7.6 Щелочные аккумуляторы.

Широкое распространение получили железо - никелевые и кадмиево - никелевые щелочные аккумуляторы. Они во многом сходны; раз­личие - в материале анода (Fe или Cd). Эти аккумуляторы имеют пори­стый железный или кадмиевый анод с большой поверхностью. Катод состоит из гидратированного оксида никеля Ni₂О₃ Н₂0 или NiOOH. Электролитом является 23% раствор КОН (плотностью 1.21 г/см³), к которому добавляют 10% раствор LiOH для повышения емкости аккуму­лятора. Э.Д.С. составляет 1,4 В. При разряде на электродах протекают процессы:

на аноде Fe - 2е = Fe²⁺

Fe²⁺ + 20H^- = Fe(OH)₂

на катоде 2NiOOH + 2Н₂0 + 2е = 2Ni(OH)₂ + 20Н^-

Fe + 2NiOOH + 2Н₂0 = Fe(OH)₂ + 2Ni(OH)₂

При зарядке протекают обратные процессы:

на катоде Fe(OH)₂ + 2е = Fe + 20Н^-

на аноде 2Ni(ОН)₂ + 20Н^- - 2е = 2NiООН + 2Н₂0

Fe(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ = Fe + 2NiООН + 2Н₂0

Аккумулятор заряжают, когда напряжение на клеммах (т.е. под на­грузкой) меньше 1В. Зарядный ток первой ступени составляет 1/4 пас­портной емкости, второй ступени - 1/8 паспортной емкости. В ходе за­рядки контролируется уровень воды над защитной сеткой (не ниже 15 мм).

Щелочные аккумуляторы не боятся глубокого разряда, нечувстви­тельны к избыточному заряду, хорошо восстанавливаются, дают неболь­шой ток в длительном режиме, хорошо переносят относительно высокие температуры, механические воздействия. Они дороже, ниже Э.Д.С, электродные процессы обращаемы в меньшей степени, к.п.д. ниже.

Задача. Укажите параметры двух ступеней режима заряда: кислотного аккумулятора емкостью 120 А час, щелочного аккумулятора емкостью 125 А час.

Решение.

Для кислотного аккумулятора используется следующий режим зарядки: ток первой ступени составляет 10% паспортной емкости батареи, в дан­ном случае - 12А; ток второй ступени - 5% емкости, т.е. 6А. Для щелочного аккумулятора ток первой ступени составляет 25% пас­портной емкости батареи, в данном случае 31 А; ток второй ступени -12,5% емкости, т.е. 15.6А.

18