Щелочные батареи (АКБ). Устройство и принцип работы

Свинцово-кислотные батареи традиционно требовали значительного объема обслуживания для поддержании их в хорошем состоянии. Впрочем, с появлением герметичных необслуживаемых батарей это уже не так. Однако когда батарея должна регулярно подвергаться высокой скорости заряда-разряда или оставаться в бездействии в течение долгого времени, свинцово-кислотный элемент не идеален. С другой стороны, щелочные элементы требуют минимального обслуживания и значительно более стойки к «электрическим злоупотреблениям» вроде глубокого разряда и перезаряда.

Недостатки щелочных батарей состоят в том, что они более массивны, имеют меньшую энергетическую эффективность и более дороги, чем их свинцово-кислотный эквивалент. Впрочем, для некоторых применений срок жизни щелочных батарей и минимальные требования к обслуживанию того стоит. Автобусные и рейсовые компании, а также некоторое крупные транспортные операторы используют щелочные батареи.

Щелочные батареи, используемые на транспортных средствах, — это, вообще говоря, никель-кадмиевые батареи, поскольку другой основной тип таких батарей — железо-никелевые батареи — малопригоден для такого применения. Главные компоненты никсдь-кадмиевого (NiCd) элемента для транспортных средств следующие:

  • положительная пластина гидрат никеля (NiOOH);
  • отрицательная пластина — кадмий (Cd);
  • электролит — гидроокись калия (КОН) и вода (H2О).

В процессе заряда кислород перемешается от отрицательной пластины к положительной, и в обратном направлении — при разряде. Когда батарея заряжена полностью, отрицательная пластина становится чистым кадмием, а положительная пластина становится гидратом никеля. Химическое уравнение, представляющее эту реакцию, в упрощенном виде выглядит так:

2NiOOK + Cd + 2Н2O + КОН <-> 2Ni (ОН)2 + CdO2 + КОН.

Две молекулы Н20 фактически улетают в виде водорода (Н) и кислорода (О2), поскольку в течение всего времени заряда имеет место газообразование. Именно потребление воды элементами указывает на то, что они работают так, как следует из уравнения. Состав электролита в течение реакции не изменяется. Это означает, что величина относительной плотности не будет указывать степень заряда. Эти батареи нечувствительны к перезаряду, потому что как только окись кадмия превратилась в кадмий, дальнейшая реакция невозможна.

Напряжение элемента полностью заряженной батареи — 1,4 В, но оно быстро падает до 1,3 В, как только начинается разрядка. Элемент разряжается до напряжения 1.1 В. На рисунке показана упрошенная схема NiCd элемента аккумуляторной батареи.

Упрощенная схема NiCd элемента щелочной батареи

Рис. Упрощенная схема NiCd элемента щелочной батареи

Некоторую надежду для использования в электрических системах транспортных средств подают Ni-MH (никель-металлгидридные) батареи.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (оцени первым)
Серебряная аккумуляторная батарея (АКБ) Bosch Компания Bosch начала выпуск новой серии батарей с инновационной серебряной технологией для грузовиков, эксплуатируемых в экстремальных условиях. Новая мощная батареи для транспортных средств Tecmaxx обладает исключительно высоким резервом мощности как при очень высоких, так и при низких температура...
Заряд аккумуляторной батареи (АКБ) Заряд аккумулятора происходит, если к нему приложен потенциал, превышающий его напряжение. Ток заряда аккумулятора пропорционален разности приложенного напряжения и напряжения холостого хода. Скорость заряда аккумулятора может быть определена в терминах емкости. Если емкость аккумулятора С заряжа...
Система зарядки автомобиля. Проблемы и решения Система зарядки автомобиля должна справляться с нагрузками при различных условиях. Задачу определения необходимой выходной мощности осложняют реальные условия эксплуатации. Один вариант - дорожная пробка холодной ночью под дождем. Возможны длительные периоды, когда двигатель едва крутится, но тре...
✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶
Google+ ()