PbSO 4 + H 2=Pb + H 2 SO 4;
у позитивної пластини PbSО 4 + 2Н 2 О + SO4=РbO 2 + 2Н 2 + 2H 2 SO 4.
Отже, при зарядці акумуляторів відбувається розкладання сірчанокислого свинцю на вихідні продукти, а також відновлення концентрації електроліту. Очевидно, що закінченням зарядки акумуляторів можна вважати такий момент, коли весь сірчанокислий свинець розклався і концентрація електроліту відновилася до нормальної. При подальшій зарядці споживана акумулятором електрична енергія буде витрачатися на розкладання води, наявної в електроліті. Вода розкладається на водень і кисень. Кисень, як найактивніший газ, виробляє окислення металів, наявних в акумуляторі. Водень виділяється в атмосферу. Тому на поверхні електроліту з'являються бульбашки, що створюють враження кипіння електроліту. У суміші з повітрям водень утворює вибуховий гримучий газ, який повинен бути негайно видалений з акумуляторного приміщення. ЕРС не вiднесеного на розрядку кислотного акумулятора, приймається в середньому рівний 2,1 В незалежно від розмірів акумулятора. Напруга, створюване акумулятором на затисках, визначається рівняннями:
при розрядці U=E-IPr;
при зарядці U=E + Iзар r,
де Е - ЕРС акумулятора; Ip, Iзар - відповідно струм розрядки і зарядки акумулятора; r - внутрішній опір акумулятора.
Кислотні акумулятори мають невелике внутрішній опір, тому напруга на затискачах акумулятора незначно знижується навіть при великих струмах навантаження. У середньому опір кислотного акумулятора становить 0,005 Ом і є величиною, яка від щільності електроліту, а також від габаритів акумуляторів (чим більше габарити, тим менше опір). Зі зменшенням щільності електроліту, т. Е. Зі збільшенням ступеня розряду, ЕРС кислотних акумуляторів зменшується, а внутрішній опір збільшується. Внаслідок цього напруга акумулятора на початку розрядки знижується незначно, а до кінця падає швидко. В даний час застосовуються в основному два різновиди лужних акумуляторів: кадмієво-нікелеві і залізо-нікелеві. Електролітом їх є розчин їдкого калію КОН у дистильованій воді (щільність електроліту 1,19 1,21). В якості активної маси позитивних пластин служить гідрат окису нікелю Ni (OH) 3, а активної маси негативних - губчастий кадмій Cd. При розрядці акумулятора аніони лужного залишку ОН прагнуть до пластин з чистого кадмію. Надлишкові електрони кислотного залишку направляються в зовнішній ланцюг і до пластин з гідрату окису нікелю, де вони нейтралізуються катіонами калію. Таким шляхом створюється розрядний струм акумулятора. При розрядці лужного акумулятора відбуваються наступні хімічні реакції:
у негативної пластини Cd + 2OH=Cd (OH) 2;
у позитивної пластини Ni (ОН) 3 + К=Ni (OH) + КОН.
З даних реакцій видно, що при розрядці лужного акумулятора кадмій переходить в гідроокис кадмію Cd (OH) 2, а трьохатомний гідрат окису нікелю Ni (OH) 3 - в двоатомний гідроокис нікелю Ni (ОН) 2. Ці речовини не володіють негативними властивостями, тому лужні акумулятори не вимагають ретельного догляду в експлуатації, можуть бути тривало незарядженими, мало руйнуються при короткому замиканні. При зарядці лужних акумуляторів катіони калію рухаються до негативним пластинам, а аніони лужного залишку - до позитивних. При зарядці відбуваються наступні хімічні реакції:
у негативної пластини Cd (OH) 2 + 2K=2KOH + Cd;
у позитивної пластини Ni (OH) 2 + OH=Ni (OH) 3.
При розрядці, і при зарядці лужних акумуляторів щільність електроліту залишається постійною, так як дисоціація їдкого калію на іони К і ОН компенсується утворенням КОН. Після переробки всіх речовин, що беруть участь в хімічних реакціях, при зарядці лужних акумуляторів відбувається розкладання води електроліту і кипіння акумулятора [3].
3. Конструкція акумуляторної батареї
акумулятор батарея струм кислотний
Основи традиційного виконання батарей сформувалися вже на початку 20-го століття і поступово трансформувалися до сучасного стану в міру появи нових конструкційних матеріалів, але їх експлуатаційні недоліки при цьому збереглися.
У Росії батареї традиційного виконання випускають як у моноблоках з окремими кришками, герметизируемой бітумної мастилом, так і в моноблоках із загальною кришкою, герметизируемой контактно-теплової зварюванням.
Акумуляторні батареї з окремими кришками (рис. 3.1) збирають в одному багатокоміркової корпусі - моноблоці, виконаному з ебоніту або інший кислотостійкої пластмаси, розділеному перегородками на окремі камери-комірки (банки), за кількістю акумуляторів у батареї. У кожну з осередків пом...
