- •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
Разрядно-зарядные характеристики.
На рис. 3 показаны разрядные и зарядные кривые свинцового аккумулятора. Кривые – крутоспадающие и крутовозрастающие, что связано с твердофазным механизмом работы электродов. При разряде появление Umin объясняется кристаллизационным перенапряжением процесса образования PbSO4 на обоих электродах. При заряде появление Umax связано с омическим сопротивлением плотного слоя сульфата свинца, который после начала восстановления на отрицательном и окисления на положительном электродах быстро растрескивается.
Рис. 2. Устройство аккумуляторной батареи с общей крышкой
Рис. 3. Разрядные и зарядные кривые свинцового аккумулятора: Uр, Uз – разрядное и зарядное напряжение; НРЦз, НРЦр – напряжение разомкнутой цепи в результате заряда и разряда аккумулятора соответственно; участок а – усиливается концентрационная поляризация и омические потери в пористых электродах; участок б – начало выделения водорода на отрицательном и кислорода на положительном электродах. При напряжении около 2,6 В идет электролиз воды.
Таблица 3
Сравнительные параметры различных типов сепарационных материалов для свинцовых аккумуляторов
Показатель |
Тип сепаратора |
|||||||
Спеченный полиэтилен |
Целлюлозный |
Спеченный ПВХ |
Экструзионный ПВХ |
Экструзионный ПВХ с силикагелем |
Экструзионный полиэтилен |
Стекловолокнистый |
Микростекловолокнистый для AGM батареи |
|
Электросопротивление, Ом |
0,2 0,35 |
0,11 0,25 |
0,1 0,45 |
0,27 0,45 |
0,065 0,22 |
0,045 0,26 |
0,06 0,12 |
0,03 0,045 |
Пористость, об.% |
45 55 |
60–70 |
35 45 |
78,5 88 |
68 79 |
50–60 |
8590 |
>90 |
Максимальный размер пор, мкм |
10 15 |
35 |
25 30 |
10 40 |
1 2 |
<1 |
45 |
15 30 |
Средний диаметр пор, мкм |
5 10 |
25 |
15 |
8 15 |
<0,5 |
0,1 |
30 |
10 15 |
Примеси, %: железо марганец никель кобальт медь хлор |
— — — — — — |
0,001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,003 |
0,002 — — — — 0,002 |
0,025 — — — — Следы |
0,025 0,0004 — — — 0,018 |
0,002 0,00005 0,00007 0,00007 0,00003 0,01 |
0,025 0,0001 — — — 0,003 |
0,0025 0,0001 — — — <0,005 |
Удлинение при разрыве, % |
— |
— |
— |
— |
25 30 |
100 350 |
— |
5 |
Прочность на разрыв, Н/мм2 |
>25 |
— |
>44 |
>22 |
— |
>40 |
— |
0,4 |
Коэффициент извилистости пор |
1,2 1,3 |
— |
1,3 |
1,5 1,7 |
— |
1,3 1,7 |
— |
1,1 |
