Свинцовый аккумулятор и его устройство

свинцовый, аккумулятор, устройство

Свинцовые аккумуляторы промышленностью выпускаются различных назначений и размеров. Одной из разновидностей являются тяговые аккумуляторы, используемые для электротележек.
При эксплуатации эти аккумуляторы должны отвечать следующим требованиям:
- быть устойчивыми к толчкам и сотрясениям,
- обладать высокой отдачей энергии в течение небольшого промежутка времени,
- отличаться долговечностью, т. е. большим сроком службы, и механической прочностью.
Эти требования обусловлены тем, что по сравнению с обычными стационарными или переносными аккумуляторами тяговые аккумуляторы работают в более тяжелых условиях.
Каждый аккумуляторный элемент представляет собой комплект электродов, состоящий из двух групп пластин (положительных и отрицательных), разделенных сепараторами и помещенных в сосуд (бак) с электролитом.
На рисунке показан свинцовый аккумулятор.
Наибольшее распространение в свинцовых аккумуляторах получили намазанные пластины, отливаемые из свинца с примесью сурьмы, которую добавляют для большей механической прочности и химической стойкости решетки. Такая пластина во время работы разъедается меньше, чем отлитая из чистого свинца. Основу делают разнообразной формы с мелкими или крупными отверстиями. По виду она напоминает решетку или сетку, поэтому так и называется.
Простейшие решетки состоят из горизонтальных и вертикальных ребер (первые тонкие, вторые толстые), при пересечении которых образуется ряд ячеек. Внутрь ячеек запрессовывают пасту. В такой конструкции пластин активная масса образует непрерывную вертикальную полосу, прочно связанную с решеткой, что очень важно для тяговых аккумуляторов, где из-за возможных сотрясений необходима большая прочность сцепления активной массы с решеткой.
Свинцовый аккумулятор
Для аккумуляторов, рассчитанных на большой срок службы и длительные разряды током большой силы, а также для аккумуляторов, подверженных сотрясениям, применяют пластины с более толстыми решетками. Такие пластины служат для изготовления положительных и отрицательных электродов, решетки которых часто имеют одинаковую конструкцию. Однако для отрицательных электродов решетки делают обычно тоньше, чем для положительных, так как активная масса отрицательных пластин является хорошим проводником электрического тока и их решетки мало подвержены коррозии.
Активную массу, которую наносят на решетку, приготовляют из окислов, свинца (глета РЬ и сурика РЬ04) или из свинцового порошка, смешиваемого с раствором серной кислоты в специальных мешалках. В составе массы положительных пластин преобладает сурик, отрицательных - глет.
После намазки пластины подвергают прессовке, сушке, предварительной сульфатации или специальной обработке. Цель такой обработки заключается в уплотнении пасты, обеспечивающем прочность активной массы и достаточную связь ее с решеткой во время формовки и после нее.
В тяговых аккумуляторах применяют и другие конструкции пластин.

Поверхностные пластины.
Активные материалы этих пластин образуются из самих пластин. Поверхностные пластины изготовляют из чистого свинца литьем в специальных формах. Чтобы при небольших размерах пластин получить большую емкость, у них увеличивают действующую наружную поверхность. Для этого пластинам придают особую ребристую форму. Поверхность таких пластин состоит из большого числа секций, представляющих собой набор тонких вертикальных пластинок, скрепленных через определенные интервалы. Их активная поверхность в 8-9 раз больше ровной активной поверхности свинцового листа того же размера. Эти пластины применяют в тяговых аккумуляторах для электрокар и погрузчиков, подвергающихся значительной тряске и систематическим разрядам большим током.
Поверхностные пластины, как правило, служат положительными электродами. В качестве отрицательных электродов их не применяют, поскольку губчатый свинец не имеет с ребрами крепкой связи, а перекись свинца хорошо соединяется со свинцовой основой.
Основными недостатками этих пластин являются повышенный саморазряд и значительная масса, которая не позволяет устанавливать на электротележках батарею большой емкости, необходимую для работы в течение всей смены без подзаряда.

Трубчатые пластины.
Они состоят из эбонитовых трубочек, в стенках которых под прямым углом к их оси сделаны прорези шириной 0,2-0,3 мм, расположенные на расстоянии 1-1,5 мм одна от другой.
Для большей механической прочности пластины с двух противоположных сторон по длине трубочек оставляют непрорезанные усиливающие ребра. В собранном аккумуляторе эти ребра обращены в сторону отрицательных пластин и упираются в сепаратор, создавая дополнительную изоляцию.
Эбонитовые трубочки наполняют окислами свинца и в середину их в качестве проводников электрического тока вставляют стержни, отлитые из свинцово-сурьмянистого сплава. Снизу и сверху стержни спаивают в общие мостики так, что эбонитовые трубочки оказываются закрепленными между мостиками.