Пластины аккумулятора из чего сделаны
Перейти к содержимому

Пластины аккумулятора из чего сделаны

  • автор:

Пластины аккумулятора из чего сделаны

изготовление-аккумулятора

Пластины – важнейший элемент аккумуляторной батареи, они выступают элементом электрической цепи. Действие основано на превращении электрической энергии в химическую – во время заряда, и наоборот, химической в электрическую при разряде. Рассмотрим все процессы более детально.
Для достижения хорошей прочности пластин в свинцовый сплав добавляют сурьму. Но, к сожалению, этот способ имеет свои негативные стороны, а именно добавка содействует выкипанию жидкости. Это и есть причина из-за которой, почти во все АКБ необходимо доливать воду. Благодаря интенсивному развитию современных технологий, количество добавленной сурьмы в некоторые типы батарей, сведено к минимуму. Этому свидетельствуют производство малообслуживаемых и гибридных аккумуляторов, что нашли широкий спрос у автомобилистов.
Сами по себе пластины изготавливаются в виде решеток с ячейками, что заполняются активной массой, которая выступает участником реакции во время заряда и разряда. Рабочая паста позитивно заряженных участков, состоит из перекиси свинца, а с негативным зарядом – из губчатого. А, чтобы увеличить площадь соприкосновения поверхности активной массы с электролитом, ее делают с пористой структурой. Это нужно для того, что бы увеличить пусковой ток устройства. Чем тоньше пластинки и чем больше их количество, тем выше пусковой ток. Количество активной массы влияет на столь важный показатель, как емкость.
Электролитом в таких батареях, служит раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Во время разряда, перекись свинца положительных пластин и губчатый на отрицательных, превращаются в сернокислый. Результатом реакции служит появление воды в порах массы из-за чего, плотность при разряде падает. В ходе уменьшения плотности снижается и напряжение на зажимах батареи.
Во время заряда, когда постоянный ток проходит через устройство, процесс идет в обратном порядке. Сернокислый свинец превращается в перекись свинца, а на негативных пластинках в губчатый. В порах рабочей пасты наблюдается появление кислоты, которая влияет на повышение плотности электролита.
Качество любых акб зависит от используемого сырья и контроля результата всех этапов производства изготовителем.
Современные аккумуляторы, выступают надежными источниками питания, даже для автомобилей с высоким энергопотреблением.

Аккумуляторы для автомобилей, грузовиков, мотоциклов, лодок, катеров, яхт и другой техники с доставкой по Киеву

Анатомия автомобильного аккумулятора: что внутри АКБ?

В данной статье мы на примере рассмотрим устройство автомобильного аккумулятора.

Клемма аккумулятора / втулка : Клеммы подключаются к положительной и отрицательной клеммам концевых элементов и являются точкой сопряжения между аккумулятором и электрической системой автомобиля.

Аккумуляторная кислота : кислота представляет собой раствор серной кислоты и воды высокой чистоты.

Литой ремешок для аккумуляторов : литой ремешок приварен к верхней части каждого элемента, чтобы обеспечить электрическое соединение с клеммами.

Отрицательная пластина батареи : отрицательная пластина содержит металлическую решетку с губчатым свинцовым активным материалом.

Сепаратор батареи : Сепаратор представляет собой полиэтиленовый материал, который отделяет положительные пластины от отрицательных пластин для обеспечения эффективного прохождения электрического тока.

Положительная пластина батареи : положительная пластина содержит металлическую сетку с активным материалом из диоксида свинца.

Крышка аккумулятора : крышка изготовлена из полипропиленовой смолы и плотно прилегает к корпусу аккумулятора.

Корпус батареи : Корпус из полипропиленовой смолы, который удерживает пластины батареи, литые ремни и электролит. Он разработан для минимизации воздействия вибрации и увеличения срока службы батареи.

Батарейные пластины : элемент состоит из чередующихся положительных и отрицательных пластин. Сверху пластины соединяются при помощи наливной ленты, которая приваривается к пластинам. Элементы помещаются в отдельные ячейки каждой батареи.

Аккумуляторная паста : паста представляет собой смесь оксида свинца, которая образует как диоксид свинца, так и губчатый свинец. Он прилегает к положительной и отрицательной сетке аккумулятора.

Конструкция аккумуляторной батареи

Современная аккумуляторная батарея состоит из следующих основных частей:

  • моноблок (корпус), служащий резервуаром для электролита;
  • крышка;
  • пластины;
  • сепараторы;
  • соединительные выводы.

Моноблок

Первоначально корпус (моноблок) аккумуляторной батареи был деревянным, выложенным внутри листовым свинцом, затем — эбонитовым. Первые корпуса аккумуляторных батарей из синтетических материалов появились в 1941 г. (их начала производить австрийская фирма BAREN), а полипропилен для изготовления корпусов начала использовать американская фирма Johnson Controls. В настоящее время все современные аккумуляторные батареи имеют полипропиленовые корпуса, исключение составляют устаревшие модели, в основном производимые в России с моноблоками из эбонита. Эбонитовый корпус не имеет ни одного бесспорного достоинства, но ему присущи два крупных недостатка: большая масса и нетехнологичность производства. Внутри моноблок любой аккумуляторной батареи разделен на ячейки (три или шесть, в зависимости от напряжения батареи — 6 В либо 12 В) для отдельных блоков пластин.

Крышка

Крышка корпуса закрывает межэлементные соединения батареи и плотно прикрепляется (приваривается) к моноблоку. В обслуживаемых и малообслуживаемых батареях в крышке могут располагаться индикатор уровня плотности электролита (косвенно свидетельствующий о степени заряженности того аккумулятора, в банке которого индикатор установлен) и отверстия для контроля уровня и доливки электролита, закрываемые пробками. Для того чтобы избежать повышения давления внутри закрытого корпуса (т. к. в процессе заряда аккумулятора происходит электролиз находящейся в электролите воды, при этом на положительной пластине выделяется кислород, а на отрицательной — водород) в крышке (или в пробках) выполнены специальные газоотводные каналы. В современных батареях газоотводные каналы имеют форму лабиринта, позволяющего задержать внутри корпуса капли электролита, уносимые газом, и возвратить их в электролит. Тем самым с одной стороны устраняется выход во внешнюю среду вредных кислотных испарений, а с другой — предотвращается потеря электролита. В батареях устаревших конструкций (например, с эбонитовыми корпусами) общая крышка отсутствует, ее роль выполняет мастика, которой заливаются межэлементные перемычки.

Пластины

Пластины аккумулятора обеспечивают протекание основных электрохимических процессов работы батареи. Пластины аккумулятора представляют собой свинцовые решетки с нанесенной на них активной массой. Изначально активная масса решетки представляет собой порошок из мелко размолотого свинца с добавлением легирующих материалов, придающих пластинам необходимые технологичные свойства. Раньше в качестве основного легирующего материала применялась сурьма, сейчас используются сложные сплавы, рецепты которых ведущие мировые производители держат в секрете. В процессе формировки, представляющем собой многократный цикл заряда-разряда, активная масса пластин приобретает кристаллическую структуру, необходимую для правильного функционирования аккумулятора (активная масса положительной пластины преобразуется в PbO2, отрицательной — в Pb). Химическая реакция между активной массой и электролитом происходит на поверхности частиц активной массы, поэтому ее делают пористой, чтобы материал хорошо пропитывался электролитом и в реакции участвовал его максимальный объем. Кроме того, большинство фирм-производителей батарей разрабатывают свою рецептуру легирующих примесей, позволяющих улучшить характеристики пластин. Состав таких примесей и рецептуры результирующих сплавов в значительной степени определяют, насколько надежно и долговечно будет работать аккумулятор.

Сепараторы

Для предотвращения короткого замыкания между разноименно заряженными пластинами между ними располагается изолятор — диэлектрическая прослойка, называемая «сепаратор». На первых аккумуляторах сепаратор представлял собой тонкий лист шпона, позже шпон заменили стекловолокно и микропористый эбонит (мипор). Современные сепараторы изготавливают из микропористой пластмассы (мипласта). В современных батареях сепаратор выполнен в виде конверта, надетого на положительные пластины. Это позволяет повысить надежность аккумуляторных батарей, так как в этом случае оплывающая в процессе длительной работы батареи с положительных пластин активная масса («шлам») остается внутри конверта, а не оседает на дно корпуса и не достигает отрицательных пластин (в результате чего происходит короткое замыкание). Кроме того, конверт-сепаратор дает возможность устанавливать пластины прямо на дно моноблока, что позволяет увеличить объем эффективно используемого электролита при тех же габаритах батареи. В батареях без конверта-сепаратора во избежание короткого замыкания между пластинами блоки пластин устанавливаются на специальные ребра на дне моноблока, в результате чего создается так называемое «шламовое пространство». Это увеличивает габариты батареи и снижает ее надежность. Появление конверта-сепаратора, наряду с изменением рецептуры сплава решеток пластин, позволило создать мало- и необслуживаемые батареи.

Соединительные выводы

Элементы батареи соединяются между собой последовательно с помощью межэлементных соединений (МЭС). Существуют два основных типа МЭС:

  • традиционные МЭС, при которых элементы соединяются между собой поверх крышки аккумуляторных батарей. В настоящее время этот вид МЭС применяется в некоторых отечественных батареях и батареях для тяжелых грузовиков (исполнение Heavy Duty);
  • МЭС, при которых соединение бареток проходит через стенки секций посредством контактной сварки.

Борны (выходящие наружу корпуса электрические контакты) батарей изготавливаются из свинца и имеют стандартизованные размеры. Расположение, тип и размер выводов следуют из применяемости батарей и указываются в каталогах. Также из каталога аккумуляторных батарей можно узнать размер моноблока и тип фланца крепления моноблока к корпусу автомобиля.

Ряд автомобилей требуют специфического типа моноблока (японские автомобили, некоторые модели BMW) или специфических выводов (японские автомобили с тонкими клеммами и автомобили Ford прежних моделей). Обозначение батареи в каталоге, соответствующее данной модели автомобиля, однозначно указывает на наличие или отсутствие вышеуказанных специфических особенностей.

Если вы решили купить автомобильный аккумулятор с доставкой, обратите внимание на вышеперечисленные особенности.

Принцип работы и устройство АКБ

Принцип работы и устройство АКБ

Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в электролит. Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом, а положительные двуокисью свинца.

Когда к аккумулятору подключают нагрузку, активное вещество вступает в химическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток. На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается.

При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается.

То есть принцип работы аккумуляторных батарей основывается на химических реакциях между свинцом и диоксидом свинца в сернокислотной среде, в результате которых вырабатывается электричество.

Показатели АКБ

  1. Емкость, выраженная в ампер-часах. Она характеризует способность АКБ давать определенный ток в течение некоторого времени. Например, ёмкость 40 ампер-час означает, что аккумулятор может давать ток в 1 ампер в течение 40 часов (или в 2 ампера в течение 20 часов и т.д.).
  2. Характеристики стартовых токов, что наиболее востребовано у европейских марок автомобилей и позволяет завести машину при любых погодных условиях (высокие показатели тока холодной прокрутки).
  3. Резервная емкость. Этот параметр показывает интервал времени (в минутах), в течение которого аккумулятор способен давать ток 25 А (т.е. в течение какого времени он сможет подменять собой вышедший из строя генератор).
  4. Габаритные размеры, полярность. Для определения полярности на выводных клеммах аккумулятора проставляют знаки «+» и «-». При установке аккумуляторной батареи на автомобиль отрицательную клемму присоединяют к «массе», а положительную — в цепь.

показатели акб

Свинцово-кислотный аккумулятор, кроме видимой части, а это корпус аккумулятора, крышка, клеммы, индикатор заряда, имеет сложную внутреннюю конструкцию. Внутри аккумулятора находятся электроды (положительные и отрицательные), представляющие собой свинцовые решётки, и разделенные изоляторами (сепараторами), которые погружены в электролит.

Сепараторы предохраняют пластины (решётки) от соприкосновения друг с другом. Если будет соприкосновение разноименных пластин, произойдет короткое замыкание и аккумулятор не будет действовать. Сепараторы, не допуская короткого замыкания, в тоже время должны пропускать ток через электролит. Материалом для сепараторов служит, как правило, микропористая пластмасса.

Электроды погружены в химическое вещество электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты (H2SO4). При разряжении аккумулятора активно расходуется серная кислота, в результате чего образуется вода. С образованием воды, общая плотность электролита снижается.

акб внутри

При зарядке аккумуляторной батареи, все происходит в обратном порядке. Вода «используется» на создание серной кислоты, соответственно общая плотность электролита повышается. Срок службы автомобильного аккумулятора и его характеристики напрямую зависят от качества серной кислоты и воды, входящих в состав электролита.

Электроды или решетки, изготавливаются из свинцовых сплавов. Эти сплавы содержат в себе такие компоненты, как сурьма, кальций, олово, наделяющие сплав определенными свойствами, и защищающие свинец от коррозии. Состав сплава свинца, а также форма решетки электрода, значительно влияют на характеристику батареи, например, мощность кислотно-свинцового аккумулятора или пусковой ток аккумулятора. Решетка заполнена активной пастой, которую изготавливают из свинцово-оксидного порошка. Состав свинцово-оксидного порошка и свойства пасты влияют на свойства аккумулятора

Корпус аккумулятора обычно изготавливают из ударопрочного, термостойкого пропилена.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *