
- •3 Химические источники тока различных электрохимических систем Лабораторная работа №1 марганцево-цинковые солевые и щелочные элементы
- •Солевые марганцево-цинковые элементы.
- •Типичный состав эдм
- •Обозначение мц элементов.
- •Обозначение мц элементов с щелочным электролитом
- •Характеристики мц элементов.
- •Сравнение характеристик мц солевых и щелочных элементов
- •Конструкции мц солевого и щелочного элементов.
- •Марганцево-цинковые перезаряжаемые хит.
- •Параметры перезаряжаемых марганцево-цинковых хит
- •Утилизация мц элементов.
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №2 воздушно-металлические источники тока
- •Воздушно-цинковые химические источники тока
- •Призматические воздушно-цинковые хит
- •Дисковые пуговичные и цилиндрические воздушно-цинковые хит
- •Механически перезаряжаемые воздушно-цинковые хит
- •Электрически перезаряжаемые воздушно-цинковые хит
- •Разность потенциалов δе выделения кислорода и восстановления его из воздуха при плотности тока 100 мА/см2 при 298 к при использовании различных катализаторов
- •Воздушно-алюминиевые и воздушно-магниевые хит
- •Хит с солевыми (хлоридными) электролитами
- •Воздушно-алюминиевый хит с щелочным электролитом
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №3 литиевые первичные источники тока
- •Классификация лхит
- •Теория литиевых первичных источников тока
- •Характеристики литиевых элементов с неводным электролитом
- •Особенности конструкции
- •Источники тока на базе системы литий-диоксид марганца
- •Примеры системы литий-диоксид марганца фирмы «gp Batteries» (сша)
- •Элементы системы литий-йод
- •Основные параметры источников тока системы литий-йод (для медицинской техники) оао «Литий-элемент»
- •Характеристики литиевых элементов
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №4 свинцово-кислотные аккумуляторы и батареи
- •Промышленно выпускаемые свинцовые аккумуляторы
- •Классификация свинцовых аккумуляторов и батарей.
- •Теоретические вопросы свинцовых аккумуляторов
- •Виды сплавов решеток положительного электрода
- •Разрядно-зарядные характеристики.
- •Сравнительные параметры различных типов сепарационных материалов для свинцовых аккумуляторов
- •Сравнение характеристик и наиболее распространенных конструкций свинцово-кислотных аккумуляторов
- •Классическое (традиционное) исполнение аккумулятора
- •Заряд свинцово-кислотных аккумуляторов
- •Безуходные (герметизированные) свинцовые аккумуляторы
- •1 Напряжение, 2 зарядная емкость, 3 ток заряда
- •Комплексная переработка отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов
- •Пути усовершенствования свинцовых аккумуляторов
- •1 Вкладыш из алюминия; 2 термодиффузионное покрытие; 3 свинцовый сплав.
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №5 никель-кадмиевые аккумуляторы
- •Параметры промышленно выпускаемых никель-кадмиевых аккумуляторов
- •Теория никель-кадмиевых аккумуляторов
- •Конструкция нк аккумуляторов
- •1 − Корпус; 2 –сепаратор; 3 –положительный электрод; 4 – отрицательный электрод; 5 − крышка; 6 – пружина; 7 – уплотнитель;
- •Характеристики нк аккумуляторов
- •Утилизация и регенерация нк аккумуляторов
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №6 никель-металлогидридные аккумуляторы
- •Сравнительные параметры щелочных аккумуляторов
- •Реакции, протекающие в нмг аккумуляторах
- •Конструкция нмг аккумуляторов
- •Герметизация аккумулятора
- •Характеристики нмг аккумуляторов
- •Режим заряда нмг аккумуляторов
- •Утилизация нмг аккумуляторов
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №7 литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы
- •Аккумуляторы с металлическим литиевым анодом
- •Литий-ионные аккумуляторы
- •Нанотехнологии в лиа
- •Особенности конструкции
- •Характеристики Li-ion аккумуляторов.
- •Литиевые аккумуляторы с полимерным электролитом.
- •Характеристики Li-аккумуляторов с пэ
- •Утилизация литиевых аккумуляторов
- •Варианты заданий к лабораторной работе
- •Лабораторная работа №8 топливные элементы
- •Особенности тэ
- •Теория и конструкция топливных элементов
- •Типы топливных элементов
- •Основные характеристики топливных элементов
- •Методика проведения лабораторной работы
- •Экспериментальные данные, полученные при работе щтэ на различные нагрузки
- •Экспериментальные данные, полученные при разряде топливного кислородно-водородного элемента
- •Экспериментальные значения коэффициентов диффузии водорода в газодиффузионном электроде
- •Результаты определения коэффициентов диффузии водорода
3 Химические источники тока различных электрохимических систем Лабораторная работа №1 марганцево-цинковые солевые и щелочные элементы
Первичные марганцево-цинковые (МЦ) элементы являются наиболее распространенными химическими источниками тока. В зависимости от состава электролита и pH марганцево-цинковые элементы делят на солевые и щелочные. В солевых МЦ элементах использована электрохимическая система Лекланше, разработанная еще в 1865 году.
Марганцево-цинковые элементы с щелочным электролитом начали выпускать в 50-х годах прошлого века, а с 60-х годов началось их коммерческое производство. С тех пор они постепенно вытесняют солевые элементы. Это обусловлено их преимуществами по сравнению с МЦ элементами с солевым электролитом: более высокой удельной энергией; большими разрядными токами; более низким внутренним сопротивлением; более пологой разрядной кривой; способностью разряжаться при более низких температурах; лучшей сохраняемостью и меньшей вероятностью протечки электролита.
Особенно заметно преимущество щелочных ХИТ при непрерывном разряде большими токами. Здесь они существенно выигрывают по такому важному показателю, как стоимость отдаваемой единицы емкости, несмотря на то, что их стоимость (за одно изделие того же типоразмера) в 2–4 раза выше солевого варианта.
Тем не менее, и сегодня солевые МЦ элементы – одни из самых массовых изделий (мировое производство составляет больше 20 миллиардов штук в год), а их конструкция практически не изменилась с момента изобретения. Благодаря невысокой цене солевые батарейки используются в различных средствах связи, транзисторных радиоприемниках, магнитофонах, магнитолах, плеерах, пультах дистанционного управления, фотовспышках, фонарях и светильниках, электрочасах, электробритвах, ручных пылесосах, калькуляторах, тестерах, электроигрушках, датчиках охранной сигнализации и других устройствах с относительно небольшим потреблением энергии и продолжительным сроком службы.
Элементы с щелочным электролитом применяются в основном в аппаратуре, требующей длительных непрерывных разрядов большими и средними токами. Из бытовой электроаппаратуры, можно назвать кинокамеры, мощные транзисторные приемники и магнитофоны, плееры, фотовспышки, электробритвы, электромеханические часы, ручные пылесосы, электрические игры и игрушки и т.п. Щелочные МЦ элементы также применяются в аппаратуре связи, электроизмерительных приборах, осветительных устройствах, морских хронометрах, дозиметрах, устройствах дистанционного управления, видеокамерах, различных датчиках и т.п. Они находят применение в офисной технике – электронных записных книжках, калькуляторах, факсах и копировальных машинах.
Щелочные МЦ элементы могут быть перезаряжаемыми, выдерживая до 50 разрядно-зарядных циклов.
В России МЦ элементы выпускают: ОАО «Энергия», АО «Востсибэлемент», АООТ «Кузбасс-элемент», ГНПП «Квант», «АО «Сигнал». За рубежом МЦ элементы выпускают фирмы: «Berec», «Varta» (Германия), «Hitachi Maxell», «National», «Matsushita Electric Industrial», «Sony» , «Sanyo Electric», «Toshiba Battery» (Япония), «Samsung» (Корея), «Golden Peak International», «Hi Power», «Hi Watt» (Китай – Гонконг), «Golden Power», «Hi Top» и др. (Китай), «Samsung Batteries» (Южная Корея).