аккумуляторов приведены в табл. 10. Из этой таблицы можно видеть значительное различие эксплуатационных достоинств кислотных и щелочных аккумуляторов. Главным преимуществом щелочных аккумуляторов является безусловно большая, чем у кислотных, механическая прочность как сосудов, так и систем пластин, а также неповреждаемость при коротких замыканиях и при чрезмерных значениях зарядного тока. Нормальным режимом заряда кислотных аккумуляторов является такой, когда, зарядный ток в амперах составляет 10% от емкости аккумулятора в амперчасах. Для щелочных аккумуляторов нормальный зарядный ток в амперах должен составлять до 25% ампер- часов их емкости.

Так, например, кислотный аккумулятор (или батарею аккумуляторов) емкостью в 45 а-ч целесообразно заряжать током в 4,5 а в течение отрезка времени около 10 час., так как обычно на зарядку ставятся аккумуляторы, разряженные еще далеко не до конца, и введенных в аккумулятор амперчасов хватит не только на то, чтобы полностью его зарядить, но он еще немного и „покипит". В том случае, если заряжаются очень сильно разрядившиеся кислотные аккумуляторы, время полной зарядки будет часа на 2—3 большим, а об окончании ее следует судить по интенсивному „кипению" электролита.

Таблица 10

Щелочные аккумуляторы „кипят" с самого начала зарядки и о полном их заряде лучше судить по напряжению, возрастающему до 1,5 в и более на банку.

Так же, как и гальванические элементы, аккумуляторы и их блоки соединяют в батареи с самыми различными напряжениями, причем формулы для расчета напряжения, емкости и внутреннего сопротивления батарей те же, что и для первичных элементов.

При эксплуатации аккумуляторов необходимо соблюдать правила безопасности в обращении с едкими жидкостями и веществами, поскольку электролитами являются сильные кислоты и щелочи, способные вызвать тяжелые ожоги тела и разрушающие одежду и обувь при случайном попадании на них.

При приготовлении электролита для кислотных аккумуляторов ни в коем случае нельзя лить воду в серную кислоту, так как вода при этом мгновенно вскипает и сильно разбрызгивает кислоту. Надо лить кислоту в воду, но и при этом следует защищать глаза очками. Для нейтрализации вредного действия кислотного электролита применяют растворы соды или поташа, которыми нужно промыть места попадания электролита. Средством против разъедающего действия щелочного электролита служит раствор борной либо уксусной кислоты. Применимы также весьма слабые растворы других кислот, например соляной, продающиеся в аптеках в качестве медикамента.

В помещениях, где производят зарядку аккумуляторов, и в помещениях,  смежных с ними, должна быть устроена интенсивная вентиляция. Несмотря на вентиляцию, следует остерегаться курить, зажигать спички и вообще создавать открытое пламя, потому что гремучий газ, выделяющийся из открытых пробочных отверстий заряжаемых аккумуляторов, может скапливаться в случайных „застойных" углах помещений, что таит в себе опасность сильного взрыва с тяжелыми последствиями. В практике обращения с аккумуляторами зарегистрировано много случаев таких аварий, и это следует иметь в виду. В специально оборудованных аккумуляторных электроосветительную арматуру и выключатели делают герметически закрытыми.

Смотрите также

aerologiya.ru

Аккумуляторы электрические щелочные - Справочник химика 21

    Несмотря на то, что щелочные аккумуляторы значительно отличаются от свинцовых, ответить на вопрос, какого типа аккумулятор лучще, нельзя. Щелочные аккумуляторы, обладающие многими положительными особенностями, в известных случаях не могут заменить свинцовых, так как по некоторым электрическим характеристикам сильно от них отличаются. [c.161]

    Аккумулятор — это гальваническая система, способная накапливать под действием электрического тока химическую энергию и отдавать ее во внешнюю цепь в виде электрической энергии. В химических лабораториях используются различные аккумуляторы свинцовые (кислотные), кадмиево-никелевые, железо-никеле-вые. Последние два относятся к щелочным аккумуляторам, В свинцовом аккумуляторе активным веществом положительного электрода является двуокись свинца, отрицательного — губчатый металлический свинец. Электролитом служит раствор серной кислоты уд. в. 1,18. Щелочные аккумуляторы по сравнению с кислотными имеют некоторые преимущества, в частности за ними проще уход, при применении они имеют меньший саморазряд и не выделяют вредных испарений. [c.237]

    Здесь опять возможна реплика придирчивого читателя о какой химической стойкости может идти речь, когда в предыдущем абзаце говорилось о защите серебряного покрытия родиевой пленкой Противоречия, как это ни странно, нет. Химическая стойкость — понятие многогранное. Серебро лучше многих других металлов противостоит действию щелочей. Именно поэтому стенки трубопроводов, автоклавов, реакторов и других аппаратов химической промышленности нередко покрывают серебром как защитным металлом. В электрических аккумуляторах с щелочным электролитом многие детали подвергаются опасности воздействия на них едкого калия или натрия высокой концентрации. В то же время детали эти должны обладать высокой электропроводностью. Лучшего материала для них, чем серебро, обладающее устойчивостью к щелочам и замечательной электропроводностью, не [c.279]

    В гальванических элементах и аккумуляторах электрическая энергия получается в результате химических реакций, протекающих в них. Гальванические элементы обычно имеют малую э. д. с. (1,1—1,5 в) и могут давать небольшие количества электроэнергии (от 5 до 250 вт-ч). Аккумуляторы имеют напряжения свинцовый, примерно 2,7—2,8 в, щелочной 1,8 в. Сила тока в аккумуляторах зависит от размеров электродов и количества электролита. [c.10]

    Микропористые сепараторы, широко применяемые в свинцовых аккумуляторах, в щелочных ламельных аккумуляторах пока не используют. Микропористые сепараторы имеют большее электрическое сопротивление, чем перечисленные выше разделители и стоят дороже. Кроме того, и без них при достаточном зазоре между пластинами можно избежать коротких замыканий. Губчатые осадки на ребрах отрицательных электродов здесь почти не образуются, а ламели удерживают активные массы от сильного оплывания. Ограниченное количество шлама успевает упасть на дно. Для того чтобы при сборке батарей стальные сосуды не контактировали друг с другом, аккумуляторы укрепляют в рамках с помощью изолированных цапф, либо на них надевают резиновые изоляционные мешки. Существуют ламельные аккумуляторы в пластмассовых сосудах. В табл. 44 приведены общие характеристики некоторых ламельных аккумуляторов. [c.495]

    Аккумулятором электрической энергии называется такое устройство, с помощью которого можно создавать запас энергии с возможностью использования ее в нужный момент. Проводя электролиз н превращая электрическую энергию в химическую энергию продуктов электролиза, можно, когда потребуется, вновь получить ее обратно, если использовать эту цепь в качестве гальванического элемента. Наибольщее распространение имеют два вида аккумуляторов — свинцовый и щелочной. [c.335]

    Режим импульсного подзаряда характерен тем, что величина тока ИЗТ устанавливается в зависимости от напряжения буферной батареи, тем самым поддерживаются постоянными напряжения на зажимах батареи (2,1. .. 2,2 В на аккумулятор для стационарных кислотных батарей и 1,50. .. 1,6 В на аккумулятор для щелочных батарей). На рис. 97 изображена принципиальная электрическая схема выпрямительного устройства (ВУ) для буферной работы в режиме импульсного подзаряда [18]. Если в процессе разряда на нагрузку напряжение, например кислотной батареи, упадет ниже 2,1 В на аккумулятор, реле контроля напряжения (РКН) отпускает якорь, выключает реле зарядного тока (РЗТ) и его контакты замкнут накоротко резистор / увеличению тока в управляющей обмотке (УО) дросселя насыщения (Др). Это приводит к возрастанию напрян ВУ. В результате ток ВУ превысит ток нагрузки и за счет избытка тока батарея начнет заряжаться. Когда [c.126]

    Тогда при коротком замыкании электродов с помощью проводника первого рода из-за разности величин электродных потенциалов ячейка работает самопроизвольно - в цепи течет ток, т.е. выделяется электрическая энергия. Это происходит до тех пор, пока потенциалы электродов не достигнут одинаковых значений. Поэтому такие элементы могут служить источником постоянного тока (например, сухие батареи, кислотные и щелочные аккумуляторы и др.). Подобные электрохимические ячейки принято называть гальваническими элементами, разность потенциалов электродов в которых представляет собой электродвижущую силу (э.д.с.) элемента. [c.125]

    Параллельно с усовершенствованием первичных источников тока проводились работы по созданию электрических аккумуляторов. Первый аккумулятор с кислым электролитом был построен Планте в 1860 г. Позднее появились щелочные аккумуляторы. [c.13]

    Электрические характеристики щелочных аккумуляторов [c.88]

    На процессах окисления — восстановления основана работа широко распространенных химических источников электрического тока — свинцового и щелочного аккумуляторов. Это также гальванические элементы, но материалы в них подобраны с таким расчетом, чтобы была возможна максимальная обратимость процесса, иными словами, чтобы многократное повторение циклов зарядки и разрядки совершалось без необходимости добавления участвующих в их работе веществ. В настоящее время аккумуляторы получили широкое разнообразное применение в различных областях народного хозяйства. Они являются необходимой принадлежностью всех машин, на которых установлены двигатели внутреннего сгорания. Шахтные электровозы, грузовые электрокары, подводные лодки также работают на использовании свинцовых аккумуляторов. Не менее широкое распространение имеет свинцовый аккумулятор и в повседневной лабораторной практике, так как является дешевым и удобным источником тока. [c.271]

    Электродвижущая сила железо-никелевого аккумулятора составляет обычно 1,33—1,35 в. Эти аккумуляторы более удобны в обращении. Однако они обладают более низким коэффициентом отдачи — отдают в форме электрического тока приблизительно лишь 50% энергии, поглощенной при зарядке. Найдено, что прибавка ЫОН к электролиту улучшает работу щелочного аккумулятора. [c.355]

    Никель образует оксиды, аналогичные оксидам кобальта. Полутораокись никеля при нагревании выше 300—400° С разлагается, переходя сначала в N 304, а затем в NiO. Являясь сильным окислителем, N 203, а также Ni(0H)3 применяются в щелочных аккумуляторах. Гидроксид никеля (HI) получают окислением на аноде (в процессе зарядки), обратный процесс сопровождается выделением электрической анергии  [c.130]

    Задачи электрохимической промышленности весьма многочисленны и разнообразны. Важнейшими йз них являются 1) рафинирование цветных и благородных металлов, 2) получение цветных металлов из руд, 3) получение щелочных, щелочноземельных и других легких металлов, 4) получение металлических сплавов, 5) получение хлора и щелочей, водорода и кислорода, 6) получение неорганических солей и окислителей, 7) декоративные покрытия металлами, 8) защита металлов от коррозии, 9) изготовление металлических копий с неметаллических образцов, 10) изготовление электрических аккумуляторов и других гальванических элементов. [c.10]

    Гидроксиды Со + и Со в зависимости от образования аквакомплексов и количества гидратирующих молекул воды изменяют свою окраску с розовой на синюю. Гидроксиды Ni + и Ni + обладают различной устойчивостью, и это широко используется в технике (с. 293), так как на окислительной способности Ni основано действие щелочных аккумуляторов. Гидроксид Ni(0H)2 окисляется как электрическим током на аноде, так и свободными галогенами  [c.384]

    Значительное место в достижениях отечественной электрохимии занимают работы но химическим источникам тока усовершенствованы марганцевые, щелочные и свинцовые аккумуляторы, созданы серебряно-цинковые и многие другие элементы и аккумуляторы, топливные элементы, позволяющие осуществлять непосредственное преобразование химической энергии в электрическую. [c.62]

    Книга является общим курсом технологии электрохимических производств. В первой части излагается технология химических источников электрической энергии — гальванических элементов, свинцовых и щелочных аккумуляторов. Вторая часть посвящена электрокинетическим процессам, технологии электролитических производств водорода и кислорода, хлора и щелочей, а также продуктов окисления и восстановления. В третьей части разбираются вопросы электрометаллургии и гальванотехники. [c.2]

    В 1860 г. был предложен первый электрический аккумулятор с кислым, а в 1900 г. со щелочным электролитом. [c.14]

    Аккумуляторами или вторичными элементами называются гальванические элементы, в которых вещества, израсходованные при разряде, регенерируются при обратном пропускании электрического тока. В соответствии с этим, очевидно, все обратимые гальванические элементы могут принципиально служить электрическими аккумуляторами. Однако практическое применение в качестве аккумуляторов имеют немногие из них. Техническую ценность имеют лишь те элементы, электролит которых состоит из одной жидкости, а в результате токообразующей реакции на электродах образуются твердые, практически нерастворимые вещества. В настоящее время большое практическое значение имеют только аккумуляторы двух типов — свинцовые и щелочные. [c.81]

    Одной из самых важных и интересных проблем технологии химических источников электрической энергии является создание аккумуляторов с большой удельной емкостью. Известным успехом в этом направлении можно считать разработку щелочных аккумуляторов. [c.140]

    А. Теория и электрические характеристики щелочных аккумуляторов [c.140]

    Свет шахтера . Лампы (рис. 1У-34) состоят из головки из прочного стекла 4 с электрической лампочкой 5 внутри и металлического корпуса 1 со щелочным аккумулятором 2. Лампочка включается поворотом головки по часовой стрелке. Крышка 3 корпуса лампы снабжена магнитным затвором 6, препятствующим открытию лампы, что в загазованном помещении меняет привести к взрыву. Открыть затвор можно только при помощи электромагнита. [c.138]

    Применяют для получения туалетных мыл, некоторых красителей и органических соединений, а также в бумажной, нефтяной и металлургической промышленности, в медицине, для щелочных электрических аккумуляторов и др. [c.108]

    Принципиальная компенсационная схема для измерения э. д. с. гальванического элемента приведена на рис. 28, а. Источник тока Б (обычно кислотный или щелочной аккумулятор или высокоемкостный сухой гальванический элемент на 1,56—1,66 В) присоединен к концам А п В электрического сопротивления (или просто сопротивление) Rab- Выбирают источник тока с учетом того, что по принципу компенсационного метода э. д. с. испытуемого гальванического элемента должна быть меньше э. д. с. источника тока ЕБ Считают, что возникающее на концах сопротивления А yi В напряжение Vab незначительно отличается от напряжения на клеммах источника тока. Цепь АБВ называют большой или цепью главного питания. Между клеммой А и нуль-инструментом Г включают переключателем П испытуемый гальванический элемент с . Для кратковременных включений служит ключ К, который соединен одним концом с подвижным контактом Д, снимающим различное напряжение, а другим с нуль-инструментом Г. Цепь АхД называют малой или боковой. Замыкают собранную электрическую цепь одним легким кратковременным нажимом на головку ключа. Передвижением контакта Д вдоль сопротивления подбирают такое положение контакта, при котором ток в малой цепи практически отсутствует. Точку компенсации проверяют передвижением контакта влево и вправо от нее по сопротивлению на возможно меньшую, по равную величину так, чтобы индикатор нуля на н у л ь - и 1 с т р у м е н т е отклонялся от нулевого положения в разных направлениях на одинаковую величину. Компенсация означает, что падение на-прял[c.137]

    Во время зарядки обычного щелочного аккумулятора на его аноде образуется некоторое количество кислорода, а на катоде после окончания зарядки — водород. Однако выделение газа может быть устранено соответствующей конструкцией аккумулятора или с помощью химических катализаторов. 0 дает возможность получать герметически закрытые сухие аккумуляторы. Элемент изготавливается таким образом, чтобы емкость отрицательного электрода была намного больше емкости положительного тогда зарядка положительного электрода заканчивается гораздо раньше, чем отрицательного, последний остается частично незаряженным, и выделения водорода не происходит. Выделение кислорода на аноде в результате таких мер не уменьшается, но образование пузырьков газа можно предотвратить. Так как электроды расположены очень близко друг к другу и аккумулятор содержит лишь минимум электролитной жидкости, необходимой для пропитывания пор электродов и находящихся между ними пористых пластин, то образованный при зарядке кислород в растворенном состоянии легко диффундирует к отрицательному электроду и окисляет его. Этот процесс может быть ускорен с помощью катализаторов. Окисленная часть отрицательного электрода снова восстанавливается зарядным током. В этих условиях нэт необходимости прерывать процесс зарядки для уменьшения газовыделения — газ не выделяется, даже если зарядный ток не выключают. С экономической точки зрения перезарядка, конечно, означает потерю энергии, ибо после каждого восстановления положительного электрода выделяющийся на одном электроде кислород с помощью зарядного тока снова переводится в раствор на другом электроде. Таким образом, этот ток вызывает ненужный процесс. Однако у маленьких аккумуляторов стоимость потраченной напрасно электрической энергии с избытком возмещается тем удобством, что процесс зарядки не нуждается в контроле. [c.224]

    Отчет должен содержать задание изложение теории щелочного аккумулятора с окисно-никелевым электродом техническое описание аккумулятора электрическую схему и описание хода выполнения работы опытные и расчетные данные в виде таблиц и графйков, а также распшфрованные диаграммы напряжение — время , снятые с самопишущего вольтметра краткое обсуждение полученных результатов. [c.211]

    Компенсационный метод измерения свободен от этих недостатков. Компенсационная схема для измерения э.д.с. гальванического элемента приведена на рис. IX. 15. В цепь ЛВАк — цепь источника тока, которыми обычно служат кислотный или щелочной аккумулятор или сухой гальванический элемент большей электрической емкости,— последовательно включается переменное сопротивление Я, соизмеримое с сопротивление реохорда АВ. В простейшем случае он представляет собой проволоку с относительно большим удельным сопротивлением (нихром), туго натянутую вдоль градуированной линейной шкалы. Падение напряжения на единице длины шкалы стандартизируется с помощью нормального элемента Вестона (НЭ)  [c.555]

    Характерное для НЖ-аккумулятора высокое внутреннее омическое сопротивление объясняется как относительно низкой электрической проводимостью активных масс, заключенных в ламе.ли, так и своеобразием конструкции самих ламелей. Площадь перфорации ламелей не превышает 18 % от их полной поверхности. Поэтому именно омическое падение напряжения в электродах определяет заметное снижение разрядного напряжения по мерс увеличения разрядного тока. Ощутимое уменьшение разрядной емкости связано также с пассивируемостью железного электрода. Недостатком НЖ-аккумуляторов является высокий саморазряд, составляющий 50—80 % в месяц, что связано с электрохимической неустойчивостью железа в щелочном электролите, а также с наличием примесей в активной массе и электролите. [c.222]

    Применение щелочных металлов в качестве отрицательных электродов источников тока всегда представлялось заманчивым из-за высокого отрицательного потенциала и больших токов обмена. Однако в водных растворах использование щелочных металлов связано с чрезвычайно большими трудностями. В современных вариантах источников тока со щелочными металлами применяют расплавы солей, органические растворители (апротонные растворители) или твердые электролиты. Наиболее перспективны две последние группы источников тока. В химических источниках тока с апротонными растворителями в качестве анода используют литий, что позволяет достигать значительных ЭДС (до 3—4 В) и высоких значений удельной энергии. В качестве материала катода применяют галогениды, сульфиды, оксиды и другие соединения. Особый интерес представляют катоды ща основе фторированного углерода. Это вещество нестехиометрического состава с общей формулой ( F r)n получают при взаимодействии углерода с фтором при 400—450 °С. При работе такого катода образуются углерод и ион фтора. Разработаны литиевые источники тока с жидкими окислителями (системы SO b — Li и SO2 — Li). Предпринимаются попытки создания аккумуляторов с использованием литиевого электрода в электролитах на основе апротонных растворителей. Литиевые источники тока предназначаются в основном для питания радиоэлектронной аппаратуры, кардиостимуляторов, электрических часов и т. д. [c.266]

    Полезное применение явления поляризации находят для целей накопления электрической энергии. Используемые для этого в технике усггройства называются аккумуляторами. Их употребление целесообразно, если они имеют высокий к. п. д., большую энергоемкость при малой массе и компактность. Этим требованиям удовлетворяют только свинцовые (кислотные) и никелевые (щелочные) аккумуляторы, а также разработанные в последнее время особенно энергоемкие цинк-серебряные и никель-кадмиевые. Последние в сочетании с солнечными батареями составляют бортовую энергетику космических кораблей. [c.195]

    Благодаря большому сечению захвата тепловых нейтронов кадмием пз нето изготовляют регулирующие стёрж н и в атом]Тых реак-торах. Важнейшее применение кадмия — про11зводство щелочных аккумуляторов (кадмиевые электроды). Кадмиевая бронза применяется для изготовления телеграфных и телефонны.х проводов, так как по сравнению с чистой медью она обладает большей прочностью, износостойкостью при несколько пониженной электрической проводимости. Ртуть (ртутные катоды) применяют при получении гидроксида натрия и хлора, а также для комплексной переработки полиметаллического сырья (амальгамная металлургия). Кроме того, ртуть используют в ядерных реакторах для отвода теплоты. [c.137]

    Рассчитайте падение напряжения в электролите межэлектродного пространства щелочного аккумулятора типа НЖ-22, имеющего две положительные пластины габаритами 140 x 95 мм и три отрицательные пластины габаритами 145х Х99,5 мм при разрядном токе 22 А. Межэлектродное расстояние 1,2 мм. Электролит—раствор КОН, плотностью 1,20 (21,15%-ный раствор КОН) с удельной электрической проводимостью Хи 0,520 См-см- . [c.71]

    Преимущества свинцового аккумулятора — большая электрическая емкость, устойчивость в работе, большое количество циклов (разрядка — зарядка). Недостатки — большая масса, и следовательно малая удельная емкость, выделение водорода при зарядке, негерметичность при наличии концентрированного раствора Н2504. В этом отношении лучше щелочные аккумуляторы. [c.253]

    Концентрационные цепи без переноса могут быть использованы для определения чисел переноса ионов и диффузионных потенциалов. Они незаменимы во всех случаях, когда в потенциометрических измерениях необходимо устранить ошибки, вносимые в измерение э. д. с. диффузионным потенциалом. Большое применение такие элементы нашли также и в технике. Главная область использования элементов без переноса ионов — производство химических источников электрической энергии. Для этой цели преимущественно используют щелочные и свинцовые аккумуляторы, а также цинкдвуокисномар-ганцевые и свинцовые, окисномедные, цинкугольные, магнийсеребряные и другие гальванические элементы, которые работают с одним раствором электролита, т. е. при отсутствии диффузионных потенциалов. [c.189]

    Помимо окисления Ы1(ОН)г чисто химическим путем, перевод его в гидроксид может быть достигнут электроокислением в щелочной среде. Процесс этот, наряду с использованием для обратного получения электрического тока сильных окислительных свойств Ы (ОН)з, лежит в основе действия т.н. щелочного аккумулятора. Последний содержит один электрод, сформованный нз порошка металлического Ре, другой — из гидроксида никеля. Э.пектроды опущены в раствор КОН. Процессы при разрядке и зарядке могут быть переданы схемой [c.448]

    Основная часть никеля (85—87%) расходуется на производство сплавов с железом, хромом, медью и другими металлами. Эти сплавы отличаются высокими механическими, антикоррозионными, магнитными и электрическими свойствами. Сплавы никеля с алюминием (а также с магнием и кремнием) используют в качестве исходного вещества для получения никеля Ренея — никелевого катализатора скелетного типа, образующегося при действии щелочи на эти сплавы. Никель применяется в производстве щелочных аккумуляторов и в гальванотехнике. В 1980 г. производство никеля составило в капиталистических и слаборазвитых странах около 1 млн. т, в ближайшие 7—10 лет оно возрастет еще на 7% в год. [c.403]

    Приборы системы ИКХХВ АН УССР. Прибор для контроля осветления воды в отстойниках АОВ-1 работает на принципе турбиди-метрии — поглощения света суспензиями, образующимися при очистке воды, Прибор состоит из первичного датчика и вторичного прибора. В герметических камерах первичного датчика помещены фотоэлемент и освещающая его электрическая лампочка. Датчик снабжен кабелем, по которому осуществляется передача ЭДС от фотоэлемента к вторичному прибору, а также подвод тока к лампочке. Этот кабель служит тросом, на котором датчик опускается в отстойник. Во вторичном приборе размещен источник питания (батарея щелочных аккумуляторов) и магнитоэлектрический вольтмикроамперметр. [c.834]

    Электродвижущая сила такого аккумулятора равна 1,33—l,35iS. Преимуществами щелочных аккумуляторов по сравнению со свинцовым является меньший вес, больший срок службы и простота ухода, а недостатками — значительное уменьшение напряжения по мере разрядки и более низкий коэффициент отдачи при работе они отдают в форме электрического тока лишь около половины того количества энергии, которое они поглотили при зарядке, так как остальная часть ее расходуется на побочные процессы. [c.306]

chem21.info

сосуд | План-конспекты занятий и рефераты

Устройство щелочных аккумуляторов и аккумуляторных батарей

По своему устройству аккумуляторы отличаются конструкцией сосудов (корпусов), электродов и других элементов.

Для работы всех типов щелочных аккумуляторов используется щелочной электролит – раствор щелочи в воде. Состав активного вещества электродов может быть различным. В качестве основных компонентов активного вещества электродов щелочных аккумуляторов и используются изготовленные по специальной технологии никель, кадмий, цинк, серебро и другие материалы.

В зависимости от состава активных веществ электродов щелочные аккумуляторы подразделяются на никель-кадмиевые, никель-железные и серебряно-цинковые.

По конструкции электродов щелочные аккумуляторы разделяются на ламельные и безламельные.

Ламельные, никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы отличаются друг от друга только конструкцией и технологией изготовления электродов (пластин) и сосудов.

Сосуды (ламельных) щелочных аккумуляторов изготавливают из стали при помощи сварки  и затем никелируют. Стенки сосудов сделанные ребристыми, что увеличивает их жесткость.

Активные вещества аккумуляторов помещаются в тонкие стальные никелированные перфорированные ламели, которые впрессовываются в стальную раму.

Одноименные электроды с запрессованными ламелями собирают в полублоки.  Для этого их приваривают к общему токоотводу, имеющему вывод.

Количество и размеры электродов в разных типах аккумуляторов различны и зависят от назначения аккумулятора (батареи).

В никель-кадмиевых аккумуляторах количество положительных электродов на один больше, чем отрицательных, поэтому в собранном аккумуляторе положительные электроды всегда крайне..

Для изоляции между отрицательными и положительными электродами прокладывают эбонитовые палочки.

Блок электродов вставляется в корпус аккумулятора плотно, без допущения каких-либо перемещений.

В собранном аккумуляторе выводы проходят через верхнюю крышку наружу. Для уплотнения и изоляции выводов от крышки корпуса на каждый из них надевают изоляционные шайбы и втулки, а выступающую над крышкой часть вывода наворачиваются гайки.

Внизу аккумулятора под блоком электродов имеется шламовое пространство, куда оседают вымывающиеся из пластин активные вещества, а сверху над блоком электродов газовое пространство.

Аккумулятор собирают со стороны дна, после чего дно приваривается. При эксплуатации аккумулятор не разбирают.

Для заливки электролита в крышке корпуса имеется отверстие с горловиной, закрываемое вентильной пробкой. Пробка устроена таким образом, чтобы газы из аккумулятора могли выйти наружу, а наружный воздух не поступал внутрь аккумулятора. Под пробкой всегда должно быть уплотнительное резиновое кольцо.

Никель-железные аккумуляторы отличаются от никель-кадмиевых только химическим составом активных веществ и схемой взаимного расположения положительных и отрицательных электродов. У никель-железных  аккумуляторов количество отрицательных электродов на один больше, чем положительных, поэтому корпус никель-железного аккумулятора электрически соединен с полублоком отрицательных электродов.

Безламельные щелочные аккумуляторы в настоящее время находят все большее использование. Принцип действия и химические процессы в безламельных аккумуляторах такие же, как и в ламельных никель-кадмиевых аккумуляторах. Конструкция электродов, безламельных аккумуляторов позволила увеличить их емкость с одновременным уменьшением веса и габаритов. Электроды безламельных аккумуляторов могут быть мателло-керамические, прессованные, фольгированные.

Электроды изолируются друг от друга пластинами винипластового перфорированного сепаратора.

По сравнению с ламельными щелочными аккумуляторами безламельные лучше работают при низких температурах за счет большей рабочей поверхности активной массы.

Серебряно-цинковые аккумуляторы состоят из полублоков отрицательных и положительных электродов, разделенных между собой сепараторами из гидрат-целлюлозной пленки и капрона.

Электроды, изготовленные из пористой окиси серебра и цинка, заключаются: положительные – в капроновую ткань, а отрицательные – в гидратцеллюлозную пленку.

Токоотводы  от каждого электрода изготавливаются из серебренной или медной прокрытой серебром проволоки.

Такие токоотводы  от одноименных электродов изолируют пленкой из полиэтилена, собирают в пучки и припаивают к выводам.

Сосуды серебряно-цинковых аккумуляторов изготовлены из полиамида. Крышки приклеиваются фенольным клеем и заливаются компаундом на основе эпоксидной смолы. В центре крышки аккумуляторов расположен съемный газоотводящий клапан, который одновременно является пробкой для отверстия, через которое заливается электролит.

Герметичные аккумуляторы являются наиболее перспективными. В настоящее время широко используются дисковые герметичные аккумуляторы и собранные на их основе батареи. Дисковые герметичные аккумуляторы имеют одинаковое устройство и отличаются только размерами. Корпус аккумулятора представляет собой стальной никелированный сосуд с кольцевым выступом по внешней окружности. Стальная никелированная крышка с изоляционной прокладкой снизу опирается на этот выступ, а сверху герметично запрессовывается  верхним краем корпуса. Внутри корпуса отрицательный электрод прижат к сепаратору положительного электрода пружиной. Электроды у аккумулятора ламельные и представляют собой коробочки из никелевой сетки, в которых упакованы брикеты активной массы. В качестве сепаратора используется капроновая ткань. Свободный объем внутри аккумулятора заполнен строго ограниченным количеством электролита. Так как положитель`ный электрод находится в электрическом контакте с корпусом, на корпусе всех дисковый аккумуляторов имеется знак « + ».

xn--b1agatbpbedlvp.xn--p1ai


Смотрите также

  • Щелочной электролит
  • Акб щелочные
  • Автомобильная платформа
  • Платформы транспортные
  • Платформа mqb
  • Инкапсулирование это
  • Как определить износ зимних шин
  • Износ поршней
  • Предельный износ
  • Износ передних колес
  • Износ подшипника выжимного