1.3. Сепараторы

Влияние сепараторов на работу аккумуляторов очень велико.

Сепараторы выполняют следующие функции:

а) предохраняют от коротких замыканий;

б) удерживают отрицательную активную массу от излишнего разбухания;

в) фиксируют расстояние между электродами.

Кроме того, существуют специальные дополнительные сепараторы, которые удерживают от оплывания положительную активную массу.

• то же время сепараторы в большей или меньшей степени снижают емкость аккумуляторов. Это объясняется тем, что сепара-торы:

а) увеличивают внутреннее омическое сопротивление аккумуляторов;

б) затрудняют доступ кислоты к пластинам;

10

в) вытесняют заметный объем кислоты и уменьшают ее запас в

сосуде.

Омическое сопротивление проявляется главным образом во время разрядов при больших плотностях тока. Чем выше плотность тока, тем больше падение напряжения при прохождении тока по внутренней цепи через сепараторы, тем большая часть общей разности потенциалов теряется бесполезно. Общий запас кислоты в аккумуляторе, обычно, ограничивает емкость только при разрядах малыми плотностями тока, так как в таких условиях удается достаточно полно использовать кислоту в электролите. У положительных пластин кислоты расходуется больше, поэтому для облегчения ее доступа к ним пользуются ребристыми сепараторами, обращенными ребрами к положительным пластинам. При применении дополнительных сепараторов из стекловолокна у положительных пластин для предохранения от оплывания активной массы, они, несмотря на высокую объемную пористость и крупные поры, затрудняют конвекцию электролита у поверхности пластин. Подача кислоты к положительным пластинам начинает осуществляться в основном за счет диффузии сквозь сепараторы. Концентрация кислоты

• поверхности пластин падает, это замедляет ее диффузию вглубь пор и несколько снижает емкость аккумуляторов.

Сепараторы должны отвечать следующим требованиям:

1. Быть механически прочными и эластичными.

2. Быть химически стойкими в условиях работы в аккумуля-

торах.

3. Для лучшей защиты от коротких замыканий, иметь малый диаметр пор при наибольшей их извилистости. Естественно, что защита тем лучше, чем толще сепараторы.

4. Чтобы возможно меньше снижать емкость аккумуляторов, сепараторы должны:

а) иметь малое электросопротивление, что достигается большой объемной пористостью, малой извилистостью пор и малой толщиной;

б) вытеснять, возможно, меньшее количество электролита, для чего иметь большую объемную пористость при малой толщине.

Так как извилистость пор и толщина сепараторов противопо-ложно отзываются на емкости и надежности защиты от коротких замыканий, то их приходится выбирать в зависимости от конкретных условий работы данного типа аккумулятора (таблица 3). Геометрический размер сепаратора выбирают исходя из размера положительных и отрицательных пластин.

11

								Таблица 3
Характеристики некоторых типов сепараторов
Показатели				Мипор	Мипласт		Поровинил	Асбестокартон
Относительное				2,5-5	2,5-5	2-5		3-7
электросопротивление
Объемная пористость, %				50-60	40-50		75-85	70-85
Максимальный	диаметр	пор,		6	15-60	5-35		6-15
мкм
Средний диаметр пор, мкм				0,1-0,3	5-12	0,3-1,0		1-3
Коэффициент	извилистости			1,1-1,6	1,1-1,5	1,6-2,0		1,5-2,2
пор
Сопротивление	на разрыв,			15-30	18-60	18-75		20-60
кг/см2
Химическая	стойкость	в		Стоек	Вполне	Вполне		Частично
аккумуляторе					стоек	стоек		гидролизуется

Все сепараторы изготавливают из изоляционных материалов, поэтому их электропроводность после пропитки электролитом, целиком зависит от удельной электропроводности электролита в порах

• от того, какое сечение и длину имеет путь тока внутри пор. Относительным электросопротивлением сепараторов называют отношение сопротивления сепаратора, пропитанного электролитом, к сопротивлению слоя электролита той же формы, которую имеет сепаратор. Эквивалентным слоем сепараторов называют толщину слоя электролита (в см), имеющего электросопротивление, равное электросопротивлению сепаратора, пропитанного таким электролитом.

Таким образом, эквивалентный слой Э равен относительному электросопротивлению сепараторов z, умноженному на толщину сепараторов b (обычно принимают b = 0,1-0,05 см):

Э=z·b,

(5)

Внутреннее омическое сопротивление аккумуляторов и сопро-тивление переносу кислоты диффузией сквозь сепаратор в значи-тельной степени зависят от величины эквивалентного слоя сепара-торов. Аккумуляторы, предназначенные для разрядов большими плотностями тока, приходится собирать с сепараторами, имеющими малый эквивалентный слой, хотя это может оказаться менее надежным с точки зрения обеспечения длительности срока службы.