Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-11-16 | 739 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Серебряно-цинковые (СЦ) аккумуляторы представляют собой вариант щелочного аккумулятора с отрицательным цинковым электродом и положительным - серебряным. Электролитом служит раствор химически чистого едкого кали концентрации около 560 г/л (плотность электролита около 1.4).
Токообразующая реакция может быть представлена следующими уравнениями:
2Ag + Zn О заряд разряд Ag2 O +Zn
Ag 2O +Zn заряд разряд Ag + Zn О.
При заряде аккумулятора на положительных электродах происходит окисление металлического серебра Ag сначала до полуокиси Ag2O, а потом - до окиси Ag 0, на отрицательных - восстановление окиси цинка (Zn0) до металлического цинка (Zn).
Наличие двух стадий химической реакции обуславливает две ступени заряда и разряда СЦ аккумуляторов (см. рис. 1.3-1.4).
. Помимо основных реакций, при работе и хранении СЦ аккумуляторов возможно протекание ряда побочных реакций.
Одна из побочных реакций - саморастворение металлического цинка (коррозия), сопровождающееся выделением газообразного водорода. При температуре 20°С выделяется 0,3-0,4 мл водорода в сутки с одного ампер-часа емкости аккумулятора, при температуре 0°С -0,13 мл, при температуре 40°С - 2 мл.
Условное обозначение серебряно-цинковых аккумуляторов состоит из букв СЦ, определяющих их принадлежность, буквы, характеризующей конструктивную разновидность и времени разряда:
К - короткий (от 15-минутного до 1-часового);
С - средний (от 1-часового до 10-часового);
Д - длительный (от 10-часового и более);
К - средний, многоцикловой;
Б - буферный, многоцикловой,
и числа, условно показывающего емкость аккумулятора. Через дробную черту к условному обозначению аккумулятора указывается четырехзначный или пятизначный номер технологического варианта исполнения.
|
Например: СЦБ 70 /2С242,
где: СЦБ70 обозначает серебряно-цинковый аккумулятор с буферным режимом разряда, размера 70 а-часов;
2 — вариант изготовления" массы отрицательного электрода;
С - номер сборки без крепления пакета электродов;
2 - аккумулятор заливается электролитом Эщ-18;
4-4 слоя сепарации;
2. - вариант изготовления массы положительного электрода.
Соединенные последовательно аккумуляторы составляют батареи, которые образуют блок питания.
Основные технико-эксплуатационные характеристики:
Удельная энергия - <=130 Вт-ч/кг.
Ресурс - до 200 зарядно-разрядных циклов.
Срок службы - до 2-х лет.
Диапазон рабочих температур - от 0 до 40 С.
В чем причина установки серебряно-цинковых аккумуляторов на борт космических аппаратов?
1. Аккумулятор самый легкий из всех существующих. Удельная энергия СЦ до 130 Вт-ч/кг, а у свинцового всего - 22. Это объясняется тем, что у СЦ аккумуляторов используются пористые электроды, в которых работает вся масса электрода, а свинцовых сплошные.
2. Как видно из уравнения химической реакции в СЦ аккумуляторе реакция происходит без выделения и поглащения газов, что позволяет делать аккумуляторы герметизированными.
3. В процессе работы аккумулятора не расходуется электролит, что позволяет использовать небольшие количества электролита, который находится в пластинах электродов и сепараторе. Отсутствие «свободного» электролита позволяет использовать аккумулятор в любом пространственном положениии.
К недостаткам аккумулятора можно отнести:
1. Малый срок службы,
2. Двухступенчатость зарядно-разрядных характеристик, что усложняет и удорожает зарядное устройство, и неудобно для потребителей электроэнергии.
3. Высокая стоимость аккумулятора (серебро).
2. Конструкция серебряно-цинковых аккумуляторов
2.1. Положительный электрод серебряно-цинкового аккумулятора изготавливается из серебра. Характерной особенностью серебра является легкость его восстановления до металла из соединений. Благодаря этому и хорошей электропроводности на основе его соединений можно конструировать разные химические источники тока.
|
2.2. Положительные электроды аккумуляторов обычно изготавливаются из порошка серебра, который прессуется на каркас из серебряной проволоки, отрицательный электрод изготавливается из цинка. В серебряно-цинковых аккумуляторах используется нерастворимый отрицательный электрод. В этом электроде, благодаря применению высокопористого цинкового электрода и малого количества электролита, который в основном находится в порах электрода и сепараторного материала, обеспечиваются значительно лучшие условия для работы цинкового электрода.
Так как количество растворенного в электролите цинка невелико, осаждение его в виде дендритов происходит гораздо медленнее, что позволяет значительно увеличить срок службы аккумулятора.
В отечественных аккумуляторах отрицательные электроды изготавливаются так называемым намазным способом - паста из порошка цинка намазывается на каркас из освинцованной медной проволоки, затем осуществляется подпрессовка и прокалка.
2.3. Для современных серебряно-цинковых аккумуляторов электролит изготавливается из частого едкого кали, плотность щелочного электролита равна 1,4.
Практически электролит в аккумуляторе не расходуется, поэтому oбщее количество его обычно невелико - в порах активных масс и сепарации. При неплотно закрытых пробках он начинает поглощать углекислый газ из воздуха, что ведет к увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора. С ростом числа разрядно-зарядных циклов уровень электролита начинает понижаться за счет разложения воды в конце заряда.
2.4. В ходе разработки серебряно-цинковых аккумуляторов одной из основных проблем явилась проблема сепарации, при маломэлектрическом сопротивлении и хорошей химической стойкости в щелочи, сепарация должна препятствовать продвижению через нее частиц серебра и дендритов цинка.
В настоящее время в серебряно-цинковых аккумуляторах получила применение сепарация из целлюлозы, в которую «одевается» отрицательный электрод (рис.1.2). Эта сепарация не имеет сквозных пор, через которые электролит мог он свободно диффундировать от одного электрода к другому.
|
Целлофановая сепарация после помещения ее в раствор щелочи впитывает в себя электролит, набухает и увеличивает свою толщину в 2-5 раза. Перенос ионов через такую сепарацию происходит принудительно (под влиянием электрического поля, возникающего в работающем аккумуляторе).
Целлофановая пленка довольно легко подвергается окислению окислами серебра и кислородом, выделяющимся на серебряном электроде при перезаряде (заряд свыше Qн) аккумулятора. Для предотвращения этого на положительный электрод одевается дополнительная сепарация из капроновой ткани – «капроновый чулок» (рис. 1.2).
Сборка аккумуляторных блоков в сосуде производится с таким расчетом, что набухающая сепарация создает достаточное давление, препятствующее сползанию активной массы отрицательного электрода.
Следует отметить, что целлофановая пленка не отвечает в полной мере требованиям, предъявляемым к сепарации серебряно-цинковых аккумуляторов. При определенных условиях дендриты цинка могут прорастать через целлофан за счет восстановления цинка в толще сепарации, замыкая пластины аккумулятора - основная причина малого срока аккумулятора.
Постепенное химическое разрушение сепаратной пленки за счет окисления является другой причиной, ограничивающей в настоящее время срок службы серебряно-цинковых аккумуляторов.
2.5. Сосуды для аккумуляторов (рис.1.1,поз.I), в которых размещаются пакеты электродов, и крышки (рис.1.1,поз.2) изготавливаются из полистирола или полиамида методом штамповки или литья под давлением. 2.6. В аккумуляторе имеются в крышке отверстие для заливки электролита и вентиляции, заливочное отверстие закрывается газоотводной пробкой (см. рис.1.1, поз. 4). В пробке предусматривается отверстие с клапаном для выпуска скопившихся газов. Пробки водонепроницаемы и открываются только при определенном | Рис.1.1. Внешний вид аккумулятора |
избыточном давлении внутри аккумуляторного сосуда.
2.7. Сборка аккумуляторного блока (рис.1.2) производится следующим образом: две отрицательные пластины 1 заворачиваются в целлофановую пленку 2, а затем сгибаются по линии а-б. Между ними помещается положительный электрод, на который надет капроновый мешок.
|
2.6. Основные рабочие характеристики серебряно-цинкового аккумулятора:
а) приведение в действие. Для этого необходимо выполнить три операции:
заливку и пропитку его электролитом, формирование электродов, рабочий заряд. Процесс формирования электродов серебряно-цинковых аккумуляторов сложен и занимает длительное время ~ от 70 до 100 часов, поэтому в последние годы разработаны и выпускаются сухозаряженные аккумуляторы, способные работать непосредственно после заливки электролитом и пропитки им сепарации и электродов;
б) заряд (заряжаются аккумуляторы номинальным током. Для всех серебряно-цинковых аккумуляторов им является ток 10-20 часового заряда).
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!