Батареи и элементы питания (Аккумуляторы)

| Категория реферата: Рефераты по технологии
| Теги реферата: реферати українською мовою, шпаргалки по истории
| Добавил(а) на сайт: Boldyrev.

Выделяющийся водород вступает в соединение с деполяризатором, то есть диоксидом марганца, образуя оксид марганца и воду:

H2 + MnО2 = MnО2 + Н2О.

В последние годы выпускаются еще сухие герметичные МЦ-элементы со щелочным электролитом (КОН). Они бывают цилиндрические, дисковые и галетные, ёмкостъ у них в три – пять раз больше, чем у элементов с электролитом из нашатыря. Кроме того, они допускают несколько циклов подзаряда током с отдачей 10% емкости. У таких элементов центральный электрод цинковый и является минусом, то есть полярность выводов противоположна полярности выводов обычных МЦ-элементов. Элементы со щелочным электролитом применяются для длительной работы, например, в электронных часах. В обозначениях таких элементов впереди ставится буква
А.

У всех элементов начальное напряжение составляет примерно 1,3 – 1,5
В, а конечное напряжение равно 0,7 – 1 В. Хранение сухих элементов или батарей в бездействующем состоянии перед их использованием не должно продолжаться более срока, указанного на них; в противном случае сохранение работоспособности не гарантируется. Однако при хранении в течение указанного срока происходит некоторое снижение емкости, но не больше, чем на одну треть.

В последнее время выпускаются ещё малогабаритные оксидно – ртутные
(ртутно – цинковые) герметичные элементы, имеющие более высокие качества, нежели элементы типа МЦ. Устройство оксидно – ртутных элементов показано на рис. 5. Элемент имеет стальной корпус состоящий из двух половин, отделенных друг от друга герметизирующей изоляционной прокладкой из резины.

В одну половину корпуса впрессована активная масса из оксида ртути
(HgO) с графитом, являющаяся положительным электродом. Отрицательным электродом служит цинковый порошок, впрессованный в другую половину корпуса. Щелочной электролит (КОН) пропитывает пористую прокладку, разделяющую электроды. Эти элементы выпускаются разных размеров и разной емкости (от десятых долей ампер-часа до нескольких ампер- часов). ЭДС у них составляет примерно 1,35 В. Срок хранения этих элементов
2,5 года. Саморазряд не превышает 1 % в год. По сравнению с МЦ-элементами ртут-

[pic]

Рис. 5. Устройство герметичного оксиднво-ртутного элемента;

1 – стальной корпус с положительным электродом; 2 – пористая прокладка; 3 – резиновая уплотняющая прокладка; 4 – крышка корпуса с отрицательным электродом.

но – цинковые элементы имеют большую емкость, меньшее внутреннее сопротивление, но более высокую стоимость. Они широко применяются в электронных часах, кардиостимуляторах, фотоэкспонометрах, измерительных приборах. У самых малогабаритных элементов размеры составляют всего лишь несколько миллиметров, а масса – десятые доли грамма.

Важной особенностью оксидно-ртутных элементов является стабильность напряжения при разряде. Только в самом конце разряда напряжение резко падает до нуля.

3. СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В БАТАРЕИ.

Выше говорилось, что ЭДС обычного химического элемента приблизительно равна
1,5 В. Для увеличения ЭДС применяют батарею с последовательным соединением элементов. В этом случае “+” одного элемента соединяют с “–” другого и т. д. “Минус” первого и “плюс” последнего являются полюсами всей батареи (рис.
6.).

При последовательном соединении элементов ЭДС возрастает во столько раз, сколько соединено элементов.

[pic]

Рис.6. Последовательное и параллельное соединение элементов в батарею.

Реже встречается параллельное соединение элементов, при котором положительные полюсы всех элементов соединяются вместе, образуя положительный полюс батареи, а отрицательный полюс батареи получается путем соединения отрицательных полюсов элементов (рис. 6). При параллельном соединении элементов ЭДС батареи не увеличивается, но возрастают емкость и максимальный разрядный ток. Поэтому параллельное соединение применяют, когда нужно получить больший разрядный ток и большую емкость, чем у одного элемента.

Значительно чаще прибегают к смешанному соединению, при котором увеличиваются и ЭДС, и емкость, и максимальный разрядный ток. В этом случае обычно соединяют параллельно несколько групп элементов, а в каждой группе соединяют последовательно столько элементов сколько нужно для получения необходимой ЭДС.

[pic]

Рис. 7. Смешанное соединение элементов в батарею.

Число параллельных групп определяется необходимой величиной максимального разрядного тока (рис. 7). Вообще желательно составлять батареи из последовательно соединённых элементов с достаточным разрядным током. И только в случае, когда необходимо получить больший ток или увеличенную емкость, прибегают к смешанному соединению. Включение дополнительных элементов по принципу смешанного соединения применяется также для повышения напряжения, если элементы сильно разрядились.

Во время бездействия батареи параллельные группы элементов надо отсоединять друг от друга, так как за счет даже незначительной разницы в
ЭДС одна группа может разряжаться на другую.

4. КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ.

По сравнению с гальваническими элементами аккумулятор обладают более постоянным напряжением и могут давать большие разрядные токи.
Недостатком аккумуляторов является необходимость периодического заряда их от какого-либо источника постоянного тока.

Срок службы аккумуляторов значительно выше, чем гальванических элементов. При правильном уходе аккумуляторы могут работать несколько лет и допускают до нескольких сотен циклов заряд-разряд.