Заряженное состояние акб Разряд акб

Заряд аккумулятора. В электролите у обоих электродов присутствуют в небольших количествах ионы сульфата свинца , и воды , . Под влиянием напряжения источника постоянного тока, во внешней цепи устанавливается направленное движение электронов к отрицательному выводу аккумулятора.

Двухвалентные ионы свинца у отрицательного электрода нейтрализуются (восстанавливаются) поступившими двумя электронами, превращая активную массу отрицательного электрода в металлический губчатый свинец. Оставшиеся свободными ионы и образуют серную кислоту.

У положительного электрода под действием зарядного тока двухвалентные ионы свинца отдают два электрона, окисляясь в четырехвалентные . Последние, соединяясь через промежуточные реакции с двумя ионами кислорода, образуют двуокись свинца , которая выделяется на электроде. Ионы и так же, как и у отрицательного электрода, образуют серную кислоту, в результате чего при заряде растет плотность электролита.

Суммарное уравнение процесса заряда

. (1.4)

Разряженное состояние акб Заряд акб

Маркировка АКБ

С 18 декабря 2008 г. введен в действие стандарт ГОСТ Р 53165-2008, согласно которому условное обозначение типов батарей и их исполнений указывают по следующей схеме:

Х Х Х Х

(1) (2) (3) (4)

1 – цифра, указывающая число последовательно соединенных аккумуляторов в батарее, характеризующих ее номинальное напряжение; 2 – буквы, характеризующие назначение батареи по функциональному признаку (СТ - стартерная); 3 – число, указывающее номинальную емкость батареи в ампер-часах; 4 – буквы дополнительной информации об конструкторско-технологическом исполнение (N – с нормальным расходом воды; L – с малым расходом воды; VL – с очень малым расходом воды; VRLA – с регулирующим клапаном)

В нормативных документах на батареи конкретных типов допускается (при необходимости) указывать дополнительные обозначения.

Кроме вышеуказанного в маркировке АКБ должны быть указаны: товарный знак или наименование предприятия-изготовителя; условное обозначение батареи; знаки полярности «+» и «–»; дату изготовления (месяц, год); обозначение нормативного документа на батареи конкретного типа; номинальное напряжение, В; ток холодной прокрутки в А; массу батареи (если она равна 10 кг и более) знаки безопасности; символ переработки.

Европейские производители батарей обозначают батареи пятизначными (по DIN) или девятизначными по ETN (ETN – European Type Number) кодами. Первые три цифры в кодах по DIN и ETN содержат информацию о напряжении и емкости батареи.

Батареи, изготовленные американскими производителями, маркируются в соответствии с требованиями стандарта SAE

Основные электрические характеристики АКБ

Электродвижущей силой (ЭДС) аккумулятора Е называют разность его электродных потенциалов, измеренную при разомкнутой внешней цепи:

, (1.5)

где и – потенциалы положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи, В.

ЭДС батареи, состоящей из n последовательно соединенных аккумуляторов,

. (1.6)

Следует различать равновесную ЭДС аккумулятора и неравновесную ЭДС аккумулятора в течение времени от размыкания цепи до установления равновесного состояния.

Приближенно равновесная ЭДС свинцового аккумулятора может быть вычислена по эмпирической формуле:

, (1.7)

где – плотность электролита, г/см³.

Напряжение при заряде и разряде. Наличие внутреннего сопротивления аккумулятора приводит к тому, что его напряжение при разряде всегда меньше ЭДС, а при заряде – всегда больше ЭДС:

. (1.9)

О бобщенным показателем, характеризующим эффективность работы аккумулятора, является коэффициент использования активных материалов , %:

, (1.12)

где – емкость аккумулятора, полученная при его разряде, А∙ч; – теоретическая емкость того же аккумулятора, рассчитанная по электрохимическим эквивалентам.

Внутреннее сопротивление. Сопротивление, оказываемое аккумулятором протекающему внутри него току:

, (1.8)

где – омическое сопротивление электродов, электролита, сепараторов, вспомогательных токоведущих деталей (мосты, борны, перемычки); – сопротивление поляризации, которое появляется вследствие изменений электродных потенциалов при прохождении электрического тока.

Сопротивление активных материалов положительного и отрицательного электродов, а также сопротивление электролита изменяются в зависимости от степени заряженности аккумулятора и температуры.

1 – при +30 ⁰С; 2 – при 0 ⁰С; 3 – при –10 ⁰С; 4 – при –20 ⁰С; 5 - при –30 ⁰С; 6 – при –40 ⁰С.

Емкость аккумулятора – это количество электричества, полученное от аккумулятора при его разряде до установленного конечного напряжения 10,5 В. В практических расчетах емкость аккумулятора принято выражать в ампер-часах (А∙ч). Разрядную емкость можно вычислить, умножив силу разрядного тока на продолжительность разряда (при условии, что ):

. (1.10)

Разрядная емкость, на которую рассчитан аккумулятор и которая указывается изготовителем, называется номинальной емкостью. Разрядная емкость зависит от конструктивных параметров АКБ (количества активной массы и электролита).

На разрядную емкость оказывают влияние эксплуатационные параметры – температура электролита и сила разрядного тока. С понижением температуры электролита разрядная емкость аккумуляторов уменьшается, поскольку повышаются вязкость электролита и его электрическое сопротивление, что замедляет скорость диффузии электролита в поры активной массы. Поэтому при испытаниях АКБ сравнивают разрядную емкость приведенную к температуре +25 ⁰С по формуле:

. (1.11)

Вольт-амперная характеристика аккумуляторной батареи

Резервная емкость аккумулятора (определяет способность батареи обеспечить необходимый минимум электрической нагрузки на автомобиле в случае выхода из строя генератора. Минимум электрической нагрузки складывается из токов системы зажигания и контрольно-измерительной аппаратуры в режиме движения «зима, ночь» и составляет примерно 25 А). Резервная емкость определяется временем разряда в минутах полностью заряженной батареи при температуре окружающей среды (27±5)°С током силой (25 + 0,25) А до конечного напряжения 10,5 В.

Зарядно-разрядная характеристика АКБ