,17 г/см3).

Активная масса заряженного отрицательного электрода состоит из свинцового порошка (губки), к которому добавляют депассиваторы (BaS04) и органические вещества (гуминовые кислоты, лигносульфонат калия, карбоксиметилцеллюлоза, дубители и др.) - расширители, затрудняющие спекание и усадку губки свинца. Активная масса положительно заряженного электрода состоит и-з порошка диоксида свинца (а- и В-РЬ02).

Активная масса помещается либо в свинцовые решетки-токоотводы (пастированные или намазные электроды), либо в перфорированные свинцовые коробки (коробчатые электроды), либо в перфорированные полимерные трубки со свинцовыми токоотводами в центрах трубок (панцирные электроды). Для улучшения механических и литейных свойств в состав токостводов обычно добавляют небольшое количество сурьмы. Кроме того, применяются поверхностные электроды, у которых активная масса формируется непосредственно на поверхности свинцовых пластин.

Пастированные электроды обеспечивают более высокую удельную энергию и мощность, но имеют относительно небольшой ресурс (150-400 циклов). Панцирные электроды устойчивы к механическим воздействиям и имеют относительно большой Ресурс (1000 циклов и более), но меньшую удельную энергию и Мощность, чем пастированные электроды. Аккумуляторы с Поверхностными электродами имеют высокий ресурс (1000-•500 циклов), но характеризуются большим расходом свинца, Невысокими значениями удельной энергии и мощности.

Для разделения положительного и отрицательного электродов применяют сепараторы: микропористые эбониты (мипор),

199

поливинилхлорид (мипласт, поровинил) и другие. В качестве материалов баков и моноблоков служат дерево, стекло, эбонит В последние годы все более широкое применение получают облегченные моноблоки из полиэтилена, полипропилена и других полимеров.

В соответствии с областями и особенностями применения различают стартерные, тяговые, стационарные, авиационные и другие ЭА. Основное внимание в этой книге будет уделено характеристикам стационарных и тяговых аккумуляторов, Q середины 70-х годов ведутся широкие исследования, направленные на улучшение параметров свинцовых аккумуляторов и облегчение их обслуживания. Так, созданы необслуживаемые (безуходные) и малоуходные ЭА, в которых для снижения гаэовыделения и соответственно потерь воды применяются решетки с уменьшенным содержанием сурьмы, либо решетки из свинцово-кальциевого сплава. Кроме того, в некоторых ЭА используется либо матричный (из стекловолокна), либо желеобразный электролит, содержащий загустители: силикагель, алюмогель и др., [9; 11; 35; 42]. Водород и кислород, выделяющиеся при заряде, взаимодействуют на катализаторе с образованием воды, стекающей в электролит.

Для повышения ресурса подзаряд ведется при постоянном напряжении 2,23-2,28 В [116, с. 49-56]. С повышением температуры заметно повышается потеря емкости, особенно при температуре выше 50°С. Поэтому предложена терморегуляция ЭА.

Параметры ЭА. На рис. 4.1 приведены типичные разрядные и зарядные кривые ЭА. Наклон этих кривых зависит от температуры, плотности тока и типа ЭА. Так, при повышении температуры от 0 до 25°С напряжение при разряде ЭА увеличивается на 50 мВ. Вольт-амперная кривая при разряде ЭА при плотности тока 0,05-2 кА/м2, что соответствует JC= 0,1-5-4 (тр " = 10-5-0,25 ч), близка к линейной.

Эффективное среднее удельное сопротивление, Ом ? м2, при 298 К равно: (2,1-5-2,2) • Ю-4 у тяговых и стартерных ЭА и 3,2-Ю"4-стационарных ЭА. Нормированное сопротивление, В • ч, равное 1?эфС, находится в пределах 0,18-0,23 у стартерных ЭА, 0,14-0,19у тяговых ЭА и 0,19-0,3 у стационарных ЭА [11,42].

Удельная энергия возрастает с увеличением времени разряда (уменьшением разрядного тока) (рис. 4.2), при этом уменьшается удельная мощность (рис. 4.3). Удельная энергия выпускаемых промышленностью стационарных ЭА лежит в пределах

200

И/„,Вт-ч/кг 0 2 4 6 8 <ср,ч

Рис. 4.3. Удельные характеристики аккумуляторов:

I — свинцовые; 2 - никель-кадмиевые; з — никель-цинковые; 4 — хлорцинко->ые; 5 — серно-натриевые

''"с. 4.4;_Кривые удельных капитальных затрат свинцовых ЭА на единицу энерго-*,АСА KSW (1 и 2) и единицу KaN (L' и 2'):

LUL' - аккумулятор СК-148; 2 и 2' - аккумулятор СН-20

Электрохимическая система

Таблица 4.1. Параметр^

Wy, Ресурс,

кВт-ч/мэ циклы

ДИЗСУМУЛЯТОРОВ

Срокслуж- КПД,% jM) годы

Удельные капитальные затраты К3^*

Режим разряда

Pb02|H2S04|Pb:

NiOOH NiOOH

стационарные тяговые . NiOOH КОН Cd NiOOH КОН FE

КОН ZN

KOH н2

2+|CR

CL2-6H2O|ZNCL2|ZN Br2|znBr2|zn

Fe3+, Fe

SJB-Al203|Na

2-1,75 2-1,75 1,24-1 1,24-1 10-30 24-40 20-40 20-45 30-60 60-100 60-130 40-90 1000-3000 800-1000 1000-2500 1000-2500

1,7-1,5 50-70 100-150 100-400

1,3-1,1 40-75 45-80 2000-10000

1,95-1,7 100-150 100-180 500-1500

1,75-1,7 40-70 10-30 200-500

1 20-30 10-50 500-1000

1,7-1,6 10 15-30 500-800

1,85-1,7$ 100-330 190-420 1000-5000

10-30 4-10 8-Ю 8-10

3

5-20

10-20 кВт-ч/кг, 20-40 кВт-ч/м3 [11; 18; 42]. Удельн