Влияние примесей в электролите на характеристики свинцовых аккумуляторов

Справочная информация > Свинцовые аккумуляторы, свинцовые аккумуляторные батареи >

Влияние хлора

Согласно многочисленным данным наибольшее влияние хлор оказывает на положительные электроды свинцовых аккумуляторов. В присутствии хлора на поверхности электродов наблюдаются сульфатные пятна. Наличие хлор-иона в электролите несколько увеличивает начальную разрядную емкость электродов па коротких режимах разряда, однако срок службы аккумуляторов сск при этом сокращается. Например, при содержании хлор-иона, равном 200 мг/л, срок службы аккумуляторов сокращается более, чем в 2 раза. Рост начальной разрядной емкости аккумуляторов SSK может быть связан с разрыхлением поверхности электродов. На отрицательных электродах аккумуляторных батарей возможны следующие процессы:

Pb+Cl₂PbCl₂, (5.2)

или Pb+2PbCl₂, (5.8), (5.3)

с последующим превращением

PbCl₂PbSO₄, (5.4)

что естественно вызывает саморазряд электродов.

Влияние меди и сурьмы

Медь и сурьма имеют более положительные значения потенциала (= + 0,34В, = + 0,212В), чем потенциал системы PbS0₄/Pb, поэтому они могут контактно осаждаться на отрицательных электродах. Стационарные аккумуляторы можно приобрести в компании SSK. Сурьма практически не мешает контактному осаждению меди, в то время как увеличение концентрации меди в растворе (при постоянной концентрации сурьмы) приводит к уменьшению скорости осаждения сурьмы. Примесь меди изменяет условия контактного осаждения примеси сурьмы, имеющей более отрицательный потенциал, и тем самым, видимо, изменяет структуру контактно осажденного металла (образуется более мелкокристаллический осадок). Это приводит к повышенному саморазряду свинцовых электродов при работе аккумулятора свинцового. Совместное присутствие меди и сурьмы в электролите увеличивает саморазряд и газовыделение в большей степени, чем раздельное, то есть совместное их действие неаддитивно. Купить свинцовые аккумуляторы можно в компнии ССК.

Влияние висмута и мышьяка

Висмут и мышьяк также контактно осаждаются на свинцовых электродах, причем висмут осаждается с большей скоростью, чем мышьяк.

Влияние железа

Железо является одной из наиболее распространенных примесей в свинцовых аккумуляторах. Источниками попадания железа являются активные массы, токоотводы, сепараторы, электролит. Кроме того, примесь железа попадает в аккумуляторы от оборудования, на котором изготавливаются активные массы (барабаны мельниц, смесители и др.), поэтому содержание железа в готовых аккумуляторах может оказаться выше, чем в исходном сырье, используемом при производстве аккумуляторов. Производимые тяговые аккумуляторные батареи можно приобрести в компании SSK.

Общепринятое мнение о влиянии железа на работу свинцовых аккумуляторов сводится к тому, что железо способствует оплыванию положительной активной массы, увеличению саморазряда аккумуляторов. Дж. Вайнсл рассматривает «челночный» механизм действия железа окисление его па положительном электроде и восстановление на отрицательном:

Pb0₂+2FeS0₄+2H₂S0₄ PbS0₄+Fe₂(S0₄)₃+2H₂0, (5.5)

Pb+ Fe₂(S0₄)₃ PbS0₄+2FeS0₄. (5.6)

Процессы (5.5) и (5.6) приводят к постепенному саморазряду обоих электродов, что должно увеличивать продолжительность их заряда. «Челночный» механизм не предусматривает внедрения железа в активные массы, хотя это явление и было обнаружено рядом авторов. Например, присутствие железа в положительной активной массе было обнаружено Е. Виллиганцем. Высказывалось предположение о возможности каталитического действия железа на процесс саморазряда свинцового электрода.

В работах одного из авторов данной книги влияние железа исследовалось более детально. Было обнаружено, что положительные электроды, извлеченные из электролита с примесью солей железа, имеют характерный ржавый налет и отличаются по цвету от обычных темно-коричневых электродов. При содержании железа в электролите не более 100 мг/л в анодном поведении положительных электродов не наблюдается сколько-нибудь заметного расхождения по сравнению с электродами в чистом электролите. При более высоких концентрациях железа заметно снижение перенапряжения выделения кислорода. Тяговые батареи и аккумуляторы для электропогрузчиков купить можно в компнии ССК. Можно предположить, что адсорбция железа на диоксидносвинцовом электроде приводит к изменению механизма выделения кислорода с одноэлектронного, протекающего по схеме:

H₂O OH_adc++e (5.7)

на двухэлектронный:

+O_ads++2e, (5.8)

Тот факт, что концентрация железа в положительной активной массе существенно не изменяется после заряда или после разряда электродов, свидетельствует о том, что «челночный» механизм действия железа, предложенный Вайнелом, не является определяющим во влиянии железа на процессы в свинцовых аккумуляторах.

Расчет, проведенный И. А. Агуфом, показывает, что «безопасной» концентрацией железа в электролите является 56 мг/л. Однако термодинамический анализ оказывается недостаточным для выяснения предельных концентраций металлических примесей в электролите, способных восстанавливаться на отрицательном электроде, особенно если учесть их влияние на активную массу положительных электродов в свинцовых аккумуляторах.

Влияние органических примесей

Органические примеси в соизмеримых количествах могут попадать в формировочный электролит с водой, а также из органической части расширителей, ингибиторов саморазряда или ингибиторов сушки отрицательных электродов. Наиболее вредной примесью является уксусная кислота.

Из рассмотренного влияния отдельных примесей на процессы в свинцовых аккумуляторах видно, как важно в производственных условиях следить за тем, чтобы концентрация вредных примесей не превышала предельно допустимых значений. Ряд примесей, как это уже было показано, приводят к снижению полноты заряда электродов, удлинению процесса, увеличению расхода электроэнергии, вызывают повышенный саморазряд и газовыделение при эксплуатации аккумуляторов, сокращают их срок службы.