17 Герметичные химические источники тока

Химическим источником тока (ХИТ) называют устройство, в котором химическая энергия активных веществ непосредственно превращается в электрическую энергию.

В основе любого химического источника тока лежит электрохимическая система вида:

(−) Восстановитель | Электролит Окислитель | (+)

Генерирование тока в такой системе происходит при замыкании внешней цепи на нагрузку в результате одновременного протекания на электродах электрохимических реакций: электроокислительной с освобождением электронов и восстановительной с их поглощением.

В простейшем случае химический источник тока представляет собой два электрода, изготовленных из различных материалов, ионная проводимость между которыми обеспечивается электролитом (жидким или твердым). Обычно электроды – это металлические каркасы, на которые наносятся реагенты (активные вещества, непосредственно участвующие в токообразующих реакциях).

Наряду с основной токообразующей реакцией могут протекать также и побочные реакции, химические и электрохимические, которые не только снижают эффективность работы химического источника тока, но и создают опасность значительного увеличения давления внутри корпуса химического источника тока, что может привести к его разрушению.

В реализованных к настоящему моменту химических источниках тока используются электрохимические системы, как с обратимыми, так и необратимыми электрохимическими реакциями.

Если хотя бы на одном электроде окислительно-восстановительный процесс протекает необратимо, то такой источник тока называется первичным химическим источником тока (ПХИТ) или гальваническим элементом.

Если на обоих электродах окислительно-восстановительный процесс протекает обратимо, то такой источник тока называется вторичным химическим источником тока (ВХИТ) или аккумулятором. При исчерпании запасенной энергии разряженный аккумулятор подвергается процессу заряда от внешнего источника тока, в результате чего активные вещества переходят в исходное состояние.

Герметичным химическим источником тока (ГХИТ) называют - газонепроницаемые химические источники тока, в которых обеспечена изоляция внутреннего пространства от газового пространства внешней среды.

Условно-графическое обозначение химического источника тока приведено на рис. 17.1.Химические источники тока, как гальванические элементы, так и аккумуляторы широко применяются для питания портативной судовой электронной аппаратуры: радиостанций, мобильных телефонов, переговорных устройств, ноутбуков и т.п.

Классификация герметичных химических источников тока приведена на рис.17.2. Как видно из этого рисунка гальванические элементы подразделяются на элементы с водным электролитом (более дешевые) и литиевые. Аккумуляторы подразделяются на щелочные, кислотные и литиевые.

17.1 Характеристики герметичных химических источников тока

Для описания особенностей химических источников тока используют три группы основных характеристик:

• электрические;

• конструкционные;

• эксплуатационные.

Такие характеристики должны применяться во внимание при замене химических источников питания.