21. Принцип действия кислотных аккумуляторов.

Электрохимическая система:

+ «-»

Типы, принцип работы и основные характеристики свинцовых аккумуляторных батарей.

В настоящее время находят применение следующие основные типы свинцовых АБ:

12-САМ-28, 12-САМ-55, 12-АСАМ-23, 12-АО-50, 12-АСА-145.

В условных обозначениях : первые две цифры - количество аккумуляторов в батарее, соединенных последовательно; последние - емкость в амперчасах.

- САМ - стартерная, авиационная, моноблочная;

- АСАМ - авиационная, стартерная, с абсорбированным электролитом (впитанным в активную массу электродов) , моноблочная;

- АО - аэродромного обслуживания;

- АСА - аэродромная, стартерная, авиационная.

Положительный электрод в заряженном состоянии по отношению к электролиту с плотностью j = 1,265 г/см3 имеет потенциал 1,65 В.

Отрицательный электрод имеет потенциал - 0,4 В.

Т.е. ЭДС аккумулятора: E = 1,65 + 0,4 = 2,05 В.

Электрическая реакция в системе протекает согласно следующего уравнения:

Из уравнения видно, что при разряде на электродах образуется сульфат свинца, а плотность электролита понижается.

При заряде активное вещество электродов восстанавливается, а плотность электролита повышается.

ЭДС свинцового аккумулятора в основном зависит от плотности и температуры электролита. Т.к. зависимость E=f(t) незначительна, то величину ЭДС можно определить по формуле:

E = 0,84 + j

где j - плотность электролита, равная при тепературе 25 градусов Цельсия 1,265 - 1,275 г/см3.

По величине ЭДС свинцового аккумулятора нельзя судить о степени его заряженности.

Напряжение U отличается от ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора и равно:

- при заряде : Uак = Eак + Iз*Rвн;

- при разряде: Uак = Eак - Iр*Rвн.

Напряжение при заряде и разряде не остается постоянным.

По его величине можно судить о степени заряженности аккумулятора.

Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от плотности и температуры электролита. Зависимость удельного сопротивления от температуры определяется равенством:

где: - удельное сопротивление при t = 25 град. Цельсия;

- температурный коэффициент сопротивления;

- температура электролита при замере.

Внутреннее сопротивление увеличивается при разряде, понижении температуры. Для заряженных АБ 12-САМ-28 оно равно:

Rвн = 0,002 Ом.

Емкость определяется при разряде номинальным током до минимального напряжения, как произведение тока разряда на время разряда, т.е.:

Для свинцовых АБ : емкость должна быть не менее 75% от номинальной; отдача по емкости - 80-85%; отдача по энергии - 65-75%; саморазряд - не более 1% от номинальной емкости за сутки; срок службы - по состоянию (Q > 75% Qном).

22.Пояснить процесс двойной сульфатации.

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. Образующийся сульфат свинца закрывает поры электродов и тем самым прекращает доступ электролита к активным массам. 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.