Кислотные и щелочные аккумуляторы

Современное представление о кислотных и щелочных аккумуляторах

Работа на складах, в шахтах, да и просто в замкнутых помещениях зачастую невозможна без электротранспорта, поскольку требования к качеству воздуха не позволяют применять транспортные средства на двигателях внутреннего сгорания. Составной частью любого электротранспорта, определяющей его автономность, мощность и стоимость эксплуатации, является аккумулятор как источник энергии. На рынке присутствуют несколько различных систем аккумуляторов, различающихся по номинальному напряжению аккумуляторного элемента, величине допустимого разрядного и зарядного тока, поэтому еще на этапе закупки оборудования необходимо совершить взвешенный выбор, определяющий значительные капитальные затраты. Наиболее часто стоит проблема выбора между щелочными и свинцовыми аккумуляторами, которые за десятилетия с момента их разработки уже заслужили себе репутацию надежных устройств.
Для того, чтобы определиться с преимуществами и недостатками этих систем, необходимо рассмотреть процессы, происходящие в них.

2.1. Кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотный аккумулятор - тип аккумуляторов, получивший широкое распространение ввиду умеренной стоимости, неплохого ресурса (от 500 циклов и более), высокой удельной мощности. Основные области применения: стартерные аккумуляторные батареи в транспортных средствах, аварийные источники электроэнергии, резервные источники энергии.
Устройство кислотных аккумуляторов
Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из электродов и разделительных пористых пластин, изготовленных из материала, не взаимодействующего с кислотой, препятствующих замыканию электродов (сепараторов), которые погружены в электролит. Электроды представляют собой плоские решётки из металлического свинца. В ячейки этих решёток запрессованы порошки диоксида свинца (PbO2) - в анодных пластинах и металлического свинца - в катодных пластинах Применение порошков увеличивает поверхность раздела электролит - твердое вещество, тем самым увеличивает электрическую ёмкость аккумулятора.

Рисунок 2.1. Устройство кислотного аккумулятора

Электроды вместе с сепараторами погружены в электролит, представляющий собой водный раствор серной кислоты. Для приготовления раствора кислоты применяют дистиллированную воду.
Электрическая проводимость электролита зависит от концентрации серной кислоты и при комнатной температуре максимальна при массовой доле кислоты 35%, что соответствует плотности электролита 1,26 г/см³. Чем больше проводимость электролита, тем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, и, соответственно, ниже потери энергии на нём. Однако, на практике в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29−1,31 г/см³, это связано с тем, что при снижении концентрации из-за разряда электролит может замёрзнуть, а при замерзании образуется лёд, который может разорвать банки аккумулятора и повреждает губчатый материал пластин.

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является изучение физико-химии кислотных и щелочных аккумуляторов по доступным мне отечественным и зарубежным источникам.
Аккумуляторная батарея служит для питания электрическим током стартера при пуске двигателя и всех потребителей электрической энергии при неработающем двигателе, а также для питания потребителей совместно с генератором на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Если мощность, потребляемая включенными потребителями, превышает мощность, развиваемую генератором, аккумуляторная батарея, разряжаясь, обеспечивает питание потребителей одновременно с работающим генератором.
Аккумуляторная батарея является электрохимическим устройством, в котором электрическая энергия, поступающая в процессе зарядки от внешнего источника постоянного тока, преобразуется в химическую, а в процессе разрядки химическая энергия преобразуется в электрическую.
К современным аккумуляторам выдвигают следующие требования:
1) максимальное рабочее напряжения, которое определяется ЭДС одно аккумулятора и их количеством в последовательном соединении.
2) небольшая общая масса;
3) минимальное внутреннее сопротивление (особенно при понижении температуры);
4) максимальное количество энергии отдаваемой с единицы массы;
5) быстрое восстановления ёмкости в процессе заряда;
6) малые габаритные размеры и механическая прочность;
7) малая стоимость при массовом производстве.

Курсовая работа, по химии: "Кислотные и щелочные аккумуляторы". Написана в 2021 году. Оригинальность 50%.
Есть рисунки, примеры, таблицы, схемы.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Исторические основы происхождения аккумуляторов 4
2. Современное представление о кислотных и щелочных аккумуляторах 8
2.1. Кислотные аккумуляторы 8
2.2. Щелочные аккумуляторы 13
2.3. Аккумуляторы по новым технологиям 17
3. Практическое применение, недостатки и достоинства 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25-26
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 27