5.4. Емкость аккумулятора

Максимальное количество электричества, которое аккумуляторная батарея отдает при полном её разряде называют разрядной емкостью С_р. Разрядная ем-кость зависит от количества активного вещества электродов и электролита. Чем больше это количество, тем дольше может поддерживаться токообразующая ре-акция и тем больше емкость. Разрядную емкость можно вычислить умножив силу разрядного тока I_р на продолжительность разряда _р

С_р =  I_р d = I_р _р (при условии, что I_р = const )

Емкость аккумуляторов принято выражать в ампер-часах (А-ч). Под номи-нальной емкостью понимают параметры, относящиеся к номинальному режиму разряда и гарантируемые изготовителем. Фактические значения емкости в этом режиме обычно превышают гарантированные значения на 5  10.

На степень использования активной массы и на величину разрядной емкос-ти оказывают влияние следующие основные факторы.

1. Пористость активной массы

С увеличением пористости улучшаются условия диффузии электролита в глубину активной массы электрода и увеличивается истинная поверхность, на которой происходит токообразующая реакция, что способствует росту разряд-ной емкости.

2. Пористость и рациональность конструкции материала сепараторов

С ростом пористости сепараторов увеличивается запас электролита в меж-электродном зазоре и улучшаются условия его диффузии. Конструкционно се-параторы предотвращают возникновение электронной проводимости между электродами, удерживают активную массу на электродах, что способствует уве-личению разрядной емкости.

3. Сила разрядного тока, которым аккумулятор должен непрерывно разряжаться в течение заданного времени.

Режимы разряда условно разделяют на длительные при которых разряд происходит максимальными токами в течение нескольких часов (например, 10- и 20- часовые разряды С₁₀ и С₂₀), короткие или стартерные, при которых разряд длится несколько минут, а сила тока в несколько раз больше номинальной ем-кости аккумулятора.

При увеличении разрядного тока скорость разряда поверхностных слоев ак-тивной массы возрастает в большей степени, чем глубинных. В результате рост сернокислотного свинца в устьях пор происходит быстрее, чем в глубине и по-ры закупориваются сульфатом раньше, чем успевает прореагировать ее внут-ренняя поверхность. Вследствие прекращения диффузии электролита внутрь поры реакция в ней прекращается (говорят, наступает пассивация). Таким об-разом, чем больше разрядный ток, тем меньше емкость аккумулятора, а следо-вательно, и коэффициент использования активной массы.

Для оценки пусковых качеств аккумуляторных батарей их емкость характе-ризуют также количеством прерывистых разрядов (например, длительностью 10 – 15 с с перерывами между ними по 60 с). Емкость отдаваемая батареей при прерывистых разрядах, превышает емкость при непрерывном разряде, особенно при стартерном режиме разряда (I_р = 2  5 С₂₀).

4. Плотность электролита

При дополнительном повышении плотности электролита емкость положи-тельных электродов увеличивается, в большей мере, чем емкость отрицатель-ных электродов, это сказывается особенно при низкой отрицательной темпера-туре вследствие ускоренной пассивации поверхности электрода. Повышенная плотность электролита также отрицательно сказывается на сроке службы акку-мулятора вследствие ускорения коррозийных процессов на положительном электроде. Поэтому оптимальная плотность электролита устанавливается исхо-дя из совокупности требований и условий в которых эксплуатируется аккуму-ляторная батарея.

5. Температура электролита

С понижением температуры разрядная емкость аккумуляторов уменьшает-ся. Причиной этого является увеличение вязкости электролита и его электри-ческого сопротивления, замедляющее скорость его диффузии в поры активной массы, а также увеличение скорости пассивации отрицательного электрода.

6. Степень заряженности

При увеличении степени заряженности емкость увеличивается и достигает своего максимального значения при полном заряде батареи. Это обусловлено тем, что при неполном заряде батареи количество Pb на отрицательном элект-роде и PbО₂ на положительном электроде, а следовательно, и плотность элект-ролита не достигла максимальных значений, поэтому по текущей плотности электролита судят о степени заряженности аккумулятора.