Щелочные аккумуляторы

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Устройство и принцип работы щелочных аккумуляторов 4
1.1 Устройство 4
1.2 Принцип работы 6
2. Виды щелочных аккумуляторов и их эксплуатация 9
2.1 Правила эксплуатации щелочной батареи 9
2.2 Виды щелочных аккумуляторов и области их применения 9
2.3 Маркировка 11
2.4 Плюсы и минусы щелочных аккумуляторов 11
2.5 Особенности и правила хранения аккумуляторных батарей 12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 14

1. Устройство и принцип работы щелочных аккумуляторов
1.1 Устройство
Самыми распространёнными видами щелочных батарей являются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные (ещё их называют никель ─ железные). У обоих типов аккумуляторов в заряженном состоянии активная масса положительного электрода состоит из NiOOH (гидроокись никеля) с добавлением окиси бария и графита. Графит предназначен для увеличения электропроводности активной массы. Добавка окиси бария увеличивает срок эксплуатации щелочного аккумулятора.
Активная масса отрицательного электрода в случае никель─металлогидридного аккумулятора представляет собой порошкообразное железа (Fe) и его окислы. В ней присутствует добавки сернистого железа и сернокислого никеля. В случае никель─кадмиевых батарей активная масса отрицательного электрода представляет собой смесь порошка кадмия (Cd) и железа. В качестве электролита для щелочных аккумуляторов применяется водный раствор едкого калия (20%).
...

1.2 Принцип работы
Когда происходит разряд батареи, на положительном электроде идёт реакция гидроокиси никеля (NiOOH) с ионами электролита для щелочного аккумулятора. В результате образуется гидрат закиси никеля Ni(OH)2. На отрицательном электроде кадмий и железо превращаются в гидрат окиси кадмия (Cd(OН)2) и железа (Fe(ОН)2). Протекание тока по внешней и внутренней сети обеспечивает разность потенциалов (примерно 1,45 вольта) щелочного аккумулятора. Таким образом, обеспечивается работа щелочного аккумулятора.
Когда происходит заряд щелочной АКБ, то под воздействие тока активная масса положительных пластин окисляется. Гидрат закиси никеля Ni(ОН)2 переходит в гидроокись никеля (NiOOH). В активной массе отрицательных электродов при заряде идёт восстановление с образованием кадмия и железа.
Работа щелочного аккумулятора такова, что номинальное значение разрядного тока составляет 0,2*С. Величина «С» обозначает номинальную ёмкость аккумуляторной батареи.
...

2.1 Правила эксплуатации щелочной батареи
Перед использованием источников питания, которые хранились разряженными, не эксплуатировались, нужно выполнить ряд действий:
1. Перед эксплуатацией необходимо повысить емкость до установленного значения. Для этого проводят растренировку;
2. Периодически корпус щелочного или кислотно-щелочного эффективного аккумулятора нужно очищать от соли, пыли, грязи. Для удаления коррозийных пятен с электродов, выводов применяется ветошь, обработанная керосином;
3. При последовательном или параллельном соединении двух батарей проверяется плотность соединения гаек;
4. Периодически должен проверяться уровень электролита. Он не должен превышать 4-12 мм;
5. При продолжительном простаивании щелочного аккумулятора для автомобиля рекомендуется зарядка в нормальном режиме. Требуемая сила тока поддерживается за счет внешнего источника.

2.2 Виды щелочных аккумуляторов и области их применения
Ламельные щелочные АКБ, конструкция которых была рассмотрена выше, широко используются в качестве тяговых щелочных аккумуляторов. Кроме того, они используются и в качестве стартерных. Ниже приведены области применения таких аккумуляторных батарей:
• локомотивы и пассажирские вагоны (Рисунок 2.1);
• сигнализации и системы аварийного энергоснабжения;
• рудничные электровозы;
• всевозможная напольная электротехника (различные погрузчики на складах и производствах. Например, щелочной аккумулятор ТНЖ);
• для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Рисунок 2.1 - Аккумулятор для пассажирских вагонов

Щелочные АКБ встречаются в телефонах, фотоаппаратах, трамваях, троллейбусах и т. п. Батареи щелочного типа получили широкое использование в различной портативной технике и электроинструменте. Там используются батареи цилиндрической формы с электродами рулонного типа. Они имеют номинальное напряжение 1,2─1,3 вольта.
...

2.4 Плюсы и минусы щелочных аккумуляторов
Плюсы
• Длительный срок службы при правильной эксплуатации;
• Возможность глубокого разряда;
• Работа при отрицательных температурах без потери свойств;
• Небольшой саморазряд;
• Небольшой удельный вес.
При снижении температуры с 25 градусов Цельсия ёмкость щелочного аккумулятора понижается с каждым градусом на 0,5 процента. Показатель лучше, чем у свинцово-кислотных практически в два раза. Но стоит отметить, что при низкой температуре возрастает и скорость уменьшения ёмкости.
Минусы
• Эффект памяти, приводящий к потере ёмкости. Появляется, если не разряжать щелочной аккумулятор до конца;
• Существенный разброс рабочего напряжения элементов (1─1,75 вольта). Для набора под 12В аккумулятор разброс уже составит 10─17,5 вольта. Для работы в таком диапазоне напряжений нужно специальное зарядное устройство;
• КПД заряда у щелочных составляет всего 55 процентов.
...

2.5 Особенности и правила хранения аккумуляторных батарей
Выпускаемые источники энергии популярного типа разделены на устройства длительного, временного использования, хранения. При эксплуатации новых устройств проверяется состояние пробок, плотность их прилегания к корпусу.
Значимым элементом считается вентильная резина. От ее состояния зависит работоспособность щелочного аккумулятора, уровень напряжения, другие характеристики. Включенные в состав гайки, пробки из никеля перед эксплуатацией смазывают, нанося небольшой слой.
Корпус источников питания производители обрабатывают битумно-эбонитовыми смесями. Для поддержания лакокрасочного слоя в нормальном состоянии необходимо периодически покрывать корпус смазкой. Перечень допустимых смазочных материалов перечислен в инструкции.
Находящийся в течение 1–10 месяцев в состоянии покоя аккумулятор нужно периодически проверять. Так, все пробки должны быть закрытыми.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены устройство и принцип работы щелочных аккумуляторов, правила эксплуатации щелочной батареи, виды щелочных аккумуляторов и области их применения, маркировка, плюсы и минусы щелочных аккумуляторов, а также особенности и правила хранения аккумуляторных батарей.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, щелочные аккумуляторы пользуются популярностью. Ведь они отличаются от кислотных агрегатов тем, что полученные вещества никогда не растворяются, не реагируют со схожими компонентами. Иными словами, принцип действия таких источников питания основан на определенных канонах; во-вторых, можно сказать, что герметичные щелочные аккумуляторы лучше перезарядить, чем они будут незаряженными. Неполный заряд для них сокращает срок эксплуатации. В то же время излишний заряд также не допустим. В процессе заряда растёт их температура.
...