Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Аккумуляторы

АККУМУЛЯТОРЫ электрические (от лат. accumulator- собиратель, накопитель), хим. источники тока многократного действия. При заряде от внеш. источника электрич. тока в А. накапливается энергия, к-рая при разряде вследствие хим. р-ции непосредственно превращ. снова в электрическую и выделяется во внеш. цепь. По принципу работы и осн. элементам конструкции А. не отличаются от гальванических элементов, но электродные р-ции, а также суммарная токообразующая р-ция в А. обратимы. Поэтому после разряда А. может быть снова заряжен пропусканием тока в обратном направлении: на положит. электроде при этом образуется окислитель, на отрицательном-восстановитель.

Наиб. распространены свинцовые А., часто наз. также кислотными. Их действие основано на р-ции:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/4/1284.jpeg

Электролит - р-р H2SO4 с концентрацией 12-24%

по массе в разряженном состоянии и 28-40% в заряженном. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) 1,95-2,15 В. Чаще всего применяют электроды из пасты, содержащей смесь Рb3О4 и РbО с H2SO4 (активная масса); эту пасту намазывают на профилированную сетку-токоотвод из сплава Рb с 2-12% Sb. Электроды формируют, пропуская через р-р электролита зарядный ток в определенном режиме; при этом на одном электроде образуется РbО2, на другом-Рb. Затем электроды отмывают и сушат в условиях, исключающих возможность окисления Рb. А., собранные из таких электродов, после заливки у потребителя р-ром H2SO4 готовы к эксплуатации без подзаряда (остальные виды А. требуют дополнит. заряда). Применяют также панцирные электроды, в к-рых активная масса заключена в перфорированную пластмассовую или тканевую трубку.

Первый свинцовый А. был создан Г. Планте в 1859. Сейчас более половины мирового произ-ва Рb расходуется на изготовление свинцовых А. с единичной емкостью 2-5000 А * ч и уд. энергией 25-40 Вт * ч/кг. Осн. достоинства таких А.: относит. дешевизна, пологие разрядная и зарядная кривые, возможность работать в разл. режимах разряда; недостаток - невысокий ресурс работы (число допустимых циклов заряд-разряд для стартерных А. 100-300, для тяговых с панцирными электродами 800-1500). В конце заряда на электродах свинцового А. наблюдается заметное выделение газов, к-рые часто увлекают за собой туман из капель H2SO4. В связи с этим большое внимание уделяется созданию герметизированных свинцовых А.

Щелочные никель-кадмиевые (НКА) и никельжелезные (НЖА) А. по распространению занимают второе место после свинцовых. Токообразующая реакция:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/5/1285.jpeg

где M-Cd или Fe. Электролит-водный р-р КОН, в к-рый иногда вводят LiOH для улучшения работоспособности окисноникелевого электрода. НРЦ составляет 1,30-1,34 В для НКА и 1,37-1,41 В для НЖА (спустя нек-рое время после окончания заряда), уд. энергия 20-35 Вт*ч/кг. Щелочные А. имеют, как правило, высокий ресурс - 1-2 тыс. циклов. Электроды м.б. разл. конструкции: ламельные, в к-рых активная масса заключена в плоские коробочки-ламели из перфорированной стальной ленты; спеченные, в к-рых активная масса вводится в поры основы, образуемой при спекании порошкообразного металлич. Ni; прессованные, в к-рых активную массу под давл. 35-60 МПа напрессовывают на стальную основу (толщина пластин 0,8-1,8 мм).

НЖА используют в осн. для изготовления тяговых аккумуляторных батарей большой емкости (до 1200 А * ч). Они дешевле НКА, но характеризуются повыш. саморазрядом из-за коррозии железа в щелочном р-ре; кроме того, у них более низкие значения отдачи по току и по энергии. В НКА не наблюдается коррозии Cd и связанного с ней газовыделения, что обусловливает большую длительность сохранения заряженного состояния и возможность полной герметизации А. Герметичные НКА выпускают емкостью от 0,01 до 160 А * ч. Их широко используют как источники электрич. энергии в приборах бытовой техники, ср-вах связи и т.п.

Серебряно-цинковые А. со щелочным электролитом имеют высокую уд. энергию (до 130 Вт*ч/кг) и способны разряжаться большими токами, но из-за высокой стоимости серебра нашли применение только в специальных отраслях, напр. в космической технике. Токообразующая р-ция:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/6/1286.jpeg

При заряде возможно также образование AgO. Поэтому на зарядных и разрядных кривых наблюдаются ступени, соответствующие р-циям с участием Ag2O и AgO. НРЦ 1,60-1,85 В, ресурс не превышает 100-200 циклов.

Попытки замены Ag др. материалами привели к созданию никель-цинковых А., в к-рых используют спеченный или прессованный окисноникелевый электрод от НКА и цинковый электрод от серебряно-цинковых А. Токообразующая р-ция:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/7/1287.jpeg

НРЦ 1,74-1,78 В, уд. энергия ок. 60 Вт*ч/кг, ресурс ок. 300 циклов. Разрабатываемые варианты этих А. предназначены в осн. для электромобилей, но широкому использованию их мешает недостаточный пока ресурс работы.

В никель-водородных А. протекает след. токообразующая р-ция:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/8/1288.jpeg

Выделяющийся при заряде Н2 накапливается под давлением. Поэтому блок с электродами помещают в стальной цилиндр, выдерживающий давления до 10 МПа. НРЦ 1,32-1,36 В, уд. энергия 50-60 Вт*ч/кг, ресурс неск. тысяч циклов. Из-за дороговизны произ-ва такие А. применяют пока только в космич. технике.

Среди перспективных конструкций А. с неводными электролитами Наиб. интерес представляют серно-натриевые с твердым керамич. электролитом из алюминатов натрия, обладающим проводимостью по ионам Na+ . Рабочая т-ра такого А. 300-350°С. Токообразующая р-ция:
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/9/1289.jpeg

НРЦ 2,08 В. Осн. трудность при разработке: создание технологии изготовления тонких, но достаточно стойких деталей из твердого электролита. Разрабатывают также высокотемпературные сульфид-железо-литиевые А.; в них вместо твердого электролита применяют расплав солей, окислителями служат FeS или FeS2. По своим характеристикам эти А. близки к серно-натриевым.

Если требуется более высокое напряжение, чем у отдельного А., применяют аккумуляторные батареи, состоящие из последовательно включенных А., имеющих общий корпус, выводы и маркировку. Батареи широко применяют в транспортных ср-вах для запуска двигателей, освещения и др. Тяговые батареи используют для силовых установок электрокаров, стационарные большой емкости-для электропитания телефонных сетей, в кач-ве аварийных источников электроэнергии на случай перебоев в электросети (напр., в операционных). Малогабаритные герметичные батареи применяют для питания переносных радиоприемников и др. устройств. Большое внимание уделяется разработке батарей для электромобилей. Мировое произ-во одних лишь стартерных батарей из свинцовых А. превышает 100 млн. штук в год.

В отличие от гальванич. элементов А. требуют ухода при эксплуатации: их необходимо заряжать, периодически доливать электролит и поддерживать постоянной его концентрацию, проводить тренировочные и контрольные зарядно-разрядные циклы и т.п. Разрабатывают т. наз. малообслуживаемые и необслуживаемые А., уход за которыми упрощен.

Лит.: Романов В. В., Хашев Ю. М., Химические источники тока, 2 изд., М., 1978; Багоцкий В.С., Скундин А. М., Химические источники тока, М., 1981. B.C. Багоцкий.


1. www.missus.ru: Шесть настоящих табу фэншуя
18.06.2015
... тем, фэншуй утверждает, что гостиная в доме является своего рода энергетическим аккумулятором. Здесь сосредоточена основная часть положительной энергии всего жилища, которой подпитываются его обитатели. Особенно важно это для хозяина дома или главы семейства. Если же пристроить к ...
2. www.pravda.ru: Служебную овчарку из Казани научили искать спрятанные в СИЗО электронные устройства
13.02.2014
... Черри нравится играть с телефонами, батарейками, электронными платами. Черри может даже отличать устройства одной фирмы от другой по запаху пластика. Впрочем сим-карты она находить не может, а вот аккумуляторы чует безошибочно. В награду за находки овчарку премируют ее любимым сухим кормом. ...
3. www.pravda.ru: NASA представило разработку антропоморфного боевого робота
11.12.2013
... кроме того, у него хорошо двигаются руки и голова. все конечности робота выполнены быстрозаменяемыми; новые руки или ноги могут быть установлены взамен поврежденных в считанные минуты. Пока заряда аккумулятора хватает лишь на час работы. ...
4. www.pravda.ru: Счетная палата завела дело в отношении “дочки” "Роснано"
18.11.2013
... 2011 году в рамках проектной компании был введен в эксплуатацию завод по производству литий-ионных аккумуляторов высокой емкости. В мае 2013 года Счетная палата обнаружила в этом проекте ряд нарушений. В частности, стоимость доставки линии по производству литий-ионных батарей была завышена более чем в три ...
5. www.pravda.ru: С Боинга сорвало кусок обшивки прямо во время полета
16.10.2013
... с "дримлайнерами" не новы, недавно полеты приостанавливали после того как в японском аэропорту у Боинга внезапно загорелась аккумуляторная панель. Но даже после устранения проблем на производстве и усовершенствования, как утверждали представители изготовителей, неприятности с самолетами этой марки продолжают регулярно ...
6. www.pravda.ru: В Новосибирске появился первый в России низкопольный троллейбус
13.09.2013
... Новосибирске появился первый в России низкопольный троллейбус, оборудованный аккумуляторными батареями для автономного хода, а также пандусами для инвалидных, и детских колясок. Новый троллейбус выйдет на улицы уже через несколько дней, рассказал начальник управления пассажирских перевозок ...
7. www.pravda.ru: Индийский лайнер аварийно сел в Домодедове
27.08.2013
... воздушного судна запросил экстренную посадку в 03:50 вторника, предположительно, из-за неисправности центрального аккумулятора. На борту лайнера находились 16 членов экипажа и 267 пассажиров. Самолет приземлился в штатном режиме, пострадавших нет. Визуальных повреждений воздушного судна также ...
8. www.pravda.ru: Японские батарейки для мобильников смогут работать в 10 раз дольше
01.08.2013
... можно будет использовать в литий-ионных аккумуляторах для смартфонов, кроме того, она подойдет и для более продолжительной подзарядки электромобилей. ...
9. www.pravda.ru: Еще один Boeing-787 Dreamliner экстренно сел из-за неполадок
19.07.2013
... начале 2013 годов самолеты Dreamliner по всему миру были отозваны из-за частых случаев перегрева аккумуляторов. Позже эти самолеты не раз совершали экстренные посадки из-за неполадок. В конце июня в США за одну неделю произошло три аварийных посадки ...
10. www.pravda.ru: Хотите сохранить энергию? Считайте деньги
27.06.2013
... наши системы больше и тяжелее по сравнению с широко распространенными в настоящее время литий-ионными аккумуляторами — примерно в 1,5 — 2 раза по объему и в 2-3 раза по массе, но применительно к стационарным накопителям эти характеристики, как правило, отодвигаются на второй и даже третий план. ...
11. www.missus.ru: Семейный отдых: жизнь в турпоходе
25.06.2013
... полотенце, соль, чай, таблетки для обеззараживания воды, ножницы, небольшое карманное зеркало, непромокаемая сумка для хранения документов, карманный ножик, механические часы и дополнительные аккумуляторы для средства связи. В качестве продуктов питания лучше брать консервы, так как их можно сохранить в лесу, к примеру, закопав. Также обращайте внимание на крупы, поскольку они хорошо хранятся и ...
12. www.pravda.ru: Эксперты: литиевые аккумуляторы не смогут заменить сырье
08.05.2013
... по всему миру стремятся усовершенствовать накопители энергии, сделать их более емкими, мощными и быстро заряжающимися. Американские исследователи недавно презентовали новый литий-ионный аккумулятор, который превосходит современные аналоги почти в 2 тысячи раз по силе тока. Кроме того, батарея заряжается не за десятки минут, как ее предшественники, а всего за несколько секунд. ...
13. www.pravda.ru: Революция в энергетике назначена на лето
26.04.2013
... наружные трубы системы отопления. В чемоданчике есть маленький картридж с трубочкой никелевого порошка с водородом — уже готовый. Нужно просто нажать кнопку. Система нагревается от аккумулятора на батарейках, и потом начинает выделять энергию на уровне 10-20 киловатт. ...
14. www.pravda.ru: СКР взялся за Египет туристический
27.03.2013
... человека замерзнуть не могли, уверены родственники. Также на то, что Захаровы погибли одновременно указывает и тот факт, что при них нашли два работающих мобильных телефона с тремя запасными аккумуляторами. Следствие не дало никаких четких ответов ни на один вопрос. ...
15. www.pravda.ru: Обновленный Dreamliner прошел тестовый полет
26.03.2013
... Boeing успешно провела тестовый полет отремонтированного Boeing 787 Dreamliner. Для проверки усовершенствованной системой аккумуляторов, которые ранее приводили к неполадкам, самолет провел двухчасовые испытания, и, как ожидается, будет представлен для возвращения в коммерческую эксплуатацию. ...
1 2 3 4 5 6 >
Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео