Устройство аккумуляторов и батарей .

Аккумуляторные батареи можно разделить на три группы:

1)традиционные;

2)малообслуживаемые;

3)необслуживаемые.

Традиционные батареи.Традиционные батареи собираются в корпусах с отдельными крышками и в корпусах с общей крышкой.

Батареи с отдельными крышками

Батареи собираются в одном эбонитовом или пластмассовом сосуде - моноблоке, разделенном перегородками на отдельные камеры по числу аккумуляторов (в просторечии - банок) в батарее. В каждой камере помещен электродный блок, состоящий из чередующихся положительных и отрицательных электродов, разделенных сепараторами. Сепараторы служат для предотвращения замыкания электродов, но при этом за счет своей пористости способны пропускать через себя электролит. Электроды устанавливаются на опорные призмы, что предотвращает замыкание разноименных электродов через шлам, накапливающийся в процессе эксплуатации на дне моноблока. Сверху электродного блока устанавливается перфорированный предохранительный щиток, защищающий верхние кромки сепа­раторов от механических повреждений при замерах температуры, уровня и плотности электролита. Каждый аккумулятор батареи закрывается отдельной крышкой из эбонита или пластмассы. В крышке имеются два отверстия для вывода борнов электродного блока и одно резьбовое — для заливки электролита. Резьбовое отверстие закрывается резьбовой пробкой из полиэтилена, имеющей небольшое вентиляционное отверстие, пред­назначенное для выхода газов во время эксплуатации. В новых сухозаряженных батареях вентиляционное отверстие закрыто приливом. После заливки электролита этот прилив следует срезать. Соединение аккумуляторов в батарею осуществляется с помощью перемычек. К выводным борнам крайних аккумуляторов привари­вают полюсные выводы для соединения батареи с внешней элект­рической цепью. Диаметр положительного вывода больше, чем отрицательного. Это исключает неправильное подключение батареи. В некоторых случаях полюсные выводы имеют отверстия под болты. Герметизация батареи в местах сопряжения крышек со стенками и перегородками моноблока обеспечивается обратимой битумной за­ливочной мастикой.

Батареи с общей крышкой

Все батареи с общей крышкой изготавливают в пластмассовых моноблоках. Эластичность пластмассы позволяет соединять аккуму­ляторы в батарею сквозь отверстия в перегородках моноблока. Это делает возможным на 0,1-0,3 В повысить напряжение батареи при стартерном разряде и уменьшить расход свинца в батарее на 0,5-3 кг. Применение термопластичных пластмасс позволило значи­тельно снизить массу корпуса батареи.

Использование пластмассового моноблока и общей крышки по­зволило произвести герметизацию батареи методом контактно-тепло­вой сварки, что обеспечило надежную герметичность при темпера­турах от -50° до +70° С.

Малообслуживаемые батареи

В малообслуживаемых батареях содержание сурьмы в сплаве токоотводов снижено в 2-3 раза по сравнению с традиционными бата­реями. Ряд производителей к малосурьмянистому свинцу добавляют различные лигирующие вещества, в частности, серебро и селен. Это обеспечивает подзаряд батареи в интервале регулируемого напря­жения практически без газовыделения. В традиционных батареях заметное газовыделение начинается при напряжении 14,4 В. Вместе с тем скорость саморазряда малообслуживаемой батареи снижена примерно в 5-6 раз.

Малообслуживаемая батарея имеет улучшенную конструкцию. Один из аккумуляторных электродов в ней помещен в сепаратор-конверт, опорные призмы удалены, электроды установлены на дно моноблока. В результате этого электролит, который в традицион­ных батареях был под электродами, в малообслуживаемых батареях находится над электродами. Поэтому доливка воды в такую батарею необходима не чаще чем 1 раз в 1,5-2 года. В традиционных батаре­ях доливка необходима 1—2 раза в месяц.

Необслуживаемые батареи

Необслуживаемые батареи отличаются малым расходом воды и не требуют ее долива в течение всего срока службы. Вместо сурьмы в сплаве решеток аккумуляторов используется другой элемент (обычно кальций). Применение кальция позволило уменьшить газо­выделение более чем в десять раз. Столь медленное «выкипание» большого объема воды можно «растянуть» на весь срок службы ак­кумулятора, вообще отказавшись от заливных отверстий. Такой ак­кумулятор получается действительно необслуживаемым, т.к. зали­вать воду в него невозможно.

Необслуживаемые батареи другого типа вместо электродных пластин включают в свой состав электроды, скрученные в плотные рулоны. Между электродами проложен тонкий сепаратор, пропи­танный электролитом. При плотной упаковке электроды не требуют упрочнения сурьмой. Электролит в таких батареях связан губчатой прокладкой и не вытекает даже при повреждении корпуса батареи. При непродолжительном перезаряде газы, проходя по каналам се­паратора, вступают в реакцию и превращаются в воду. При дли­тельном перезаряде газы, не успев прореагировать друг с другом, выходят через предохранительный клапан. Количество электролита будет в этом случае уменьшаться. Для своевременного предотвращения перезаряда в автомобиле необходимо устанавливать сигнали­затор аварийного напряжения. Аккумуляторы, изготавливаемые по данной технологии, получили название «спиральные элементы» (Spiral Cell). Преимуществами этих аккумуляторов являются: 1) большой ток холодной прокрутки; 2) стойкость к вибрациям и ударам; 3) большое число циклов пуска двигателя (в три раза больше, чем у традиционных батарей); 4) малый саморазряд (срок хранения без подзарядки — более года).

Однозначно ответить на вопрос «Какие аккумуляторы лучше?» достаточно затруднительно. Батареи с решетками из кальциевого свинца отличаются малым потреблением воды, высокой корро­зионной стойкостью решеток из сплава мелкозернистой структуры и способностью «самовыключаться», то есть переставать принимать ток в заряженном состоянии. Кроме того, кальциевые аккумуля­торы отличаются малым саморазрядом. Но при глубоких разрядах на положительных решетках таких аккумуляторов может проис­ходить образование сульфата кальция, а это, в отличие от образо­вания сульфата свинца, необратимо. Поэтому некоторые модели необслуживаемых батарей изготавливают по технологии «Кальций плюс» (Са+): отрицательные решетки выполняются из кальциевого свинца, а положительные - из малосурьмянистого.

Перспективным представляется комбинированное использование на автомобиле разных типов батарей — одни работают при быстрых разрядах, другие обеспечивают большой запас энергии.