5.Классификакция аккумуляторов. Электрические характеристики.

Аккумулятором называется химический источник тока, который обладает способностью накапливать (аккумулировать) электрическую энергию и отдавать ее по мере надобности. Он не производит энергию. Процесс отдачи энергии основан на обмене электронов между электродами при активном участии электролита.

Для питания устройств связи применяются кислотные и щелочные аккумуляторы. Название в зависимости от применяемого электролита. Они могут быть как стационарные, так и малогабаритные переносные.

Рассмотрим кислотные аккумуляторы. В качестве электролита в них используется раствор серной кислоты Н₂ SO₄ , в котором некоторая часть молекул распадается на положительные ионы водорода и отрицательные ионы кислотного остатка. Этот процесс распада молекул серной кислоты на ионы присущ самому раствору. При этом раствор в целом остается электрически нейтральным.

Щелочные аккумуляторы.

По принципу действия аналогичны кислотным, но по конструкции и составу активной массы более разнообразны. Электролитом для щелочных аккумуляторов служит раствор щелочи калия с добавлением щелочи лития или гелия .

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Литий - наиболее химически активный металл. На его основе работают современные устройства. Практически все высокоплотные источники питания используют литий в силу его химических свойств. Килограмм лития способен хранить 3860 ампер-часов. Для сравнения, показатель цинка - 820, а у свинца - и вовсе 260.

Электрические характеристики.

Э.д.с. зависит, главным образом, от состава активной массы, от температуры и концентрации электролита. Измеряется э.д.с. высокоомным вольтметром (не менее 1000 Ом на 1 вольт) . По ее величине невозможно судить о степени разряженности аккумулятора.

Напряжение - это разность потенциалов между положительным и отрицательным электродом при включенной нагрузке. Величина напряжения зависит от режима работы аккумулятора – заряда иди разряда.

Емкость аккумулятора определяется количеством электричества, которое может он отдать при разряде определенным током до предельного напряжения.

Под номинальной емкостью (Q _ном ) понимается то количество электричества (А – ч) , которое отдает полностью заряженный аккумулятор при 10-часовом разряде и температуре 25⁰ С.

Внутреннее сопротивление аккумулятора определяется конструкцией электродов, плотностью электролита, состоянием активной массы электродов и значениями токов заряда и разряда. Так, у заряженного аккумулятора оно меньше, чем у разряженного. С понижением температуры окружающей среды внутреннее сопротивление возрастает, т.к. увеличивается вязкость электролита и замедляется ионный обмен.

Отдача свинцового аккумулятора – одна из основных его электрических характеристик. Различают отдачу по емкости и по энергии.

Отдачей по емкости называется отношение количества электричества, отданного при разряде, к количеству электричества , полученного во время заряда.

Отдачей по энергии или КПД называется отношение энергии, отданной аккумулятором при разряде, к энергии , полученной им при заряде.

Саморазряд – это процесс самопроизвольной отдачи энергии без нагрузки.

Причины: неоднородности пластин, наличие в электролите вредных примесей (хлор, мышьяк, железо и др.), коррозия электродов, несовершенство изоляции внешних выводов, неоднородная плотность электролита в сосуде. Эти факторы приводят к появлению местных токов, уменьшающих разрядную емкость.

Электролит свинцовых аккумуляторов представляет собой раствор серной кислоты, плотностью от 1,21 до 1,3 г/см³ в зависимости от назначения аккумулятора и температуры внешней среды (чем ниже температура, тем больше плотность).

Приготавливают электролит в чистой кислотостойкой посуде (эбонит, керамика, фаянс). Часто используют деревянные баки, выложенные внутри свинцом. Стеклянной посудой пользоваться нельзя, т.к. при реакции выделяется большое количество тепла!