3 Główne typy komórek wtórnych

Ten artykuł rzuca światło na trzy główne typy komórek pomocniczych. Rodzaje to: 1. Komórka wtórna kwasu ołowiu 2. Komórka wtórna z niklem żelaza 3. Komórki kadmowe niklu.

Wpisz nr 1. Główna komórka kwasowa ołowiu:

W tego typu bateriach komórka ołowiowa składa się z dwóch elektrod, złożonych ze związków ołowiu, zanurzonych w elektrolicie rozcieńczonego kwasu siarkowego. Aktywne materiały elektrod są osadzane jako powłoka na podtrzymujących siatkowych siatkach.

Elektrody składają się z jednej lub więcej kratek (lub płytek), płyt anodowych i katodowych ustawianych naprzemiennie twarzami do siebie. Ale gdy cela jest rozładowana, obie siatki katodowe i anodowe są pokryte siarczanem ołowiu.

Kiedy ogniwo jest naładowane, siatki anodowe są pokryte nadtlenkiem ołowiu, a siatki katodowe są czystym ołowiem. Teraz zobaczmy, jak to działa; w poniższym wzorze chemicznym pokazano podstawowe i podstawowe działanie chemiczne zachodzące w tych bateriach,

Jednak po pełnym naładowaniu ogniwo wytwarza napięcie akustyczne około 2 woltów, ale gdy jest ono rozładowywane, emf powoli zmniejsza się do około 1, 8 wolta. Jeśli komórka ma możliwość całkowitego rozładowania, jej napięcie w końcu spada bardzo szybko.

Całkowite wyładowanie może jednak spowodować dezintegrację elektrod, tak więc standardową praktyką jest ładowanie kwasowo ołowiowych komórek zanim napięcie w obwodzie otwartym spadnie poniżej 1, 8 wolta. Gdy napięcie spadnie poniżej 1, 8 V, ładowanie baterii staje się trudne. Dlatego zawsze należy sprawdzić, czy to napięcie nie spada poniżej 1, 8 V.

Określona grawitacja elektrolitu:

Ciężar właściwy elektrolitu ma znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania komórki. Gdy jest to w pełni naładowane, ciężar właściwy elektrolitu wynosi około 1, 21, ale gdy cela jest rozładowana do 1, 8 wolta, ciężar właściwy wynosi około 1, 18.

Zmiana ciężaru właściwego jest spowodowana, ponieważ gdy komórka jest rozładowana, część kwasu jest zużywana podczas tworzenia siarczanu ołowiu na elektrodzie i wytwarzana jest pewna ilość wody.

Udział kwasu w wodzie jest zatem niższy. Stan naładowania ogniwa kwasowo-ołowiowego można ustalić przez pomiar ciężaru właściwego elektrolitu za pomocą areometru. W przypadku akumulatorów z lampką, ciężar właściwy może być wyższy niż podany powyżej, ponieważ wymagana jest specyficzna charakterystyka rozładowania w akumulatorach z lampką.

Wpisz # 2. Nikiel Żelazo wtórna komórka:

Ten typ baterii składa się z jednej elektrody złożonej z niklu i jednej elektrody złożonej z żelaza zanurzonej w elektrolicie wodorotlenku potasu, do którego dodano trochę hydratu litu w celu poprawienia przewodności ogniwa. Kiedy cela jest rozładowana, materiał aktywny na anodzie jest wodorotlenkiem niklu, podczas gdy na katodzie jest tlenek żelaza.

Teraz, gdy ogniwo jest naładowane, nad anodą tworzy się nadtlenek niklu, a na katodzie pojawia się czyste żelazo. Nie ma chemicznej zmiany w elektrolicie, a jej ciężar właściwy pozostaje taki sam w całym cyklu komórki. Rys. 5.4 pokazuje działanie tego typu baterii.

W konstrukcji baterii niklowo-żelazowej anoda składa się z szeregu rurek wykonanych z perforowanej stalowej taśmy, nawiniętych spiralnie i połączonych ze sobą stalowymi pierścieniami. Rury są mocno platerowane niklem, a aktywny związek niklowy jest w nich pakowany. Warstwy płatkowego niklu przeplatane są materiałem aktywnym w celu poprawy przewodnictwa w anodzie.

Katoda składa się z perforowanych, niklowanych stalowych pasków wytłoczonych w kieszeniach, w które zapakowany jest aktywny związek żelaza. Przewodność katody poprawia się przez dodanie małej ilości rtęci do materiału aktywnego.

Alkaliczne ogniwo niklowo-żelazowe wytwarza napięcie równe 1, 4 V po pełnym naładowaniu i normalnie jest ładowane, gdy napięcie w obwodzie otwartym spadnie do około 1, 1 V. Jednak w przeciwieństwie do ogniwa kwasowo-ołowiowego, ogniwo alkaliczne nie ulega uszkodzeniu, jeśli jest całkowicie rozładowane.

Jednak alkaliczne ogniwo niklowe jest lżejsze niż ogniwo kwasowo ołowiowe o podobnej wydajności, ale jego wydajność jest niższa. Pojemność ogniwa zależy od temperatury. W rzeczywistości poniżej 53 ° F (12 ° C) pojemność ogniwa spada gwałtownie, dlatego ważne jest, aby zapewnić działanie ogniwa w temperaturze równej lub wyższej od tej temperatury krytycznej.

Typowym zastosowaniem ogniw z niklowanego żelaza jest standardowa bateria wyzwalająca o napięciu 30 V prądu stałego związana z rozdzielnicą wysokiego napięcia.

Typ # 3. Nikielowe komórki kadmowe:

Ten rodzaj ogniwa opiera się na reakcji wodorotlenku niklu z wodorotlenkiem kadmu w alkalicznym elektrolicie. Dzięki starannemu ułożeniu reakcji chemicznej możliwe było zapobieganie nadmiernemu gazowaniu i wytwarzanie zamkniętego zespołu do wielokrotnego ładowania. Reakcja chemiczna tego rodzaju baterii może być pokazana jako

Z powyższego widać, że w całkowicie naładowanym akumulatorze niklowo-kadmowym wodorotlenek niklu wykazuje wysoki stopień utlenienia, a materiał ujemny redukuje się do czystego kadmu. Przy rozładowaniu wodorotlenek niklu redukuje się do niższego stopnia utlenienia, a kadm w płytce ujemnej jest utleniany.

Reakcja chemiczna polega zatem na przeniesieniu tlenu z jednej płytki na drugą, a elektrolit działa jedynie jako zjonizowany przewodnik i nie reaguje w żaden sposób z żadną płytką. Należy również zauważyć, że ciężar właściwy nie zmienia się przez ładowanie lub rozładowanie.

Konstrukcja stali niklowanej jest zgodna z elektrodami ujemnymi zawierającymi wysoce porowate związki (nikiel, dodatni, kadm: ujemny) nasyconymi materiałem aktywnym. Dodatnia elektroda jest połączona z górną pokrywą, aby utworzyć dodatni biegun.

Porowate płyty, które zawierają około 80% pustej przestrzeni, są impregnowane materiałami z aktywnej elektrody po obróbce wysoko próżniowej, aby zapewnić wysoki stopień wykorzystania przestrzeni. Podłączone do elektrod są czyste paski niklowe zgrzane do zewnętrznej obudowy. Separatory elektrod są wykute z nietkanego materiału poliamidowego specjalnie dobranego pod kątem długoterminowej stabilności fizycznej i chemicznej.

Zespół ogniwa jest wykonywany w ściśle kontrolowanych warunkach, a końcowe hermetyczne zamknięcie uzyskuje się przez utworzenie uszczelnienia ciśnieniowego pomiędzy górną częścią puszki a odpornym na pełzanie izolującym nylonowym grommerem lub górną płytką. Ponadto, niektóre komórki są wyposażone w rozsądny otwór bezpieczeństwa umożliwiający komórce uwolnienie niewielkiej ilości gazu pod wpływem ekstremalnego nadużywania, a następnie ponowne uszczelnienie i normalne funkcjonowanie po tym czasie.

Pojemność:

Rzeczywista pojemność każdej uszczelnionej komory kadmowej niklu jest w pewnym stopniu zależna od szybkości rozładowania i należy zachować ostrożność przy podawaniu pojemności amperogodzin. Nominalna pojemność ogniwa to ta, która zostanie osiągnięta, gdy całkowicie naładowane ogniwo zostanie rozładowane z prędkością 1, 1 wolta w ciągu 10 godzin. Częstotliwość w AH (Amp Hour) jest znana jako współczynnik K10.

Rozładować się:

Nominalny prąd rozładowania związany z oceną K10 jest określany jako 1x1x10. Podobnie ocena K2 godzin przy prądzie wyładowczym 5x 1 × 10 i K5 będzie wartością amperogodzinną z prądem wyładowczym 2 x 1 × 10.

Nadmierne rozładowanie:

Gdy akumulatory są odbierane w stanie, w którym napięcie na zaciskach jest mniejsze niż 1, 1 V, pojemność może być zmniejszona. Powinny one następnie otrzymać standardową opłatę, a następnie rozładować w tempie 110. Procedurę tę należy powtórzyć, jeśli to konieczne, przed przywróceniem pełnej pojemności baterii.

Ładowanie:

W przypadku ogniw niklowo-kadmowych współczynnik ładowania wynosi 1, 4. Oznacza to, że w przypadku w pełni naładowanego lub częściowo rozładowanego ogniwa należy wymienić 1, 4-krotną pojemność. Podczas ładowania prądem stałym prąd normalny 1, 10 nie powinien być normalnie przekraczany.

Przechowywanie:

Najlepsze warunki przechowywania byłyby w pomieszczeniu w temperaturze od 15 do 20 ° C, przy jak najmniejszych zmianach. Przed przechowywaniem przez dłuższy czas, ogniwo powinno być rozładowane i zabezpieczone podczas przechowywania przed zabrudzeniem i zabrudzeniem. Po przechowywaniu przez długi czas, w pełni naładowane ogniwa będą tracić pojemność z powodu samorozładowania, ale 60% do 70% pojemności początkowej pozostanie zachowane po wielu miesiącach przechowywania.

Charakterystyka:

Ten typ akumulatorów ma następujące zasadnicze cechy:

(1) Wolne od konserwacji. Nie wymagają one żadnej konserwacji.

(2) Konstrukcja odporna na wstrząsy.

(3) Może być stosowany w dowolnej pozycji.

(4) Wysoka rezystancja wewnętrzna (kilka milionów omów)

(5) Dobra retencja ładunku.

(6) Wysokie wskaźniki emisji do 10 I 10.

(7) 1, 4 V w pełni naładowane.

(8) 1, 1 V całkowicie rozładowane.

Komórki wtórne są używane w prawie wszystkich kopalniach w celu zapewnienia przenośnego zasilania elektrycznego lamp nasadkowych i niektórych rodzajów lamp ręcznych. Oba rodzaje ogniw wtórnych są używane w przenośnych światłach. Akumulatory są również wykorzystywane jako źródło zasilania dla systemu sygnalizacji, jak również dla pewnych ciężkich zadań podziemnych, zapewniających zasilanie lokomotyw elektrycznych i niektórych typów maszyn mobilnych, takich jak samochody wahadłowe itp.