§ 24. Свинцовокислотные аккумуляторы

Свинцовокислотный аккумулятор состоит из нескольких положительных и отрицательных пластин, опущенных в сосуд с электролитом. Электролитом служит раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Удельный вес раствора 1,08-1,21.

Пластины аккумулятора бывают поверхностные и массовые.

Поверхностные пластины изготовляются из чистого свинца. Для увеличения площади поверхности пластин их делают ребристыми.

Массовые пластины представляют собой свинцовую решетку, в ячейки которой вмазывают окислы свинца. Для предупреждения выпадания массы из ячеек пластину с обеих сторон покрывают свинцовыми листами с отверстиями. Обычно положительную пластину аккумулятора изготовляют поверхностной, а отрицательную - массовой (рис. 51).

Рис. 51. Свинцовокислотный аккумулятор: а - внешний вид, б - пластины аккумулятора

Отдельные положительные пластины, так же как и отрицательные пластины, спаиваются в два изолированных один от другого блока. Для того чтобы положительные пластины могли работать с двух сторон, их берут на одну больше, чем отрицательных.

Сосуды свинцовокислотных аккумуляторов изготовляют из стекла, керамики, эбонита, пластмассы.

При изготовлении пластин на аккумуляторных заводах их подвергают специальной электрохимической обработке (формовке), в результате чего на положительных пластинах образуется перекись свинца РbO₂, а на отрицательных пластинах - чистый (губчатый) свинец Рb. По цвету пластин можно определить их полярность: положительные пластины имеют красновато-коричневый цвет, отрицательные - серый цвет.

Химические реакции, происходящие при разряде и заряде кислотного аккумулятора, могут быть представлены одним общим уравнением

Уравнение нужно читать слева направо при разряде и справа налево при заряде аккумулятора.

Для заряда аккумулятора его подключают к источнику постоянного напряжения (двигатель - генератору, выпрямителю)^* и, меняя напряжение, поддерживают зарядный ток постоянным по величине (рис. 52). Ток заряда не должен превышать величину максимального зарядного тока аккумулятора, указанную в паспорте.

^* (Устройство и принцип действия этих источников будем изучать в главе 14.)

Рис. 52. Схема заряда аккумулятора

Величину тока в процессе заряда аккумуляторов регулируют с помощью реостата, включенного последовательно с аккумуляторами.

Если напряжение источника, от которого заряжается аккумулятор (или аккумуляторная батарея), велико, то кроме реостата включают добавочное сопротивление (лампы накаливания).

При напряжении на аккумуляторе 2,3-2,4 в начинается заметное газовыделение на пластинах. После этого величину зарядного тока уменьшают на 50-60% и, продолжая заряд, постепенно увеличивают напряжение на элементах по 2,5-2,7 в.

На рис. 53 даны кривые заряда и разряда кислотного аккумулятора. По кривой разряда видно, что, как только заряженный аккумулятор отключается от зарядного устройства, напряжение на его зажимах быстро падает с 2,7 до 2,1 в. При разряде аккумулятора его напряжение после 1,9 в уменьшается медленно, а затем до 1,8 в - быстро. Разряжать аккумулятор ниже напряжения 1,75-1,8 в нельзя во избежание его порчи.

Рис. 53. График заряда и разряда кислотного аккумулятора

При работе аккумулятора наблюдаются потери энергии на саморазряд. Саморазряд вызывается случайными примесями в электролите, что порождает дополнительные химические реакции и потерю энергии.

Внутреннее сопротивление свинцовокислотного аккумулятора невелико. Оно составляет около 0,001 ом для заряженного аккумулятора и увеличивается к концу разряда примерно в два раза.

К.п.д. свинцовокислотного аккумулятора составляет 75-84%.

На рис. 54 показан внешний вид аккумуляторной батареи.

Рис. 54. Внешний вид аккумуляторной батареи