Подробно о щелочных аккумуляторах

Щелочные аккумуляторы получили своё название по электролиту, который в них работает. В большинстве случаев это водный раствор КОН (едкий калий) или NaOH (едкий натрий). Этот вид аккумуляторов имеет ряд преимуществ перед кислотным типом батарей, но не лишён и недостатков. В некоторых областях народного хозяйства применение щелочных аккумуляторов более оправдано. Поэтому сегодня мы рассмотрим характеристики и устройство щелочных аккумуляторов, а также сферы их применения.

Самыми распространёнными видами щелочных батарей являются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные (ещё их называют никель─железные). У обоих типов аккумуляторов в заряженном состоянии активная масса положительного электрода состоит из NiOOH (гидроокись никеля) с добавлением окиси бария и графита. Графит предназначен для увеличения электропроводности активной массы. Добавка окиси бария увеличивает срок эксплуатации щелочного аккумулятора.

Активная масса отрицательного электрода в случае никель─металлогидридного аккумулятора представляет собой порошкообразное железа (Fe) и его окислы. В ней присутствует добавки сернистого железа и сернокислого никеля. В случае никель─кадмиевых батарей активная масса отрицательного электрода представляет собой смесь порошка кадмия (Cd) и железа. В качестве электролита для щелочных аккумуляторов применяется водный раствор едкого калия (20%). В электролит добавляется моногидрат лития в количестве 20-30 грамм на литр. Эта добавка увеличивает срок эксплуатации аккумуляторной батареи.

Давайте рассмотрим конструкцию и устройство щелочного аккумулятора на примере моделей батарей, используемых в тепловозах и пассажирских вагонах. Там применяются как никель─металлогидридные (Ni─MH), так и (Ni─Cd). На предприятиях выпускаются никель─железные и никель─кадмиевые батареи, в которых электроды выполнены в виде рамок из стали, покрытой никелем. В пазы этих рамок запрессованы ламели.

Ламель представляет собой пакет, заполненный активной массой. Ламели выполнены из никелированной жести с большим количеством отверстий. Это делается для того, чтобы электролит мог поступать к активной массе.

В никель─кадмиевых аккумуляторах (в маркировке присутствует НК) отрицательная пластина находится между 2-мя положительными. Никель─железные (в маркировке НЖ) или предусматривают наличие одной положительной пластины между 2-мя отрицательными. Чтобы не было короткого замыкания, между пластинами ставят сепараторы. Их делают в виде полихлорвиниловой сетки или эбонитового стержня.

На изображении ниже представлено устройство щелочного аккумулятора Ni-MH. На схеме можно видеть полублоки электродов и аккумулятор в сборе.

А на следующей картинке можно посмотреть устройство щелочного аккумулятора Ni-Cd.

В таких разновидностях аккумуляторных батарей, как ТПНЖК и ТПНЖ используются панцирные положительные пластины. Эти пластины помещаются в специальные чехлы или панцири. Электроды находятся в корпусе из никелированной жести. У корпуса имеется приваренная крышка с отверстиями под выводные штыри. Также предусмотрено отверстие для заправки электролитом и вывода газов. Чтобы придать корпусу механическую прочность, стенки делаются гофрированными. Сверху корпус закрыт резиновым чехлом, который обеспечивает изоляцию элементов от ящика, где установлена батарея. Теперь немного о том, за счёт чего обеспечивается работа щелочного аккумулятора.

Принцип работы щелочных аккумуляторов

Когда происходит разряд батареи, на положительном электроде идёт реакция гидроокиси никеля (NiOOH) с ионами электролита для щелочного аккумулятора. В результате образуется гидрат закиси никеля Ni(OH) 2 . На отрицательном электроде кадмий и железо превращаются в гидрат окиси кадмия (Cd(OН) 2) и железа (Fe(ОН) 2). Протекание тока по внешней и внутренней сети обеспечивает разность потенциалов (примерно 1,45 вольта) щелочного аккумулятора. Таким образом, обеспечивается работа щелочного аккумулятора.
Когда происходит заряд щелочной АКБ, то под воздействие тока активная масса положительных пластин окисляется. Гидрат закиси никеля Ni(ОН) 2 переходит в гидроокись никеля (NiOOH). В активной массе отрицательных электродов при заряде идёт восстановление с образованием кадмия и железа.

Ниже представлены реакции, происходящие в процессе разряда-заряда, представлены следующими уравнениями:

Щелочная АКБ Ni─MH:

2Ni(OOH) + 2KOH + Fe ⇒ 2Ni(OH) 2 + 2KOH + Fe(OH) 2

Щелочная АКБ Ni─Cd:

2Ni(OOH) + 2KOH + Cd ⇒ 2Ni(OH) 2 + 2KOH + Cd(OH) 2

Работа щелочного аккумулятора такова, что номинальное значение разрядного тока составляет 0,2*С. Величина «С» обозначает номинальную ёмкость аккумуляторной батареи. Максимальный разрядный ток, к примеру, при запуске дизельного двигателя, составляет до 4*С. Штатный ток заряда щелочных АКБ равен 0,25*С.

Стоит отметить, что вещества, которые образуются во время работы щелочного аккумулятора и протекания электрохимических реакций, почти не растворяются в электролите и не реагируют друг с другом. За счёт того, что электролит для щелочного аккумулятора с ними не взаимодействует, отсутствует его расход и плотность не меняется. В результате требуется меньший объём, чем в кислотной батарее.

Чтобы отрицательный электрод (состоит из губчатого железа) никель─железной батареи работал правильно, его вес должен быть больше положительного. Эти объясняется большее количество отрицательных пластин в этом типе АКБ. Сборный блок в этом типе щелочных батарей по краям имеет отрицательные пластины. Эти пластины имеют электрическое соединение с корпусом. В Ni─Cd батареях все наоборот. Там активная масса положительного электрода должна иметь больший объем, чем отрицательного. У них блоки имеют по краям положительные пластины, которые имеют соединение с корпусом.

Напряжение щелочного аккумулятора при полной зарядке составляет примерно 1,45 вольта. Из-за существенного внутреннего сопротивления этого типа батарей, напряжение щелочного аккумулятора существенного меньше номинала при разряде и существенно больше при заряде.

Когда выводам батареи подключается нагрузка и начинается разряд, то напряжение быстро снижается до 1,3 вольта, а затем медленно уменьшается до одного вольта. При достижении этой отметки разряд нужно останавливать. Среднее значение расчётного напряжения при разряде равно 1,25 вольта. Ниже напряжения 1 вольт разряжать щелочной элемент не рекомендуется. Это может приводить к потере ёмкости и уменьшению срока эксплуатации.

Когда ведётся зарядка, то напряжение щелочного аккумулятора довольно быстро возрастает с 1,55 до 1,75 вольта, а потом достаточно медленно идёт до 1,8 вольта. Заряд герметичного щелочного аккумулятора ведут до того момента, пока ему не будет передано определённое число А-ч в соответствии с его паспортными характеристиками. Ток заряда герметичного щелочного аккумулятора устанавливается, как 0,25*С (номинальная ёмкость). В процессе заряда батарее передаётся 150 процентов ёмкости. Для дополнительной информации, читайте статьи о и Ni─Cd аккумуляторов.

Кислотные и щелочные аккумуляторы схожи в том, что при зарядке у обоих типов батарей выделяется газ. Однако в случае герметичных щелочных аккумуляторов газовыделение не является признаком окончания зарядки. Но здесь также рекомендуется снижать ток, если выделение газов идёт слишком бурно.

Можно сказать, что герметичные щелочные аккумуляторы лучше перезарядить, чем они будут незаряженными. Неполный заряд для них сокращает срок эксплуатации. В то же время излишний заряд также не допустим. В процессе заряда растёт их температура. При значениях выше 45 градусов Цельсия начинает разрушаться активная масса электродов. Для дополнительной информации, читайте о .

Особенности эксплуатации и срок службы щелочных аккумуляторов

В принципе, уход при эксплуатации щелочных аккумуляторных батарей примерно такой же, как и в случае кислотных. Нужно периодически контролировать уровень электролита, а также проводить зарядку АКБ. Герметичные щелочные аккумуляторы должны регулярно подзаряжаться и находиться в чистоте.

Герметичные щелочные аккумуляторы могут при хранении находиться в полузаряженном или разряженном состоянии достаточно длительное время. Также стоит отметить, что аккумуляторы щелочного типа менее чувствительные к действию отрицательных температур. Кроме того, герметичные щелочные аккумуляторы способны работать при разряде большими токами (высокая перегрузочная способность).

Благодаря тому, что герметичный щелочной аккумулятор имеет большое внутреннее сопротивление, сильный разряд и кратковременные короткие замыкания не вредят этим батареям. Щелочные АКБ устойчивы к воздействию вибрации, тряски, ударов благодаря высокой прочности. По сравнению с кислотными они имеют большую удельную энергию, больший срок эксплуатации и могут храниться дольше.

Саморазряд герметичных щелочных аккумуляторов при разомкнутой цепи составляет 20 процентов ёмкости за 9 месяцев. Это немного, если сравнивать с кислотными АКБ. У последних такой уровень саморазряда наблюдается за месяц. Немаловажно отметить, что при эксплуатации герметичных щелочных аккумуляторов нет вредных газовыделений и они достаточно надёжны.

Но батареи щелочного типа имеют некоторые минусы и неудобства при эксплуатации. Напряжение при разряде у них примерно на 40 процентов ниже, чем у кислотных. В результате для производства одного и того же напряжения АКБ нужно набирать разное количество элементов. И в случае герметичного щелочного аккумулятора количество таких элементов будет значительно больше. Из-за высокого внутреннего сопротивления батарей со щелочным электролитом, напряжение при интенсивном разряде снижается значительно быстрее, чем у кислотных.

Виды щелочных аккумуляторов и области их применения

Ламельные щелочные АКБ, конструкция которых была рассмотрена выше, широко используются в качестве тяговых щелочных аккумуляторов. Кроме того, они используются и в качестве стартерных. Ниже приведены области применения таких аккумуляторных батарей:

• локомотивы и пассажирские вагоны;
• сигнализации и системы аварийного энергоснабжения;
• рудничные электровозы;
• всевозможная напольная электротехника (различные погрузчики на складах и производствах. Например, щелочной аккумулятор ТНЖ);
• для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Щелочные АКБ встречаются в телефонах, фотоаппаратах, трамваях, троллейбусах и т. п. Батареи щелочного типа получили широкое использование в различной портативной технике и электроинструменте. Там используются батареи цилиндрической формы с электродами рулонного типа. Они имеют номинальное напряжение 1,2─1,3 вольта. Такие элементы набираются в аккумулятор и используются, к примеру, в шуруповёртах. Подробнее об их использовании читайте в статье « ».

Кроме того, щелочные аккумуляторные батареи можно встретить в роли стартерных на автомобилях. Правда, выпускаются они в основном только для некоторых грузовых автомобилей, а также для военной техники. На легковых автомобилях они встречаются редко. Но, в принципе, ничего не мешает некоторым автовладельцам устанавливать щелочной аккумулятор 12В на своих «железных коней». И отзывы об их использовании положительные.

В условном обозначении типа аккумулятора буквы означают электрохимическую систему аккумулятора:

• «НК» - никель-кадмиевая;
• «НЖ» - никель-железная;
• Цифры после букв - номинальную емкость аккумулятора в ампер-часах.

Характеристики щелочных аккумуляторных батарей

Типы батарей	Количество аккумуляторов в батарее	Номинальная емкость, А-ч	Номинальное напряжение, В
10НК-28КТ 10НЖ-22КТ	10	28 22	12,50
17НК-28К 17НЖ-22К	17	28 22	21,25
4НК-55КТ, 4НК-55К 4НЖ-45КТ, 4НЖ-45К	4	55 45	5,00
5НК-55К 5НЖ-45К	5	55 45	6,25
10НК-55К 10НЖ-45К	10	55 45	12,50
4НК-80КТ 4НЖ-60КТ	4	80 60	5,00
5НК-80КТ 5НЖ-60КТ	5	80 60	6,25
10НК-80К 10НЖ-60К	10	80 60	12,50

Введение в эксплуатацию аккумуляторов и батарей, не бывших в эксплуатации или хранившихся в разряженном состоянии без электролита:

• Перед пуском в эксплуатацию аккумуляторы, как единично работающие, так и комплектуемые в батареи, подвергнуть растренировке с целью получения номинальной емкости;
• С поверхности аккумуляторов и батарей удалите чистой ветошью пыль и соль, проверьте правильность последовательного соединения аккумуляторов в батарее и плотно затяните гайки межэлементных соединений. Следы ржавчины на деталях, не покрытых лаком, снимите ветошью, смоченной в керосине;
• Аккумуляторы залейте электролитом, дайте постоять не менее 2 ч (для пропитки пластин) и проверьте вольтметром напряжение на каждом из них. В случае отсутствия напряжения на аккумуляторе оставьте его еще на 10 ч, после чего вновь проверьте напряжение. В случае отсутствия его - аккумулятор замените;
• После 2-часовой пропитки проверьте уровень электролита над пластинами аккумуляторов, который должен быть не менее 5 и не более 12 мм над краем пластин.

Строгое соблюдение уровня электролита (не более 12 мм) требуется для предупреждения выплескивания электролита из аккумулятора во время заряда.

Примечание. Для уменьшения уровня электролита в аккумуляторе пользуйтесь резиновой грушей.

После установления уровня электролита аккумуляторам сообщите три тренировочных цикла токами согласно таблице.

Типы аккумуляторов	Заряд		Разряд
	Время, ч	Ток, А	Ток, А	Конечное напряжение, В
НЖ-22	6	5,5	2,8	1,0
НК-28		7,0	2,8
НЖ-45		11,2	5,5
НК-55		14,0	5,5
НЖ-60		15,0	8,0
НК-80		20,0	8,0

Напряжение в конце разряда должно быть не менее одного вольта на худшем аккумуляторе. Если отданная емкость будет не ниже номинальной, аккумуляторы могут быть пущены в эксплуатацию.

Иногда аккумуляторы после длительного бездействия имеют временное снижение емкости. В этих случаях после контрольного цикла дайте заряд нормальным режимом, а разряд производите в течение восьми часов при постоянной силе тока, не обращая внимания на напряжение аккумуляторов.
В конце разряда нормальную силу тока поддерживайте с помощью внешнего источника тока. Для этого аккумуляторы подключите к зарядному агрегату так, чтобы положительный полюс аккумулятора был соединен с минусом зарядного устройства, а отрицательный - с плюсом. После такого глубокого разряда дайте заряд током нормального режима в течение 16 ч и аккумуляторы направьте в эксплуатацию.Последующие заряды производите в течение 6 ч нормальным током в каждой батарее.

Введение в эксплуатацию аккумуляторов и батарей, хранившихся залитыми электролитом

Аккумуляторы, хранившиеся с электролитом не больше одного года, вводите в эксплуатацию без смены электролита (при условии его соответствия требованиям настоящей инструкции).

При более длительном хранении электролит смените. Введение в эксплуатацию производите как аккумуляторы, не бывшие в эксплуатации.

Заряд щелочных аккумуляторов и батарей

Заряд производите от любого источника постоянного тока. Автоматический заряд без постоянного контроля параметров обеспечивают автоматические зарядные устройства серии УЗПС.
Для включения на заряд однотипные аккумуляторы или батареи соедините последовательно. Количество соединенных аккумуляторов определяется напряжением источника тока и напряжением аккумулятора в конце заряда. У исправного и правильно включенного аккумулятора напряжение при нормальном зарядном токе должно быть:

• в начале заряда 1,40 В...1.45 В;
• в конце заряда 1,75 В - 1,85 В.

При эксплуатации аккумуляторов и батарей применяйте следующие режимы заряда:

• Нормальный - 6ч нормальным током;
• Усиленный - 12 ч нормальным током, он сообщается:

• при вводе в действие;
• через каждые 10 циклов, а при нерегулярной работе один раз в месяц;
• после смены электролита;
• после глубоких разрядов ниже допустимых конечных напряжений, а также после разрядов слабыми токами, чередующимися с перерывами в течение 16 и более часов.

Перезаряды улучшают работу щелочных аккумуляторов.

• Ускоренный - 2,5 ч силой тока вдвое больше нормальной и 2 ч - нормальной силой тока.

Никель - кадмиевые и никель-железные аккумуляторы можно заряжать более слабым током, соответственно увеличивая время заряда, однако снижать ток более чем на половину не рекомендуется.

ВНИМАНИЕ! Заряды слабыми токами ухудшают работу щелочных аккумуляторов, а поэтому применяйте их в случае крайней необходимости.
Не допускайте повышение температуры электролита при заряде выше 45° С для составных электролитов, и выше 35° С для электролитов без добавки лития едкого. В случае повышения температуры выше указанной прервите заряд и дайте аккумуляторам остыть.
Заряд аккумуляторов зимой на открытом воздухе при температуре ниже минус 10° С (до минус 30° С) производите нормальной силой тока в течение 7 ч. В случае необходимости заряжать аккумуляторы ниже минус 30° С их утеплите, закрыв войлоком, брезентом или другим материалом.

Примечание. Никель - железные аккумуляторы заряжать при температуре ниже минус 10° С не рекомендуется.

Во время заряда не допускайте выплёскивания электролита. Перед зарядом через каждые 10 циклов проверьте и доведите уровень электролита до норм.Проверьте отсутствие замыкания между стенками соседних аккумуляторов в результате возможного раздутия корпусов. При наличии замыкания напряжение батарей будет значительно ниже номинального.Для обнаружения замкнутых аккумуляторов производите замер зазоров между ними и замер их напряжений. У соприкасающихся аккумуляторов немедленно отверните пробки. Если после устранения замыкания зазор между аккумуляторами меньше 3 мм, изолируйте их листом тонкого эбонита, винипласта или резины.После устранения замыкания аккумуляторов сообщите им усиленный заряд.

Разряд щелочных аккумуляторов и батарей

Разряд щелочных аккумуляторов можно производить до конечного напряжения:

• при 5-часовом и более длительном режиме разряда не ниже 1,0 В;
• при 3-часовом режиме разряда не ниже 0,8 В;
• при 1-часовом режиме разряда не ниже 0,5 В;

Конечное напряжение разряда аккумуляторных батарей определяйте как произведение числа аккумуляторов в батарее на конечное напряжение отдельного аккумулятора, соответственно режиму разряда.Автоматический разряд с заданными параметрами разряда обеспечивают устройства тестирования аккумуляторных батарей.

При эксплуатации аккумуляторов и батарей через каждые 100 - 150 циклов производите контрольные электрические испытания.Аккумуляторам или батареям сообщите два прогоночных цикла. Заряд производите током нормального режима в течение 12ч, разряд нормальным режимом до конечного напряжения 1,0 В у одного из аккумуляторов.

Контрольный цикл проводите в нормальным режимом.

На контрольном цикле производите замеры напряжения каждого аккумулятора:

• при заряде - в начале и конце заряда;
• при разряде - в начале разряда, через 6 ч, 7 ч и через 8 ч разряда.

Аккумуляторы, имеющие через 6 ч разряда напряжение 1.0В и ниже, замените.

Примечание. Контрольные испытания производите после смены электролита.

Никель-железные аккумуляторы могут эксплуатироваться при температуре не ниже минус 20° С, при этом они отдают не менее 70% номинальной емкости.Никель-кадмиевые аккумуляторы - не ниже минус 40° С, при этом они отдают 20% номинальной емкости.

Факторы, сокращающие срок службы аккумуляторов и батарей

• систематические недозаряды;
• глубокие разряды ниже конечных напряжений;
• снижение уровня электролита ниже верхнего края пластин;
• повышенная плотность электролита при температуре выше 0° С;
• повышение температуры.

Устройство. Наиболее распространены никель-железные и никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы. Их широко применяют на э. п. с, тепловозах и пассажирских вагонах. На тепловозах устанавливают аккумуляторную батарею 46ТПНЖ-550, состоящую из 46 последовательно соединенных никель-железных аккумуляторов емкостью 550 А-ч [буква Т - означает, что батарея установлена на тепловозах; П - тип положительных пластин (панцирные)]. Для тепловозов применяют усовершенствованные аккумуляторы ТПНЖК (буква К означает, что электроды комбинированные). На электровозах отечественной постройки применяют батарею 42НК-125, состоящую из 42 последовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 125 А*ч, а на электропоездах - батарею 90НК-55, состоящую из 90 последовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 55 А*ч, на электровозах ЧС - батареи 40NKT-120 и 40NKT-160, состоящие из 40 последовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 120 и 160 А-ч. Номинальное напряжение всех щелочных аккумуляторов 1,2 В.

В никель-железных и никель-кадмиевых аккумуляторах активная масса положительного электрода в заряженном состоянии состоит из гидрата окиси никеля NiOOH, к которому добавляют графит и окись бария. Графит увеличивает электропроводность активной массы, а окись бария - срок службы электрода. Активная масса отрицательного электрода никель-железного аккумулятора состоит из порошкового железа Fe и его окислов с добавкой сернокислого никеля и сернистого железа, а никель-кадмиевого аккумулятора - из смеси порошков кадмия Cd и железа Fe. Электролитом служит 20 %-ный раствор едкого калия КОН с примесью моногидрата лития (20-30 г/л). Эта примесь увеличивает срок службы аккумулятора.

Промышленность выпускает никель-железные аккумуляторы (НЖ) и никель-кадмиевые (НК). Оба электрода в этих аккумуляторах изготовляют в виде стальных никелированных рамок (рис. 162 и 163), в пазы которых впрессованы наполненные активной массой пакеты (ламели) из никелированной жести с большим количеством мелких отверстий для доступа электролита к активной массе. В аккумуляторах НК каждая отрицательная пластина расположена между двумя положительными, в аккумуляторах НЖ каждая положительная пластина - между двумя отрицательными. Для предотвращения короткого замыкания между ними устанавливают сепараторы, выполненные в виде эбонитовых стержней или полихлорвиниловых сеток. В аккумуляторах ТПНЖ и ТПНЖК применяют панцирные положительные пластины. Каждая такая пластина заключена в специальный панцирь (чехол). Корпус, в который помещают пластины и электролит, также изготовляют из никелированной жести. Он имеет приваренную крышку с отверстиями для выводных штырей, для выхода газов

и заливки электролита. Для придания корпусу механической прочности стенки его выполняют гофрированными. Корпус помещают в резиновый чехол, обеспечивающий изоляцию аккумуляторов друг от друга и от ящика, в котором устанавливают батарею.

Разряд и заряд. При разряде щелочного аккумулятора гидрат окиси никеля NiOOH на положительном электроде, взаимодействуя с ионами электролита, переходит в гидрат закиси никеля Ni(OH)2, а железо или кадмий отрицательного электрода превращается соответственно в гидрат окиси железа Fe(ОН)2 или гидрат окиси кадмия CdOН2. Между электродами возникает разность потенциалов около 1,45 В, обеспечивающая протекание тока по внешней цепи и внутри аккумуляторов.

При заряде аккумулятора под действием электрической энергии, подводимой от внешнего источника тока, происходит окисление активной массы положительных пластин, сопровождаемое переходом гидрата закиси никеля Ni (ОН)2 в гидрат окиси никеля NiOOH. В то же время активная масса отрицательных пластин восстанавливается с образованием железа Fe или кадмия Cd. Электрохимические реакции при разряде и заряде никель-железного аккумулятора могут быть выражены уравнением

2Ni(OOH) + 2KOH + Fe ? 2Ni(OH) 2 + 2KOH + Fe(OH) 2

для никель-кадмиевого

2Ni(OOH) + 2KOH + Cd ? 2Ni(OH) 2 + 2KOH + Cd(OH) 2

Номинальный разрядный ток численно равен 0,2 С ном, максимальный при запуске дизеля- (3-4) С ном, зарядный ток - 0,25 С ном, где С ном - номинальная емкость.

Положительным качеством щелочного аккумулятора является то, что все компоненты, образующиеся в процессе заряда и разряда, практически нерастворимы в электролите и не вступают в какие-либо химические реакции. Электролит в процессе электрохимических реакций не расходуется, поэтому плотность его не изменяется. Это позволяет обходиться сравнительно небольшими количествами электролита, что делает эти аккумуляторы более компактными, чем кислотные.

Для правильной работы никель-железного аккумулятора отрицательный электрод (губчатое железо) должен иметь большую массу, чем положительный (гидрат окиси кадмия). Поэтому отрицательных пластин берут на одну больше, чем положительных. В сборном блоке никель-железного аккумулятора крайние пластины отрицательные; они электрически соединены с корпусом. В никель-кадмиевых аккумуляторах, наоборот, положительная активная масса должна занимать больший объем, чем отрицательная. Поэтому у них крайние пластины положительные и электрически соединены с корпусом.

Полностью заряженный аккумулятор имеет э. д. с. около 1,45 В. Вследствие большого внутреннего сопротивления его напряжение при разряде значительно меньше этого значения, а при заряде значительно больше. При разряде напряжение аккму-лятора довольно быстро падает до 1,3 В, а затем медленно уменьшается до 1 В (рис. 164); при этом напряжении разряд следует прекращать. Среднее расчетное напряжение при разряде составляет 1,25 В. Разряжать щелочные аккумуляторы ниже установленного конечного напряжения нельзя, так как это приведет к безвозвратной потере емкости и уменьшению срока службы. При заряде напряжение с 1,55 В быстро поднимается до 1,75 В, а затем медленно повышается до 1,8 В. Заряд щелочного аккумулятора ведут до тех пор, пока не будет сообщено требуемое количество ампер-часов (согласно паспортным данным). Заряд щелочного аккумулятора осуществляется током, равным одной четвертой его номинальной емкости, при этом аккумулятору сообщается 150 % емкости.

Выделение газа у щелочных аккумуляторов не является признаком конца заряда, однако при бурном газовыделении необходимо уменьшить зарядный ток. Щелочные аккумуляторы лучше перезарядить, чем недозарядить, так как неполные заряды способствуют преждевременному выходу их из строя. Повышение

температуры выше 45 °С также приводит к разрушению активной массы электродов.

Особенности эксплуатации. Уход за щелочными аккумуляторами в принципе такой же, как и за кислотными. Необходимо периодически проверять уровень электролита и степень заряжен-ности аккумулятора. Аккумуляторы должны содержаться в чистоте и периодически заряжаться.

Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед кислотными. Они могут долгое время находиться в полузаряженном и даже в полностью разряженном состоянии, что совершенно недопустимо для кислотных. Кроме того, щелочные аккумуляторы не выходят из строя вследствие действия низких температур. Щелочные аккумуляторы имеют большую перегрузочную способность, т. е. могут работать с большими токами при разрядах и зарядах. Благодаря большому внутреннему сопротивлению кратковременное короткое замыкание и глубокие разряды не выводят из строя эти аккумуляторы. Для них характерны большая механическая прочность (аккумулятор не боится тряски, вибраций, ударов), большая, чем у кислотных, энергия на единицу массы (удельная энергия), больший срок службы и срок хранения.

У щелочных аккумуляторов саморазряд при отключенном состоянии очень мал (после 9 мес хранения они теряют лишь 20 % емкости). В то же время у кислотных аккумуляторов суточный саморазряд составляет около 0,5-0,7 % емкости, т. е. в течение месяца они теряют 15-21 % емкости. При эксплуатации щелочных аккумуляторов не происходит вредных выделений паров и газов, что характерно для кислотных аккумуляторов. По указанным причинам они в эксплуатации значительно надежнее, чем кислотные, и требуют значительно меньшего ухода.

Однако щелочные аккумуляторы имеют ряд недостатков. Напряжение щелочного аккумулятора при разряде значительно ниже (почти на 40 %), чем кислотного, вследствие чего при одном и том же напряжении количество аккумуляторов в щелочной батарее будет больше, чем в кислотной. Внутреннее сопротивление щелочного аккумулятора значительно выше, чем у кислотного, следовательно, его напряжение, особенно при больших токах разряда, падает гораздо быстрее и при очень интенсивном разряде аккумуляторной батареи резко уменьшается.

(кислотные и щелочные). Однако правила эксплуатации устройств отличаются. Если рассматривать щелочные модели, то они имеют массу преимуществ, поэтому являются востребованными. В первую очередь важно упомянуть о широком диапазоне рабочей температуры. Случаи мгновенного отказа у моделей исключаются. При минусовой температуре их можно хранить продолжительное время без какого-либо риска. Устройство щелочной аккумуляторной батареи довольно простое.

Основными элементами являются никелевые электроды. Также у моделей используются токовыводы разной толщины. У всех моделей в корпусе заливается электролит. По плотности он может отличаться. Для того чтобы более подробно разобраться в устройствах, необходимо ознакомиться с общими правилами эксплуатации аккумуляторных батарей, а также конкретными модификациями.

Общие правила использования

Подключение всех аккумуляторных батарей осуществляется методом растренировки. Для этого на контакты подается напряжение различной мощности. Также следует знать несколько правил заливки электролита. Осуществляется весь процесс через горловину, которая находится в верхней части корпуса. Однако перед этим важно проверить пластмассовый бак.

При обнаружении грязи ее следует удалить. При этом с ржавчиной можно справиться при помощи керосина. Некоторые модификации очень чувствительны к резким перепадам температуры. Также важно учитывать, что гайки устройства периодически следует подтягивать. При длительном хранении аккумуляторов необходимо менять электролит из бака. В зависимости от емкости модели устройству нужно дать некоторое время настояться. Зарядка должна осуществляться до конца.

Модели "Оптима"

Эти щелочные аккумуляторные батареи для автомобилей изготавливаются с никелевыми электродами. В данном случае токовывод располагается в нижней части корпуса. При необходимости уровень электролита проверить очень просто. Для того чтобы использовать устройство, нужно произвести растренировку. Для эксплуатации модели в первую очередь проверяются верхние контакты.

К резким перепадам температуры они не слишком чувствительны. Однако грязь может значительно помешать нормальной работе аккумуляторной батареи. Для того чтобы избежать отказов устройства, следует протереть контакты сухой тряпкой. Если на корпусе видны потемнения, то нужно воспользоваться керосином. В некоторых случаях специалисты рекомендуют менять электролит.

Аккумуляторы "Сада"

Перед использованием данных аккумуляторных батарей важно проверить уровень электролита. Если модель долгое время хранилась при отрицательной температуре, то следует проверить сварные швы. Также многие специалисты рекомендуют периодически подтягивать гайки. Больших перепадов температуры указанные щелочные не боятся. Перед подключением устройства следует проверить После смены электролита не нужно делать зарядку прибора. Также важно отметить, что с контактов надо всегда удалять пыль. Иногда на них может оседать соль.

Использование батарей SBS

Указанные щелочные аккумуляторные батареи (1.2 вольта) очень чувствительны к механическим повреждениям. В данном случае никелевые электроды располагаются рядом с сепараторами. Иногда пластик между ними может залипать. В такой ситуации следует сразу сменить электролит. Однако в первую очередь проверяется напряжение устройства. В среднем указанный параметр обязан составлять 2 В. После смены электролита не нужно сразу заряжать. Минимум следует подождать два часа. После этого проводится растренировка. На этом этапе важно проверить плотность соединений. Также нужно уделить внимание контактам.

При обнаружении соли необходимо воспользоваться тряпкой. После растренировки следует снова проверить номинальное напряжение аккумуляторных батарей. Если данный показатель не превышает 2 В, устройства не могут эксплуатироваться. Многие специалисты рекомендуют заряжать их слабым током. В этом случае снижение емкости происходит быстро. В некоторых случаях батареи приходят в непригодность из поломанного токопровода. Тогда следует обращаться в сервисный центр. Заряжать указанную модель разрешается от любого источника.

Модели Data Safe

Указанные щелочные аккумуляторные батареи оснащены прочным болтовым борном. Также важно отметить, что в устройстве применяются электроды ламельного типа. Заливка электролитов осуществляться может только через горловину. Растренировка проводится зарядом до 2 В. В данном случае снижение емкости происходит очень резко. В некоторых случаях специалисты советуют заранее слить электролит. После этого бак должен постоять около двух часов.

Также важно следить за сухостью контактов. Однако ржавчина на них появляется редко. Отдельно внимание следует уделить соединениям. В некоторых случаях болты нужно плотно затягивать. После заливки электролита зарядить аккумуляторные батареи разрешается после трех часов. Непосредственно подключать устройства необходимо через отрицательный полюс. Начальное напряжение указанной аккумуляторной батареи обязано составлять не более 1.4 В.

Эксплуатация батарей щелочного типа серии "НК-28"

Указанные щелочные аккумуляторные батареи изготавливаются в пластмассовом корпусе. Как утверждают эксперты, механических повреждений они не боятся. Однако следует остерегаться минусовых температур. Заряжать устройство разрешается с любого источника. При длительном хранении батарей можно сразу поменять электролит. В данном случае электроды используются ламельного типа. Снижение емкости у модели происходит быстро. Контакты у этого устройства располагаются в верхней части корпуса. На контактах ржавчина появляется очень редко. Однако соль при длительном хранении всегда образуется.

Для того чтобы от нее избавиться, можно просто воспользоваться сухой тряпкой. В это время с ржавчиной поможет справиться керосин. Сливать электролит нужно аккуратно. После этого бак должен отстояться около двух часов. Далее горловину следует тщательно протереть. Затем нужно залить емкость полностью электролитом. При этом важно следить за уровнем вещества. После этого аккумуляторная батарея должна простоять не менее трех часов. Начинать растренировку следует со слабого тока. Непосредственно подключение устройства надо начинать с отрицательного полюса.

Модели серии "НК-22"

Обслуживание щелочных аккумуляторных батарей "НК-22" очень простое. Контакты у данной батареи изготавливаются со специальной защитой. Также важно отметить, что у них имеется широкая горловина. Таким образом, электролит менять очень просто. При необходимости проверить состояние электродов можно легко. Соль на контактах образуется редко. Растренировка осуществляется при напряжении в 3 В. Также важно отметить, что пропитка пластином происходит быстро. Борн у этой модели установлен винтового типа.

Устройства щелочного типа серии "НЖ-45"

Эти щелочные аккумуляторные батареи для электропогрузчиков разрешается хранить даже при температуре -30 градусов. Корпус в данном случае от ржавчины защищен. Многие специалисты утверждают, что устройство можно заряжать от любого источника. Однако растренировку следует проводить при напряжении 2 В.

Также важно отметить, что устройство чувствительное к резким перепадам напряжения. Затягивать гайки в данном случае нужно тщательно. Снижение емкости у модели происходит довольно быстро. Токовывод в устройстве располагается в нижней части корпуса.

Эксплуатация моделей серии Yuasa

Эти щелочные очень требовательны к Электроды в данном случае установлены ламельного типа. Непосредственно токовывод располагается в нижней части конструкции. Гайки у модели часто подтягивать не требуется. Непосредственно растренировка осуществляется при малом заряде тока. При длительном хранении аккумуляторных батарей менять электролит не обязательно. Однако следует перед эксплуатацией всегда проверять показатель номинального напряжения. Подключение зарядного устройства осуществляется через положительный полюс.

серии "5НК 125"

Щелочные аккумуляторные батареи "5НК 125" отличаются от прочих моделей тем, что у них быстро происходит пропитка пластином. Таким образом, процесс зарядки много времени не отнимает. Сепараторы в устройстве применяются пластикового типа. Болтовой борн располагается непосредственно рядом с электродами. Для того чтобы сменить электролит, нужно снять защитную крышку. Контакты у этой модели располагаются в верхней части бака.

Показатель номинального тока в устройстве составляет 2 В. Снижение емкости осуществляется очень быстро. Также важно учитывать, что модель разрешается эксплуатировать даже при температуре -30 градусов. Можно делать зарядку слабым током. Отдельно следует отметить, что контакты у этой модели разрешается прочищать обычной тряпкой.

В наш век электрификации сложно представить жизнь без технологий. Но они не работают на пустоте, им необходима своя специфическая «еда». И хорошо если есть подключение в электросети. Но что делать, когда нет доступа к источнику поддержки или пользоваться им постоянно неэффективно? В таких случаях спасают батареи и аккумуляторы. Про один из них и будет вестись разговор в рамках статьи.

Чем являются аккумуляторы щелочные

Что он собой представляет и что используется при его изготовлении? Щелочной аккумулятор - это накопитель электрической энергии. В нём активная масса отрицательного электрода - пластина, сделанная из пористого кадмия или железа. В качестве положительного используется никелевый каркас, который заполняет окисью трехвалентного этого же материала. Электролитом выступает 20% раствор едкого калия. Электрические свойства проявляются благодаря преобразования энергии из электрической в химической и наоборот. Первый процесс называется зарядкой. Второй - разрядкой. Зарядка щелочных аккумуляторов не вызывает проблем, если использовать качественно изготовленные средства, чтобы поддерживать батареи в рабочем состоянии.

Устройство

Как же устроен этот накопитель энергии? В общих чертах это было обрисовано, давайте остановимся более детально. Положительный электрод, когда он заряжен, является гидратом окиси никеля с добавками окиси бария и графита. Последний из них увеличивает электропроводимость. Окись бария позитивно сказывается на сроке службы электрода. Отрицательный же состоит главным образом из порошкового железа. Также могут быть его окиси, сернокислый никель и порошок кадмия. Электролит - это едкий калий, в который подмешан моногидрат лития (с расчетом в 20-30 грамм на один литр). Благодаря этой примеси увеличивается общий срок работы батареи. Вот такое устройство щелочного аккумулятора и оно обеспечивает характеристики, что делают данный тип источника энергии популярным.

Выпуск

Если говорить о том, что поставляет промышленность под маркой «щелочные аккумуляторы», то в первую очередь необходимо говорить о:

1. Никелево-железных. В этих аккумуляторах положительные панцирные пластины расположены между 2-мя отрицательными.
2. Никелево-кадмиевые. В этих аккумуляторах отрицательные пластины расположены между 2-мя положительными.

В них обоих электроды сделаны в виде рамок из стали. В их пазы были впрессованы пакеты, наполненные активной массой. Сами они сделаны из никелированной жести, в которой есть много различных мелких отверстий, через которые осуществляется взаимодействие содержимого с электролитом. Чтобы устранить возможность короткого замыкания между пластинами, устанавливаются сепараторы, которые выполнены в виде полихлорвиниловых сеток или эбонитовых стержней. Есть особенности и с корпусом. Так, чтобы пластины и электролит его не повредил, то он изготавливается из никелированной жести. Для выхода газов используется приваренная крышка, в которой есть отверстия.

Работа

Во время функционирования к положительным качествам, которыми обладают аккумуляторы щелочные, относят то, что компоненты, возникающие при заряде и разряде, почти не растворяются в электролите. Также они не вступают в химические реакции, которые могут повлиять на работоспособность батареи. Благодаря этому, также не расходуется электролит, то аккумуляторы щелочные имеют очень компактные размеры, по сравнению с другими. А что же про них говорят люди? Чем являются с точки зрения пользователей щелочные аккумуляторы? Отзывы дадут понять это:

1. При выборе важно было место, что будут занимать батареи. Аккумуляторы щелочные идеально подошли по всем условиям, как по напряжению, так и по компактности.
2. Батареи данного типа отличаются надёжностью работы, длительным сроком службы и рекомендуются всем, кому необходимо часто с ними работать.

Особенности эксплуатации

Что необходимо делать во время эксплуатации? Соблюдайте ряд правил, и риск возникновения проблем будет минимальным:

1. Периодически проверяйте уровень электролита и заряд аккумулятора.
2. Содержите в чистоте.
3. Периодически заряжайте батареи, даже если вы не используете их.

Про щелочные аккумуляторы можно сказать, что они весьма устойчивы к повреждениям, но лучше следить, чтобы с ними ничего не происходило. Также подзарядку при неиспользовании необходимо делать примерно раз в год (за это время рассеивается около 25-30% заряда).