Устройство щелочных аккумуляторов

Если кислотные аккумуляторы используют в качестве стартерных, то для питания

прочих низковольтных устройств приме­няют щелочные кадмиево-никелевые и железони-

келевые аккумуля­торы (они одинаковы по конструк­ции и составу электролита).

Корпус 9 щелочного аккуму­лятора (рис. 5.9) изготовляют сварным из листовой ста

ли, покрытой никелем.

Технология изготовления положительных 4 и отрицательных 11 пластин одина­кова: их выполняют из тонких перфорированных листов стали в виде ламелей-футляров 3, в которые помещается активная масса 1.

Гидрат окиси никеля Ni(ОН)₃ служит активной массой положи­тельных пластин ще

лочных акку­муляторов обоих типов.

Активная масса отрицательных пластин у кадмиево-никелевых аккумулято­ров со-

стоит из смеси губчатого кадмия с железом, а у железо-никелевых - из смеси хими­чески активного железа (губчатого железа) с его окислами и неболь­шого количества окиси ртути.

В электрохимических процессах участвуют кадмий Cd или железо Fe, а присадки улучшают электрохимические свойства масс.

Рис. 5.9. Устройство щелочного аккумулятора: 1 – активная масса; 2 – палочки распорные эбонитовые; 3 – ламель-футляр; 4 – положительные пластины; 5 – вывод; 6 – пробка; 7 – вывод; 8 – крышка стальная; 9 – корпус аккумулятора; 10 – баретки (соединительные мостики); 11 – отрицательные пластины; 12 – контакт-

ные пластины; 13 – эбонитовые пластины; 14 – стойки.

С помощью контактных пластин 12 и соединительных бареток 10 пластины собира

ют в блоки и через выводы 5, 7 соединяют с внешней цепью.

В стальной крышке 8 расположены пробки 6, в которых устрое­ны небольшие отвер

стия для вентиляции.

Изоляция пластин одна от другой и от корпуса достигается установкой распорных

эбонитовых палочек 2 и эбонитовых пластин 13 со стойками 14.

Укадмиево-никелевых аккумуляторов крайние пластины всегда положительные, у железоникелевых отрицательные.

При сборе в батарею аккумуляторы монтируют на изоляционных прокладках в об-

щем деревянном или пластмассовом ящике и надежно изолируют от корпуса судна.

Электролитом служит раствор едкого кали КОН или натра NaOН в дистиллирован-

ной воде плотностью 1, 19-1, 21 г/см³ с небольшой добавкой едкого лития с небольшой до-

бавкой едкого лития КОН, который увеличивает срок службы аккумуляторов в 2-2, 5 раза.

Реакции разряда-заряда (на примере кадмиево-никелевого акку­мулятора) следую

щие:

у положительных пластин Ni (ОН₃) + К ↔ Ni (ОН)₂ + КОН;

у отрицательных пластин Cd + 2OН ↔ Сd(ОН)₂.

Образо­вавшиеся при разряде гидроокиси Ni(ОН)₂ и Сd(ОН)₂ не обладают какими-

либо отрицательными свойствами, поэтому щелочные аккуму­ляторы могут длительное время находиться в разряженном состоянии, следовательно, их обслуживание упрощается.

Так как ионы К⁺ и ОН^- или целые молекулы КОН присутствуют в левых и правых

частях уравнений реакций, плотность электролита в процессе разряда-заряда почти не изменяется.

ЭДС заряженного акку­мулятора составляет 1, 35 В, при разряде уменьшается до 1 В

(это зависит от состояния активных масс пластин и в меньшей степени от плотности элек

тролита и температуры эксплуатации).

Напряжение заряженного аккумулятора составляет 1, 25 В, разряжают его до напря

жения не ниже 1, 1 В.

Например, батарея 10 КН-100 (кадмиево-никелевая батарея, собранная из 10 банок,

общей емкостью 100 А-ч) имеет номинальное напряжение U = 12, 5 В.

Номинальным зарядным током считается ток Iз = С / 4= 25 А продолжительно-

стью 6 час.

Номинальным разрядным током считается ток I_р = С / 8 = 12, 5 А продолжительно-

стью 8 час.

Допускается 1-часовой режим разряда током I_р = 100 А.

Внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов R_вн = 0, 03—0, 05 Ом, т.е. в десятки раз больше внутреннего сопротивления кислотных аккумуляторов, у которых R_вн = 0, 005 Ом. Поэтому щелочные аккумуляторы нельзя использо­вать в стартерном режиме.