Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы хорошо работают в качестве стартерных батарей, переносят низкие температуры, поэтому могут находиться на открытых площадках в любое время года



Скачать 39.18 Kb.
страница1/2
Дата15.09.2022
Размер39.18 Kb.
#131050
  1   2
Введение
курсовая, Введение

Введение

Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы хорошо работают в качестве стартерных батарей, переносят низкие температуры, поэтому могут находиться на открытых площадках в любое время года. Основные недостатки безламельных аккумуляторов - небольшой срок службы, а также относительно высокая стоимость.


Применяют также безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы КНБ со спеченными пластинами и тонкими сепараторами из капрона или винилита, что уменьшает их внутреннее сопротивление, объем и массу. По механической прочности и сроку службы аккумуляторы КНБ уступают НК и НЖ аккумуляторам. Сейчас изучается возможность замены дефицитного и токсичного кадмия, применяемого в НК аккумуляторах, кобальтом.
Наиболее слабая зависимость удельной энергии от температуры наблюдается у безламельных никель-кадмиевых аккумуляторов как с металлокерамическими, так и прессованными электродами.
Наиболее слабая зависимость удельной энергии от температуры наблюдается у безламельных никель-кадмиевых аккумуляторов как с металлокерамическими, так и с прессованными электродами.
Однако кислотные аккумуляторы имеют более пологую разрядную кривую по сравнению с никель-цинковыми и безламельными никель-кадмиевыми аккумуляторами, разрядные кривые которых идут почти параллельно.
Никель-цинковые и серебряно-цинковые аккумуляторы, обладающие более высокими показателями по величине удельной энергии по сравнению с безламельными никель-кадмиевыми аккумуляторами, могут конкурировать с последними в аппаратуре, для которой малые вес и габариты имеют первостепенное значение, но к которой не предъявляются высокие требования по работоспособности при низких температурах, сроку службы и сохранности.
Однако кислотные аккумуляторы ( кривая ) имеют более пологую разрядную кривую по сравнению с никель-цинковыми ( кривая 3) и безламельными никель-кадмиевыми аккумуляторами ( кривая 6), разрядные кривые которых идут почти параллельно.
Никель-цинковые аккумуляторы по удельной энергии занимают промежуточное положение между никель-кадмиевыми и серебряно-цинковыми аккумуляторами, так как меют на 30 - 40 % более высокие показатели по удельной энергии, чем безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы, но уступают.
Тип аккумулятора со щелочным электролитом следует выбирать в зависимости от условий применения. Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые имеют бесспорные преимущества перед никель-цинковыми и серебряно-цинковыми аккумуляторами по сроку службы, надежности и работоспособности при низких температурах, целесообразно использовать для питания устройств, к которым пред-являются высокие требования по климатической устойчивости.
Тип аккумулятора со щелочным электролитом следует выбирать в зависимости от условий применения. Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые имеют бесспорные преимущества перед никель-цинковыми и серебряно-цинковыми аккумуляторами по срог ку службы, надежности и работоспособности при низких температурах, целесообразно использовать для питания устройств, к которым предъявляются высокие требования по климатической устойчивости.
Так, например, у элемента ЗС-У-30 внутреннее сопротивление равно 0 18 ом, у стационарного свинцового аккумулятора С-1 - 0 004 ом, у безламельного никель-кадмиевого аккумулятора КНБ-32 - 0 006 ом, у серебряно-цинкового аккумулятора СЦД25 - 0 007 ом.
Никель-цинковые аккумуляторы, хотя и имеют меньшую стоимость, чем серебряно-цинковые аккумуляторы, не могут их заменить из-за малой величины удельной энергии. При наличии безламельных никель-кадмиевых и серебряно-цинковых аккумуляторов никель-цинковые аккумуляторы могут найти применение только в тех случаях, когда к аккумуляторам не предъявляется высоких требований по сроку службы, сохранности, работоспособности при низких температурах или когда применение безламельных никель-кадмиевых аккумуляторов не оправдано из-за большого их веса и габаритов, а применение серебряно-цинковых аккумуляторов не выгодно с экономической точки зрения. 
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.
Никель-цинковые аккумуляторы, хотя и имеют меньшую стоимость, чем серебряно-цинковые аккумуляторы, не могут их заменить из-за малой величины удельной энергии. При наличии безламельных никель-кадмиевых и серебряно-цинковых аккумуляторов никель-цинковые аккумуляторы могут найти применение только в тех случаях, когда к аккумуляторам не предъявляется высоких требований по сроку службы, сохранности, работоспособности при низких температурах, или, когда применение безламельных никель-кадмиевых аккумуляторов не оправдано из-за большого их веса и габаритов, а применение серебряно-цинковых аккумуляторов не выгодно с экономической точки зрения.

1.1 Принцип действия и устройство никель-кадмиевого аккумулятора



В аккумуляторе есть два электрода: никелевый и кадмиевый. Первый представляет собой гидроксид никеля, которые смешан с проводящим материалом, а второй представляет собой сетку из стали, в которую впрессован кадмий. Пространство между ними заполнено щелочью. В результате происходит химический процесс с участием гидроксидов никеля, кадмия и воды, который является обратимым.
Корпус может быть плоским, кубическим, цилиндрическим и должен быть герметичным и прочным. Никель-кадмиевый аккумулятор может хранится в разряженном состоянии и это не скажется на его характеристиках, в отличии от других типов (например, от никель-металл гидридных – NiMH). Срок службы может быть от 100 до 900 и более циклов. Современные промышленные АКБ способны работать до 25 лет.
Важной особенностью никель-кадмиевого аккумулятора является его низкое сопротивление, поэтому он не нагревается при зарядке, даже если используют большой ток. Греться он начинает только тогда, когда зарядиться полностью, что и используют как маркер для окончания подзарядки.
В настоящее время использование никель-кадмиевых аккумуляторов сильно ограничено по экологическим соображениям, поэтому они применяются только там, где использование других систем невозможно, а именно — в устройствах, характеризующихся большими разрядными и зарядными токами. Типичный аккумулятор для летающей модели можно зарядить за полчаса, а разрядить за пять минут. Благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению аккумулятор не нагревается даже при зарядке большим током. Только когда аккумулятор полностью зарядится, начинается заметный разогрев, что и используется большинством зарядных устройств как сигнал окончания зарядки. Конструктивно все никель-кадмиевые аккумуляторы оснащены прочным герметичным корпусом, который выдерживает внутреннее давление газов в тяжёлых условиях эксплуатации.
Цикл разряда начинается с 1,35 В и заканчивается на 1,0 В (соответственно 100 % ёмкости и 1 % оставшейся ёмкости)
Электроды никель-кадмиевых аккумуляторов изготавливаются как штамповкой из листа, так и прессованием из порошка. Прессованные электроды более технологичны, дешевле в производстве и обладают более высокими показателями рабочей ёмкости, в связи с чем все аккумуляторы бытового назначения имеют прессованные электроды. Однако прессованные системы подвержены так называемому «эффекту памяти». Эффект памяти проявляется, когда аккумулятор подвергают зарядке раньше, чем он реально разрядится. В электрохимической системе аккумулятора появляется «лишний» двойной электрический слой и его напряжение снижается на 0,1 В. Типичный контроллер устройства, использующего аккумулятор, интерпретирует это снижение напряжения как полный разряд батареи и сообщает, что батарея «плохая». Реального снижения энергоёмкости при этом не происходит, и хороший контроллер может обеспечить полное использование ёмкости аккумулятора. Тем не менее, в типичном случае контроллер побуждает пользователя выполнять всё новые и новые циклы зарядки. А это и приводит к тому, что пользователь своими руками, из лучших побуждений, «убивает» батарею. То есть можно сказать, что батарея выходит из строя не столько от «эффекта памяти» прессованных электродов, сколько от «эффекта беспамятства» недорогих контроллеров.
Бытовой никель-кадмиевый аккумулятор, разряжаемый и заряжаемый слабыми токами (например, в пульте дистанционного управления телевизора), быстро теряет ёмкость, и пользователь считает его вышедшим из строя. Так же и аккумулятор, длительное время стоявший на подзарядке (например, в системе бесперебойного питания) потеряет ёмкость, хотя его напряжение будет правильным. То есть использовать никель-кадмиевый аккумулятор в буферном режиме нельзя. Тем не менее, один цикл глубокой разрядки и последующая зарядка полностью восстановят ёмкость аккумулятора.
При хранении NiCd-аккумуляторы также теряют ёмкость, хотя и сохраняют выходное напряжение. Чтобы избежать неверной разбраковки при снятии аккумуляторов с хранения, рекомендуется хранить их в разряженном виде — тогда после первой же зарядки аккумуляторы будут полностью готовы к использованию.
Для полной разрядки батареи и выравнивания напряжений на каждом разряжаемом элементе можно подключить цепочку из двух кремниевых диодов и резистора на каждый элемент, тем самым ограничив напряжение на уровне 1—1,1 В на элемент. При этом падение напряжения на каждом кремниевом диоде составляет 0,5—0,7 В, поэтому выбирать диоды для цепочки необходимо вручную, используя, например, мультиметр.
После длительного хранения батареи необходимо провести два-три цикла заряд/разряд током, численно равным номинальной ёмкости (1C), чтобы она вошла в рабочий режим и работала с полной отдачей.

1.2 Преимущества и недостатки


Преимущества

  1. Широкий температурный диапазон эксплуатации;

  2. Возможность длительного хранения в разряженном состоянии;

  3. Большое количество циклов разрядки и зарядки;

  4. Стабильная работа на морозе, не снижает емкость при отрицательных температурах (до определенных пределов);

  5. Безопасность: если сравнивать с литиевыми, то никель-кадмиевые не могут загореться при разгерметизации;

Недостатки



  1. Очень высокий уровень саморазряда. В первые сутки может потерять до 10% емкости, а за 1-2 месяца разрядиться полностью, хотя есть модели, которые теряют 10-12% за месяц, но тут влияет еще и то, насколько он заряжен;

  2. После долгого хранения без использования необходимо восстановить его по определенному алгоритму;

  3. Никель-кадмиевые аккумуляторы нужно обязательно разряжать полностью, у них есть ярко выраженный эффект памяти;

  4. Энергетическая плотность низкая, если сравнивать с другими типами АКБ.

Относительно эффекта памяти стоит рассказать отдельно, так как это одна из самых важных особенностей данного типа аккумуляторов. Он «запоминает» напряжение, до которого он был разряжен в прошлый раз и при следующем цикле отдаст энергии только до этого значения. То есть, если его использовали на 50% и поставили на зарядку, то его емкость сократиться наполовину. Этот момент обязательно стоит учитывать.


Также к недостаткам можно отнести токсичные материалы, которые есть в аккумуляторе, поэтому их нельзя выкидывать. Кадмий – ядовитый металл, поэтому в некоторых странах данные АКБ вообще запрещено производить (но не запрещено использовать). Однако, если не разбирать никель-кадмиевый аккумулятор, если корпус не разрушится, никакой опасности нет, но все же требуется утилизация по определенным технологическим процессам.

2.1 Процесс изготовления никель-кадмиевого аккумулятора



Настоящее изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к производству щелочных герметичных аккумуляторов с безламельными электродами, и может найти применение в произ водстве аккумуляторов данного типа.Известен способ изготовления безламельного электрода щелочного аккумулятора путем напекания на часть токоотвода, прикрепляемую к подножке, слоя карбониль О ного никеля, припрессовки токоотвода с подложкой и последующего кратковременного спекания 11.Недостатком этого способа является невозможность прикрепления токоотводов к5 пористой никелевой основе, пропитанной активным веществом, после формирования электрода, Это вызвано тем, что подложка представляет собой окислы металлов и припрессованный к ней токоотвод не припека ется, Кроме того, при припекании таким способом вся подложка нагревается до температуры 600 - 700 С, что недопустимо для пропитанного и формированного электрода: нарушаются его физико-химические свой ства,Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ изготовления безламельного кадмиевого электрода 12 путем изготовления по- ЗО ристой никелевой основы, пропитки ее активными веществами с последующей формпровкой, разрубкой на отдельные электроды, восстановления мест, предназначенных для прикрепления токоотводов в среде водорода с одновременным охлаждением остальной части электрода в теплообменнике с циркулирующим потоком охлаждающего агента и последующего прикрепления токо- отвода к электроду.Недостатком этого способа является ненадежное прикрепление токоотводов к электродам в местах, восстановленных для этой цели, за счет того, что при быстром нагреве части электрода до температуры восстановления никеля основы (750 в 8 С) кадмий полностью не возгоняется и вступает в реакцию с никелем основы, образуя различные соединения, которые создают болшие трудности для подбора режимов приварки токоотвода к основе электрода.Целью настоящего изобретения является исключение брака электродов, Температуру охлаждающего агента на выходе из теплообменника поддерживают в интервале 20 -о 50 С и восстановление ведут в течение 2,0 - 3,0 мин.Описываемый способ изготовления безламельного кадмиевого электрода реализуется следующим образом,725124 10 15 20 25 Зо 35 40 15 50 55 00 Заказ 148/19 Изд.216 Тираж 857 Полгнсное 1.ПО ссПоиск Сапунова, 2 Типография, лр. На ленточную подложку наносят порошок карбонильного никеля и производят спекание ленты в водородной атмосфере; Полученную основу пропитывают в растворах активных солей и щелочи, формируют и разрубают на отдельные электроды, Затем у каждого электрода производят восстановление места, к которому прикрепляют токоотвод.Восстановление производят следующим образом.Электроды укладывают в теплообменник таким образом, чтобы часть электрода, которая подвергается восстановлению, находилась за пределами теплообменника, Теплообменник представляет собой полый корттусс циркулирующим охлаждающим агентом, например водой, в котором имеются гнезда для размещения электродов. Теплообменник с размещенными в нем электродами помещают в муфельную щелевидную печь с температурой 750 - 850 С, Муфельная печь по всей длине имеет постоянное сечение и на своем входе выполнена с зоной охлаждения, в которой циркулирует поток охлаждающей жидкости. Через муфельную печЬ и ее зону охлаждения пропускают поток водорода. В теплообменник подают охлаждающий агент, например воду, которая через стенки корпуса охлаждает электрод. Температуру охлаждающего агента на выходе из теплообменника поддерживают в пределах 20 - 50 С. При соблюдении этой температуры охлаждающего агента происходит постепенный нагрев восстановляемой части электрода под действием тепловых лучей муфельной печи. В результате постепенного нагрева сначала возгоняется кадмий из пор основы электрода, а затем происходит восстановление никелевой основы. Потоком водорода кадмий удаляется из зоны восстановления, При поддержании температуры, охлаждающего агента ниже 20 С происходит неполное восстановление основы за необходимый промежуток времени (2 - 3 мин).При поддержании температуры охлаждающего агента выше 50 С происходит быстрый процесс нагрева восстановляемой части электрода и кадмий не успевает полностью возгоняться и начинает вступать в реакцию с никелем основы.Восстановление части электрода производят в течение 2 - 3 мин. При восстановлении менее 2 мин часть никеля основы электрода не успевает полностью восстановиться, а увеличение времени восстановления свыше 3 мин нецелесообразно, т. к. скорость восстановления уменьшается. После выдержки времени восстановления теплообменник с электродами выгружают из муфсльной печи и перед окончатсльной выгрузкой выдерживают в зоне охлаждения в среде водорода не менее 30 с. Это необходимо для исключенття окисления нагретой восстановленной часттт электрода на воздухс. Затем электроды удаляют из теплообменника и к их восстановленным местам сваркой производят прикрепление токоотводов.П р и м е р. Металлокерамические отрицательные кадмиевые электроды герметичного никель-кадмиевого аккумулятора типа НКГД в количестве 20 штук размещались в гнездах теплообменника таким образом, что места для прикреплениятокоот водов находились за пределами теплообменника. Теплообменник с электродами помещался в муфельную печь с температурой 820 С и расходом потока водорода 5 матч. Через теплообменник пропускали воду и поддерживали температуру ее на выходе из теплообменника равной 35 С. Восстановление производили в течение 2,5 мин. Затем теплообменник удаляли из муфельной печи, выдерживая перед этим в зоне охлаждения в потоке водорода в течение 1 мин, и электроды из него выгружались. Электроды в восстановленных местах подвергали подпрессовке и приваривали токоотводы, Прочность соединения и токопроводимость удовлетворяли требованиям техдокументации.Использование данного способа изготовления кадмиевых электродов по сравнению с прототипом позволит исключить брак по прикреплению токоотводов к электродам. Ф ор м ул а изобретен ия Способ изготовления безламельного кадмиевого электрода щелочного аккумулятора путем прикрепления токоотводов к пористой основе, пропитки активными веществами с последутощей формировкой и разрубкой на отдельные электроды, восстановления мест, предназначенных для прикрепления токоотводов в среде водорода с одновременным охлаждением остальной части основы в теплообменнике с циркулирующим охлаждающим агентом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью исключения брака, температуру охлаждающего агента на выходе из теплообменника поддерживают в интервале 20 - 50 С,и восстановление ведут в течение 2 - 3 мин.Источники информацтттт,принятые во внимание при экспертизе 1.

2.2 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.

2.3 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 Сном, максимальный при запуске дизеля— (3-4) Сном, зарядный ток — 0,25 Сном, где Сном — 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.

3 Техника безопасности в аккумуляторном производстве



Рабочим при обслуживании и ремонте аккумуляторных батарей приходится иметь дело со свинцом и его соединениями, представляющими собой медленно действующие яды. Отравляющее действие на организм свинцовой пыли, паров свинца и его соединений, раздражающее действие серной кислоты на слизистую оболочку и дыхательные пути, ожоги, причиняемые серной кислотой при попадании ее на кожу, взрывоопасность гремучего газа - все это требует от рабочего аккумуляторной мастерской строгого соблюдения правил техники безопасности.
Рабочие аккумуляторной мастерской должны знать безопасные методы труда, для чего при поступлении на работу они проходят вводный инструктаж, затем инструктаж на рабочем месте и обучение основам техники безопасности. Все работники аккумуляторной мастерской независимо от их квалификации и стажа работы не реже одного раза в шесть месяцев проходят повторный инструктаж.
Все поступающие на работу в аккумуляторную мастерскую должны пройти предварительный медицинский осмотр и в дальнейшем проходить медицинское освидетельствование один раз в шесть месяцев,
Для рабочих аккумуляторной мастерской соблюдение правил техники безопасности имеет особенно большое значение. Выделяющийся в процессе заряда батарей водород при определенной концентрации образует с кислородом воздуха «гремучий газ», взрывающийся даже от небольшой искры.
При осмотре аккумуляторной батареи во время обслуживания можно использовать только электрические переносные лампы с предохранительной сеткой во избежание взрыва гремучего газа. Перед постановкой аккумуляторной батареи на заряд необходимо прочистить вентиляционные отверстия и вывернуть пробки, чтобы не допустить скопления внутри элементов большого количества гремучего газа, приводящего к разрыву крышек аккумуляторов.
При плавке свинца оксиды, образующиеся на его поверхности, нужно удалять металлической шумовкой и сбрасывать в ящик с плотно закрытой крышкой. Открывать крышку следует только во время сбрасывания оксидов. Работать мокрым черпаком или заливать свинец в сырые, непрогретые формы воспрещается.
При отливке свинцовых деталей охлаждать их водой категорически воспрещается, так как вода, попадая в расплавленный свинец, интенсивно испаряется и увлекает за собой частицы свинца, которые при попадании на кожу могут причинить ожоги. Для защиты от ожогов при работе с расплавленным свинцом рабочий должен надевать защитный резиновый фартук, резиновые перчатки, резиновые полусапоги и защитные очки.
Для улучшения общих условий труда помещение мастерской должно быть оборудовано хорошо работающей вентиляцией с обязательным устройством отсосов на каждом рабочем месте, где выполняются производственные операции, связанные с выделением пыли, свинца и его оксидов. Скорость всасывания воздуха в приемных отверстиях вытяжных устройств должна быть 1,5—4 м/с; вентиляция должна обеспечивать в помещении шести - восьмикратный обмен воздуха в 1 ч.
Особенно активно выделяются пары при расплавлении свинца электрической дугой Все работы необходимо проводить в респираторе. На рабочих местах по ремонту электродов, отливке свинцовых деталей и сборке аккумуляторных батарей следует пользоваться респиратором марок РПГ-67, У-2К, Ф-62Ш, «Лепесток-200, -40, -5» и др.
При замене пластин одежда и руки рабочего постоянно загрязняются соединениями свинца, поэтому необходимо работать в хлопчатобумажном костюме с кислотостойкой пропиткой, резиновом фартуке и перчатках.
При приготовлении заливочной мастики и при работе с ней надо опасаться ожогов. Кроме того, от постоянного соприкосновения с маслом, входящим в состав мастики, появляются кожные заболевания, поэтому перед началом работы необходимо смазывать руки вазелином.
При сверлильных операциях можно пользоваться только электродрелями, которые рассчитаны на напряжение не выше 220 В. К работе с электродрелью могут быть допущены только те рабочие, которые усвоили правила техники безопасности при работе с электроинструментами. Ручка электродрели и ввод питающих проводов должны быть надежно изолированы, а выключатель должен находиться только на электродрели. Корпус электродрели должен быть заземлен изолированным проводом сечением не менее 2,5 см2. При работе с электродрелью следует применять защитные средства: резиновые перчатки, галоши, резиновый коврик или изолирующую подставку (при напряжении, равном 36 В, пользоваться галошами или перчатками следует только при работе в сырых помещениях). Пользуясь электродрелью, нельзя допускать перегрузки двигателя и перекоса сверла
Если электродрель рассчитана на напряжение 36 В, то для понижения напряжения нужно применять только двухобмоточный трансформатор; использовать в этом случае автотрансформаторы или реостаты запрещается. Металлический корпус трансформатора и один из выводов обмотки со стороны низкого напряжения должны быть заземлены.
Штепсельное соединение сети напряжением 36 В и ниже должно исключать возможность включения его в цепь более высокого напряжения.
Основные правила техники безопасности при работе с аккумуляторными батареями. Приготовление электролита следует производить в специальном помещении в резиновых перчатках и фартуке. Следует избегать попадания электролита на кожу. Попавший на кожу электролит необходимо смыть 10 процентным раствором соды и холодной водой.
Особую предосторожность следует соблюдать при смешивании серной кислоты с водой. Бутыли с серной кислотой должны находиться в специальных корзинах и необходимо соблюдать особую предосторожность при их транспортировке и переливании. При смешивании кислоту нужно лить в воду тоненькой струей.
В аккумуляторном цехе необходимо особо строго соблюдать пожарную безопасность. Электровыключатели необходимо расположить в соседнем помещений. Особое внимание необходимо обратить на хорошую вентиляцию помещения, так как при зарядке аккумуляторных батарей выделяется много взрывоопасных газов.Аккумуляторные батареи, подготовленные к заряду, должны быть соединены посредством плотно прилегающих зажимов или наконечников, обеспечивающих надежный электрический контакт и исключающих возможность искрения. Запрещается соединять аккумуляторные батареи проволокой, так как искра, образовавшаяся в результате плохого контакта, может вызвать взрыв газов, выделяющихся при заряде батарей. При взрыве электролит разбрызгивается и может попасть на кожу или одежду. При заряде батарей необходимо открывать заливочные отверстия.
Состояние аккумуляторной батареи следует проверять только нагрузочной вилкой и денсиметром. Проверять батареи коротким замыканием категорически запрещается.
При работе с нагрузочной вилкой во избежание ожога не следует прикасаться к сопротивлению вилки. Запрещается замерять напряжение на клеммах аккумулятора нагрузочной вилкой при заряде из-за возможного искрения и взрыва газов.
Подсоединять и отсоединять аккумуляторные батареи при заряде разрешается только после отключения зарядной сети. Заряд аккумуляторных батарей должен осуществляться только при работающей вытяжной вентиляции.
Транспортировать аккумуляторные батареи необходимо только на специальных тележках.
В помещениях зарядного отделения запрещается курить и пользоваться открытым огнем.

Заключение


Проведенное исследования позволяет сделать следующие выводы.
Технология создания аккумуляторных батарей, которая широко используется в различных портативных устройствах, включая портативные компьтеры. Данная технология обеспечивает большую емкость на единицу веса, нежели свинцово-кислотные батареи, но меньшую, чем никель-металгидридные аккумуляторы.
Главная проблема этого типа аккумуляторных батарей – так называемый «эффект памяти». Суть эффекта заключается в том, что аккумулятор как бы «помнит», сколько заряда в нем оставалось в момент постановки его на зарядку в последний раз, и при разряде он остановится на этой отметке. Чтобы избежать появления "эффекта памяти" и обеспечить аккумулятору максимальную емкость, никель-кадмиевые батареи необходимо периодически разряжать до конца (до уровня 1 вольт на ячейку батареи). В таких аккумуляторных батареях используются никелевые и кадмиевые пластины в качестве электродов и гидроксид калия в качестве электролита и что наилучшие безламельные пластины для никель-кадмиевых аккумуляторов получают с металлокерамическими основами. Для изготовления основ 60% порошка карбонильного никеля (порошка, полученного термическим разложением карбонила никеля) смешивают с 40% порошкообразной мочевины или карбоната аммония и наносят смесь прессованием или вальцеванием на токоотвод из вырубленной штампом и никелированной стальной решетки.



Скачать 39.18 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница