Процессы, происходящие в кислотных и щелочных аккумуляторах

Простейший кислотный (или свинцовый) аккумулятор представляет собой сосуд, наполненный водным раствором серной кислоты с опущенными в него двумя свинцовыми пластинами — электродами.

Какие процессы протекают при разрядке аккумулятора?
На расположенные в растворе кислоты пластины оседает тонкий слой сернокислого свинца (сульфата свинца). Если через аккумулятор пропускать постоянный электрический ток, то на пластине, соединенной с положительным полюсом источника тока, под воздействием выделяющегося около нее кислорода образуется перекись свинца, имеющая коричневый цвет, на отрицательно заряженной пластине будет происходить процесс восстановления свинца мелкокристаллического строения (так называемый губчатый свинец) и пластина приобретает темно-серый цвет.

Когда имеющийся на пластинах сульфат свинца полностью перейдет в перекись свинца и в губчатый свинец, дальнейшее пропускание тока вызовет лишь разложение электролита и произойдет интенсивное выделение кислорода у положительного электрода и водорода - у отрицательного. При этом создается впечатление, будто электролит кипит, что свидетельствует об окончании процесса зарядки.

При разрядке аккумулятора, для чего его электроды необходимо замкнуть через какое-то электрическое сопротивление, протекают те же процессы, что и при зарядке, но в обратном направлении. При этом на положительном электроде перекись свинца переходит в окись, которая при взаимодействии с кислотой образует сульфат свинца (сернокислая соль свинца). На отрицательном электроде губчатый свинец под воздействием выделяющегося кислорода переходит в окись, которая также при взаимодействии с серной кислотой переходит в сульфат свинца. 11оскольку состав поверхностного слоя электродов становится одинаковым, разность потенциалов на них становится равной нулю и прохождение тока через аккумулятор прекращается.

Во время зарядки за счет электролиза воды (разложения на кислород и водород) и образования кислоты при разложении сульфата свинца плотность электролита возрастает.
При разрядке серная кислота идет на образование сульфата, а вместо нее выделяется вода, что приводит к понижению плотности электролита.

Рассмотренный нами аккумулятор со сплошными свинцовыми пластинами имеет очень малую емкость вследствие того, что процессы происходят только на их поверхности, не проникая внутрь материала.

Для увеличения емкости аккумулятора при неизменной площади пластин применяют увеличение их площади за счет устройства на их поверхности борозд, а также заполнение решетчатых пластин не сплошным свинцом, а активной массой, состоящей из окислов свинца. Активная масса, состоящая из мелких частиц, во много раз повышает площадь рабочей поверхности пластин и аккумулятор вследствие этого при тех же габаритах и размерах пластин имеет неизмеримо большую емкость, чем с гладкими свинцовыми пластинами.

Кислотный аккумулятор имеет среднюю э. д. с, равную 2 в (почти в два раза большую, чем у щелочных аккумуляторов), и сравнительно малое внутреннее сопротивление. Коэффициент полезного действия у него выше, чем у щелочных аккумуляторов (0,75 — у кислотных; 0,6 — у щелочных).

Рассмотрим сравнительные данные кислотных и щелочных аккумуляторов.
Вес кислотного аккумулятора несколько больше, чем щелочного. Принимая во внимание, что э. д. с. кислотного аккумулятора почти в два раза выше, чем у щелочного, можно считать, что кислотный аккумулятор при той же емкости и напряжении будет иметь вес на 25—30% больший, чем щелочной.

Аккумулятор характеризуется величиной допустимых зарядных и разрядных токов, величины которых приводятся в паспорте.

Превышение указанных в паспорте величин этих токов приводит к преждевременному выходу аккумулятора из строя.


Смотрите также:

Последнии статьи


Оставить комментарий

#