Расход основных токообразующих реагентов

Согласно теории двойной сульфатации, для получения ёмкости в один ампер-час при разряде свинцового аккумулятора необходимо, чтобы в реакции (8) приняло участие [2]:

- 4,463 грамма двуокиси свинца PbO₂;

- 3,886 граммов губчатого свинца Pb;

- 3,660 граммов серной кислоты H₂SO₄.

Суммарный теоретический расход материалов для получения одного ампер-часа (удельный расход материалов) электричества составит 11,989 г/А·ч, а теоретическая удельная ёмкость – 83,41 А/ч·кг.

При величине номинального напряжения свинцового аккумулятора, равной 2 В, теоретиче­ский удельный расход материалов на единицу энергии равен 5,995 г/Вт·ч, а удельная энергия свинцового аккумулятора составит 166,82 Вт/ч·кг.

Однако, на практике невозможно добиться полного использования активных материалов, принимающих участие в токообразующем процессе. Примерно половина поверхности активной массы недоступна для электролита, так как служит основой для построения объёмного пористого каркаса, обеспечивающего механическую прочность материала. Поэтому реальный коэффициент использова­ния активных масс положительного электрода составляет 45-55 %, а отрицательного – 50-65 %. Кроме того, в качестве электролита используется 35-38 % раствор серной кислоты. Поэтому величина ре­ального удельного расхода материалов значительно выше, а реальные значения удельной ёмкости и удельной энергии значи­тельно ниже, чем теоретические и составляет, как упоминалось ранее, 40 – 47 Вт/ч·кг.

3.3 СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ И ИХ

УСТРОЙСТВО

В устройстве современных свинцовых стартерных аккумуляторных батарей заложены единые принципы, основанные на природе вторичных химических источников тока (ХИТ). Каждый аккумулятор состоит из пространственно разделённых синтетическими сепараторами разноименных электродов (положительных и отрицательных), погруженных в электролит (водный раствор серной кислоты) и помещённых в прочный сосуд, который устойчив к химическому воздействию электролита, механическим нагрузкам и температурным колебаниям.

Вместе с тем, в зависимости от применяемых для производства материалов, различают несколько видов исполнения аккумуляторных батарей по совокупности их эксплуатационных качеств. Поэтому современные батареи подразделяются на основные классы и виды исполнения.

Классификация свинцовых стартерных аккумуляторных батарей в Российской Федерации осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53165-2008, который разработан на основе документа Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) 60095-1.

В зависимости от условий применения стандартом установлены три следующие класса батарей (п. 4.1):

- Класс «А»: стартерные батареи, применяемые при обычном циклировании и механических нагрузках;

- Класс «В»: стартерные батареи, применяемые при значительно более высоких требованиях к устойчивости при циклировании и механическим нагрузкам;

- Класс «С»: стартерные батареи, предназначенные для функционирования при высоких температурах.

Кроме того, согласно этому же стандарту (п. 4.2), аккумуляторные батареи различают по их виду исполнения следующим образом:

- аккумуляторная батарея открытая, (вентилируемая, со свободным жидким электролитом): батарея, имеющая общую крышку с одним или несколькими вентиляционными отверстиями, через которые свободно могут выделяться газообразные продукты;

- аккумуляторная батарея с регулирующим клапаном (с газовой рекомбинацией, исполнение VRLA): батарея с газовой рекомбинацией, имеющая регулирующий клапан, который при нормальных условиях работы закрыт и не пропускает кислород воздуха во внутреннее пространство аккумулятора. Устройство клапана позволяет газу выходить в окружающую среду при превышении внутренним давлением заранее установленного допустимого значения. В аккумуляторную батарею исполнения VRLA в процессе эксплуатации невозможно доливать воду или электролит. В этом виде батарей электролит находится в связанном (иммобилизованном) состоянии.

Современные батареи в основном выпускаются в виде ряда открытых (вентилируемых) исполнений. Однако батареи закрытого вида в исполнении VRLA постепенно проникают во все сферы применения, традиционные для свинцовых аккумуляторов, и их доля на рынке неуклонно возрастает.