Устройство кислотного акб и принцип его работы

У стройство кислотной АКБ (свинцово-кислотного) различного назначения, от разных производителей отличается не принципиально и в тезисной форме выглядит следующим образом:

1. пластиковый контейнер-корпус из инертного, устойчивого к агрессивной среде материала;

2. в общем корпусе располагается несколько модулей-банок (как правило шесть), которые являются полноценными источниками тока и соединяются между собой тем или иным способом в зависимости от основных задач;

3. в каждой банке располагаются плотные пакеты, состоящие последовательно из разделенных диэлектрическими сепараторами отрицательно и положительно заряженных пластин (свинцовый катод и анод из диоксида свинца соответственно). Каждая пара пластин является источником тока, их параллельное соединение кратно увеличивает выдаваемое на напряжение;

4. пакеты залиты раствором химически чистой серной кислоты, разбавленной до определенной плотности дистиллированной водой.

Работа кислотного аккумулятора

В процессе работы кислотного аккумулятора на катодных пластинах образуется сульфат свинца и выделяется энергия в виде электрического тока. За счет выделяемой в процессе электрохимической реакции воды плотность кислотного электролита падает, он становится менее концентрированным. При подаче напряжения на клеммы в процессе зарядки происходит обратный процесс с восстановлением свинца до металлической формы и повышается концентрация электролита.

Как устроена щелочная батарея и принцип ее работы

Устройство щелочной батареи аналогично таковому у кислотного. Но положительно и отрицательно заряженные пластины имеют другой элементный состав, а в качестве электролита используется раствор едкого кали определенной плотности. Есть и другие отличия — в самом корпусе контейнера, выводе клемм и в наличии мелкосетчатой «рубашки» вокруг каждой отдельной пластины.

Отрицательные катоды традиционного щелочного аккумулятора выполнены из губчатого кадмия с примесью губчатого железа, положительные – из гидроокиси трехвалентного никеля с добавлением чешуйчатого графита, добавка которого, обеспечивает лучшую электропроводность катода. Пары пластин параллельно соединяются между собой в банках, которые тоже соединены параллельно. В процессе зарядки щелочного аккумулятора двухвалентный никель в гидрате закиси меняет валентность до значения «8» и превращается в гидрат окиси; соединения кадмия и железа восстанавливаются до металлов. При разрядке процессы противоположны.

Разряд автомобильного аккумулятора

При разряде аккумулятор отдает электрическую энергию потребителям бортовой сети автомобиля. Химическая энергия, накопленная в аккумуляторе, преобразуется в электрическую энергию. При подключении нагрузки батарея начинает разряжаться, количество воды в электролите увеличивается, а серной кислоты уменьшается. Происходит химическая реакция вида:

PbO2 + 2H2SO4 + Pb = 2PbSO4 + 2H2O

• 

• Заряд автомобильного аккумулятора

В процессе заряда аккумулятор накапливает электроэнергию, которая преобразуется в химическую реакцию. Зарядить батарею может генератор постоянного тока, внешний источник энергии или выпрямитель. Таким образом, автомобильный генератор начинает зарядку АКБ сразу после запуска двигателя автомобиля. В современных электромобилях 12-вольтный аккумулятор заряжается от высоковольтной батареи.

Химическая реакция заряда АКБ выглядит следующим образом:

2PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 2H2SO4 + Pb

В ода (H2O) и сульфат свинца (PbSO4), который появился в процессе разряда, вновь образуют двуокись свинца (PbO2), свинец (Pb) и серную кислоту (H2SO4). Концентрация серной кислоты увеличивается. Постепенно восстанавливается химическая энергия, которая в дальнейшем будет снова преобразована в электрическую.