Отличительные особенности щелочных аккумуляторов

ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

5. ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ.

По сравнению с кислотными аккумуляторами щелочные аккумуляторы обладают следующими достоинствами: они значительно легче, не боятся толчков и сотрясений, не портятся от коротких замыканий, а также от больших зарядных и разрядных токов, могут длительное время оставаться в разряженном состоянии. Но щелочные аккумуляторы дороже свинцовых и имеют меньшую ЭДС. Они отдают при разряде не более 65% энергии, полученной во время заряда. Электролитом в щелоных аккумуляторах служит раствор щелочи (едкого кали или едкого натра) с небольшой добавкой едкого лития, который несколько увеличивает ёмкость. Для этих аккумуляторов применяются железные никелированные сосуды. Пластины представляют собой железные рамки с коробочками из тонкого листового железа, имеющего много отверстий. Эти коробочки наполнены активной массой, состоящей для положительных пластин из гидрата оксида никеля и графита, а для отрицательных пластин – из кадмия и железа. Аккумуляторы с такими пластинами называются кадмиево-никелевыми. Кроме того, применяются ещё железо-никелевые аккумуляторы, у которых активная масса имеет несколько иной состав и не содержит кадмия. Свойства аккумуляторов обоих типов примерно одинаковы.

Положительные пластины обычно соединяются с сосудом аккумулятора, а отрицательные пластины изолируются от него. В каждом аккумуляторе количество положительных пластин на одну больше, чем отрицательных. На рис. 11. показан внешний вид одного из щелочных аккумуляторов.

Рис.11. Внешний вид Рис.12. Устройство герметичного

щелочного аккумулятора кадмиево-никелевого аккумулятора.

ЭДС щелочных аккумуляторов ниже, чем кислотных, и менее постоянна. Рабочим значением можно считать 1,2 В. В начале разряда ЭДС достигает 1,4 В, а когда напряжение падает до 1 В, разряд следует считать законченным и надо поставить аккумулятор на заряд. Нормальный заряд щелочных аккумуляторов продолжается шесть часов, причем ток должен составлять емкости аккумулятора.

Номинальный разрядный ток принимается равным, емкости. При необходимости допускается ускоренный заряд.

«Кипение» электролита у щелочных аккумуляторов происходит в течение всего заряда и поэтому не может служить признаком его окончания. Последнее определяется главным образом по продолжительности заряда и по значению ЭДС каждого элемента. Необходимо иметь виду, что лучше перезарядить щелочной аккумулятор, чем недозарядить его.

Во время заряда и в течение двух-трех часов после него пробки должны быть вынуты из аккумулятора. Электролит у щелочных аккумуляторов имеет неприятную особенность: он образует мелкие кристаллы, которые покрывают внутри все стенки сосуда и «выползают» наружу, загрязняя выводы от пластин. Для устранении этого явления нужно добавить в каждый элемент несколько капель вазелинового масла, а также смазывать вазелином все части на верхней крышке. Желательно менять электролит один раз в шесть месяцев. Срок службы щелочных аккумуляторов составляет не более 1000 циклов заряд-разряд.

В процессе работы при низких или высоких температурах щелочные аккумуляторы заметно снижают емкость. Чтобы уменьшить такую потерю емкости, при температуре выше +20° следует в качестве электролита применять раствор едкого натра плотностью 1,16 – 1,18. Заряд в жаркую погоду рекомендуется осуществлять вечером или ночью. Зимой при температуре –15° нужно применять едкий кали плотностью 1,3. При температуре от –15° до +20° применяют раствор едкого кали плотностью 1,18 – 1,20. Следует помнить, что едкая щёлочь, как кислота, может испортить одежду и вызвать ожоги. Для нейтрализации щелочи под руками нужно иметь раствор борной кислоты или уксус.

Промышленностью выпускаются герметичные щелочные (кадмиево-никелевые) аккумуляторы малого размера двух типов дисковые и цилиндрические. Дисковые аккумуляторы по внешнему виду похожи на герметичные малогабаритные сухие элементы (рис. 12). Они имеют стальной никелированный корпус, состоящий из двух частей, между которыми находится герметизирующая резиновая прокладка. Находящиеся внутри корпуса положительный и отрицательный электроды отделены друг от друга сепаратором. Самый маленький дисковый аккумулятор имеет диаметр 11,6 мм, высоту 5,5 мм и массу 2 г.

Цилиндрические малогабаритные аккумуляторы отличаются от дисковых формой корпуса и наличном нескольких положительных и отрицательных пластин, для крепления которых в корпусе имеются кольцевые канавки.

У всех герметичных аккумуляторов напряжение в начале разряда составляет 1,3 В, в конце разряда – 1 В. Заряд их рекомендуется проводить в течение 15 ч током, составляющим 0,1 емкости. Эти аккумуляторы могут работать при температуре от –10° до +50°С. Если рабочая температура ниже нуля, то емкость значительно снижается. При –10° емкость вдвое меньше, чем при +20 °С. После 500 циклов заряд-разряд емкость снижается на 50 %. Саморазряд при хранении заряженных аккумуляторов довольно велик. За тридцать суток хранения ёмкость уменьшается на 40 %.

Помимо одиночных аккумуляторных элементов, выпущены также батареи из нескольких дисковых или цилиндрических аккумуляторов, помещенных в пластмассовый корпус.

Многие десятки лет единственными применяемыми типами аккумуляторов, были кислотные и щелочные (кадмиево-никелевые или железо-никелевые) аккумуляторы. В последнее время стали выпускаться серебряно-цинковые щелочные аккумуляторы.

По сравнению со старыми типами эти новые типы аккумуляторов имеют значительно большую емкость, малые объём и массу, очень малый саморазряд, малое внутреннее сопротивление. Они допускают число циклов заряд-разряд до 500. Отдача по емкости у них до 100%, по энергии – до 85%.

Положительные пластины серебряно-цинкового аккумулятора делаются из серебра и оксида серебра. Отрицательные пластины спрессованы из порошка цинка в оксида цинка. Пластины находятся в сосуде из пластмассы. Электролитом является раствор едкого кали плотностью 1,4. Рабочее напряжение 1,5 В, а в самом начале разряда оно достигает 2 В. В конце разряда напряжение начинает резко снижаться и тогда аккумулятор следует ставить на заряд. Напряжение в течение всего разряда стабильно, и поэтому аккумулятор этого типа можно использовать в качестве источника эталонного напряжения.

Серебряно-цинковые аккумуляторы допускают разряд очень большими токами. В течение 15 мин аккумулятор можно разрядить почти до полного использование емкости. Номинальная рабочая температура составляет –30° до +70 °С. Недостатком этих аккумуляторов является высокая стоимость.

1. Л. М. Пиотровский., Электрические машины, – М.: Госэнергоиздат,1960. – 532с.

2. Пособие для изучения правил технической эксплуатации электрических станций и сетей . Электрическая часть электростанций и электрические сети, – М.: Госэнергоиздат,1962. – 560с.

3. И. П. Жеребцов., Электрические и магнитные цепи. Основы электротехники, – Л.: Энергоатомиздат,1987. – 256с.

4. Справочник по наладке электроустановок и электроавтоматики, – Киев: Наукова думка, 1972. – 624с.

5. Справочник по физике, – М.: Наука,1971. – 940

Чем щелочной аккумулятор отличается от кислотного?

Многим известно что в наших машинах используется два принципиально различных типа аккумуляторов, кислотный и щелочный. Но немногие знают в чем же реальное отличие этих двух видов. Ниже мы сможем с вами разобраться, какие основные преимущества и недостатки этих видов.

Устройство кислотного аккумулятора

Кислотный аккумулятор как правило состоит из нескольких(как правило двух) групп свинцовых пластин, помещенных в серную кислоту, сами пластины при этом делаются решётчатыми.

Устройство щелочного аккумулятора

В основном тут используются железные или никелевые пластины, помещенные в раствор едкого калия. Сами же пластины производятся из никелированного железа с большим количеством отверстий. Раствор щелочи в данном аккумуляторе используется как электролит.

Срок службы

Итак, основным и даже ключевым критериев при выборе аккумулятора для любого потребителя является высокий срок службы. Здесь как раз лучший вариант именно щелочный аккумулятор. Известно что при длительном простое свои свойства и характеристики щелочный аккумулятор сохраняет гораздо дольше.

При физическом воздействии сохранность пластин у них более стойкая, в свою очередь как у кислотных аккумуляторов пластины более хрупкие. Тут дело в том что у щелочных пластины из никелированного железа, а у кислотных пластины свинцовые идут с добавками сурьмы. Именно из за этого пластины подвержены ломкости, и кислотные аккумуляторы требуют более бережного к себе отношения.

Переносимость нагрузок

Весомым плюсом кислотных аккумуляторов состоит в том что, напряжение в них выдается 2 В., в свою очередь в щелочных всего 1,25В. Еще одной немаловажной особенностью у этих аккумуляторов является различный состав используемого электролита. Благодаря более качественному составу электролита в щелочных аккумуляторах, им с большей легкостью получается переносить небольшие перегрузки, а также короткие замыкания.

Из положительных моментов у кислотных аккумуляторов стоит выделить их низкую стоимость. А так же тот фактор, что они гораздо лучше переносят глубокую разрядку и дальнейшую зарядку с нуля. Для них не нужны какие то специальные, дорогостоящие зарядки, а подойдут самые обычные и дешевые.

Внешний вид

Внешне аккумуляторы можно отличить по корпусу. Как правило, у щелочных аккумуляторов он стальной, у кислотных пластиковый. Также они сильно отличаются по массе, щелочные гораздо легче кислотных.

Утилизация

Большим недостатком у кислотных аккумуляторов является повышенное содержания яда (сурьмы) ,что затрудняет его утилизацию.

Основные моменты по уходу за кислотными аккумуляторами

• Нельзя оставлять разряженный аккумулятор дольше чем на сутки.
  При хранении аккумулятора его следует немного разрядить, после слить старый электролит и желательно промыть пластины дистиллированной водой.
• Заряд аккумулятора не должен падать ниже 1,8 В .
• Заряжать аккумулятор стоит при открытых банках, и до того времени пока во всех не будет одинаково кипеть электролит.
• Если ваш заряженный аккумулятор некоторое время был в инертном состоянии, то через некоторое время его следует подзарядить.

Основные моменты по уходу за щелочными аккумуляторами

При зарядке пробки нужно обязательно снимать во избежания перегрева и разрушения АКБ. После успешной зарядки ( время около полусуток в зависимости от степени разряженности АКБ) пробки необходимо поставить на место.
Заряд аккумулятора не должен падать ниже 1,1 В.

По истечении года электролит необходимо заливать заново, а в течении года необходимо подливать дистиллированную воду. Когда соберетесь сменить электролит, АКБ необходимо промыть водой и разрядить до 0,8 В.

Вывод

Какой же вывод из всего вышесказанного можно сделать? Если вы обслуживаете свой аккумулятор на регулярной основе то кислотной аккумулятор для вас предпочтителен. Если же сама техника работает не регулярно, без необходимого обслуживания, то есть смысл приобрести щелочной аккумулятор.

Конструкция, принцип действия щелочных аккумуляторов

В гражданской авиации России и других государств используются ни­кель-кад­миевые аккумуляторы, которые конструктивно и по своим электри­ческим характе­ристикам подобны друг другу.

В качестве активного вещества положительных электродов в никель-кадмиевых аккумуляторах используется гидрат окиси никеля, отрицатель­ных электродов – губчатый кадмий. Электролитом является водный раствор едкого кали (КОН).

Электрохимические процессы, происходящие при разряде и заряде аккумуля­тора описываются выражением:

2Ni(OH) ₂ + KOH + Cd 2Ni(OH) ₂ + KOH + Cd(OH) ₂

В отличие от кислотных аккумуляторов в щелочных аккумуляторах плотность электролита при заряде и разряде аккумулятора почти не изменя­ется. При эксплуа­тации плотность электролита выбирают в зависимости от температуры, при кото­рой предполагается использование аккумулятора.

ЭДС аккумулятора (одного элемента) составляет 1,36 В и не зависит от темпера­туры и плотности электролита. Для получения напряжения акку­муляторной бата­реи 24÷25 В используется батарея из двадцати последова­тельно включенных акку­муляторов (элементов). Ёмкость никель-кадмие­вого аккумулятора мало зависит от величины тока разряда.

Конструктивно самолётная щелочная батарея аккумуляторов состоит из два­дцати отдель­ных аккумуляторов (элементов) НКБН-25 (рис.2.2.1.), каждый из которых имеет индивидуаль­ный корпус из полихлорвинила

Рис.2.2. Щелочной аккумулятор (элемент) НКБН-25

1 – корпус ; 2 – блок пластин (электродов); 3 – крышка; 4 – мостик;

5 – борн (полюсной штырь); 6 – гайка; 7 – уплотнительное кольцо;

8 – пробка; 9 – шайба; 10 – экран.

(или по­лиамидной смолы). В каждом элементе расположены блоки из 15 положи­тельных и 14 отрица­тельных электродов (пластин), которые отде­лены друг от друга сепаратором, вы­полненным из одного слоя капрона и одного слоя щёлочестойкой бумаги. В верх­ней части каждого элемента рас­положены два борна (полюсных штыря с резьбой в верхней части), а также резьбовое отверстие для заливки электролита. Положи­тельный борн марки­руется зна­ком + (см. рис.2.2.3). Отверстие после заливки элек­тролита глу­шится пробкой, которая не даёт выливаться электролиту при любом по­ло­жении самолёта, а также обеспечивает сообщение полости аккумулятора с воз­душ­ной средой.

Рис.2.3. Общий вид щелочной батареи 20НКБН-25

1 – ручка затвора; 2 – ручка для переноски; 3 –замок; 4 – корпус; 5 и 14 – соеди­нительные шины (накладки); 6 и 9 – прокладки; 7- шайба; 8 – гайка;

10 – крышка; 11 – окна; 12 – изоляционный уголок; 13 – аккумулятор НКБН-25;

15 – стержень крепления.

Элементы размещаются в общем стальном корпусе в 2 ряда (рис.2.2.3). Ряды от­делены друг от друга изолирующей прокладкой 4. Акку­муляторы НКБН-25 отде­лены друг от друга и от корпуса батареи с помощь­ю прокла­док, которые помимо изоляции обеспечивают плотное размещение элемен­тов в корпусе батареи. Для по­следовательного соединения элементов между собой предусмотрены шины 3 и 7 в виде накладок, которые надева­ются на положительный и отрицательный полюса соответствующих эле­ментов и крепятся с помощью гаек.

Для контроля уровня электролита на боковых стенках корпуса преду­смотрены смотровые окна.

Сверху корпус закрывается пластмассовой крышкой 10 (рис.2.2.2.), которая за­крывается защёлкивающимися (патефонными) замками 3.

Для изоляции корпуса батареи от металлической конструкции само­лёта к осно­ванию с двух сторон прикреплены изоляционные уголки.

Рис. 2.4. Вид на аккумуляторную батарею 20ЕКБН-25 сверху.

1 – розетка штепсельного разъёма; 2 – корпус; 3 – соединительная шина (накладка); 4 – прокладка; 5 – гайка; 6 – прокладка задняя; 7 – шина;

8 – аккумулятор (элемент) НКБН-25; 9 – вывод.

Для подсоединения батареи к бортовой сети на задней стенке корпуса располо­жен штепсельный разъём РША-1.

Основные данные аккумуляторной батареи 20НКБН-25:

– напряжение при токе нагрузки 80÷100 А не менее 24 В

– максимальный разрядный ток……………………….650 А

– ёмкость при токе разряда 10 А………………………..25 Ач

– время разряда при токе 50 А…………………………..22 мин

– время разряда при токе 100 А…………………………11 мин

– отдача по ёмкости……………………………………. 80÷85 %

Вместо отечественных аккумуляторных батарей 20НКБН-25 на само­лётах и вер­толётах гражданской авиации разрешается комплектная уста­новка французских ак­кумуляторных батарей аккумуляторных батарей 26108 фирмы SAFT и 20FR25Н1С-R VARTA, которые полностью взаимозаменяемы с аккумуляторными батареями 20НКБН-25.

Данные аккумуляторные батареи состоят из двадцати никель-кадмие­вых эле­ментов (аккумуляторов) типа VHP 260 KH-3. Каждый элемент имеет индивидуаль­ный корпус из полиамидной пластмассы. Все элементы разме­щаются в общем кор­пусе из нержавеющей стали, полностью идентичном корпусу аккумуляторной бата­реи 20НКБН-25. Электролит – раствор едкого калия (КОН) с относительной плотно­стью 1,30. Аккумуляторные батареи мо­гут эксплуатироваться при температуре ок­ружающей среды от -40°С до +71°С.

Номинальное напряжение при токе 90 – 100А составляет 24В. При температуре воздуха ниже -5°С при проверке аккумуляторной батареи до­пускается напряжение;

22,5 В – для аккумуляторных батарей SAFT :

23 В – для аккумуляторных батарей VARTA.

Достоинства щелочных аккумуляторных батарей:

Щелочные аккумуляторы в сравнении с кислотными имеют следую­щие пре­имущества:

– меньше масса (примерно на 4¸5 кг);

– больше удельная мощность;

– не боятся ударов;

– не боятся вибрации;

– не боятся коротких замыканий во внешней цепи;

– не боятся недозарядов и глубоких разрядов;

– хранятся в разряженном состоянии;

– имеют больший срок службы;

– проще в эксплуатации.

Щелочные аккумуляторы имеют и недостатки, из которых самый су­щественный – явление “теплового разгона”. “Тепловой разгон” возможен только в конце заряда щелочного аккумулятора от мощного источника по­стоянного тока. Он проявляется в виде резкого роста тока заряда с одновре­менным ростом температуры электролита.

Тепловой разгон возможен при наличии одновременно трех факторов:

– заряд аккумулятора от источника постоянного тока значительно бо­лее мощного, чем аккумуляторная батарея;

– заниженный уровень электролита (значительная поверхность элек­тродов и сепара­тора находятся над поверхностью электролита);

– в сепараторе над поверхностью электролита есть повреждения, че­рез которые мо­гут проникать газы, образующиеся при заряде аккумуля­тора.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 10246 – | 7936 – или читать все.