Свинцево-кислотний акумулятор – пристрій і принцип роботи, різновиди

В основі пристрою і функціонування класичного свинцево-кислотного акумулятора лежать оборотні електрохімічні реакції свинцю і діоксиду свинцю з водним розчином сірчаної кислоти: коли акумулятор розряджається на навантаження, оксид свинцю на катоді і свинець на аноді, взаємодіючи з аніонами сірчаної кислоти, перетворюються в сульфат свинцю ( діоксид свинцю на катоді відновлюється, свинець на аноді окислюється).

Коли акумулятор заряджається – сульфат свинцю на пластинах розпадається на іони, на катоді утворюється оксид свинцю, а на аноді – знову металевий свинець. При цьому концентрація розчину сірчаної кислоти збільшується, оскільки іони сірчаної кислоти возз’єднатися з воднем знову утворюють сірчану кислоту. Таким чином реалізується можливість знову і знову використовувати один і той же акумулятор, просто час від часу перезаряджаючи його.

В процесі розрядки акумулятора концентрація сірчаної кислоти знижується – щільність електроліту падає. А коли після закінчення зарядки кількість сульфату свинцю на електродах практично вичерпується, починає брати гору процес електролізу води. Дане явище можна спостерігати у вигляді великої кількості бульбашок кисню і водню, що є ознакою перезаряда свинцево-кислотного акумулятора, і багато автолюбителів знають про нього не з чуток.

Краще такого явища не допускати, бо при цьому, по-перше, є незворотнім витрачається вода, а по-друге, виникає загроза вибуху. Тому всі нормальні зарядні пристрої знижують струм заряду після досягнення певної напруги на клемах акумуляторної батареї. Що ж стосується втрат води, то їх традиційно заповнюють доливкою в акумулятор дистильованої води.

Фактично всередині корпусу свинцево-кислотного акумулятора на 12 вольт розташовується батарея з шести послідовно з’єднаних один з одним елементів – осередків. Одна осередок (максимальна напруга однієї такої комірки становить 2,17 вольт) складається з двох електродів і розділових пластин – сепараторів, хімічно не взаємодіють з електролітом, але перешкоджають контакту між електродами.

Електроди представляють собою грати чистого свинцю, причому в анодний грати впресовано порошок діоксиду свинцю, а в катодний – порошок свинцю. Порошок використовуються тут для того, щоб максимально збільшити площу взаємодії електродів з електролітом, і тим самим отримати якомога більшу електроємність акумулятора, оскільки електроди занурені в електроліт. Батареї з 3, 6 або 12 осередків дають 6, 12 і 24 вольта на клемах акумулятора відповідно.

Стартерная батарея автомобіля (з рідким електролітом)

Класичні автомобільні акумулятори – акумулятори кислотні, з рідким електролітом, на номінальну напругу 12 вольт. У кришці такого акумулятора є 6 отворів з пробками для зручності обслуговування – можна перевірити щільність електроліту за допомогою ареометра, якщо потрібно – долити дистильованої води. Діапазон ємностей – від 35 до 230 А * год, забезпечують пускові струми від 330 до 1500 А.

Завдання такого акумулятора – провернути стартер в момент запуску автомобіля, а також живити бортову мережу (фари, прилади, бортові споживачі через прикурювач і т. Д.) Акумулятори даного формату на рідкому електроліті поступово відходять у минуле, поступаючись місцем більш сучасним акумуляторам з загущених електролітом .

Гелеві акумулятори (GEL) для ДБЖ, охоронних систем і т. Д.

У побутових джерелах безперебійного живлення (UPS) (дивіться – Як влаштовані і працюють ІБП), в ланцюгах харчування систем охоронних сигналізацій та інших подібних застосуваннях, служать герметичні свинцево-кислотні акумулятори з загущених електролітом – гелеві акумулятори.

Рідкий кислотний електроліт тут загущен до пастоподібної консистенції водним лужним розчином силікатів натрію (Na2Si2O4). Акумулятори даного типу не вимагають обслуговування і доливання дистильованої води. Випускаються гелеві акумулятори на ємності від 1 до 100 А * год.

технологія AGM

Більш досконала версія гелевого акумулятора – не обслуговуються свинцево-кислотний акумулятор з пористими сепараторами з склотканини (Absorbent Glass Mat), що допускає більш жорсткі режими заряду і експлуатації. Відмітна особливість технології AGM полягає в використанні просоченого рідким електролітом пористого заповнювача відсіків корпусу зі скловолокна.

Мікропори такого матеріалу заповнені електролітом в повному обсязі, і вільний від електроліту обсяг використовується тут для рекомбінації газів. Акумулятор, вироблений за технологією AGM, має ряд переваг: стійкість до вібрації, нормальна працездатність в будь-якому положенні (головне – не розташовувати догори дном, так як зверху знаходяться аварійні клапани).

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию