Устройство свинцово-кислотного элемента

Свинцово-кислотный элемент (СКЭ) состоит из поочередно собранных положительных и отрицательных электродов, состоящих из токоотводов и ак­тивной массы, отделенных между собой сепаратором и помещенных в элек­тролит - раствор серной кислоты в дистиллированной воде (рис.

Величина активной поверхности для положительного электрода состав­ляет порядка 2 м²/г, для отрицательного электрода 0.2 - 0.4 м²/г [21, 22]. Ввиду недостаточной механической прочности токоотвода из чистого свинца ис­пользуются сплавы свинца, содержащие сурьму или кальций.

Отметим, что только свинец не оказывает «отравляющего» воздействия на СКЭ. В качестве активного вещества для отрицательного электрода приме­няется губчатый свинец, а положительного - диоксид свинца (PbO2).

Рисунок 1.2 - Обобщенная структура свинцово-кислотного элемента [20] Электроды представляют собой токоотводы в виде решетки, заполненной вы­сокопористой активной массой [21, 22], наиболее детальный анализ влияния которой на разрядно-зарядные процессы был проведен в работах [23, 24].

В активные вещества для достижения заданных физико-химических свойств вводятся электропроводящие материалы (металлические, углеродные, графитовые порошки), различные связующие, расширители (соединения, ко­торые препятствуют рекристаллизации сульфата свинца и способствуют со­хранению высокой поверхности электрода), ингибиторы коррозии.

Для предотвращения замыкания электроды разделяются при помощи се­паратора, обладающего диэлектрическими свойствами, высокой пористостью для обеспечения хорошей ионной проводимости с минимизированным внут­ренним сопротивлением, достаточной механической прочностью и электрохи­мической стойкостью. Как правило, совокупность этих требований достига­ется применением полиэтилена.

Электролитом на основе серной кислоты с плотностью 1270 - 1300 кг/м³ в СКЭ решаются две задачи: перенос электрического заряда за счет ионной

17 проводимости и протекание процессов заряда-разряда. Наряду с широко рас­пространенным жидким электролитом используется также неподвижный (ге­леобразный) электролит.

1.2.2