Сделай Сам Свою Работу на 5

Аккумуляторная батарея 20НКБН-25





Назначение и устройство. Аккумуляторная батарея 20НКБН-25 (20 — число элементов, НК — никель-кадмиевая, Б—батарея, Н—намазная, 25 — емкость в ампер-часах) слу­жит дополнительным источником электрической энергии на са­молете. Кроме того, аккумулятор служит для запуска двигате­ля и питания бортовой сети в случае отказа генератора и для, работы в полете в буферном режиме с генератором. Щелочная аккумуляторная батарея установлена в центроплане справа (см. рис. 2).

Батарея составлена из 20 аккумуляторов, соединенных пос­ледовательно шинами (рис. 76). Сосуд аккумулятора изготов­лен из пластмассы. Внутри сосуда помещены положительные и отрицательные пластины, разделенные эбонитовыми изоляцион­ными палочками. Боковая изоляция предохраняет пластины от соприкосновения со стенками сосуда. Пробка прикрывает от­верстие в аккумуляторе, служащее дли заливки его электроли­том и для отвода газов.

Аккумуляторы помещены в корпус, выполненный из нержа­веющей стали. На боковых стенках корпуса имеются смотровые окна для наблюдения за уровнем электролита. В качестве электролита в кадмиево-никелевом аккумуляторе применяется водный раствор едкого калия (КОН). Для улучшения работы аккумулятора в электролит добавляется едкий литий (LiOH).





Рис. 76. Щелочной аккумулятор

Рис. 77. Пластины щелочного аккумулятора


Положительные и отрицательные пластины кадмиево-нике-левого аккумулятора (рис. 77) состоят из отдельных стальных никелированных рам, в которые заделаны в виде ячеек пакети­ки из перфорированной стали с активной массой. В качестве активной массы положительных пластин применяется смесь из гидрата закиси никеля Ni(ОН)2, гидрата окиси никеля Ni(ОН)3 и некоторого количества графита (до 20%), увеличивающего электропроводимость массы. В качестве активной массы отри­цательных пластин применяется смесь губчатого кадмия Cd с железом Fe (75—80% кадмия и 20—25% железа). Железо уве­личивает электропроводимость массы и предохраняет ее от спе-кания.

Электрохимические процессы при заряде аккумулятора.При заряде анод аккумулятора присоединяется к положительному полюсу источника электрической энергии, а катод — к отрица­тельному полюсу.



В начале заряда аккумулятор представляет собой электро­химическую систему следующего состава:

Ni(ОН)2 |КОН| Cd(ОН)2

анод электролит катод

При подключении аккумулятора к источнику постоянного тока в цепи возникает электрический ток вследствие движения ионов.


На рис. 78 показана принципиальная схема заряда акку­мулятора. Под действием внешней разности потенциалов сво­бодные электроны уходят с анода, одновременно отрицательные ионы гидроксила ОН попадают на анод и отдают ему свои от­рицательные заряды. На аноде возникает химическая реакция, которая в молекулярном виде может быть записана так: 2Ni(ОН)2 + 2(ОН) = 2Ni(ОН)3. На отрицательном электроде происходит реакция: Cd(ОН)2->Cd+2(ОН), т. е. гидрат окиси кадмия Cd(ОН)2, в результате химической реакции распадает­ся на губчатый кадмий Cd и гидроксил 2(ОН). Последний, вступая в химическое взаимодействие с калием, образует мо­лекулы едкого кали: 2(ОН)+2К = 2КОН. Следовательно, уравнение токообразующего процесса при заряде кадмиево-ни-келевого аккумулятора можно записать в следующем виде:

Cd(ОН)2 + 2КОН + 2Ni(ОН)2 = Cd2КОН + 2Ni(ОН)3,

катод анод анод

т. е. в результате на катоде восстанавливается губчатый кад­мий, а на аноде — гидрат окиси никеля 2Ni(ОН)3.

Электрохимические процессы при разряде аккумулятора. За­ряженный аккумулятор представляет собой электрическую схе­му, где активным веществом анода является гидрат окиси ни­келя Ni(ОН)з, активной массой катода—губчатый (пористый) кадмий Cd и электролитом раствор едкого кали КОН. В элек­тролите аккумулятора происходит непрерывный процесс элек­тролитической диссоциации молекул: КОН<>К+ + ОН-.




Рис. 78. Схема заряда кадмиевоникелевого аккумулятора Рис. 79. Схема разряда кадмиевоникелевого аккумулятора


При подсоединения к зажимам аккумулятора нагрузки в це­пи возникает электрический ток, и аккумулятор начинает раз­ряжаться.

Принципиальная схема разряда кадмиево-никелевого аккуму­лятора показала на рис. 79. Положительные ионы калия К пе­ремещаются в направлении электрического поля, т. е. от отри­цательного электрода к положительному. Отрицательные ионы гидроксила ОН перемещаются навстречу электрическому полю, т. е. от анода к катоду. С отрицательного электрода электроны уходят во внешнюю цепь. Отрицательные ионы гидроксильной группы ОН отдают свои отрицательные заряды катоду и в ре­зультате этого там возникает химическая реакция Cd + 2ОН = = Cd(ОН)3, т. е. образуется гидрат окиси кадмия Cd (ОН)2.

Из внешней цепи на анод поступают свободные электроны, а из электролита — положительные ионы калия К+, которые отдают аноду свои положительные заряды. В результате на аноде возникает следующая реакция: 2Ni(ОН)3 + 2К = = 2Ni(ОН)2+2КОН, т. е. при разряде аккумулятору на аноде образуется гидрат закиси никеля Ni(ОН)2 и едкий кали КОН. Следовательно, уравнение токообразующего процесса при раз­ряде кадмиево-никелевого акумулятора можно записать так:

2Ni(ОН)3 + 2КОН + Cd = 2Ni(ОН)2 + 2КОН + Cd(ОН)2.

анод катод анод катод

Концентрация электролита при разряде и заряде аккумуля­тора не изменяется, так как сколько едкого кали расходуется вблизи катода, столько же его возникает вблизи анода.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.