|
Действие свинцово-кислотной аккумуляторной батареи заключается в электрохимической реакции свинца с его диоксидом, которая происходит в сернокислотной среде. В процессе разряда диоксид свинца на катоде восстанавливается, а свинец на аноде окисляется. Во время заряда происходят обратные реакции. К моменту завершения заряда к процессу подключается реакция гидроэлектролиза. В результате её на положительном электроде выделяется кислород, а на отрицательном - водород.
Рабочая часть свинцово-кислотного аккумулятора складывается из катодов, анодов, электролита и сепараторов. Роль активного вещества для катодной свинцовой решётки играет окись свинца. Для анодной свинцовой решётки эту функцию выполняет губчатый свинец. В производственных условиях в свинец, образующий решётки добавляют сурьму. Это повышает их прочность. Электроды находятся в электролите из разбавленной серной кислоты.
Сегодня для работы автотранспортных двигателей внутреннего сгорания широко используются свинцово-аккумуляторные батареи, имеющие высокие удельные электрические характеристики. Чаще всего стартерные АКБ бывают с решётками из свинцово-сурьмянистого сплава, в котором содержание сурьмы колеблется от 5 до 7%. Токоотводы же, толщина которых составляет менее 1.5 мм, изготавливаются из сплавов с более высоким содержанием сурьмы.
Чем хороши свинцово-сурьмянистые сплавы в аккумуляторных батареях:
- у них превосходные литейные свойства;
- эти сплавы позволяют получать чёткие отливки;
- удерживают активные материалы, не снижая их прочность;
- в свинцово-сурьмянистых сплавах, в отличие от свинцово-кальциевых, отсутствуют блокирующие эффекты;
- сурьма повышает твёрдость, текучесть и сопротивляемость разрывам свинца.
Но обычные стартерные АКБ имеют и свои слабые места:
- такая батарея сомозаряжается в неактивном состоянии;
- в процессе эксплуатации автомобиля происходит снижение уровня электролита, что вызывает необходимость каждые 2 недели доливать в аккумулятор дистиллированную воду;
- подверженность катода в такой АКБ ускоренной коррозии;
- неудобное расположение батарей в автомобилях, затрудняющее их проверку и обслуживание;
- взрывоопасность выделяемой батареями смеси;
- пары электролита токсичны и вызывают коррозию металлических деталей автомобиля.
Все эти неудобства вызваны относительно высоким (выше 5%) содержанием сурьмы в сплаве, служащего матариалом для решёток электродов. Поэтому весьма актуальной становится задача предупреждения или уменьшения объёма электролиза в аккумуляторах и вызываемого им газообразования. Батареи, обладающие такими качествами,называют "малообслуживаемыми" или "необслуживаемыми" по вполне понятным причинам.
Сегодня работа по созданию таких батарей ведётся в трёх направлениях:
- замена в изготовлении решёток свинцово-сурьмянистых сплавов свинцово-сальциево-оловянными;
- модификация свинцово-сурьмянистых сплавов в сторону уменьшения содержания сурьмы;
- использование катодных решёток с низким содержанием сурьмы и кадмия и анодов из свинцово-кальциево-оловянных сплавов.
|
