Разрядные характеристики

Нормальным разрядным током для свинцовых аккумуляторов, является ток 10-часового режима. Резкое падение напряжения, наблюдаемое после подключения нагрузки, объясняется быстрым уменьшением концентрации электролита в порах активных веществ. В дальнейшем напряжение изменяется медленнее в результате того, что концентрация серной кислоты в порах активных веществ пополняется за счет диффузии более концентрированного раствора электролита из глубины межэлектродного пространства. Более резкое падение напряжения в конце разряда является следствием ухудшения условий диффузии электролита вглубь пор из-за сужения сечения пор образовавшимся сульфатом свинца.

Типичная разрядная кривая свинцового аккумулятора при 10-часовом режиме

Этому способствует то обстоятельство, что плотность сульфата свинца значительно меньше плотности двуокиси свинца. На всех трех участках разряда протекает основная токообразующая реакция

PbO₂+2H₂SO₄+Pb—>2PbSO₄ +2Н₂О.

Таким образом, процесс разряда сопровождается уменьшением концентрации серной кислоты. Для кислотных аккумуляторов вредны глубокие разряды.

Для каждого режима разряда имеется низший предел напряжения, переступать который нельзя, поскольку образующийся слишком толстый слой сульфата свинца в порах активных веществ может значительно затруднить последующий заряд аккумуляторов. С увеличением разрядного тока разрядная кривая кислотного аккумулятора смещается в сторону меньших напряжений, а его емкость уменьшается.

Срок службы

Срок службы аккумуляторов зависит от их типа и режима эксплуатации. Для стартерных аккумуляторов он равен нескольким десяткам циклов, для некоторых типов стационарных аккумуляторов — более тысячи циклов.

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

При отрицательных температурах работоспособность кислотных аккумуляторов значительно ухудшается, во-первых, из-за возрастания их внутреннего сопротивления, во-вторых, в результате замедления диффузии электролита в поры активных масс.

Для улучшения работоспособности кислотных аккумуляторов при отрицательных температурах используют электролит повышенной плотности. Повышение плотности электролита при работе при низких температурах необходимо, кроме того, и потому, что в конце разряда, когда концентрация серной кислоты значительно понизится, электролит может замерзнуть. Замерзание же электролита — явление крайне нежелательное. Оно может вывести аккумулятор из строя из-за деформаций пластин и сосудов, происходящих вследствие объемных изменений при образовании кристаллов льда. Потеря емкости при пониженных температурах, не сопровождающаяся замерзанием электролита, есть явление временное. После отогревания аккумулятор отдает оставшуюся емкость и при дальнейшей работе ведет себя так же, как и до разряда на низкой температуре.

Саморазряд

Саморазряд кислотных аккумуляторов обусловлен саморазрядом отрицательного электрода и происходит в результате его медленного растворения в электролите. Эта реакция сопровождается образованием сульфата свинца и водорода:

Pb+H₂S0₄—>PbS0₄+H₂

Саморазряд отрицательного электрода может происходить также в результате его окисления кислородом воздуха:

Pb+H₂SO₄+¹/₂O₂—->PbSO₄+H₂0.

саморазряд свинцового электрода возрастает, если в него попадают примеси, снижающие перенапряжение выделения водорода. Такой примесью, например, является железо, содержание которого в кислоте не должно превышать по этой причине 0,01%.

Сурьма, добавляемая в решетки кислотных аккумуляторов для повышения их прочности, также снижает перенапряжение при выделении водорода и, следовательно, увеличивает саморазряд свинцового электрода. На губчатом свинце сурьма катодно осаждается во время заряда аккумулятора из электролита, куда она попадает в результате анодного растворения пластин положительного электрода. При циклировании количество осажденной на отрицательных электродах сурьмы увеличивается, чем и объясняется повышенный саморазряд старых пластин.

Саморазряд положительного электрода возрастает при наличии органических примесей, которые могут попадать в электролит из материалов сепараторов, сосудов и др. Действие этих примесей заключается в восстановлении двуоксида свинца до РЬО.

Большое влияние на саморазряд аккумулятора оказывают примеси кислот к электролиту. Азотная, соляная и уксусная кислоты растворяют решетки пластин обеих полярностей, а также губчатый свинец. Соляная кислота к тому же действует и на активный материал положительного электрода с образованием газообразного хлора:

РЬ0₂+4НС1—>РЬС1₂+2Н₂О+С1₂.