Кислотные свинцовые стартерные аккумуляторы

Аккумуляторные батареи, особенности конструкции и характеристик

На автомобилях применяются стартерные аккумуляторные батареи, которые являются вспомогательным источником электрической энергии,

обеспечивающим питание потребителей при неработающем двигателе или при работе его с малой частотой вращения.

Выбор типа и конструкции аккумулятора зависит от мощности пусковой системы. Потребляемый ток стартером особенно при низких температурах может достигать очень больших значений до 1000 – 2000 А.

Такой ток без значительных падений напряжения может отдавать только специально сконструированный аккумулятор, имеющий незначительное внутреннее сопротивление – стартерный. Особенностью конструкции таких аккумуляторов является малая толщина решеток пластин, большое сечение междуэлементных соединений.

Аккумуляторы являются обратимыми электрохимическими источниками энергии, т. е. им необходимо сообщить заряд, после чего он сам отдает электрическую энергию.

Кислотные свинцовые стартерные аккумуляторы

Аккумуляторная батарея состоит из бака, разделенного на ячейки по числу аккумуляторов, в которые помещаются блоки пластин. Число положительных пластин в блоке каждого аккумулятора всегда на единицу меньше, чем отрицательных, что обеспечивает равномерную работу обеих сторон положительных пластин, уменьшает коробление положительных пластин и препятствует выпадению активной массы.

У полностью заряженного аккумулятора активной массой положительной пластины является закись свинца PbO2, а отрицательной пластины – губчатый свинец Pb. При разряде активная масса обеих пластин переходит в сернокислый свинец PdSO4 (сульфат свинца).

Положительные и отрицательные пластины разделены между собой сепараторами, исключающими замыкание пластин между собой. Решетчатая намазная пластина обеспечивает глубокое использование активной массы, хорошее проникновение электролита внутрь пластины и равномерное распределение тока по поверхности пластины.

Решетки отливаются из антикоррозионного сплава, содержащего 92–93% свинца и 7–8% сурьмы, которая увеличивает механическую прочность пластин. В сплав для решеток положительных пластин добавляют 0,1 – 0,2% мышьяка. Присутствие мышьяка и сурьмы уменьшает коррозию решеток положительных пластин и улучшает литейные свойства сплава.

Для снижения интенсивности газообразования решетки электродов для необслуживаемых аккумуляторных батарей изготавливают из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьмянистых (до 2,5 % сурьмы) сплавов. Содержание 0,05-0,9% кальция, 0,5-1% олова, а также добавление 1,5% кадмия обеспечивает повышение напряжения начала газовыделения до 2,45 В и в 15-17 раз снижает потерю воды от электролита. Это позволяет контролировать и корректировать уровень электролита в необслуживаемой батарее не чаще одного раза в год. Отсутствие выделений взрывоопасных смесей водорода и кислорода облегчает задачу утепления и обогрева батарей.

Ячейки решетки заполняются пастой, которая после формирования электрическим током (заряда) превращается в активную массу: двуокись свинца и губчатый свинец. Пористая структура обладает большой активной поверхностью (в сотни раз больше геометрической поверхности).

Пасту для положительных пластин составляют из смеси, основой которой является свинцовый порошок. Для увеличения прочности в активную массу добавляют полипропиленовое волокно. Эта смесь замешивается на водном растворе серной кислоты, затем пасту вмазывают в решетку, прессуют и сушат. Пасту для отрицательных пластин приготовляют также из специальной смеси на основе свинцового порошка на водном растворе серной кислоты. Для предотвращения уплотнения активной массы отрицательных пластин в нее добавляются расширители – до 2%.

Сепараторы изготовляются из пористого эбонита (мипора), полихлорвинила (мипласта), стеклянного волокна.

Применение новых высокопористых синтетических сепараторов, таких как хлорвинил и пластипор, позволяет улучшить элетрические характеристики стартерных аккумуляторов на 20-25%.