Серебряно-кадмиевые аккумуляторы

Токообразующая реакция в серебряно-кадмиевом (СК) аккумулято­ре может бытъ представлена следующими уравнениями:

Cd + 2Ag +2H ₂0 ^заряд _разряд Cd(OH)₂ +Ag₂ O

Cd + Ag₂ O +2H ₂0 ^заряд _разряд Cd(OH)₂ +2Ag

В качестве электролита применяется водный раствор едкого ка­ли плотности 1,4 г/см. Напряжение заряда U разряда в СК примерно ниже на 0,3 В, чем у СЦ аккумуляторов.

Основное преимущество СК - отсутствие саморазряда и лучшие эксплуатационные характеристики.

Ресурс их несколько больше, чем у СЦ. Удельная энергия СК составляет около 70 Вт-ч/кг. В остальном СК аккумуляторы по своим характеристикам анало­гичны СЦ.

Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы

Щелочные никель-кадмиевые (НК) и никель-железные (НЖ) акку­муляторы имеют много общего в конструкции и характеристиках. Хо­тя в этих аккумуляторах проходят сложные процессы, основные токообразующие реакции на электродах и в аккумуляторе в целом изображаются в следующем виде:

(+) 2[Nl.OOH + H₂ O +e ^заряд _разряд Ni(OH) + OH^-

(-) Me + 2OH^{- заряд} _разряд Me(OH)₂ + 2e

(аккумулятор) 2Ni ООН + 2Н ₂О + Mе 2Ni (ОН) ₂ + Me(OH)₂

где Me - кадмий или железо.

НК и НЖ. - аккумуляторы имеют следующие характеристики:

удельная энергия - 20-35 вт- ч/кг;

ресурс до 4000 зарядно-разрядных циклов;

срок службы - до 25 лет;

диапазон рабочих температур - -40 - + 40 ⁰С.

Никель-водородные аккумуляторы

Никель-водородные аккумуляторы предложены в СССР в 1964 го­ду, в настоящее время они усиленно разрабатываются.

В никель-водородных аккумуляторах используется положительный электрод от никель-кадмиевых аккумуляторов, отрицательным электродом служат водородный электрод на основе платинового или другого катализатора.

Токообразующая реакция в аккумуляторе имеет вид

2Ni ООН + Н₂ 2Ni (ОН)₂ .

При заряде выделяется водород, который накапливается под дав­лением; при разряде водород расходуется и давление его уменьшает­ся.

Никель-водородные аккумуляторы является одним из немногих ХИТ, которые при эксплуатации в составе батарей не боятся перезаряда и персполюсовки.

Характеристики никель-водородных аккумуляторов:

среднее напряжение разряда 1,22-1,26 В, конечное 1,1 В;

конечное напряжение заряда 1,55-1,58 В;

удельная энергия от 40 до 65 Вт- ч/кг;

ресурс составляет более 10 тыс. циклов.

Недостаток - существенный саморазряд: заряженный аккумулятор теряет при комнатной температуре 6-12% емкости в сутки.

Основными преимуществами никель-водородных аккумуляторов яв­ляются герметичность, простота и надежность в эксплуатации, большой срок службы при относительно высоких удельных характеристиках.

Оформление отчета

1. Зарисовать конструкцию серебряно-цинкового аккумулятора.

2. Графики U=f(Q) нарисовать для заряда и разряда.

3. Представить основные технические парметры СЦ аккумуляторов

. В заключение представить выводы о проделанной работе, отметив достоинства и недостатки серебряно-цинковых аккумуляторов.

5. Контрольные вопросы

1. Объясните, почему серебряно-цинковый аккумулятор самый «легкий»?

2. Устройство положительных и отрицательных пластин.

3. Почему корпус аккумулятора делается прозрачным?

4. За счет каких мероприятий уменьшается рост дендритов цинка и увеличивается срок службы аккумулятора?

5. Какие свойства серебряно-цинкового аккумулятора обеспечивают использование аккумулятора на борту космического аппарата?

6. Почему в серебряно-цинковых аккумуляторах используется малое количество электролита?

7. Почему не допускается «перезаряд» аккумулятора и к каким последствиям ведет этот процесс?

8. Объясните ход зарядной характеристики. Почему изменяется вид характеристики при увеличении тока сверх номинального?

9. Объясните ход разрядной характеристики.

10. Почему емкость аккумулятора уменьшается с ростом тока?

11. Почему уменьшается емкость аккумулятора с понижением температуры?

Лабораторная р а б о т а № 2