Принцип работы, плюсы и минусы щелочных аккумуляторов

Щелочные аккумуляторы имеют ряд особенностей и преимуществ по сравнению со свинцово-кислотными АКБ. Они нашли широкое применение в некоторых отраслях народного хозяйства. Полный обзор щелочных аккумуляторов вы можете найти по ссылке https://akbinfo.ru/shhelochnye/shhelochnye-akkumuljatory.html, а здесь мы коротко рассмотрим их принцип работы, а также преимущества и недостатки.

Материалы электродов и электролит

На сегодняшний день наиболее распространены никель-металлогидридные, а также никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы. В них активная масса плюсового электрода состоит из смеси гидроокиси никеля, а также окиси бария и графита. Всё это существенно увеличивает электропроводность и срок службы аккумулятора. В качестве активной массы минусового электрода никель-металлогидридные батареи имеют порошкообразное железо, а также его окислы. У никель-кадмиевых батарей активная масса на минусовом электроде представляет собой смесь порошков железа и кадмия.

В качестве электролита используется 20 процентный едкий калий, растворенный в воде. В него для увеличения срока службы добавляют моногидрат лития.

Принцип работы

В процессе разряда аккумулятора на плюсовом электроде гидроокись никеля взаимодействует с электролитом. В процессе этой реакции образуется гидрат закиси никеля. В то же время, на минусовых электродах при взаимодействии железа и кадмия образуются гидраты окиси калия и железа. Разность потенциалов на выводах полностью заряженного щелочного аккумуляторного элемента составляет 1,45 вольта.

При разряде происходит окисление активной массы на плюсовых пластинах. Гидрат закиси никеля превращается в гидроокись никеля, а на минусовых пластинах происходит восстановление с выделением частиц железа и кадмия.

Плюсы и минусы

К преимуществам щелочных АКБ следует отнести.

• Допускается глубокий разряд.
• Малый удельный вес.
• Длительный срок эксплуатации.
• Не теряют свойства при отрицательных температурах.
• Небольшой саморазряд.

К отрицательным сторонам этого вида аккумуляторных батарей нужно отнести.

• Эффект памяти, который может приводить к потере емкости при неправильной эксплуатации.
• КПД существенно меньше, чем у свинцово-кислотных моделей. Он равен примерно 55%.
• В сборках аккумуляторов часто наблюдается серьёзный разброс рабочего напряжения аккумуляторных элементов. Он может колебаться от 1 до 1,75 вольта. В результате, на 12-вольтовой батареи этот разброс уже может составлять до 7,5 Вольт.
• Обслуживание щелочных аккумуляторов должен выполнять квалифицированный специалист. Это объясняется тем, что в них периодически нужно заменять электролит.