ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Общие сведения. Герметичные аккумуляторы в отличие от обычных не требуют на протяжении всего срока службы доливки или корректировки электролита, могут заряжаться в закрытом состоянии и допускают эксплуатацию при любом положении в пространстве. Эти аккумуляторы в процессе заряда и разряда не выделяют газов или паров, поэтому могут непосредственно монти­роваться в приборах и аппаратах, как и другие электротехнические детали, путем пайки, сварки или зажима гибких проводников под гайку. Конструкция герметичных аккумуляторов обеспечивает их высокую вибро- и ударостойкость.

В настоящее время в герметичном исполнении выпускают толь­ко щелочные кадмиево-никелевые аккумуляторы. Для того чтобы осуществить полную герметизацию кадмиево-никелевого аккуму­лятора, необходимо устранить газовыделение при заряде или обеспечить поглощение выделяющихся газов внутри, аккумуля­торов.

Для аккумуляторов этого типа характерно сравнительно низкое зарядное напряжение (1,35—1,45 В), мало изменяющееся в процес­се заряда. Это объясняется тем, что емкость их отрицательного электрода, как правило, значительно превышает емкость положи­тельного, вследствие чего к моменту полного заряда положитель­ного электрода отрицательный электрод остается частично недо - заряженным и содержит еще некоторое количество окислов кад­мия, препятствующих повышению потенциала (а следовательно, и повышению напряжения аккумуляторов) и выделению водорода. Конструкция аккумулятора обеспечивает достаточно быстрое погло­щение кислорода, выделяющегося при заряде на положительном электроде, активной массой отрицательного электрода. Этот про­цесс ведет к непрерывной регенерации окислов кадмия на отрица­тельном электроде и препятствует выделению на нем водорода. Непрерывное окисление кадмиевого электрода газообразным кис­лородом позволяет сообщать герметичным аккумуляторам такого типа значительные перезаряды или даже эксплуатировать их в режиме непрерывного подзаряда слабым током.

Достаточно быстрое протекание процесса поглощения кислорода при заряде можно осуществить, обеспечив сравнительно свободный доступ газа к поверхности электродов. Это достигается резким сни­жением количества электролита в аккумуляторе и применением тканевой сепарации. В ряде случаев принимают специальные меры: вводят дополнительные электроды, способствующие газопоглоще­нию, увеличивают открытую поверхность кадмиевого электрода, максимально уменьшают расстояние между положительным и от­рицательным электродами и т. п.

Применение малого количества электролита и тканевой сепа­рации позволяет осуществить плотную сборку, чем достигается до­статочно низкое внутреннее сопротивление в герметичных аккуму­ляторах.

Электрохимические процессы, протекающие на электродах гер­метичных аккумуляторов, не отличаются от процессов, протекаю­щих в негерметичных аккумуляторах.

Герметичные аккумуляторы на номинальное напряжение 1,25 В предназначены для использования в качестве источника питания в электрических схемах с потреблением тока, численно не превы­шающим 0,1—0,2 номинальной емкости аккумулятора. При разряде аккумуляторов большими токами отдаваемая емкость несколько меньше номинальной.

Эти аккумуляторы надежно работают при температурах от О до +45° С. Они могут найти широкое применение в качестве ис­точника питания в пе­реносных осветитель­ных приборах и радио­аппаратуре. Возмож­ность эксплуатации ак­кумуляторов в режиме непрерывного подзаря - да малым током с пи­танием от сети перемен­ного тока через мало­габаритный выпрями­тель обеспечивает им широкое применение в системах аварийного освещения.

Малогабаритные аккумуляторы применяют для питания элект­рических схем портативных слуховых аппаратов, карманных фона­рей, транзисторных радиоприемников и других приборов.

По форме герметичные аккумуляторы бывают дисковые, цилинд­рические и прямоугольного сечения. В герметичных аккумуляторах используют металлокерамические, фольговые или ламельные элек­троды. Ниже описаны наиболее распространенные типы герметич­ных аккумуляторов малых и средних габаритов.

Дисковые аккумуляторы. Дисковые малогабаритные герметичные аккумуляторы изготовляют следующих типов: Д-0,06, Д-01 и Д-0,2. В обозначении буква Д означает форму аккумулятора (дисковая), число — его номинальную емкость в ампер-часах при 10-часовом режиме разряда.

Аккумуляторы указанных типов конструктивно отличаются только габаритными размерами. Устройство дисковых аккумулято­ров показано на рис. 39, на котором в качестве примера приведен разрез аккумулятора Д-0,06. Аккумулятор смонтирован в стальном никелированном сосуде 7 круглой формы с небольшим кольцевым заплечиком.

Стальная никелированная крышка 4 с изоляционной проклад­кой 6, опирающаяся на заплечики, герметически скреплена (заваль - цована) с корпусом. Внутри корпуса помещены положительный и отрицательный электроды 1 и 2, сепаратор 3 и пружина 5.

Электроды представляют собой брикеты из положительной и отрицательной активной массы, запрессованные в никелевую сет­ку толщиной 0,2 мм. В аккумуляторе Д-0,2 отрицательный электрод безламельный.

Пластинчатая пружина 5 имеет толщину 0,2 мм и служит для обеспечения механического и электрического контактов отрицатель­ного электрода 2 с крышкой 4 и положительного электрода 1 с корпусом 7.

Изоляционная прокладка 6 изготовлена из винипластовой плен­ки толщиной 0,4 мм и предназначена для изоляции крышки, яв­ляющейся отрицательным выводом аккумулятора, от корпуса, слу­жащего положительным выводом. Кроме того, изоляционная прок­ладка обеспечивает герметизацию аккумулятора.

Характеристики герметичных аккумуляторов дисковой формы приведены в табл. 23. Общий внд этих аккумуляторов показан на рие. 40.

Таблица 23

Цилиндрические аккумуляторы. Герметичные акку­муляторы цилиндрической формы ЦНК-0,2, ЦНК-0,45 и ЦНК-0,85 предназначены для питания транзисторной аппаратуры.

В обозначении буква Ц означает форму аккумуляторов (цилинд­рическая), НК — электрохимическую систему (никель-кадмневая),

Число — номинальную емкость аккумулятора в ампер-часах при 10-часовом режиме разряда.

Аккумуляторы конструктивно отличаются друг от друга лишь габаритными размерами. Устройство этих аккумуляторов приведено на рис. 41, на котором в качестве при­мера показан разрез аккумулятора ЦНК-0,85.

Аккумулятор выполняют в виде ци­линдрического корпуса, в котором смонтированы все детали: положитель­ный блок с сепараторами, пластмассо­вое дно 8 и кольцо 4. Стальной корпус 10 аккумулятора имеет кольцевые ка­навки, при помощи которых обеспечи­вается необходимое газовое простран­ство. Положительный блок с сепара­цией состоит из двух положительных электродов 6, имеющих форму полуци­линдра, положительного вывода 1, пластмассовой крышки 2 и капроново­го сепаратора.

Электроды представляют собой бри­кеты из активной массы, запрессован­ной в никелевую сетку толщиной 0,2 мм. Отрицательные электроды 7 выполняют в виде трех одинаковых сегментов, на­ружный диаметр которых сопрягается с кольцевыми впадинами корпуса, а внутренний —с сепаратором, надетым на положительные электроды. Вини - пластовое кольцо 4 ограничивает пере­мещение отрицательных электродов 7 в сторону крышки 2, что предотвраща­ет замыканне отрицательных электро­дов с положительными через нижнюю часть положительного вывода 1.

Положительный вывод аккумулято­ра вмонтирован в крышку, а отрица­тельным выводом служит корпус. В аккумуляторе ЦНК-0,45 отрицатель­ным выводом, кроме того, служит дно аккумулятора, представляющее собой металлический кружок, вставленный с наружной стороны пластмассового дна при закатке аккумулятора.

Характеристики цилиндрических аккумуляторов приведены в табл. 24, их разрядные кривые приведены на рис. 42.

Аккумуляторы прямоугольной формы. Герметич­ные аккумуляторы прямоугольной формы обозначают индексом КНГ, что означает кадмиево-никелевый герметичный. Указанные аккумуляторы изготовляются промышленностью емкостью от 5,5

До 50 А-ч с безламельными электродами. В качестве сепарации применяют щелочестойкую хлориновую ткань. Электролитом (как и во всех герметичных аккумуляторах) служит раствор едкого кали с добавкой едкого лития.

Аккумуляторы собираются в железных сосудах, окрашенных нитроэмалью (рис. 43). Отрицательный полюс аккумулятора вы­водится на корпус, а положительный — через резиновое уплотнение на изолированный от корпуса выводной контакт. Придонное прост­ранство некоторых типов аккумуляторов заполняется активирован-

Ным углем, чем обеспечивается интенсивное поглощение газа и низкое давление внутри аккумулятора в процессе эксплуатации. Характеристики аккумуляторов КНГ приведены в табл. 25.