Щелочные аккумуляторы

Существенным недостатком кислотных аккумуляторов, ограничивающих их применение в переносной радиотехнической аппаратуре, является уменьшение емкости, отдаваемой аккумулятором с понижением температуры окружающей среды. Уже при температуре -40 °С кислотные аккумуляторы практически почти полностью теряют свою емкость. Это обусловлено повышением вязкости электролита с понижением температуры, близкой к 0 °С.

Поэтому в переносной аппаратуре все чаще применяются щелочные аккумуляторы различных типов: кадмиево-никелевые (КН), железо-никелевые (ЖН) и серебряно-цинковые (СЦ). Все они являются аккумуляторами закрытого типа.

Наиболее распространены КН и ЖН аккумуляторы. По своим конструктивным и электрическим характеристикам они незначительно отличаются друг от друга.

Как положительные, так и отрицательные пластины изготовляются в виде отдельных пакетов (ламелей) из тонкой перфорированной никелированной стали.

Активная масса положительных пластин состоит из окислов никеля, смешанных с графитом для повышения ее электропроводности. Активная масса отрицательных пластин в КН аккумуляторах состоит из смеси порошкообразного кадмия, железа и их окислов, а в ЖК аккумуляторах - из железа и его окислов.

Пластинки помещаются в сосуды, изготовленные из листового железа, при помощи сварки. К стенкам сосуда приваривается крышка, так что аккумулятор получается очень прочным. В центре крышки имеется отверстие для заливки аккумулятора раствором электролита, закрываемое специальной пробкой с каналом для выхода газов.

В качестве электролита в КН и ЖН аккумуляторах применяется щелочь-водный раствор едкого натрия с добавкой едкого лития, или раствор едкого калия с добавкой едкого лития. Плотность электролита колеблется в пределах 1.18 - 1.21 при 15 °С. Введение в раствор едкого лития дает возможность увеличить срок службы аккумуляторов, по крайней мере, в три раза. Аккумуляторы с калиевым раствором работают при температуре от -20 °С до +30 °С, а с натриевым от 0 °С до +45 °С.

Достоинства: не требуют тщательного ухода. Не боятся сотрясений, могут быть длительно разряжены, устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, которые опасны для кислотных аккумуляторов.

Недостатки: значительное изменение напряжения, что ограничивает их применение в стационарных установках электросвязи. Напряжение подзаряда, которое необходимо поддерживать на полностью заряженных КН и ЖН аккумуляторах, составляет 1.58 -1.60 В.

При отключении зарядного устройства ЭДС КН аккумулятора падает до 1.4 В, а ЖН аккумулятора до 1.5 В.

Внутреннее сопротивление их существенно больше, чем у кислотных аккумуляторов.

По сравнению с кислотными аккумуляторами у них существенно меньше отдачи по емкости и по энергии. Отдача по емкости составляет 0.66 при температуре +25 °С, а по энергии - 0.47 - 0.5.

В настоящее время широко используется безламельные кадмиево-никелевые аккумуляторы (КНБ), обладающие существенно меньшими внутреннем сопротивлением, габаритами и массой, чем ламельные КН аккумуляторы. Основными недостатками, ограничивающими применение КНБ аккумуляторов в стационарных устройствах электросвязи, являются малый срок службы и сравнительно высокая стоимость.

Благодаря высоким эксплуатационным показателям в последние годы широко применяются серебряно-цинковые аккумуляторы. Они по своему устройству аналогичны КНБ аккумуляторам. Активным материалом положительных пластин служит впрессованная окись серебра, а активный материал отрицательных пластин состоит из цинкового порошка. Блок положительных и отрицательных пластин размещают в пластмассовом корпусе.

Электролитом служит раствор едкого калия. Количество электролита, необходимого для работы аккумулятора невелико. Поэтому аккумулятор может устанавливаться в любое положение, что является его большим преимуществом.

Для полностью заряженного аккумулятора ЭДС равна 1.82 - 1.86 В, напряжение при разряде - примерно 1.5 В.

Достоинством СЦ аккумуляторов являются очень малые внутреннее сопротивление, габариты и масса.

Аккумуляторы этого типа в 4 - 6 раз легче и меньше по объему, чем кислотные или щелочные. К достоинствам СЦ аккумуляторов следует отнести их малый саморазряд и возможность кратковременного разряда токами, в сотни раз превышающими номинальное значение. Аккумуляторы этого типа нормально работают в диапазоне температур от -30 до +70 °С и характеризуются высокой отдачей по емкости (до 100%) и по энергии (до 85%).

Основным недостатком СЦ аккумуляторов является их высокая стоимость.