Все об аккумуляторных батареях — АКБ

Устройство аккумуляторной батареи

12-вольтовая батарея содержит 6 включенных последовательно аккумуляторов. Аккумулято­ры размещены в разделенных перегородками ячейках полипропиленового корпуса (моноблока) батареи. Каждый аккумулятор содержит блок положи­тельных и отрицательных электродов.

устройство акб

Между электродами различной полярности, свинцовые решетки которых обмазаны актив­ной массой, установлены сепараторы из не проводящего ток микропористого материала. Сепараторы изготовляют из полиэтилена в форме конвертов, которые одевают на поло­жительные или отрицательные электроды.

Полюсные выводы, меж элементные перемычки и соединяющие электроды баретки изготовля­ют из свинцовых сплавов. Полюсные выводы имеют различный диаметр, причем положи­тельный вывод всегда толще отрицательного, что должно предотвращать ошибки при под­ключении батареи к электросети. Меж элементные перемычки проходят через отверстия в перегородках между ячейками моноблока.

Изготовляемый из кислотоупорного и не проводящего ток материала (полипропилена) моноблок образует корпус аккумуляторной батареи. На днище моноблока предусмотрены крепежные выступы. Сверху моноблок закры­вается крышкой.

akb2

Образующие батарею аккумуляторы соединяются последовательно посредством меж элементных перемычек. Таким образом обеспечивается нужное напряжение на выво­дах батареи. При этом отрицательный вывод одного аккумулятора соединяется с положи­тельным выводом соседнего аккумулятора.

В качестве заливаемого в батарею электролита используется разбавленная водой серная кислота, которая заполняет свободные объемы ячеек и проникает в поры активной массы электродов и сепараторов.

У батарей прежних конструкций каждая ячей­ка снабжалась резьбовой пробкой, которая использовалась для заливки электролита, выполнения операций по уходу и для отвода образующегося при эксплуатации батареи гремучего газа. У современных безуходных батарей пробки отсутствуют или они закрыты сверху. Отвод газов у этих батарей производится через центральную систему вентиляции.

На приведенных в данном пособии рисунках представлено принципиаль­ное устройство аккумуляторной батареи.

akb3

 Электролит

Жидкий электролит

Заливаемую в аккумуляторы жидкость назы­вают электролитом. В качестве электролита свинцового аккумулятора используется раз­бавленная водой серная кислота. При полно­стью заряженном аккумуляторе доля серной кислоты в электролите составляет 38%, а остальная его часть приходится на дистилли­рованную воду. Электролит содержит ионы, которые обеспечивают прохождение электри­ческого тока между электродами.

Номинальная плотность электролита изменя­ется в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи.

akb4

Малоподвижный электролит

Чтобы снизить опасность от вылившегося из батареи электролита, применяют средства, снижающие его текучесть.

К электролиту могут быть добавлены вещества, которые превращают его в гель. В частности, для этого используется кремниевая кислота. Другим способом снижения подвижности электролита является применение стекломатов в качестве сепараторов. Стекломаты удержи­вают электролит, предотвращая его вытекание при повреждении батареи.

  • Электролит обладает сильным разъедающим действием!
  • При обращении с электролитом необходимо соблюдать правила техники безопасности !

Процессы заряда и разряда

akb5

 

Процесс заряда

Под зарядом аккумуляторной батареи подразумевается накопление в ней электрической энергии. При этом электри­ческая энергия преобразуется в химичес­кую энергию.

При работающем двигателе батарея заряжа­ется от генератора.

В процессе заряда образовавшиеся при разря­де батареи сульфат свинца и вода переходят в свинец, двуокись свинца и серную кислоту. Таким образом происходит накопление хими­ческой энергии, которая может быть использо­вана в дальнейшем для производства электри­ческой энергии.

Плотность электролита при этом повышается.

Процесс разряда

Под разрядом батареи подразумевается отдача ей электрической энергии. При этом химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

Батарея разряжается, если к ней подключен какой-либо потребитель электрического тока. При этом серная кислота распадается и ее доля в электролите уменьшается.

Протекающие реакции приводят к образова­нию воды, доля которой в электролите соответ­ственно увеличивается.

Плотность электролита при этом снижается.

При разряде батареи происходит выделение сульфата свинца как на положительном, так и на отрицательном электроде.

  • Заряд батареи следует производить под напряжением, величина которого должна поддерживаться регулятором на оптимальном уровне. При слишком высоком напряжении происходит усиленное разложение воды в результате ее электролиза. Поэтому уровень электролита в батарее быстро снижается. При пониженном напряжении батарея заряжается не полностью. Из-за систематического неполного заряда ухудшаются стартерные характеристики батареи и сокращается срок ее службы. При заряде аккумуляторной батареи образуется гремучий газ. Внимание, опасность взрыва!

Основные характеристики

Коэффициент преобразования энергии

Энергия, которая подводится к батарее в про­цессе заряда, всегда больше энергии, отдава­емой ею при разряде. Превышение энергии заряда над энергией разряда объясняется необходимостью покрытия затрат на проведе­ние электрохимических процессов при заряде. Чтобы зарядить батарею, необходимо подвес­ти к ней энергию, величина которой составляет от 105 до 110% отданной ранее энергии. Это соотношение (равное от 1,05 до 1,10) называют коэффициентом преобразования энергии.

Емкость аккумуляторной батареей
Емкость батареи или отдельного аккумулятора равна отдаваемой ими электроэнергии, измеряемой в амперчасах (А·ч). Емкость зависит от температуры и разрядного тока. Она уменьшается при увеличении разрядного тока и снижении температуры окружающей среды (особенно при минусовых ее значениях).

Номинальная емкость K20
Это указываемая изготовителем в А·ч емкость, которая определяется в режиме 20 часового разряда полностью заряженной батареи. Величина тока разряда рассчитывается по формуле K20 : 20 ч. При этом напряжение на выводах батареи должно оставаться на уровне не ниже 10,5 В. Например, разрядный ток батареи емкостью 60 А·ч должен быть равен:

60 А·ч : 20 ч = 3 А

Таким образом батарея номинальной емкостью 60 А·ч должна отдавать ток силой 3 А в течение 20 часов, причем напряжение на ее выводах должно быть выше 10,5 В.

Ток холодной прокрутки

Ток холодной прокрутки (пусковой ток) харак­теризует способность аккумуляторной батареи обеспечивать пуск двигателя в холодное время года. Ток холодной прокрутки — это указанный производителем ток, который способна отда­вать новая полностью заряженная батарея при температуре -18°C в течение установленного нормативом времени. При этом напряжение на ее выводах не должно падать ниже определен­ного значения, которое также определяется нормативом. Методика испытаний батарей приведена в фирменном стандарте VW Norm 750 73.

akb6

Напряжение аккумулятора

Напряжение аккумулятора — это разность потенциалов, действующих на его положитель­ном и отрицательном электродах, погруженных в электролит. Эта разность не является постоян­ной величиной. Она заметно изменяется в за­висимости от степени заряженности (плотности электролита) аккумулятора, а от его темпера­туры она практически не зависит. Номинальное напряжение аккумулятора является, напротив, постоянной величиной. У свинцового аккумулятора оно равно 2 В.

akb7

Номинальное напряжение батареи

Номинальное напряжение автомобильной батареи равно произведению номинального напряжения аккумулятора на число (последова­тельно включенных) аккумуляторов в батарее. В соответствии со стандартом номинальное напряжение свинцового аккумулятора равно 2 В, поэтому у аккумуляторной батареи оно должно составлять 12 В.

akb8

Напряжение на клеммах
Напряжение на клеммах – это напряжение на полюсных выводах аккумуляторной батареи.

Напряжение начала газовыделения
Напряжение начала газовыделения – это напряжение аккумулятора, при котором начинается интенсивное выделение газов. Обычно газы начинают обильно выделяться при напряжении на клеммах более 14,4 В (или 2,4 В на выводах аккумулятора). При этом выделяется избыточный водород, входящий в состав гремучего газа. Внимание, опасность взрыва!

Электродвижущая сила (ЭДС)
ЭДС – это установившееся напряжение на выводах отключенной от сети и ненагруженной батареи.

Страницы: 1 2 3