1. Сравнительные характеристики типов батарей
|
Скачать 0.92 Mb.
|
Осыпание положительной активной массы Оплывание положительной активной массы является одной из причин преждевременного выхода из строя свинцовых аккумуляторов. Сущность этого явления заключается в отпадении от пластин частиц Рb02. Разрушение и оплывание активной массы приводит прежде всего к снижению емкости положительного электрода вследствие уменьшения запаса активной массы. Кроме того электрофоретический перенос частиц Рb02 к отрицательным электродам ведет к появлению коротких замыканий по боковым кромкам пластин и через сепараторы. Наконец, обнажение токоотводов положительных электродов вследствие оплывания активной массы способствует их ускоренной коррозии. Для понимания сущности процесса оплывания рассмотрим строение активной массы. Положительная активная масса представляет собой высокодисперсную среду, структура которой определяется строением частиц активного материала и характером пор. Поры в активной массе могут быть сквозными и тупиковыми, прямыми и извилистыми. Поры, как правило, имеют переменное сечение по длине (гофрированные поры). В активной массе они могут ветвиться, при этом широкие поры могут соединяться узкой «шейкой». Таким образом, реальные поры — это последовательное расположение звеньев разного диаметра и разной длины, а пористая среда — система расположенных случайным образом пересекающихся пустот кругового сечения с непрерывно меняющимся радиусом. Активную массу электродов можно также в известном приближении представить как сочетание различных по размерам (от сотых долей до нескольких микрон) шарообразных частиц, иголочек, призматических и других видов кристаллов. Прочность активной массы, естественно зависит от структуры частиц, характера сцепления друг с другом, величины объемной пористости и целого ряда других структурных параметров. Например, известно, что разряды в электролите низкой концентрации повышают срок службы аккумуляторов. В этих условиях образуется рыхлый слой сульфата свинца, что обеспечивает образование прочного диоксида свинца при заряде. Взаимосвязь между структурой исходного слоя сульфата свинца и структурой образующегося Рb02 при заряде можно объяснить следующим образом. При наличии плотного слоя PbSO4 (разряд в серной кислоте повышенной концентрации) в начале заряда образуются дендритообразные кристаллы Рb02, которые создают основу образования рыхлого слоя диоксида свинца, имеющего недостаточно прочное сцепление с токоотводом. Такое представление позволяет сделать предположение о механизме разрушения активной массы положительного электрода. Дендриты Рb02 могут легко отпадать от основы в конце заряда под влиянием механического воздействия пузырьков выделяющегося газа, так и в начале разряда при образовании кристаллов PbSO4, «подсекающих» дендриты Рb02 у их основания. В процессе эксплуатации аккумулятора при чередующихся зарядах и разрядах вследствие объемных изменений происходит разупрочнение активной массы, потеря механических и электрических связей между частицами, в результате чего активная масса разжижается и оплывает. Этому явлению способствует обильное выделение кислорода на поверхности электродов в процессе заряда. Наконец, оплывание активной массы положительного электрода ускоряется в присутствии таких вредных примесей в электролите и активной массе, как железо, хлор и другие. Исследованию причин оплывания активной массы положительного электрода посвящен ряд работ советских ученых. Было установлено, что температура электролита и величина тока при заряде не оказывают существенного влияния на срок службы активной массы. Наибольшее влияние оказывают условия разряда и особенно его конечной стадии. Уменьшение концентрации электролита, повышение температуры и снижение плотности тока при разряде снижают скорость разрушения активной массы. Указанные условия разряда способствуют образованию рыхлого, крупнокристаллического осадка сульфата свинца. Влияние концентрации электролита и условий разряда, плотности тока и температуры на скорость разрушения активной массы количественно можно охарактеризовать следующими экспериментальными данными (Е. И. Крепанова): уменьшение концентрации электролита от 10 до 2н увеличивает срок службы активной массы в 8  10 раз и является наиболее сильно действующим фактором; уменьшение плотности разрядного тока от 1,8 до (),65 А/дм увеличивает срок службы примерно на 50%; повышение температуры электролита от 25° до 50°С увеличивает срок службы активной массы более чем в 22,5раза.Таким образом срок службы активной массы положительного электрода определяется условиями кристаллизации сульфата свинца при разряде. Образование рыхлых осадков сульфата свинца должно способствовать уменьшению разрушения активной массы, так как такой сульфат при заряде переходит в прочную активную массу, состоящую преимущественно из крупнокристаллического диоксида свинца. В том случае, когда поверхность электрода при разряде покрывается плотным слоем сульфата свинца, образующиеся при заряде кристаллы Рb02 растут преимущественно в виде дендритов, которые в конце заряда и в начале разряда могут осыпаться. Известное влияние на срок службы активной массы может оказать материал токоотвода. Характер оксидной пленки, образующейся на поверхности токоотводов, во многом определяет прочность сцепления активной массы с ними и, следовательно, электрические характеристики и срок службы электрода. Деформация токоотводов, превышающая 5% от первоначальных размеров, приводит к быстрому разрушению активной массы. Наконец, ряд исследований показывает влияние фазового состава положительной активной массы, а также формы частиц на скорость ее оплывания в процессе эксплуатации аккумулятора. Осадки  -Рb02 отличаются большей механической прочностью, чем  -Рb02. Кристаллы  -Рb02 образуют внутри активной массы прочную ячеистую структуру, мало изменяющуюся в процессе цитирования.В процессе заряда аккумулятора, особенно в период последней его стадии, на положительном электроде обильно выделяется кислород. Пузырьки кислорода, «омывающие» поверхность электрода способствуют эрозии активной массы, то есть ее разрушению. Механизм разрушения более детально рассмотрен в известной книге М. А. Дасояна и И. А. Агуфа «Основы расчета ….». Обзор современных данных по вопросу о причинах и механизме разрушения активной массы положительного электрода позволяет заключить, что эти причины носят принципиальный характер, что существенно ограничивает возможности эффективной борьбы с этим явлением. Одной из возможностей активного воздействия на процесс разрушения активной массы положительных электродов является введение в активную! массу в процессе изготовления свинцовых аккумуляторов различного рода; упрочняющих добавок: полимерных волокон, порошков, суспензий. Для повышения срока службы положительной массы особое значение приобретают мероприятия, направленные на усовершенствование конструкции аккумулятора, подбор материала и конструкции сепаратора. В известной мере некоторые эксплуатационные параметры могут воздействовать на процесс оплывания активной массы, такие как режим заряда, наличие вредных примесей, попадающих с доливаемой водой. Профилактика при эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов Существует возможность восстановления характеристик аккумуляторов, емкость которых уменьшилась до 80 % от начальной, при циклировании с зарядом пульсирующим током величиной от 0.1С до 0.5С (время импульса порядка 200-400 мс, соотношение времени импульса и паузы 1:3). Эта возможность испытывалась на аккумуляторах с решетками из сплавов свинец-сурьма и свинец-кальций-олово. Несмотря на то, что механизмы, вызывающие преждевременную потерю емкости, отличаются, эффект от заряда пульсирующим током наблюдался у обоих типов источников тока. Целесообразно периодически выполнять циклирование в таком режиме для поддержания электродных масс аккумулятора в активном состоянии. При эксплуатации герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей следует помнить, что в атмосфере помещения, в котором они эксплуатируются, может появиться водорода (из-за сброса излишнего давления при перезаряде батарей). В целях безопасности помещение следует вентилировать, так как для предотвращения взрыва в атмосфере не должно быть содержания водорода в концентрации больше 4%. Емкость аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это происходит от того, что при чередующихся зарядах и разрядах, положительная активная масса постепенно оплывает вследствие деструкции (см.выше), и ее количество, участвующее в химической реакции, уменьшается. Ускоряет процесс оползания положительной активной массы частое повторение глубоких разрядов, причина которых либо в утечке тока в электросети, либо в недозаряде. Особенно быстро снижается емкость при глубоких разрядах у батарей с решетками положительных электродов из свинцово-кальциевых сплавов. Емкость отрицательных электродов также снижается, если батарея длительное время эксплуатировалась при повышенном зарядном напряжении и плотность электролита поднялась выше 1,3-1,31 г/см. Кроме того, длительная эксплуатация батареи при низкой степени заряженности (40-60%) приводит к ускоренному оплыванию активной массы на обоих электродах. Литература: Барковский В.И. и др. Влияние годичного хранения на параметры необслуживаемых свинцово-кислотных акумуляторов//Электротехника. - 1988. - №8. - С.6-9. В.И.Болотовский, З.И.Вайсгант «Эксплуатация,обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов»,Ленинград, Энергоатамиздат, 1989 год. М. А. Дасоян, В. В. Новодережкин, Ф. Ф. Томашевский «Производство электрических аккумуляторов», Москва, «Высшая школа», 1977 Н.Ламтев «Самодельные аккумуляторы», Москва, Государственное издательство по вопросам радио, 1936 Б.И.Центер и Н.Ю.Лызлов Монография «Металл-водородные электрохимические системы», Л., «Химия», 1989. М. А. Дасоян, И. А. Агуф «Основы расчета, конструирования и технологии производства свинцовых аккумуляторов», Ленинград, Энергия, 1978 г. М. А. Дасоян, И. А. Агуф «Современная теория свинцового аккумулятора», Ленинград, Энергия, 1975. Е. И. Крепанова «Исследование причин, вызывающих разрушение активной массы положительных пластин свинцового аккумулятора. Сборник работ по аккумуляторам. Москва, ЦБТИ, Электропривод, 1958. |
Похожие:
 |
Техническое задание на поставку аккумуляторных батарей Предмет договора... Заказчик и организатор процедуры закупки: Федеральное государственное унитарное предприятие атомного флота (фгуп «Атомфлот») |
|
Технические характеристики Приложение г техническое описание и инструкция по эксплуатации щелочных никель-кадмиевых батарей зшнкп-10МО5 и зшнкп-13МО5 |
|
Инструкция по эксплуатации Основные функции При низком уровне заряда батарей запись невозможна. Индикатор заряда батарей показан на рисунке справа |
|
Инструкция по эксплуатации для рации cobra microtalk pr 950 dx установка или замена батарей Нажмите фиксирующий рычаг, как показано на рисунке, и снимите защитную крышку отсека батарей |
|
Инструкция по использованию зарядного устройства a2pro 7104 (omni,... Устройство быстрого заряда NiCd или NiMh аккумуляторных батарей напряжением от 2,4 до 12 вольт из 2 -10 элементов |
|
Центрально-Черноземная государственная зональная машиноиспытательная станция Протокол испытаний Рабочими органами бороны являются секции дисковых батарей с вырезными дисками. Регулировка глубины обработки осуществляется путем... |
 |
Тестеры c ерии mdx -600 Для проверки проводимости аккумуляторных... Новая серия тестеров mdx-600 позволяет проводить тестирование аккумуляторных батарей без риска, быстро и просто |
|
Статья 1 Федерального закона «Об оружии» Тема Общее устройство, назначение, тактико-технические характеристики видов и типов оружия, разрешенного для использования в частной... |
|
Типы и основные характеристики аккумуляторов и батарей Условное обозначение типа аккумуляторной батареи состоит из условного обозначения аккумуляторов и цифры перед буквами, означающей... |
|
Перечень нормативной документации Ростехнадзора РФ раздел I. 01-пс подъемные сооружения Краны всех типов, лебедки, лифты всех типов, подвесные канатные дороги, фуникулеры, эскалаторы, подъемники, съемные устройства и... |
|
Перечень нормативной документации Ростехнадзора Раздел I. 01-пс подъемные сооружения Краны всех типов, лебедки, лифты всех типов, подвесные канатные дороги, фуникулеры, эскалаторы, подъемники, съемные устройства и... |
|
Рекомендации по вводу в эксплуатацию батарей fiamm, изготовленных... Для корректного ввода в эксплуатацию аккумуляторных батарей (далее акб) изготовленных по технологии agm vrla следует соблюдать нижеприведённые... |
|
Инструкция по монтажу стационарных аккумуляторных батарей и конденсаторных... Инструкция содержит указания по монтажу стационарных кислотных аккумуляторных батарей и конденсаторных установок. Для электромонтажников,... |
|
Уровень и тип чувства юмора Целью нашей разработки является выделение основных типов чувства юмора, которое может служить основой создания в дальнейшем стандартизированных... |
|
Техническое задание на поставку аккумуляторов и аккумуляторных батарей 1 общие требования Настоящее техническое задание (далее тз) определяет технические и организационные требования на поставку аккумуляторов и аккумуляторных... |
|
Тестер Автомобильных Аккумуляторных Батарей модели gk 503/ gk 503... Тестеры моделей gk503 и gk503А могут быть использованы для проверки степени заряда 12В аккумуляторных батарей (акб), а также проверки... |