Типы вторичных ХИТ. Основные виды аккумуляторов

Справочная информация > Вторичные ХИТ - аккумуляторы. Характеристики, основные понятия. >

Типы вторичных ХИТ

Классификация вторичных ХИТ. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи (АБ) классифицируются по различным признакам: по виду энергии для заряда, особенностям работы, количеству за-рядно-разрядных циклов, типу электролита, температуре, назначению и т. п.

По виду энергии для заряда различаются электрически и механически перезаряжаемые ХИТ.

В качестве накопителей электрической энергии находят все более широкое применение электрохимические конденсаторы. Наиболее распространенные из них двойнослойные конденсаторы, по существу, не являются аккумуляторами, так как в них не происходят химические превращения реагентов. Однако к электрохимическим конденсаторам также относят устройства, в которых на электродах протекают адсорбция или электродные реакции. Разрабатываются также гибридные вторичные системы, у которых один электрод аналогичен электроду конденсатора, а второй электрод — электроду аккумулятора. Эти обстоятельства объясняют причину включения электрохимических конденсаторов в данную часть справочника.

По количеству зарядно-разрядных циклов вторичные ХИТ подразделяют на аккумуляторы и перезаряжаемые ХИТ. Вторичные ХИТ, выдерживающие небольшое число циклов, называют перезаряжаемыми ХИТ. О количестве циклов, по которым определяются аккумуляторы и перезаряжаемые ХИТ, имеются разные точки зрения. Например, некоторые исследователи предлагают относить к аккумуляторам только те вторичные ХИТ, которые способны выдержать не менее 300 полных циклов заряда-разряда (около 100 % глубины разряда) с сохранением 80 % первоначальной емкости. При таком определении из класса аккумуляторов выпадают серебряно-цинковые и никель-цинковые вторичные ХИТ, которые исторически всегда считались аккумуляторами. Исходя из исторически сложившихся традиционных названий аккумуляторов, целесообразно границу числа зарядно-разрядных циклов, разделяющую аккумуляторы и перезаряжаемые ХИТ, снизить до 50 циклов.

По типу электролита аккумуляторы подразделяют на кислотные и щелочные, с неводным, полимерным, расплавленным и твердым электролитом.

По конструкции аккумуляторы бывают негерметичные, герметизированные (с клапаном) и герметичные.

Наконец, вторичные ХИТ можно разделить на промышленно выпускаемые (табл. 4.1.2), опытные и разрабатываемые (табл. 4.1.3). В данном разделе приводятся краткие характеристики вторичных ХИТ. Более подробная информация о вторичных ХИТ будет приведена в последующих разделах справочника. Дополнительная информация может быть получена из справочной и монографической литературы [0.7—0.23, 4.1.3—4.1.20] и фирменных каталогов [4.1.21—4.1.30].

Герметичные и герметизированные аккумуляторы. Герметичными называют аккумуляторы, у которых накопления газов не происходит. Герметичными могут быть НК-, ИМ- и НЦ-аккумуля-торы. У герметизированных аккумуляторов существует вероятность накопления газов, поэтому они снабжены предохранительными клапанами. К герметизированным относят некоторые свинцовые аккумуляторы; по определению к герметизированным можно также отнести некоторые герметичные аккумуляторы, которые заряжаются в форсированном режиме и имеют предохранительные клапаны. В НВ-аккумуляторах при заряде накапливается водород и повышается давление, поэтому они имеют очень прочный корпус. При создании герметичных и герметизированных аккумуляторов используют кислородный цикл, сущность которого заключается в предотвращении выделения водорода при заряде и связывании в оксиды выделившегося кислорода. Для этого подбирают соотношение масс реагентов на отрицательном и положительном электродах таким образом, чтобы емкость положительного электрода была меньше емкости отрицательного электрода, который получает добавку емкости, называемую резервом заряда (рис. 4.1.3). При заряде сначала заканчивается заряд гидроксида никеля на положительном электроде и выделение кислорода начинается раньше, чем закончится заряд отрицательного электрода. Выделившийся кислород диффундирует к отрицательному электроду и реагирует с кадмием с образованием оксида кадмия, который затем восстанавливается до кадмия. Благодаря взаимодействию кислорода с отрицательным электродом предотвращается

При разряде аккумуляторных батарей возможны переполюсовка и соответственно переразряд отдельного аккумулятора (см. § 1.7.5). В этом случае на кадмиевом электроде выделяется кислород, а на никелевом электроде — водород. Для предупреждения накопления водорода ограничителем емкости служит кадмиевый электрод, на котором выделение кислорода начинается раньше выделения водорода на никелевом электроде, в активную массу которого добавляют оксид кадмия {антиполярную добавку) (рис. 4.1.3). Соотношение масс компонентов на электродах выбирают таким образом, чтобы после восстановления оксидов никеля происходило восстановление оксидов кадмия антиполярной добавки. При этом на кадмиевом электроде начинается выделение кислорода, который диффундирует к никелевому электроду и окисляет кадмий антиполярной добавки. Для обеспечения кислородного цикла, кроме подбора соотношения масс компонентов электродов, также применяют высокопористые сепараторы, уменьшают расстояние между электродами (обычно порядка 0,2 мм) и количество электролита для обеспечения неполного насыщения пор сепаратора и электродов.