САМОДЕЛЬНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ

14. Общие указания. На первый взгляд изготовить свинцовый аккумулятор любительскими средствами ка­жется довольно просто; надо иметь лишь листовой или чушковый свинец, серную кислоту и воду.

Однако, как много разочарований приносят доволь­но часто аккумуляторы собственного изготовления, когда приходится их пускать в работу! Известно так­же, что и покупные аккумуляторы заводского произ­водства не всегда отвечают предъявляемым к ним требо­ваниям.

Радиожурналы прошлых лет, а также многочислен­ные брошюры в свое время уделяли немало внимания кустарному аккумулятор остроению. Предлагались са­мые разнообразные конструкции и рецепты массы, при­чем, почти как правило, указывалось на преимущество данного типа аккумулятора перед другими, описанны­ми раньше. Некоторые из элементов можно было при­числить к разряду довольно удачно сконструирован­ных. Но насколько часто элемент, изготовленный точ­но по указаниям автора, оказывался крайне неудовлет­ворительным. Добавим, что большинство конструкций с успехом испытывалось на практике....

Почему же происходят неудачи?

Мы сказали вначале, что на изготовление аккумуля­торов весьма часто смотрят как на занятие пустяко­вое, не требующее особой внимательности и тщатель­ности. И вот этот-то подход обыкновенно оказывается

О о

Причиной последующих меудач, так как длй того, чтобы аккумулятор мог соответствовать нормальным условиям эксплоатации, следует учесть многие, мелкие на первый взгляд, детали и приложить немалую долю внимания и старательности.

Производство аккумуляторов по своей сущности яв­ляется делом отдельных мелких операций и если даже одну из них выполнить кое-как, без достаточной вни­мательности, эффект окажется отрицательным и аккуму­лятор, без сомнения, в дальнейшем покажет недоста­точно удовлетворительные качества. Если же две - три операции будут выполнены «спустя рукаеа», то імож - но с уверенностью сказать, что в результате получится заведомый брак.

Поэтому основным положением самодельного произ­водства аккумуляторов является точнейшее выполне­ние мероприятий, указанных ниже, особенно в отно­шении приготовления пасты, ее намазки и формиро­вания пластин, так как большинство последующих не­удач берут свое начало именно в этих процессах.

В дальнейшем изложении методов изготовления ак­кумуляторов упор сделан на подробное описание про­цессов производства, а не на описание конструкции деталей и самого аккумулятора какой-то определен­ной емкости, так как очень часто местные условия и наличные материалы заставляют конструктора отсту­пать от точного изготовления какой-либо детали и соблюдения приведенных на чертеже ее размеров.

15. Выбор типа аккумулятора. Какого типа делать аккумуляторы — Планте или Фора-Фолькмара? Конеч­но, конструкция аккумулятора Планте проще, проч­нее и при существующих методах формирования про­цесс получения достаточно толстого слоя активной массы длится не дольше, чем у элементов1 с намав - ными пластинами. У аккумуляторов Планте отпадает необходимость в сложных операциях изготовления пасты, литья решетки,, пастировки, сушки и т. д.

Однако, для получения поверхностных Пластин До­статочно удовлетворительного качества необходимо иметь очень чистый, так называемый «аккумулятор­ный» свинец, содержащий не менее 99,98% чистого свинца при полнейшем отсутствии примесей благород­ных металлов, хлора, нитратов и др. Обычный же рольный или чушковый свинец почти всегда содержит в довольно значительном количестве примеси цинка, железа, мышьяка и т. д. Эти металлы, находясь в свинце даже, з очень небольшом количестве, при ра­боте аккумулятора переходят в раствор и вызывают саморазряд, так как свинец работает всей своей боль­шой поверхностью. Не следует также забывать, что удельная емкость поверхностных пластин гораздо меньше пастированных, почему для изготовления ак­кумулятора потребуется в этом случае в 3—4 раза боль­ше дефицитного свинца, чем для элемента с «амазными пластинами.

Однако, в некоторых случаях все же приходится при­бегать к помощи поверхностных пластин (особенно в анодных батареях), почему ниже отводится некоторое место описанию производства небольших пластин это­го типа.

■iB качестве материала для решеток намазиых пла­стин можно воспользоваться металлом от старых, не­годных, разрушенных пластин, и так как поверхность соприкосновения решетки с кислотой весьма невелика, можно в. этих условиях построить аккумулятор со сравнительно небольшими внутренними потерями, ес­ли, конечно, активная масса достаточно свободна от вредных примесей.

16. Свинец, глет и сурик. Познакомимся в самых кратких чертах со свойствами основных исходных ве­ществ, применяющихся в производстве пастирован­ных пластин.

Свинец — металл большого удельного веса (11,4); атомный его вес — 207,2. Свежий разрез свинца имеет

•металлический блеск и сймейато-серый цвет, но при обыкновенной температуре блеск исчезает вследствие образования под влиянием кислорода воздуха слоя. окислов. Это обстоятельство сильно затрудаяет пайку свинца. Чистый свинец очень мягок и плавится при 327"С. При отвердении он сильно сокращается в объ­еме (на 1°/о своей длины) и плохо заполняет формы. При нагревании близко к точке плавления свинец ста­новится очень хрупким и легко крошится.

Пары свинца и свинцовая пыль имеют сладковатый вкус и действуют, как медленный яд.

Губчатый свинец (активная масса отрицатель­ных пластин) представляет собой свинец в очень раз­мельченном пористом состоянии [абсолютный удель­ный его вес такой же, как у обычного свинца, а кажу­щийся (объемный) — около 3,4]. При соприкоснове­нии с водой в присутствии кислорода воздуха он пе­реходит в гидроокись свинца РЬ(ОН)*, сильно нагре­ваясь гари этом. Эффект особенно повышается при наличии серной кислоты. Имели место случаи, когда теплота, выделяемая этой реакцией, плавила пластины. Поэтому, прежде чем вынимать из аккумулятора от­рицательные пластины, необходимо их сперва промыть в воде с тем, чтобы удалить из массы пластин серную кислоту. Губчатый свинец, являющийся активной мас­сой отрицательных электродов, получается уже в са­мом аккумуляторе под действием зарядного тока, по­чему он для защиты от воду и кислорода воздуха должен всегда быть покрыт электролитом.

Глет. Главными частями пасты, применяющейся для намазки самодельных пластин, служат лреимущест - г. енно свинцовые окислы в виде сурика и глета.

Глет—окись свинца PbO получается прокаливанием свинца їв сильной струе воздуха. Затвердевшая кристал­лическая масса окиси свинца желтоватого цвета изве­стна под названием глета. Желтая порошкообразная масса окиси свинца называется массикотом и может быть получена прокалинанием азотнокислого или углекисло­го свинца. Окись свинца при долгом лежании на воз­духе поглощает углекислоту и переходит в углеки­слый свинец. Удельный вес глета равен 9—9,5, а кажу­щийся— 4—4,5. Молекулярный его вес—223,2. Тео­ретический состав глета — 92,8% свинца и 7,2% кисло­рода.

Сурик — яркокрасный порошок удельного веса 9,07, имеет молекулярный вес 685,6, кажущийся удель­ный вес 4—4,5. Сурик РЬз04 можно представить как соединение окиси свинца РЬО с перекисью свинца РЬОг. Сурик теоретически состоит из 34,80% перекиси свинца и 65,11% окиси свинца, химически связанных между собою. Рыночный же продукт является физической смесью собственно сурика PbaOi с глетом, что происхо­дит вследствие неравномерного нагревания при про­изводстве. В обычном сурике содержание перекиси ко­леблется в пределах 20—28%.

Глет и сурик изготовляются заводами, входящими в объединение «Лакокраска» — имени Менделеева в Ленинграде и «Свободный труд» 0 Ярославле, причем на долю второго приходится около 80% выработки. Аккумуляторный сурик идет главным образом из Яро­славля.

Сурик и глег должны быть совершенно чистыми, без примеси вредных веществ (железные, марганцевые, хлорные, азотистые и уксуснокислые соединения). Сте­пень размельчения окислов оказывает огромное вли­яние на свойств^ готовых пластин. Мелкозернистые легкие окислы дают мягкие, пористые пластины боль­шой начальной емкости, допускающие весьма значи­тельные разрядные токи. Для получения пластин, рас­считанных на длительную работу, следует применять более тяжелые крупнозернистые окислы.

Понятно-, что химически чистые продукты надлежа­щего качества, применяемые на аккумуляторных заво­дах, далеко не всегда доступны радиолюбителю, но ыадо стремиться во что бы то ни стало приобрести или изготовить самому вещества необходимого качест-

Я7

Ва, так как применение загрязненных материалов, по­вторяем еще раз, весьма отрицательно повлияет на качество конечной продукции. Аккумуляторы, изго­товленные іиз «грязных» материалов, не будут долго держать заряда, т. е. отдача их будет невелика и срок службы значительно сократится. В любительских ус­ловиях качество материалов обычно определяется только опытом.

В заводском производстве при изготовлении пасты /томимо глета и сурика в настоящее время все большее распространение приобретает свинцовый порошок, предложенный впервые еще в 1881 г. Фолькмаром. По­рошок этот получается путем размалывания свинцо­вых шариков с доступом воздуха в специальных мель­ницах. Во время размельчения происходит некоторое окисление свинцовых зернышек и в результате полу­чается очень мелкозернистый свинцовый порошок, об­ладающий характерным для него серовато-зеленым цветом. Химический состав свинцового порошка непо­стоянен и в среднем отвечает формуле РЬОо. з - Он со­стоит из металлического свинца, покрытого снаружи слоем окиси различной толщины. Удельный вес его колеблется в зависимости от состава, в среднем он ра­вен 9,5—10,1 и уменьшается вместе с увеличением сте­пени его окисления, так же каїк уменьшается и ка­жущийся (объемный) вес его от 3,4 до 1,8.

Однако, получение свинцового порошка должного качества даже в заводских условиях требует большого опыта и внимания, почему в дальнейшем мы ограни­чимся данными по изготовлению пасты на основе свин­цовых окислов, хотя паста, изготовленная из свинцо­вого порошка, по своим качествам выше окисной.

17. Расчет аккумуляторов. Без сомнения, одной из самых сложных операций аккумуляторного производ­ства является расчет аккумуляторов. Для того чтобы - получить хотя бы приблизительно правильные резуль-, татьг, необходимо учитывать самые разнообразные факторы, влияющие на расчетные величины и затруд­няющие их объединение в более или менее простые формулы. Не имея возможности в популярной бро­шюре подробно рассмотреть расчет аккумулятора в полной его совокупности, мы остановимся лишь на некоторых наиболее существенных моментах, приведя данные, достаточные для сознательного подхода к конструированию самодельных аккумуляторов.

Во-первых, остановимся на вопросе определения ем­кости. Во всех статьях и брошюрах, посвященных про­изводству самодельных аккумуляторов, обычно ука­зывается, что средняя емкость пастироваяны;х пластин равна 4—10 а/ч на квадратный дециметр поверхности положительного электрода.

Понятно, что эти данные не могут решить постав­ленного конструктором вопроса, так как емкость при одинаковой поверхности и прочих равных условиях (составі пасты и ее обработка) может колебаться б весьма значительных пределах в зависимости от толщи­ны электродов, устройства решетки и т. д.

В аккумуляторной промышленности существуют три наиболее часто практикующиеся способа изготовления активной массы для намазывания решетчатых пластин. Эти пасты отличаются друг от друга рецептурой и ме­тодом производства.

Первый из них — это так называемый аммиачный способ. Здесь в качестве исходных материалов берут сурик и сернокислый аммоний. Этот способ в послед­нее время на советских заводах начинает выходить из употребления, так как пластины вследствие недостатков сырья обладают весьма неоднородным качеством и, кро­ме того, недостаточной прочностью — активная масса нередко быстро трескается и выкрашивается, чем сокра­щается срок службы.

Второй способ — порошковый. В нем исходным материалом является свинцовый порошок, замешива­ющийся на разведенной серной кислоте. Получаются пластины очень высокого качества.

И, наконец, третий способ — кислотный, в котором применяются свинцовые окислы и серная кислота. Пра­вильно изготовленная паста по этому способу отли­чается также высокими качествами и является наибо­лее подходящей для самодельных аккумуляторов.

Для определения теоретической емкости какой-либо пасты исходят из содержания металлического свинца в единице объема по весу пасты, весу ее составных ча­стей и их химическому составу.

Для примера возьмем пасту следующего состава: 200 г сурика, 200 г глета, 60 г серной кислоты (50 си3 удельного1 веса 1,2) и 32 г дестиллироваНной воды, общий вес которых 49Эь г.

Атомный вес свинца — 207,2; молекулириьш вес глета — 223,2 и перекиси свинца ■— 239,2. Аккумуля­торный сурик состоит приблизительно из 25% пере­киси и 75% окиси свинца. Тогда чистого свинца в в РЬ02 окажется

РЬ-100 _ 207,2 -100 "РЬОа 239,2 = 8'н<

А в РЬО окажется

РЬ-100 207,2-100 ,ion ,

______________________________________ ss '_____________ ,—' U9 Яп/

РЬО 223,2

Отсюда:

Вес свинца в РЬ02 (25°;0) = 0.87 X Й0 > РЬО (75°/0) = 0,928X 150 Общий вес свинца в сурике — 43,5-f-139,2 Вес свинца в глете • . . . 0,928X200 Общий вес свинца в пасте. 182,7-f-185,6

Процент свинца в пасте. . — 74,8.

. Следовательно, если один кубический сантимегр та­кой пасты весит 4,4 г, то свинца в ней будет 4,4 X ХО,748=3,29 г/см3.

Принимая теоретическую цифру на 1 ампер-час в 3,80 г свинца, получим, что один кубический санти­
метр нашей пасты обладает теоретической емкостью 3,29 :3,86=0,85 ампер-часа.

Однако, как нам уже известно из § 9, аккумулятор, построенный из 1 см3 пасты, никогда не даст такой ем­кости, а всегда меньше, так как коэфициент использо­вания активной массы ниже единицы и для самодель­ных элементов его следует считать в пределах от 0,25 до 0,15—0,20. При этом( активное вещество положи­тельных пластин используется несколько лучше губча­того свинца. При расчете аккумуляторов емкость от­рицательных пластин предусматривается на 15—20% больше емкости положительных.

Коэфициент использования массы зависит от толщи­ны пластин, но не строго пропорционально; он тем меньше, чем толще пластина. С уменьшением плотно­сти разрядного тока и увеличением толщины электрода емкость изменяется сильнее. Это явление легко объ­ясняется диффузией и показывает ее значение при том или ином режиме разряда.

Большое значение имеет конструкция решетки. Чем чаще решетка, тем лучше отводы для тока и тем вы­ше коэфициент использования активной массы. Но здесь следует учесть и оборотную сторону медали, т. е., что при густой решетке уменьшается количество пасты при одном и том же объеме пластин. В радиоаккумуля­торах, от которых потребляют разрядные токи неболь­шой вилы, применяются по преимуществу пластины, имеющие решетки с довольно редкими продольными и вертикальными ребрами.

Состояние активной массы имеет огромное значение с точки зрения использования максимума вещества. Чем пористее масса, тем легче совершается диффузия в глубине пластин и поэтому тем вынге коэфициент использования. Однако слишком большая пористость, каїк мы знаем, вредна, так как она снижает долговеч­ность пластин. Пористость же зависит как от сорта ис­ходных веществ,, так и последующей их обраоотки и консистенции пасты.

Рисунок 13 дает средние практические величины ем­кости положительных пластин и ее изменения в зави­симости от толщины электрода при различных раз­рядных режимах. На основании рисунка 13 можно сделать заключение, что выгоднее конструировать ак­кумуляторы с тонкими пластинами, так как в них мас­са используется лучше.

Однако, как мы знаем, недостаточная прочность слишком тонких пластин и быстрая потеря ими емко­сти не дают возможности применять пластины тоньше определенного (минимума, устанавливаемого практи­кой для каждого отдельного типа аккумуляторов.

Указать толщину пластин;, которая была бы наилуч­шей во всех отношениях для рздиоаккумуляторов, очень затруднительно. Дело в том, что наивысшая удельная емкость не соответствует максимальной прочности, долговечности и наименьшему саморазря­ду. Прочные же, толстые пластины обходятся значителыно дороже одинаковых по емкости, но тонких пластин. Поэтому вопрос о толщине пластин целесо­образнее всего решать, сообразуясь с тамі, какое из свойств для данного случая наиболее важно. Во вся­ком случае при изготовлении электродов для радиоак- кумулятороїв в целях удлинения и! х срока службы и снижения саморазряда необходимо делать пластины при средней густоте их решетки не тоньше 4,5—5 мм.

Плотность и количество электролита, как нам из­вестно, оказывают значительное влияние на емкость ак­кумуляторной батареи. Емкость возрастает с увеличени­ем плотности кислоты до некоторого предела, после чего начинает убывать. Рисунок 14 показывает изме­нение емкости в зависимости от концентрации элек­тролита и величины тока разряда. Кривые вновь ука­зывают на важное значение диффузии.

Для радио аккумуляторов[3] более подходящим явля­ется электролит плотностью (при полном заряде) 1,21—1,22. с расчетом количества электролита 15— 25 см3 на 1 ампер-час: Не следует забывать, что чем больше электролита, тем меньше изменяется его плот­ность во время работы и, следовательно, улучшается диффузия, вслед за которой идет увеличение емкости и среднего разрядного напряжения, т. е. повышается отдача.

Так как электролит в кислотном аккумуляторе при­нимает участие в токообразующем процессе, необходи­мо соблюдать некоторое определенное расстояние между электродами.

Расстояние это зависит от толщины положитель­ных пластин, ПО' которым ведется расчет емкости ак­кумулятора.

Для самодельных аккумуляторов его можно счи­тать равным 0,6—0,75 от толщины пластин.

18. Изготовление решеток. На металлическую неак­тивную часть пластины 'Возлагается выполнение весь­
ма важных функций, а именно подвод и распределение тока в активной массе, а также механическое удержа­ние последней от выпадения. Очень важно, чтобы ак­тивная масса крепко держалась на своем месте, не кро­шилась и не вываливалась, так как иначе емкость ак­кумулятора резко снизится.

Хотя в пластинах, например, анодных аккумулято­ров, для достаточного распределения тока (учитывая крайне слабый режим разряда) можно использовать лишь одну наружную окружающую активную массу

Рамку (так называемые «мас­совые» пластины в полном
вйния Свинца из формы вынимают готовую pfciiietky. Имея 'Подобную форм}', можно сделаггь решетки до­вольно разнообразного рисунка. Для этого следует только передвигать одну форму относительно другой. Например, сдвигая одну форму в направлении про­дольных каналов На половину расстоянии между дву­мя каналами, мы получим решетку, состоящую из ромбовидных идущих вертикально стержней, пересе­

Каемых уже не ромбовидными, а треугольными реб­рами, расположенными то с одной, то с другой сторо­ны, причем вершина треугольника обращена наружу ірис. 15а). В образованной таким путем решетке активная масса разделена вертикальными стержнями на совершенно независимые друг от друга полосы. Масса отдельной полосы представляет собой одно не­разрывное целое благодаря тому, что горизонтальные ребрышки доведены только до половины.

Решетки этой конструкции, дающей вполне удовлет­ворительные результаты на. практике, мы будем при­держиваться при изготовлении пластин.

Густота решетки при определенной толщине зави­сит от назначения аккумулятор а. В аккумуляторах ма­кала решетка делается гуще, а пластина тоньше; в анодных батареях, где от аккумуляторов потребля­ются токи небольшой интенсивности, наоборот, при­меняется редкая решетка ;и более толстая.

Для отрицательных пластин целесообразно приме­нять решетки с несколько меньшими отверстиями (делать ее более густой) с целью получения лучшего контакта активной массы с ребрами вследствие уплот­нения tc течением времени массы губчатого овинца и уменьшения его объема.

Расчет частоты решетки и толщины ребрышек и стержней весьма сложен. Во всяком случае, восполь­зовавшись формой решетки, указанной на рис. 16, можно получить основу пластины для батарей накала достаточно удовлетворительного качества. Что касается анодных аккумуляторов, то конструкция основы по - ложительїніьік и отрицательных. пластин может быть такой же, но более редкой (в 11Л> раза).

19. Формы отливки для решеток. Выше указывалось, что- наилучшими формами следует считать металличе­ские (медные илеиі железные). Они очень прочны и, что ве менее важно, их можно подогревать, чем пре­дотвращается застывание свинца при отливке до окончательного заполнения формы расплавленными металлом. Поэтому, если имеется хотя бы Малейшая возможность, следует изготовить медные или желез­ные формы.

Если же изготовление металлических форм недо­ступно, придется довольствоваться деревянными фор­мами, которые при1 внимател/ьноїм к ним отношении служат не плохо.

Р-стан'Овимся несколько на их конструкции. Прин­цип изготовления металлических и деревянных форм одинаков, меняется лишь способ их обработки.

Берут две ольховые без сучьев, совершенно сухие, тщательно оструганные доски толщиною 25—30 мм, размером на 2—3 см.. больше поверхности будущих" пластин. На одной стороне первой доски чертят точ­
ный рисунок лластиніл, учитывая будущее расположе­ние треугольных ребрышек (они должны быть распо­ложены в шахматном порядке); то же самое проделы­вают па другой доске с таким расчетам, чтобы при наложении одной доски на. другую рисунки точно со­впали, за исключением чередующихся треугольных ребрышек. На каждой доске по рисунку строго по ли­нейке вырезываются стамеской или острым ножом бо­роздки треугольной формы (верши­ной книзу (глубина бороздок зави­сит от толщины будущей пласти­ны); крайние бороздки и выступы (рамка решетки и хвосты) делаются прямоугольными. Точно таїк же вы­резываются литники (отверстия для заливки металлом) и каналы для выхода воздуха.

Две таких деревянных - формы связываются между собою проч­ными петельками и плотно приго­няются друг к другу так, чтобы между сложенными половинками Рис 17 форма в ви форм не было щелей. Закрытая де запиСной книжки форма запирается крючком или за - (схема)

Жимается в тиски.

На рисунках 17 и 18 показана схема устройства та­кой формы, причем литником служит канал а, через который наливается расплавленный свинец. Как толь­ко свинец покажется в канале в, это будет являться признаком, что вся форма наполнилась свинцом.

Для получения безукоризненных пластин необходи­мо, чтобы' соприкасающиеся поверхности досок фор­мы составляли гладкие ;п, лоскости, чтобы бороздки были сделаны гладко*, доски - сильно сжаты и npif складывании доски формы точно (Накладывались одна на другую. Для этого помимо петель - на двух пр-оти - вонюложных углах одной доски следует вбить неболь­шие гвозди (без шляпок), а в другой — в соответству-
іошіик точках сделать небольшие углубления. Перёд от­ливкой каждой пластины форму натирают мелким гра-: фитовьш порошком или кусковым мелом, что защищает дерево - от обугливания при заливке расплавленным

Свинцом.

Такая деревянная форма мо? жет служить для изготовления нескольких десятков пластин, причем иногда после 30—40 от­ливок, когда форма, несмотря на протирку графитом или мелом, все же несколько обуг­лится — ребра теряют строгие формы. Этот недостаток мож­но отчасти исправить ножом, но, конечно, гораздо лучше в тех случаях, когда необходи­мо приготовить большое ко­личество пластин, сделать не­сколько форм, тем более, что их производство весьма не­сложно.

Вместо деревянных можно использовать гипсовые фор­мы, способ изготовления ко­торых неоднократно описы­вался їв многочисленных бро­шюрах и статьях. Однако, чтобы сделать такую форму необходима модель решетки, изготовить которую гораздо сложнее, чем деревянную фор­му. Кроме того, гипсовые формы очень хрупки. Если все же придется пользоваться гип­совой формой, необходимо следить, чтобы она была совершенно сухая, так как лить металл в сырую форму очень опасно.

'Вследствие своей гигроскопичности Гипс постоянно Поглощает влагу из воздуха и поэтому качество его бывает различно. Обыкновенно наливают в гипс столь-

Ко воды, чтобы получилась масса консистенций густой сметаны. Полученная масса при свежем гипсе густеет быстро, при лежалом — дольше. В этой работе необ­ходим предварительный личный опыт. Готовую гипсо­вую форму протирают также мелким графитовым по­рошком.

4 Самодельные аккумуляторы

Размер решетки здесь не указывается сознательно, так как ело нетрудно подобрать самостоятельно в за­висимости от потребности и имеющихся в распоряже­нии сосудов, пользуясь данными, приведенными выше. Для примера на рис. 19 дан схематический чертеж по­ложительной пластины (применяя описанный ниже процесс производства) емкостью при толщине <3 6 мм около 8 ампер-часов.

20. Литье решеток. Как было сказано выше, для ре­шеток можно воспользоваться старым свинцом от не­годных решетчатых пластин или же чистым свинцом (какой, например, применяется в водопроводных тру­бах), к которому для твердости и кислотоустойчиво - сти прибавляют 3—4°/о сурьмы.

Свинец плавится в железном ковше или другом подходящими котелке на примусе или печке. Когда ме­талл совершенно расплавится, следует обязательно снять железной палочкой плавающие на его поверх­ности окислы, затем хорошенько размешать и быстро лить в форму через литник до тех пор, пока металл не заполнит отверстия, служащего для выхода возду­ха. Наполненной металлом форме дают несколько ос­тыть, затем ее открывают и вынимают готовую пла­стину. Лишние концы, образовавшиеся в обоих кана­лах, отрезаются ножом или кусачками. Пластины по­лучаются слепыми в- тех случаях, когда доски были неплотно сжаты или неправильно оетрзтаны.

21. Паста для положительных пластин. Паста для положительных пластин изготовляется из смеси сури­ка с глетом, размешанных на водном растворе серной кислоты. Окислы весьма тщательно смешиваются в сухом виде в продолжение 15—20 минут. Смешивание должно вестись в совершенно сухом и чистом сте­клянном, фарфоровом или свинцовом сосуде. Дело в том, что свинцовые окислы при соприкосновении с водой набухают и в случае недостатка последней бы - стро затвердевают, причем глет схватывается скорей-:

Сурика и комочки сурика растираются в порошок лег-, че koimroib глета. :

На качество пасты очень большое влияние оказы­вает степень ее перемешивания. Следует помнить, что: первая порция воды, приливаемая к окиїслам, сперва, их только слегка смачивает, увлажняет и притом не­равномерно', что ведет к образованию комков, сильно затрудняющих дальнейшее перемешивание. 'Последу­ющее прибавление воды, несмотря на обязательное беспрерывное перемешивание стеклянной или эбони­товой палочкой (а - еще лучше двумя, вращающимися в противоположных направлениях), соприкасается не со всей массой окислов, вследствие чего в отдельных участках, ввиду образующейся при реакции теплоты, развивается высокая там пер ату раї, влекущая за собой также! образование комков. Комочки! эти состоят из окислов, на которые еще не подействовала серная кислота, окруженных слоем окислов, уже связавшихся с кислотой.

Сильно затвердевшие эти комки в значительной сте­пени затрудняют растирание и перемешивание пасты, так что окислы даже при длительном размешивании не распределяются равномерно. Поэтому для получе­ния однородной пасты массу следует размешивать беспрерывно и в высшей степени тщательно.

При1 заливке исходных веществ1 раствором серной кислоты идут - следующие реакции:

С суриком РЬ304 + 2Н2504 = РЬ0, + 2PbS04 + 2H20.

С глетом Pb0 + H2S04 = PbS04 + H20.

В результате реакций образуется свинцовый сульфат, перекись свинца и вода. Сернокислый свинец играет весьма значительную роль в качестве связывающего ве­щества пасты и регулятора емкости будущих пластин.

На качество пасты сильно влияет способ прибавле-' ни я к окислам воды и раствора кислоты. После воды

4* 5І немедленно наливается раствор' кислоту и с таким расчетом, чтобы ори заливке жидкости охватывали всю смесь.

Следует учитывать, что добавление раствора - сер­ной кислоты сейчас же сильно повышает температуру пасты, что влечет за осибой быстрое ее схватывание и затрудняет .'перемешивание и, - если не воспользоваться внешним искусственным охлаждением (поместив со­суд с перемешиваемой пастой їв холодную, температу­рой 8—10°С, воду), .паста может получиться комкова­той. Необходимо следить, чтобы температура пасты не поднималась выше 60°С.

Это обстоятельство очень важно, так как пастаї, приготовленная при температуре ниже 60°С, характе­ризуется не только отсутствием комков, но и другими положительными качествами, проявляющимися при даль­нейшей обработке пластин.

Приготовленную пасту можно пускать в. дело, когда она охладится ниже 30°С. Если взять в еамаїзку пасту с более высокой температурой, то їв. последующих процессах (формировании и т. д.) она будет вести се­бя недостаточно удовлетворительно.

Состав пасты для положительных пластин можно взять следующий:

Глет..................................................... .10 частей повесу

Сурик.................................................. 10 » » »

Серная кислота уд. веса 1,2 .. . 3 » > »

Дестиллированнан зода........................ 1,6 » » »

Если прій указанном количестве воды паста, окажет­ся слишком крепкой, после 20-минутного перемешива­ния можно ввести еще небольшое количество воды, после чего пасту надо снова Мешать 5—10 минут.

Готовая паста должна иметь консистенцию густой оконной замазки. Контроль консистенции имеет боль­шое значение для качества готовых пластин и на ак­кумуляторных заводах он производится особым ме­тодом самым тщательным образом.

Пропорция глета и сурика разных рецептов колеб­лется в весьма широких пределах. Некоторые заводы применяют только один глет. Прибавление сурика к глету помимо других ценных свойств задерживает слишком быстрое схватывание последнего и одновре­менно облегчает проработку пасты. Из чистого же су­рика получить пластическую массу почти невозможно. Кроме того, при намазке пластин из очень быстро схватывающихся окислов для сохранения необходимой для пастирования консистенции приходится вводить в пасту большое количество воды, что сильно уменьшает удельное содержание в пасте свинца, и, следовательно, понижает емкость.

От степени первоначальной сульфатации и влажно­сти зависит качество пасты, коэфициент использования активной массы и срок службы электродов.

22. Паста для отрицательных пластин. Эта паста по своему составу несколько сложнее положительной, так как в нее приходится вводить особые расширители.

Как известно, Отрицательная активная масса при ра­боте аккумулятора обладает способностью сокращать­ся, сжиматься в объеме, причем губчатый свинец как бы спекается, что значительно понижает емкость от­рицательного электрода. Для предотвращения такого спекания употребляют, так называемые, расширители (разрыхлители), которые обычно вводятся в состав пасты.

В качестве расширителя предлагались самые разно­образные вещества, но наиболее простым и в то же время достаточно удовлетворительным расширителем является ламповая копоть (сажа), которая добавляет­ся к отрицательной пасте в количестве 0,5—0,7% по весу.

Роль сажи, повидимому, сводится к. тому, что она механически разделяет кристаллы свинца и сульфата, образующиеся по мере разряда аккумулятора. Сажа препятствует росту отдельных кристаллов губчатого

Свинца, разделяя сульфат, а при заряде она не допус­кает спекания кристалликов свинца и превращения их в плотную свинцовую массу. Вместо сажи можно взять сульфат бария. Необходи - I мо только следить за тем, чтобы отдельные кристал­лики этого вещества были размельчены до такой сте­пени, чтобы порошок напоминал собой очень мелкую и чрезвычайно тонкую пудру. Сульфат бария вводится в количестве 1% no несу отрицательной массы.

Состав отрицательной пасты:

85 частей по весу 14,5 » » » 0,5 » » »

І; Серная кислота уд. в. 1,2 .... 12 » » »

Вода дестиллированная. .

Пасту можно делать также из одного глета с расши­рителем, но добавление небольшого количества сури­ка заметно сказывается на емкости пластин и времени, потребном для их полного формирования. По много­численным исследованиям, пластины, активная масса которых содержит небольшой процент сурика, в про­тивоположность теории формируются как катоды быстрее, чем изготовленные из одного глета.

Сперва производится смешивание глета с суриком (® совершенно сухом сосуде). Сажа добавляется пос­ле. Смешивание должно быть очень тщательное и про­должаться не меньше 15—20 минут, после чего добав­ляется вода при постоянном перемешивании и серная кислота. Перемешивание длится еще около Ю—15 мин.

При смешивании кислоты с глетом реакция идет очень быстро и с большим выделением тепла. Следует помнить, что при повышенной температуре способ­ность глета к цементации увеличивается. Температура приготовления отрицательной пасты не должна превы­шать 65—70° С, так как иначе сильно страдает каче­ство пасты. Перемешивание прекращается, когда тем­пература упадет до 30° С.

Нередко случается, что после введения воды окислы так сильно схватываются, что затормаживают переме­шивание, и если не добавить некоторого дополнитель­ного количества воды окислы могут оказаться непри­годными для изготовления пасты.

23. Добавления к пасте. Иногда советуют добавлять к пасте небольшое (1—2%) количество глицерина. Гли­церин придает пластине значительную прочность и во время формирования активная масса приобретает вы­сокую пористость. Однако, наблюдается, что при этом активная масса катодов после некоторого количества разрядов начинает пузыриться и отпадать. При форми­ровании положительных пластин с глицериновой пас­той решетки подвергаются очень сильной коррозии

■ под действием органических веществ, образующихся в результате разложения глицерина.

В последнее время некоторые аккумуляторные заво­ды стали заменять глицерин (особенно в массовых пластинах с очень редкой решеткой) гликолями. При­месь гликолей придает пластинам свойства глицерино­вой пасты и в то же время она свободна от недостат­ков последней. Гликоли добавляются в пасту сейчас же за кислотой в количестве 3% по весу всех веществ.

Но, конечно, добавление глицерина и гликолей к пастам рассмотренного нами выше состава необяза­тельно, так как при правильном изготовлении эти пас­ты дают достаточно прочные и пористые пластины.

24. Консистенция пасты. Консистенция пасты оказы­вает весьма заметное влияние на качество пластины. Слабая паста обычно дает мягкие и пористые пласти­ны. Крепкая, густая паста способствует получению твердых пластин.

В этом отношении очень показательны опыты, про­изводившиеся в Германии. Были изготовлены 4 пасты из одинаковых количеств исходных веществ (сурик), но разных объемов серной кислоты удельного веса 1,18. Во все пасты вводилось небольшое количество глицерина. В результате получились четыре пасты раз­личной консистенции от нормальной до довольно сла­бой. После намазки пластины высушивались обычным способом и затем формировались в кислотной ванне. Оказалось, что хотя объем активного вещества был одинаков, вес активной массы пластины, намазанной самой жидкой пастой, был меньше, чем у пластины, на­мазанной нормальной настой, а емкость на 21% больше. Вместе с тем пластины с рыхлой пористой массой ока­зались наименее прочными.

25. Намазка решеток. На крупных аккумуляторных заводах решетки пастируются посредством специаль­ных намазочных машин, но в любительской практике речь может итти только о ручной намазке.

Пастировка производится на деревянном столе дубо­вой лопаточкой. Решетки предварительно очищаются от грязи, графита и жира мытьем в содовом растворе (1 : 10), затем промываются чистой водой, погружают­ся в слабый раствор серной кислоты (уд. веса 1,10) и затем поступают в намазку.

На стол кладется кусок чистой пропускной (филь­тровальной) бумаги, а уже на нее — решетка. Бумага служит защитным средством от прилипания пасты к столу и вместе с тем она способствует поддержанию влажности пасты. Очень важно, чтобы бумага облада­ла достаточно хорошей промокающей способностью (не была проклеена). Бумагу можно заменить льняны­ми (полотняными) лоскутами.

Качество пластин в сильной степени зависит от при­емов намазки. На практике хорошо известны случаи, когда пластины, намазанные одной и той же пастой, в одних и тех же условиях, но разными пастировщика - ми, показывают в экоплоатации далеко неравноценные качества.

Повторяем еще раз, на качестве пластин сильно от^ ражается температура изготовления пасты, температур pa пасты при намазке, консистенция пасты и ее одно­родность.

Если паста изготовлена и пущена в намазку при температуре выше допустимой, то во время процесса пастирования она может так затвердеть, что начнет крошиться. Паста же, сделанная при температуре ниже нормальной и пущенная в намазку при одинаковой температуре с пастой, изготовленной при высокой температуре, сохраняет свою эластичность достаточно долгое время.

Во время намазки надо стараться как можно плотнее набивать пасту в ячейки решетки для достижения од­нородности массы и надежного ее соприкосновения с решеткой. Намазав пластину с одной стороны, ее пере­ворачивают и проделывают такую же операцию с Дру­гой стороны, после чего, сняв излишек массы, готовую пластину покрывают другим листом фильтровальной бумаги (или льняной тряпкой) и помещают на несколь­ко минут под пресс. Прессом может служить гладко выструганная доска с наложенным на нее грузом в 15—20 кг. Пластины так и остаются прикрытыми с обеих сторон бумагой.

26. Недостатки пастировки. В результате недоста­точно хорошей пастировки обычно бывают следую­щие дефекты:

А) Получается слабый контакт пасты с решеткой. Это влечет за собой чрезмерное сульфатирование ак­тивной массы у поверхности решетки. И так как суль­фат является очень плохим проводником электричес­кого тока, то активная масса оказывается изолирован­ной от проводящей ток основы пластины, вследствие чего полный заряд становится невозможным.

Б) Образуются трещины в активной массе, что наи­более часто происходит при малопластичной и комко­ватой пасте. У таких пластин активная масса при рабо­те легко вымывается электролитом, что сокращает срок службы аккумулятора.

- в) Происходит отпадение пасты, главным образом, из-за неудовлетворительного ее качества.

Г) Образуются пузыри и чешуйки на поверхности активной массы пластины вследствие неравномерного высыхания пасты (наружный слой влажной пасты вы­сыхает значительно быстрее более глубоких ее слоев).

Д) Неравномерная толщина слоя активной массы, по­лучающаяся из-за неудовлетворительной пастировки, является одной из причин искривления пластин.

27. Цементация (окисление) пластин Намазанные пластины в целях повышения количества свинцового сульфата, образовавшегося в активной массе, и увели­чения их прочности, подвергают процессу цементации, заключающемуся в погружении свежепастированных пластин в раствор серной кислоты уд. веса 1,2—1,24.

Положительные и отрицательные пластины цементи­руются в отдельных сосудах, куда они поступают не позже, чем через 30—40 минут после намазки.

Процесс цементации протекает очень спокойно, если только пластины нормально пастированы и своевре­менно опущены в кислоту. Если же имеют дело с пла­стинами, паста которых приготовлялась и пускалась в намазку при чрезмерно высокой температуре, они мо­гут начать пузыриться с последующим отпадением па­сты. Когда применяют пластины, намазанные слишком жидкой пастой, активная масса при окислении может сползти. Если при окислении кислота нагреется свыше 50° С, пластины также испортятся.

Сняв фильтровальную бумагу, пластины опускают в сосуд с серной кислотой, поичем надо следить, чтобы они не соприкасались между собой и чтобы кислота могла свободно циркулировать между соседними плас­тинами. Каждые полчаса электролит основательно пе­ремешивается. Процесс цементации заканчивается че­рез 10—12 часов. На каждую пластину емкостью 10 а/ч надо взять приблизительно 120—150 см3 раствора кис­лоты.

Держать пластины в цементирующей ванне дольше 12 часов не следует, так как от этого качество их по­нижается. После цементации пластины поступают в сушку.

28. Сушка. Сушкой удаляется с поверхности пластин излишняя влажность. Пластины, изготовленные по опи­санному выше способу, подвергаются сушке на возду­хе в обычных условиях не дольше 8—10 часов; при температуре 50'—60° С испарение излишней влажности длится всего минут 15—20 для отрицательных и 30— 40 минут ■—для положительных пластин.

Процесс сушки должен производиться под присмот­ром, так как слишком просушенные пластины во время формировки требуют затраты гораздо большего коли­чества энергии по сравнению с нормально просушен­ными пластинами.

По окончании - сушки пластины собираются в ком­плекты и поступают в формировочные ванны.

29. Формирование. Под формированием, как изве­стно, подразумевают совокупность операций, которые необходимо проделать, чтобы преобразовать смесь свинцовых соединений, составляющих пасту решеток, в перекись свинца на положительных и в губчатый свинец — на отрицательных пластинах.

Электролитом для формировочных ванн в заводском производстве применяются как растворы серной кисло­ты в пределах уд. веса. 1,02—1,16, так и слабо кислые растворы сернокислых солей натрия, магния, аммония или алюминия.

Выбор того или иного электролита зависит от пред­шествовавшего технологическою процесса производ­ства пластин, т. е. от состава пасты, метода намазки, характера окисления и т. д.

Приобретаемая пластиной во время формирования пористость имеет весьма большое значение для даль­нейшей работы.

Когда формирование производится в кислоте повы­шенной против указанной плотности, образование губ­чатого свинца и перекиси хорошо идет вначале, но за­тем раскисление и восстановление глубоколежащих сло­ев сильно затрудняется. С другой стороны, следует из­бегать формирования в воде, как это иногда делают, особенно если паста слабо окислена. Когда в электро­лите очень мало серной кислоты, то образуется не пе­рекись, а низший окисел, одна часть которого, раство­ряясь в кислоте, осаждается на отрицательном элек­троде, а другая часть выделяется в виде крупных хло­пьев, вначале плавающих в жидкости, а затем осажда­ющихся, чем ослабляется положительный электрод.

Формирование пластин, изготовленных по приведен­ным выше данным, производится в кислоте уд. в. 1,05—1,06.

Предназначенные для формирования положительные и отрицательные пластины помещаются в формировоч­ную ванну (стеклянный сосуд соответствующих разме­ров) вперемежку, т. е. положительные между отрица­тельными. Для предохранения от соприкосновения между собой пластины разделяются стеклянными или эбонитовыми палочками. Положительные пластины со­единяются с плюсом источника постоянного тока, а отрицательные — с минусом.

Начальный формирующий ток не должен превышать (при пластинах в 5—6 мм толщиной) — 0,3—0,4 ампера на квадратный дециметр поверхности (с обеих сторон) положительных пластин. Через 30 часов он снижается до 0,2 ампера. При таком режиме весь процесс форми­рования пластин обеих полярностей заканчивается в 75—80 часов.

Применять -более высокую плотность тока не следует, так как при этом формировка произойдет только на поверхности пластин, а глубоколежащие слои пасты не полностью перейдут в активную массу. С другой стороны, вести формирование очень слабым током то* же не рекомендуется, так как при этом действие элек* їролйза, разлагающего сернокислый свинец и осво­бождающего серную кислоту, окажется слабее непос­редственного действия электролита на окислы, образу­ющего сернокислый свинец и связывающего серную кислоту. В этом случае плотность электролита начнет уменьшаться и параллельно с этим увеличиваться внутреннее сопротивление аккумулятора.

Понятно, что продолжительность формирования из­меняется в зависимости от состава пасты и величины зарядного тока.

Теоретическое количество ампер-часов, необходимое для окисления или восстановления 1 кг различных свинцовых соединений, показано в таблице 3, но нуж­но иметь в виду, что отдача никогда не бывает равной единице. Величина ее зависит в значительной степени от интенсивности газообразования в продолжении про­цесса формирования. Отдача у любительских аккуму­ляторов редко превышает 65—70°/о. Поэтому цифры, помещенные в таблице, надо увеличить в полтора или даже два раза, чтобы получить практическое количе­ство ампер-часов.

Таблица 3

Вначале процесса формирования количество свинцо­вого сульфата, содержащегося в пластинах, б резуль­тате химических реакций пастирования и окисления увеличивается, так как помимо электрохимических процессов, в ванне идут чисто химические процессы — взаимодействие свинцовых окислов с серной кислотой.

Однако, процент сернокислого свинца по мере течения процесса формирования, снижается до весьма малой величины, в то время как плотность кислоты формиру­ющей ванны, уменьшившись вначале процесса, затем возрастает. Кривые рисунков 20 и 21 показывают по

Степенные изменения в химическом составе активной массы по мере осуществления процесса формирования.

Следовательно, в отформированных пластинах всег­да остается небольшой процент сернокислого свинца. Этот сульфат имеет очень большое значение для жизни пластин, так как он является цементирующим материа­лом для активной массы электрода.

Понятно, что показанные на рисунках 20 и 21 дан­ные анализов начальной, промежуточной и конечной пасты при формировании отвечают некоторым средним значениям, так как практические величины в зависимо-

Сти от рецептуры и качества исходных материалов мо­гут несколько разниться от них.

Во время формирования происходят весьма значи­тельные изменения в объеме активных веществ, что в связи с тем или иным рецептом пасты, методами суш­ки и окисления дает в итоге ту или иную пористость пластин. Сульфат свинца, как вещество менее плотное, чем губчатый свинец и перекись, занимает больший фактический объем, чем последние, почему при нали­чии большого процента сульфата в пасте во время формирования пластин активная масса делается по­ристой.

Напряжение в начале формирования достигает 2,3 в, затем она падает до - 2в и к концу процесса поднимает­ся до 2,45—2,5 в и даже несколько выше. К концу формирования цвет положительных пластин приобре­тает равномерный темношоколадный оттенок, а отри­цательные пластины получают нормальный цвет. Если эта окраска появляется только на отдельных частях поверхности пластин, то это служит признаком недо­статочного формирования. Законченные формировани­ем положительные пластины кажутся наощупь жирнО - бархатистыми. Активная масса отрицательных пластин делается мягкой.

Сильное газообразование на обоих электродах раз­вивается не задолго до «стечения времени теоретиче­ского конца формирования.

Плохо или неправильно проведенное формирование ведет к короблению пластин. Такие пластины склонны к сульфатацш: и быстрому отпадению активной массы, что значительно сокращает срок их службы.

30. Первый заряд. После окончания формирования пластины из формировочного электролита вынимают и держат их над ванной до тех пор, пока электролит не стечет с их поверхностей. Группы пластин помещают в аккумуляторные сосуды, где электроды заливаются раствором серной кислоты уд. веса, 1,285 и заряжают током в 0,2 ампера (на квадратный дециметр повер­хности пластин) в течение 10—12 часов.

Первый заряд служит для освобождения пор плас - Тйн от слабого формировочного электролита, а также для деформирования наиболее глубоких их частей. За­ряд идет до установившегося напряжения 2,5—2,6 в на элемент.

Плотность электролита при первом заряде должна несколько понизиться вследствие выравнивания кон­центрации налитого раствора кислоты и формировоч­ного электролита, оставшегося в порах пластин.

После первого заряда пластины будут готовы к по­стоянной работе. Плотность электролита у вполне за­ряженных аккумуляторов, предназначенных для пита­ния радиоприемников, не должна превышать 1,21— 1,22.

31. Сепараторы. При сборке аккумуляторов следует обращать большое внимание на изоляцию разнополюс­ных пластин друг от друга. При слабой изоляции ча­стицы активной массы, случайно выпадающие во вре­мя работы из решеток или уносимые электролитом из них во время заряда, могут осесть между положитель­ными и отрицательными пластинами и создать, таким образом, короткое замыкание. В результате часть тока при включении аккумулятора на заряд будет прохо­дить через эти проводящие осадки и поэтому пласти­ны зарядятся не полностью. Во время разряда такие пластины разрядятся скорее.

Поэтому пластины, как правило, разделяют одну от другой изолирующими прокладками, например, стек­лянными трубками, такими же палочками и эбонитовы­ми, каучуковыми или фанерными листами, которые на­зываются сепараторами.

Наиболее простыми по устройству являются фанер­ные сепараторы.

Деревянные сепараторы получили такое широкое распространение, потому что фанера очень дешева, ее
легко достать, она надежно защищает пластины от ко­роткого замыкания и, что - не менее важно, фанерные, предварительно обработанные, сепараторы обладают весьма ценным свойством, а именно: они, вследствие выделения некоторых веществ, предупреждают уплот­нение губчатого свинца отрицательных пластин и тем самьим удлиняют срок их - службы.

Однако, помимо положительных фанерным сепара­торам свойственны и отрицательные качества. Напри­мер, под действием кислоты электролита фанера рас­щепляется и выделяющиеся из нее вещества входят в соединение с активной массой положительного элек­трода, что увеличивает саморазряд аккумулятора. Са­моразряд этот, почти незаметный при 15° С, резко возрастает с повышением температуры и плотности электролита. Однако, в аккумуляторах, применяемых для питания радиоприемников, деревянные сепараторы не могут оказать сколько-нибудь заметное вредное влияние, если только предварительная их обработка будет произведена надлежащим образом.

Фанерные сепараторы у аккумуляторов заводского производства имеют одну сторону ребристую, причем этой стороной они всегда прилегают к положительной пластине. Такое расположение принято по многим со­ображениям, например, в целях облегчения циркуля­ции кислоты у поверхности положительной пластины, уменьшения вредного влияния сильно окисляющей пе­рекиси на фанеру и т. д.

Однако, для радиолюбителя изготовление таких реб­ристых сепараторов крайне затруднительно. Поэтому самодельные прокладки делаются из обыкновенной гладкой фанеры; соприкосновение же сепаратора с по­ложительными пластинами устраняется при помощи фанерных же или эбонитовых шпилек (шипов), проде­ваемых сквозь дерево сепаратора так, как это показа­но на рис. 22.

Для изготовления сепараторов следует брать непро - кленную сухую, чистую, без пятен, плесени фанеру

Толщиною IV2—2 мм, из которой нарезывается необхо­димое количество дощечек нужных размеров.

Такая необработанная фанера перед ее использова­нием в качестве сепараторов сперва поступает в выще­лачивающую ванну. Дело в том, что в своем обычном состоянии дерево не содержит уксусной и других ор­ганических кислот. Но при соприкосновении волокон фанеры с серной кислотой эти кислоты образуются и

Тем скорее, чем выше температура раствора кислоты. Известно, что органические кислоты пагубно действуют на. свинцовые решетки и вызывают преждевремен­ный износ их, особенно положительных пластин, поче­му деревянная фанера может применяться в аккумуля­торах только после предварительной обработки, или после, так называемого, «выщелачивания», во время которого большая часть органических кислот и их сложных эфиров удаляется из древесины.

Нарезанные дощечки ставятся вертикально по их во­локну в сосуд надлежащих размеров. Во избежание прилипания друг к другу фанерки разделяются тонки­ми деревянными палочками, которые впоследствии мо­гут служить материалом для изготовления шпилек.

На дощечки фанеры для предупреждения всплыва - ния их на поверхность раствора кладется какой-либо груз — лучше всего стеклянный.

Затем в сосуд наливается раствор технического ед­кого натра (каустической соды) или едкого кали удельного веса 1,12—1,14. Конечно, лучше брать хи­мически чистые вещества, но они слишком дороги, по­чему без особого ущерба делу можно пользоваться и технически чистым продуктом. Раствор должен покры­вать верхние края фанерок на 3—4 см. 'Выщелачивание продолжается 6—8 дней, причем каждые два дня реко­мендуется в течение нескольких секунд помешивать раствор деревянной или стеклянной палочкой. После такой обработки фанера приобретает коричневую ок­раску.

По окончании процесса выщелачивания раствор ще­лочи выливается из сосуда и фанера несколько раз ос­новательно промывается водой, после чего она залива­ется «окислительной» ванной •— раствором серной кис­лоты удельного веса 1,12, в которой держится двое суток. Затем кислота выливается, фанера промывается один раз водой, после чего она может итти в дело.

В окислительной іванне фанера под действием рас­твора меняет свою окраску, приобретая вместо коричне­вого желтый цвет, причем на поверхности правильно обработанной хорошего качества фанеры не должно быть никаких пятен.

Упомянутые выше шпильки (рис. 22) делаются с та­ким расчетом, чтобы их длина соответствовала рассто­янию между пластинами, а вверху каждой фанерки продевается шпилька большей длины, на которой ви­сит фанерка, опираясь на верхние края соседних пла­стин.

При этом шпильки продеваются с таким расчетом, чтобы поверхность сепаратора, обращенная к отрица­тельной пластине, почти прилегала к последней; от по­ложительной же пластины фанерку должно отделять почти все межпластинное пространство, что, ослабляя

Ьзаймодействйё фанеры с положительным электродом, в то же время способствует лучшей сохранности ем­кости отрицательной пластины. Сквозь каждый сепара­тор продевают 5 шпилек — три вверху (одна для под­держки сепаратора) и две внизу. Дистанционные четы­ре шпильки продеваются симметрично по отношению к краям фанерки так, чтобы при установке сепаратора между пластинами они находились приблизительно на 4*—5 мм от краев пластин.

32. Конструкция аккумуляторов и батарей. Не сле­дует забывать, что качество батарей вообще и в осо­бенности анодных, состоящих из большого числа по­следовательно соединенных элементов, в значитель­ной степени зависит от целесообразно выбранной конструкции.

Удачная конструкция довольно часто ведет к тому, что самодельная батарея показывает лучшие результа­ты, чем покупная, в то же время неправильная сборка элементов даже прекрасного качества дает в конце-кон - цов низкокачественную батарею.

33. Батарея накала. Батареи накала (напряжением 4 в) состоит из двух элементов соответственно выбранной емкости, соединенных между собой последовательно. Размеры пластин в большинстве случаев приходится выбирать в соответствии с размерами имеющихся со­судов, в качестве которых лучше всего воспользовать­ся стеклянными банками от гальванических элементов прямоугольной или квадратной формы. Конечно, с большим успехом можно применять сосуды эбонитовые или из пластмассы.

При расчете размера пластин надо учитывать, что положительные пластины при работе всегда немного расширяются (растут) и, если не оставить между пла­стинами и внутренними стенками банки некоторого сво­бодного (0,5 см) іцространства, то сосуд может лопнуть.

Конструкция пластин и их обработка описаны выше, здесь же мы остановимся на весьма существенной ча­сти изготовления аккумуляторов — на их сборке. Эле­менты более или менее значительной емкости (15—40 ампер-часов) состоят из нескольких (2—5) положитель­ных и 3—6 отрицательных пластин. Пластины одина­ковой полярности соединены между собой параллельно посредством спайки их отростков с так называемым соединительным мостиком.

Из рисунка 18 видно, что все решетки для аккумуля­торов накала отливаются с двумя ножками и петель­кой. Перед спайкой в группы у всех положительных пластин отрезаются ножки, а у отрицательных — пе­тельки.

Несмотря на то, что пайка свинца — дело довольно хлопотное (паять свинец следует исключительно свин­цом без помощи оловянного припоя, который раство­ряется в кислоте и нарушает контакт, одновременно за­грязняя раствор), все соединения внутри свинцового ак­кумулятора следует спаивать исключительно свинцом. Стягивание проволокой, зажимы и т. д. дают очень не­надежный контакт.

В любительских условиях наиболее простой метод пайки, дающий вместе с тем вполне удовлетворитель­ные результаты, показан на рис. 23, 24 и 25.

Предположим, что каждый аккумулятор имеет 2 по­ложительных и 3 отрицательных пластины. Приступают к пайке отрицательной группы. Для этого пластины а сперва отделяются одна от друтой с помощью дере­вянных прокладок соответствующей толщины d (учи­тывая толщину положительных пластин и межпластин­ного пространства), после чего весь комплект слегка зажимают в тиски или струбцинки h (рис. 23). Во избе­жание выкрашивания активной массы, между пласти­нами и деревянными дощечками помещаются проклад­ки из сукна или другой плотной материи. На хвосты (отростки) пластин надевают заранее отлитые из свин­ца мостики Ь (рис. 25), под которые предварительно подкладываготся тонкие картонные или асбестовые ПОД­

ЛО

Етилочки е (для удержания расплавленного свинца). Вырезав из жести или листового железа два угольника g и f, их приставляют ребром к мостику и обмазывают гипсом или глиной к.

Хвосты, а также мостик тщательно зачищаются до металлического блеска и сейчас же нагретым паяльни­ком или паяльной лампой плавят верхушки хвостов. Расплавленный металл заполняет отверстия мостиков, спаивая пластины в целую группу. Припоем служит стеарин или канифоль. К средине мостика припаивают полюсный отвод С (рис. 24),

Таким же образом спаивается и группа положитель­ных пластин.

При сборке положительная группа вставляется в от­рицательную, после чего прокладываются между пла­стинами фанерки и в петельки положительных пластин и фанерок продевается эбонитовая или деревянная вы­щелоченная и проваренная в парафине шпилька. Таким

Рис. 25. Полюсный Рис. 26. Собранный аккумуля-

Мостик тор накала

Образом, положительный электрод и сепараторы под­держиваются отрицательным комплектом пластин, ко­торый устанавливается непосредственно на дно сосуда. В качестве крышки можно воспользоваться соответст­венным образом вырезанным куском картона, который предварительно должен быть основательно прокипячен в парафине. Для винтовых зажимов, которыми заканчи - ваются полюсные отводы С, в крышке проделываются отверстия необходимых размеров. Кроме этих двух от­верстий посредине крышки вырезывается круглое отвер­стие, служащее для выхода из элемента при заряде га­зов. Это отверстие закрывается резиновой пробкой с просверленным в ней отверстием, после чего крышка заливается мастикой.

Рецептов кислотоупорной мастики существует очень много; приведем здесь несколько из них:

1. Битум нефтяной................... 80 частей

TOC o "1-3" h z Озокерит........................................... 15 »

Гарпиус........................................ 5 »

2. Битум.................................. 83 »

Машинное масло № 2 ... . 12 >-

Нефтяная сажа................................ 5 »

3. Канифоль.................................. 45 »

Битум........................................... 15 »

Терпентіин..................................... 5 »

Положительный отвод одного элемента соединяется с отрицательным отводом другого пайкой или при помощи свинцовой полоски. Оставшиеся свободными крайние отводы элементов покрывают эмалевой крас­кой: плюс — красной, а міинус— синей.

Для удобства - переноски т во избежание поврежде­ний, оба аккумулятора рекомендуется поместить в де­ревянный, наполненный древесными опилками ящик вышиною їв половину сосудов. Если же батарея будет стоять. неподвижно, можно обойтись и без деревян­ного ящика, поставив элементы .на войлочную подстил­ку. Эскиз аккумулятора для батареи накала дан на рис. 26.

34. Анодная батарея. Особенно большое значение имеет. правильное конструирование анодных батарей, обладающих. небольшой емкостью и высоким напря­жением. У этих батарей іпри неудачной конструкции внешний саморазряд достигает весьма большой вели­чины. Нередко нормально заряженная батарея, про­стояв без работы 10—15 дней, почти полностью теря­ет свой заряд (саморавряжается).

Причиной такого большого внешнего саморазряда служат, главным образом, недостаточный уход за а^т кумулятором и неудовлетворительная конструкция ба­тареи. Когда за состоянием батареи «^внимательно следят, поверхность заливочной мастики, закрепляю­щих планок, а также стенок сосудов обливается сер­ной кислотой и в результате этого внешний самораз­ряд резко возрастает. Это в выюшей степени неприят­ное явление растет тем больше, чем выше напряжение между близлежащими полюсами батареи, чем1 їсильмее омочены электролитом проводящие поверхности и чем короче 'Путь между полюсами. Конечно, такой саморазряд происходит не только между зажимами всей батареи, но и между полюсами отдельных ее сек­ций и темі сильнее, чем выше напряжение каждой сек­ции. Ясно поэтому, что при расположении элементов в анодной батарее надо как можно дальше разводить друг от друга отдельные полюсы цепи последователь­но соединенных элементов. Хотя при этих условиях наилучшим расположением бьма бы установка в-сех элементов в один ряд, но при этом получилась бы ба­тарея очень большой длины. Поэтому обычно элементы анодной батареи устанавливаются в 4 ряда (рис. 27).

Кроме того для уменьшения внешнего саморазряда должны быть піринятьг меры против смачивания кис­лотой стенок элементных сосуд01в и всех промежуточ­ных изолирующих материалов (заливочная мастика и т. д.). Это достигается применением веществ, несмачиваемых кислотой, а также использованием более вы­соких сосудов, прикрепляемых к ящику батареи толь­ко своей нижней частью. При более высоких сосудах удлиняется путь для тока утечки и поэтому батарея будет медленнее разряжаться на себя.

Как общее правило, вследствие незначительной ємі - кости, элементы анодной батареи должны быть очень - высокими, и, что не менее важіно, все они должны об­ладать одинаковой емкостью, так как только при этом условии батарея, состоящая из большого числа последовательно соединенных элементов, будет рабо­тать удовлетворительно. Если же емкость аккумулято­ров окажется неодинаковой, то элементы 'меньшей ем­кости во время работы батареи будут разряжаться раньше других. Это в коніце-коицоїв приведет к быст­рой порче пластин этих элементов, потому что они каждый раз будут разряжаться ниже нормы.

Не менее важна сепарация пластин. Положительные и отрицательные пластины надо обязательно отделять друг от друга обработанной фанерой, так как наруше­ние изоляции разноименных пластин ведет к корот­кому их замыканию и сокращает общее напряжение батареи. Следует еще иметь в івіиду, что. полюсные от­воды разрушаются почти всегда раньше пластин («следствие переформировки во время процесса после­дующих зарядов).

В качестве сосудов для анодных элементов хорошо применять широкие стеклянные пробирки или стакан­чики - соответствующих - размеров, так как эбонитовые и другие непрозрачные банки не 'позволяют следить за состоянием пластин, количеством образовавшихся в аккумуляторе осадков и т. д. Прій стеклянных же прозрачных сосудах іміожіно, наблюдая за внешним видом пластин, уровнем кислоты и т. д., судить о внутреннем состоянии аккумулятора и своевременно принимать необходимые предупредительные меропри­ятия. Понятно, что наиболее компактная оборка эле­ментов получается при прямоугольной форме сосу­дов, но обычно их очень трудно достать.

Серьезное 'внимание надо уделять способу укрепле - ни я выводных крайних зажимав - батарей. Довольно ч&сто любители привинчивают полюсные зажимы на деревянном ящике или панели самой батареи. Этого делать не следует у анодной батареи, обладающей высоким напряжением, потому что отсыревший или облитый электролитам деревянный ящик будет хоро­шо проводить электрический так и поэтому батарея начнет еаморазряжаться. Лучше всего выводные за­жимы помещать непосредственно на отростках пла­стин крайних элементов^, для чего следует несколько удлинить эти отростки.

Нетрудно сделать и выводные промежуточные за­жимы для одновременного пользования от данной ба­тареи током другого напряжения. Обыкновенные мед­ные зажимы быстро окисляются, почему их следует покрыть асфальтовым лаком, оставив чистым лишь место непосредственного контакта с присоединенным проводом.

На страницах радиожурналов предлагались всевоз­можные конструктивные оформления анодных аккуму­ляторных батарей, которые, к сожалению, їв большин­стве случаев далеко не отвечали основным требовани­ям, предъявляемым к этим источникам тока. Наиболее существенным недостатком таких конструкций являл­ся именно 'большой (внешний саморазряд, которым страдали также и заводские 'батареи типа «РАТ» и «РТС», не так давно снятые по этой причине с произ­водства.

В анодных батареях можно применять обычные на - мазные пластины описанной выше конструкции, ем­костью в 0,5, 1 или 1,5 ампер-часа. Для упрощения оборки батареи с достаточным успехом можно вос­пользоваться и поверхностными пластинами1, изгото­вленными из листового свинца толщиною не менее 1V 2—2 мм. В виду того что в любительских условиях достать аккумуля'торно-чистый ювинец довольно труд­но, а качестве исходного материала без особого риска можно применить оболочку освинцованного кабеля, изготовляемую обычно из достаточно чистого метал­ла. По 'Возможности надо стараться достать кабель максимальной толщины, чтобы после разрезания по­лучить относительно широкие свинцовые полоски. Ка­бель режется на куски, длина которых определяется потребной емкостью элементов и размерами имею-

Щихся пробирок или стаканчиков. Емкость вполне сформированных электродов можно считать or Wa до 2Vz дапєр-часов на каждые 0,5 дм2 .поверхности (с обеих сторон) положительных пластин. Для упрощения сбор­ки и чтобы избежать пайки разрезанные полоски свин­ца изгибаются в виде буквы П и каждая из них опуска­ется в два рядом расположенные стаканчика. Следова­тельно, одна такая полоска одновременно служит по­ложительным электродом одного элемента и отрица­тельным — другого. Поэтому общая длина отдельного куска кабеля рассчитывается с учетом длины той ча­сти полоски, которая будет служить соединительным мостикам между элементами. Лучше всего делать ба­тареи из 20 элементов (40 ;в). Для каждой из них ре­жется 20 кусков кабеля, причем один из них делается на 8—10 см длиннее. Он будет служить полюсным от­водом для промежуточного напряжения в 20 в. Деле­ние батареи на две секции немного усложняет конструкцию, но в то же время позволяет брать анодное напряжение в 20 и 40 в и производить заряд батареи от источников постоянного тока невысо­кого напряжения (например, механического или другого выпрямителя и т. д.).

Снятая с кабеля путем продольного надреза обо­лочка выпрямляется « очищается стеклянной бумагой до 'Металлического блеска. Затем с обеих сторон по­верхность всех полосок «а протяжении 80—120 мм от их концов (їв зависимости от высоты пробирок или стаканчикоів) покрывают отри помощи ножа' или на­пильника глубокими и частыми бороздками (рис. 28).

Дальше в точках а и b делают надрезы' и отгибают овинец, в результате чего получаются как бы две - пла­стины п и о, соединенные между собою узкой полос­кой р (рис. 29). За исключением одной полоски асе остальные сгибаются в виде буквы! Л (рис. 30). Полос­ка с удлиненной соединительной частью изгибается согласно рис. 31.

Две крайние пластины ( м —) имеют насечку с одного конца; второй конец каждой из этих пластин будет служить крайним полюсным зажимом).

По окончании насечки и сгибания пластины для очистки от жира опускаются на несколько минут в слабый раствор серной кислоты (1,05—1,06), затем они. слегка промываются в проточной воде и поступают В! формировку.

Пластинки, состоящие из чистого свинца, ibi целях ус­корения формируются не в серной кислоте, иа что по­требовалось бы 800—1000 часов и даже больше, |а в особых «быстр о формирующих ваннах», где формиро­вание длится всего лишь несколько десятков часов..

В качестве вещества, ускоряющего формирование, можно воспользоваться бертолетовой солью КСЮз. Формирующая ванна: состоит из раствора серной ми- слоты1 удельного веса 1,08, к которому добавляется на каждый литр 15 г КСЮз

Бее П-образно согнутые пластины подвешиваются на свинцовом стержне или проволоке, соединенной с положительным полюсом источника тока. іВ качестве противоэлектрода (катода) служат три обыкновенные, гладкие свинцовые пластины., расположенные так, как показано в разрезе на ірис. 32.

Формирующая ванна наливается электролитом с та­ким расчетом, чтобы насеченная часть будущих акку­муляторных. пластин оказалась целиком; погруженной в раствор.

Зарядный ток должен быть не больше 0,1—0,12 А на дм2 поверхности пластин. Через 50—60 часов беспре­рывного заряда электроды, соединенные с положи­тельным. полюсом источника тока, покрываются плотным слоем перекиси свинца.

Затем формирующая ванна (выливается, пластины и противоэлектрод основательно споласкиваются дестил - лирошнню'й водой и мосле этого заливаются раство­ром серной кислоты удельного веса 1,08. Но теперь
окисленные пластины соединяются уже с отрицатель­ным полюсом зарядной сети. При пропускании тоїка такой же величины перекись восстанавливается їв губ­чатый свинец, после чего следует новая промывка водой.

В третий раз пластины погружаются в раствор сер' ной кислоты уже раздельно, т. е. каждый П-обраїзіньїй электрод помещается в два рядом расположенные ста­канчика, где после включения тока (0,1 А на дм2) одна пластина через несколько часов по­кроется достаточно толстым слоем перекиси свинца, а вторая останется ^ в виде губчатого свинца. ^

После этого слабая кислотная | ванна выливается и аккумуляторы, залитые кислотой уд. в. 1,21—1,22, <§ можно пускать в работу. |

Если пластины пустить в работу,|l непосредственно после первого их окисления, то такие электроды по мере работы сильно проформиро- Рис. 32. Формирование вываются, коробятся и быстро вы - пластин анодных акку - ходят из строя. муляторов

Укрепление пластин в сосудах и самих сосудов в деревянном батарейном ящике можно выполнить весьма гаростьим и вместе с тем дающим вполне удовлетворительные результаты способом.

Для этого отдельные стаканчики или пробирки сперва монтируются на предварительно обработанной расплавленным парафином и покрытой асфальтовым лаком деревянной панели, ю которой просверлено 20 отверстий, разных наружному диаметру сосудов. Вставленные в эти отверстия сосуды заливаются до верхних их краев мастикой, прочно связывающей их Друг с другом и с деревянной панелью. После этого вставляют ів сосуды сформированные электроды, У разделяют их деревянными! сепараторами.

Как видно ив рисунка 33, сосуд каждого аккумуля­тора готовой батареи как бы состоит из двух частей: нижней (собственно стаканчика) и вершей (кусок стеклянной трубки диаметром 1 см, длиной 4—5 см), соединенных между собой впритык посредством ма­ленькой круглой крышки из проваренного в парафине и окрашенного асфальтовым лакоімі картона. Свинцо-
pa. Разбрызгивание электролита о дайной конструк­ции вообще сведено до минимума, так как расстояние от уровни кислоты до верха стеклянной трубки доста­точно велико, что позволяет производить заряд бата­реи с закрытыми пробкам», конструкция которых по>- нятна из рис. 33. Пробки (если они не резиновые) обязательно провариваются в парафине, после чего сквозь пробку пропускается тонкая стеклянная тру­бочка, служащая для выхода газов.

В целях обеспечения возможности контроля (Напря­жения отдельного злеіміента нетрудно сделать отводы наружу от каждого аккумулятора (уменьшив ширину междуэлементной соединительной пластинки, на одну треть и «выведя этот ее отрезок сквозь мастаку на­ружу).

К промежуточному (между 10 и 11 элементами) и конечным отросткам припаиваются винтовые зажимы, окрашиваемые эмалевой краской. Батарея помеша­ется в деревянный ящик їв - подвешенном (на панели) состоянии.

35. Меры предосторожности. При изготовлении ак­кумуляторов необходимо принимать некоторые меры безопасности. Свинец и его соединения являются яда­ми. Поступая їв человеческий организм, свинцовые соединения, в каком бы они виде ни были (газообраз­ном, растворенном или пылевидном), (вызывают1 ряд заболеваний острых (кордиальпия, рвота, колики, кол­лаж) и хронических (малокровие, раннее развитие ар­териосклероза). Хотя (радиолюбителю сравни те льню редко приходится заниматься сборкой и ремонтом ак­кумуляторов, все же необходимо соблюдать основные меры предосторожности. Если на руках есть хотя бы маленькая ранка или царапина, касаться гольгмм рука­ми свинцовых 'окислов нельзя. Достаточно микроско­пической доли окислов свіиінца попасть через ранку в сухожилие, как последнее начинает гнить. .Развивается

Самодельные аккумуляторы
флегмона. Средств of этой боЛезйи Нет никаких, Щ>6- ме вырезывания сухожилия, так как извлечь попав­шую частицу свинца невозможно, а ее присутствие обусловливает постоянное и притом прогрессивное гниение. Заживание раны после операции наступает через несколько недель, но тот орган или часть его (обычно палец), сухожилие которого было вырезано, перестает действовать. Еда во время. работы с окислами безусловно запрещается. Мытье рук до и после работы обязательно.

При работе с аккумуляторами приходится иметь дело не только со свинцом, но и с очень ' ядовитой серной кислотой, дающей брызги и испарения при формировке т заряде. Поэтому надо mien, под рукой раствор соды и свежую воду. Если кислота попадет на кожу, обожженное место надо немедленно промыть содой, а затем водой. Если брызги кислоты попадут в глаз, его нужно тотчас же. тщательно промыть водой, а затем', слабым раствором соды, так как попадание кислоты в глаз может вызвать тяжелые повреждения.

При работе с паяльником нередки ожоги. ,Очеш> простым и действительным средством против ожогов является смесь равных объемов растительного (льня­ного, подсолнечного) .масла и известковой воды, взболтанных в эмульсию.