14

Технология производства свинцовых аккумуляторов

Кислотные свинцовые аккумуляторы являются наиболее распространенными среди вторичных химических источников тока. Обладая сравнительно высокой удельной мощностью в сочетании с надежностью и относительно низкой стоимостью, эти аккумуляторы находят разнообразное практическое применение. Своей популярностью и широким масштабом производства они обязаны стартерным батареям, предназначенным для различных средств передвижения и прежде всего автомобилей. В этой области их монопольное положение устойчиво и сохранится долгое время. На базе свинцовых аккумуляторов комплектуется подавляющее большинство стационарных и значительная часть вагонных батарей.

Электрохимическая система:

Pb|H₂SO₄|PbO₂

НРЦ = 2.1 В

Uн=2.0 В

Теоретическая удельная энергия = 175 Вт-ч/кг

Практическая удельная энергия = 30-35 Вт-ч/кг

Количество циклов заряд-разряд = 300-500

Токообразующие реакции:

В соответствии с теорией двойной сульфатации на отрицательном электроде

Pb + HSO₄^-  PbSO₄ + H⁺ + 2e

на положительном электроде:

PbO₂ + HSO₄^- + 3H⁺ + 2e  PbSO₄ + 2H₂O

суммарная токообразующая реакция:

PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb  2PbSO₄ + 2H₂O

Конструкция стартерного аккумулятора

Устройства практически всех типов аккумуляторов одинаково и основано на

1-моноблок; 2-опорные призмы; 3-блок электродов; 4-полублок положительных электродов; 5-отрицательный электрод; 6-сепаратор; 7-положительный электрод; 8-полублок отрицательных электродов; 9-баретка; 10-щиток; 11-мостик; 12-крышка; 13-пробка; 14-перемычка; 15-борн.

принципе баночной конструкции. Обычно банки соединены в батарею в одном моноблоке сосуде, выполненом из эбонита или полиэтилена. На дне ячеек моноблока имеются опорные призмы, на которые опираются электроды и сепараторы. Пространство между дном опорными призмами и электродами служит для накопливания шлама (оплывающей с течением времени активной массы электродов), что предотвращает замыкание шламом разноименных электродов. Каждый из электродов представляет собой решетку, отлитую из свинцово-сурьмяного сплава с нанесенной на него активной массой. Одноименные пластины соединены между собой посредством мостика, к которому приварен вывод (борн). Число отрицательных электродов на 1 больше чем положительных, они имеют меньшую толщину. Сепараторы изготовлены из микропористого кислотостойкого материала - мипора, мипласта и др. Обычно сепараторы имеют с одной стороны ребристую поверхность, которая для лучшего доступа к электролита обращена к положительному электроду. Размеры сепаратора больше размеров электродов. Сверху над сепараторами устанавливается эбонитовый или пластмассовый перфорированный щиток, предохраняющий верхние кромки сепараторов от механических повреждений при замерах температуры, уровня и плотности электролита. Каждый аккумулятор закрыт крышкой. В ней имеется три отверстия: два крайних для выводов и среднее для заливки электролита. В крайних отверстиях запрессованы свинцовые втулки. Отверстие для заливки электролита закрывается резьбовой пробкой, имеющей вентиляционное отверстие для выхода газов из работающего аккумулятора и отражатель для предотвращения выплескивания электролита при эксплуатации батареи.

Аккумуляторы соединяются последовательно посредством перемычек. При сварке борна с перемычкой одновременно сваривается верхняя часть свинцовой втулки, запрессованной в крышку, обеспечивая надежное уплотнение отверстия крышки в месте выхода борна.

Способы соединения аккумуляторов в батарее:

а-с наружным расположением перемычек; б-через перегородку под общей крышкой; в-через отверстие в перегородке.

Существуют также конструкции с соединением банок с помощью укороченых штырей, сдвинутых к перегородкам и сваренных сквозь отверстие в стенке моноблока. В этом случае вся батарея закрывается общей крышкой.