Page 124 - 6376
P. 124
імпульсами струму дає можливість елементам підтримувати відносно велике співвідношення
потужності до маси. Ці особливості поряд з їх низькою вартістю, роблять їх привабливими
для використання у транспортних засобах забезпечуючи високими струмами автомобільні
стартери двигуна.
Елемент свинцевого акумулятора складається з позитивного та негативного
електродів, сепаратора (розділяючих решіток) і електроліту. Позитивні електроди являють
собою свинцеву решітку, а активною речовиною є окис свинцю ( ). Негативні електроди
2
також являють собою свинцеву решітку, а активною речовиною є губчатий свинець (). На
практиці у свинець решіток додають невеликі кількості сурми, олова, кальцію, селену у
кількості 1-2% для підвищення міцності та покращують їх оброблюваність. Електроди
занурюють в електроліт, який складається з 33,5% розчину сірчаної кислоти ( ).
4
2
Найбільша провідність цього розчину при кімнатній температурі (що означає найменший
3
внутрішній опір і найменші внутрішні втрати) досягається при його густині 1,26 г/см . Однак
на практиці, часто у районах з холодним кліматом використовують і більш високі
3
концентрації сірчаної кислоти, до 1,29-1,31 г/см . Це робиться тому, що при розряді
свинцевого акумулятора густина електроліту зменшується, і температура його замерзання
стає вищою, розряджений акумулятор може не витримати холод. У нових версіях свинцеві
пластини (решітки) замінюють піно вуглецем, покритим тонкою свинцевою плівкою, а
рідкий електроліт може бути загущений силікагелем до пастоподібного стану.
Використовуючи меншу кількість свинцю і розподіливши його по великій площі, батарею
вдається зробити не тільки компактною і легкою, але й значно більш ефективною. Поряд з
більшим коефіцієнтом корисної дії вона заряджається значно швидше традиційних
акумуляторів.
Принцип роботи свинцевих акумуляторів базується на електрохімічних реакціях
свинцю і діоксиду свинцю у сірчанокислому середовищі. У зарядженому стані кожен
елемент містить електроди елементного свинцю () і оксиду свинцю ( ). Під час
2
розряду відбувається відновлення двоокису свинцю на катоді і окиснення свинцю на аноді.
При заряді протікають зворотні реакції, до яких при перезаряді додається реакція електролізу
води, яка супроводжується виділенням кисню на позитивному електроді і водню – на
негативному і утворенням вибухонебезпечної суміші.
Електрохімічні реакції які протікають на електродах (розряд-заряд):
на катоді (відновлення)
−
− 0
+
+ 5 ↔ + 3 + + 2 ℰ = 1,685
2
4
2
3
4
на аноді (окиснення)