5. Классификация аккумуляторов, их типы и условные обозначения
Классификация
По виду накапливаемой энергии аккумуляторы бывают: электрические, гидравлические, тепловые, инерционные.
Области применения: свинцовые (кислотные) – авиация, авто, связь; кадмиево-никелевые, железо-никелевые (щелочные) – авиация, связь, космические аппараты; серебряно-цинковые, серебряно-кадмиевые (щелочные) – авиация, средства связи, киносъёмная аппаратура.
На автомобилях применяют стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея обеспечивает питание электростартера при пуске двигателя и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или его недостаточной мощности. Электростартер является основным потребителем энергии аккумуляторной батареи. Работа в стартерном режиме определяет тип и конструкцию батареи.
Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи классифицируют по номинальному напряжению (6 и 12 В) и номинальной емкости, а также по функционально-конструктивному признаку: батареи обычной конструкции (в моноблоке с ячеечными крышками и межэлементными перемычками над крышками), батареи в моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой, батареи необслуживаемые (с общей крышкой).
На стартерные аккумуляторные батареи наносят товарный знак предприятия-изготовителя, указывают тип батареи, дату выпуска и обозначение стандарта или технических условий на батарею конкретного типа. Условное обозначение типа батареи (например, батарея 6СТ-55А) содержит указание на количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарее (3 или 6), характеризующих ее номинальное напряжение (6 или 12 В), указание на назначение по функциональному признаку (СТ - стартерная), номинальную емкость в Ач и исполнение (при необходимости): А - с общей крышкой; Н - несухозаряженная; 3 - для необслуживаемой, залитой электролитом и полностью заряженной батареи. В условных обозначениях еще применяемых в настоящее время батарей буква Э и Т величины номинальной емкости указывают на материал моноблока (со-ответственно эбонит и термопласт). Последующие буквы обозначают материал сепаратора (М - мипласт, Р - мипор).
6. Устройство, принцип работы и основные характеристики аккумуляторных батарей
Большинство стартерных батарей, выпускаемых в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен принцип двойной сульфатации.
Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных - диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита. Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус - контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек - банок (см. рис.1).Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6 - 12.8 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных - диоксид свинца.
Характеристики аккумуляторных батарей
Электродвижущая сила аккумуляторной батареи представляет собой разность потенциалов между электродами, измеренную при разомкнутой цепи. С повышением плотности электролита ЭДС возрастает, однако, величина ЭДС не даёт точного представления о степени разреженности батареи, т.к. ЭДС разряженного аккумулятора с электролитом большей плотности будет выше.
Напряжение аккумуляторной батареи отличается от её ЭДС на величину падения напряжения во внутренней цепи при прохождении тока.
Внутренним сопротивлением аккумуляторные батареи называют сопротивление, оказываемое постоянному току, проходящему через аккумулятор при его заряде или разряде.
Внутреннее сопротивление аккумуляторные батареи складывается из сопротивления элементов, электролита, сепараторов, межэлементных перемычек и составляет сотые доли ома.
Вольтамперной характеристикой называют зависимость напряжения на выводах аккумуляторные батареи от разрядного тока. Вольтамперные характеристики являются нелинейными из-за непостоянства сопротивления поляризации, в зоне стартерных токов ВАХ близка к прямой.
Ёмкостью аккумуляторные батареи называют количество электричества, получаемое или отдаваемое батареей при её заряде или разряде. Соответственно различают зарядную или разрядную ёмкость, измеряемую в Ампер-часах.
