Аккумуляторная батарея собирается из нескольких отдельных
последовательно соединяемых аккумуляторов. Аккумулятор состоит из
двух электродов (пластин), погруженных в электролит. Состав
электролита и материал электродов могут быть весьма разнообразны. На
двигателях внутреннего сгорания применяют аккумуляторы щелочные (железо-никелевые)
и кислотные (свинцовые).
Свинцовые аккумуляторные батареи
Кислотный аккумулятор состоит из положительных и отрицательных
пластин (электродов), соединенных в полублоки. Полублоки пластин
помещены в баки с электролитом и закрыты крышками с отверстиями для
полюсных выводов и заливки электролита.
Пластины аккумуляторов состоят из свинцовой решетки и активной
массы.
Решетки отливают из сплава, содержащего 93% свинца и 7%сурьмы.
Сурьма добавляется для улучшения литейных свойств сплава и
увеличения механической жесткости решетки.
Решетки являются каркасом, необходимым для удержания активной массы
(аккумуляторной пасты), и способствуют равномерному распределению
тока по всему объему активной массы в пластине. При неравномерном
распределении тока по пластине последняя будет деформироваться, так
как во время зарядки и разрядки происходит неравномерное изменение
объема активной массы. Решетки положительных и отрицательных пластин
одинаковы по конструкции, однако отрицательные пластины делают
легче, так как они работают в более легком режиме.
В решетчатой намазной пластине (рис. 3, а), получившей наибольшее
распространение, активная масса 1 полностью заполняет ячейки решетки
2 и плотно в них удерживается. В коробчатых отрицательных пластинах
(рис. 3, б) активная масса / находится между двумя пластинами,
скрепленными заклепками 3. Обе пластины образуют плоскую коробку 4 с
ячейками; боковые стороны коробки имеют решетку 5 с отверстиями для
доступа электролита к активной массе.
Панцирные положительные пластины (рис. 3, в) состоят из
перфорированного панциря 6 и токоведущих стержней 7, между которыми
помещается активная масса 1.
Коробчатые и панцирные пластины применяются значительно реже
решетчатых и используются в батареях стационарных дизелей.
Активную массу (пасту) изготовляют из свинцового порошка и
свинцового глета РbО либо из свинцового
глета и свинцового сурика Рb3O4,
замешанных на водных растворах сульфата аммония или серной кислоты
до консистенции тестообразной массы.
Описанный способ изготовления пасты, называемый аммонийным, в
настоящее время заменяется порошковым, при котором свинец окисляется
в процессе его размола в порошок.
Для сохранения мелкокристаллической структуры свинца в активную
массу отрицательных пластин в качестве расширителей вводят в
небольших количествах сернокислый барий, газовую сажу, хлопковые
очесы, пемзу, графит, дубовую муку, лигносульфоновую кислоту,
гуминовую кислоту и дубитель.
После нанесения активной массы пластины сушат и подвергают
электрохимической обработке - формовке, при которой пластины
помещают для пропитки в серную кислоту, разбавленную
дистиллированной водой (электролит), плотностью 1,12- 1,15 и
подвергают последующим зарядкам и разрядкам. При этом на
положительных пластинах образуется активная масса двуокиси свинца
РЬ02 темно-коричневого цвета, а на отрицательных пластинах -
губчатый свинец серого цвета. Образовавшаяся активная масса
напоминает губку, хорошо пропитывается электролитом и имеет с ним
большую площадь контакта.
Отформованные пластины промывают и сушат, после этого они поступают
на сборку.
Поступающие на сборку пластины могут быть заряженными или
разряженными (частично или полностью). Соответственно и
аккумуляторы, изготовленные из таких пластин, могут быть
сухозаряженными или сухоразряженными.
При изготовлении полублоков (рис. 4) пластины припаивают свинцом к
баретке 1, имеющей полюсной выводной штырь 2. Комплекты
положительных и отрицательных пластин (полублоки) собирают в блоки.
Между каждой парой разноименных пластин во избежание короткого
замыкания при их соприкосновении прокладывают разделительные
пластинки-сепараторы. Сепараторы изготовляют из пористой древесины,
микропористого эбонита, микропористой пластмассы, винипласта и
стекловолокна. Толщина сепаратора колеблется от 0,3 до 2 мм.
Пластина сепаратора имеет большое число отверстий (пор) для
прохождения электролита к активной массе, поверхность сепаратора
делается ребристой или волнистой, что способствует беспрепятственной
циркуляции электролита в вертикальном направлении.
Рис. 4. Полублок пластин: а - отрицательные;
б - положительные; 1 - баретка; 2 - выводной штырь
Пластины аккумуляторов помещают в баки (рис. 5, в), которые
изготовляют в виде моноблоков, состоящих из трех, шести или
двенадцати ячеек в батареях соответственно на 6, 12 и 24 е.
Отдельные аккумуляторы в батареях соединены последовательно.
Материалом для изготовления моноблоков служит эбонит или пластмасса.
На дне каждой ячейки моноблока имеются ребра (призмы); на них своими
кромками опираются положительные пластины. Отрицательные пластины
имеют снизу резиновые колпачки, которыми опираются непосредственно
на дно бака. Упоры и колпачки поддерживают пластины на некоторой
высоте от дна бака и предохраняют их от короткого замыкания через
осадок активного вещества (шлама), выпадающего по мере эксплуатации
аккумулятора.
Каждая ячейка моноблока закрывается эбонитовой крышкой, имеющей
специальное отверстие с пробкой для заливки и замера уровня
электролита, отверстие для вентилирования, а также отверстие с
уплотнением для выводного штыря.
Крышки аккумуляторов в стыке с баком герметизируются кислотостойкой
мастикой, которая не размягчается и не дает трещин в диапазоне
температур от + 60 до - 30° С.
Для предохранения пластин и сепараторов от повреждений при заливке
электролита и проверке его уровня пластины сверху закрыты
предохранительным щитком.
Для маркировки аккумуляторных батарей принята буквенно-цифровая
система обозначения.
Согласно действующему стандарту (ГОСТ 959-51) цифры и буквы,
например 6-СТ-68-ЭМ, обозначают: первая цифра число аккумуляторов в
батарее; буквы СТ - тип батарей (стартерная); цифра 68 - емкость
батареи в а.ч. при 10-часовом непрерывном режиме разрядки; первая
буква после цифры, указывающей емкость, материал сосуда (Э -
эбонит); вторая буква- материал сепараторов (М - минор или мипласт)
и т. д.
