Электролит. Свинцовые аккумуляторы заливают электролитом, который состоит из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды. Аккумуляторная серная кислота - тяжелая прозрачная маслянистая жидкость, хорошо растворяется в воде, без запаха, разъедает кожу, бумагу, материю. Для приготовления электролита применяют три сорта серной кислоты: с государственным Знаком качества. 1-го сорта и 2-го сорта. В серной кислоте 1-го и 2-го сорта до допустимых . пределов снижено число примесей (железа, окислов азота, мышьяка, марганца и др.). Аккумуляторная серная кислота поступает с заводов в стеклянных бутылях со стеклянными притертыми пробками, навинчивающимися полиэтиленовыми или пластмассовыми крышками. Бутыли устанавливают в ивовые корзины, полиэтиленовые пли деревянные обрешетки Их должны переносить два работника при строгом соблюдении правил техники безопасности.

Дистиллированная вода отличается от водопроводной или речной почли полным отсутствием примесей (солей, сульфатов, хлоридов и др ) Такую воду получают при помощи перегонных кубов дистилляторов

Электролит готовят в чистой кислотостойкой посуде (эбонитовой, керамической, фаянсовой). Часто используют деревянные баки, внутри выложенные листовым свинцом. Нельзя пользоваться стеклянной посудой: при растворении серной кислоты выделяется большое количество тепла и стеклянные сосуды, нагреваясь, могут лопнуть.

В сосуд наливают дистиллированную воду, а затем тонкой струей серную кислоту, перемешивая этот раствор палочкой из стекла или эбонита Так как серная кислота тяжелее воды, то выделяющееся при растворении тепло равномерно распределяется по всему объему электролита. Запрещается вливать воду в кислоту. В этом случае струя воды, соприкасаясь только с поверхностными слоями кислоты, быстро нагревается и разбрызгивается вместе с частицами серной кислоты Эти брызги, попадая на кожу, могут причинить серьезные ожоги. При приготовлении электролита необходимо надевать защитные очки, резиновые перчатки и фартук, суконный комбинезон и галоши Для нейтрализации серной кислоты и электролита, попавших на кожу или одежду, необходимо всегда иметь 5-КУЧНЫЙ раствор соды или 5 10°о-ный раствор на шатырного спирта Если серная кислота попала на кожу, то ее следует сразу смочить защитным раствором, .а затем несколько раз промыть водой. Плотность электролита измеряют ареометром (рис 211, а) Он представляет собой стеклянную трубку 4, тапаянную с обеих сторон, в нижней части которой находится грузик, а в верхней шкала Ареометр 3. опущенный в мензурку 1 с электролитом 2, занимает вертикальное положение, причем некоторая часть его выступает наружу Глубина погружения ареометра зависит от плотности электролита

Рис. 211 Арго міч рьг

чем больше плотность электролита, тем меньше погружается ареометр По делению шкалы, которое находится на уровне раствора, определяют плотность электролита Аккумуляторный ареометр (рис 211, б) помещается в стеклянную трубку 4. на один конец которой надета резиновая груша .5. а на другой трубчатый наконечник 6' из кислотостойкого материала При помощи резиновой груши электролит всасывают в стеклянную трубку с ареометром Для заполнения новых стационарных свинцовых аккумуляторов применяют электролит плотностью 1.18 г ем3 при температуре 25 С С повышением плотности электролита от 1,18 до 1,29 г см3 снижается температура его замерзания Например, электролит плотностью 1,29 гем3 замерзает при температуре - 74 С Поэтому переносные аккумуляторы, работающие при низких температурах, заливают электролитом повышенной плотности Например, в центральных районах при температуре зимой до ЗО С в стартерные аккумуляторы заливают электролит плотностью 1.27 г ем3 Аккумуляторы типов АБН-72 и АБН-80 заливают электролитом плотностью 1.21 гем3 Перед заливкой в аккумуляторы электролит необходимо охладить до температуры 25 С Для того чтобы уменьшить время охлаждения, рекомендуется ступенчатое приготовление электролита: из кислоты плотностью 1,83 г,см3 приготовить электролит плотностью 1,4 г см3, а из него - электролит плотностью 1,18 1,3 г см3

Химические процессы. У заряженного свинцового аккумулятора активная масса положительных пластин состоит из двуокиси свинца РЬ02, а отрицательных - из губчатого свинца РЬ Двуокись свинца имеет темно-коричневый цвет, а губчатый свинец светло-серый Пластины погружены в электролит - водный раствор серной кислоты В результате электролита ческой диссоциации молекулы серной кислоты электролита распадаются на положительные ионы водорода и отрицательные ионы кислотного остатка у

К заряженному аккумулятору присоединим приемник энергии сопротивлением г (рис 212, о) и рассмотрим химические процессы в аккумуляторе при его разряде Разрядный ток /р направлен от положительной пластины через приемник энергии г к отрицательным пластинам, а затем через электролит - от отрицательных пластин к положительной

В электролите положительные ионы водорода 2Н"Г перемещаются по направлению тока, а отрицательные ионы Б04 ~ - против В результате разряда в свинцовом аккумуляторе происходят химические реакции

И) ( - 1 (4) <-)

РІ.ОИ РЬ - 2Н4Ь04 РЬЧО, І PI.SC>., 3 211,0.

Из уравнения видно, что в процессе разряда двуокись свица РЬО, на положительных пластинах и губчатый свинец РЬ на отрицательных пластинах превращаются в сернокислый свинец РЬЯО, Эти химические реакции идут с поглощением серной кислоты, поэтому в про цессе разряда плотность электролита снижается. При глубоком разряде сернокислый свинец превращается в твердую крупнокристаллическую соль, которая плохо восстанавливается во время заряда. Поэтому аккумуляторы разряжают только до определенной плотности электролита. Для стационарных аккумуляторов она равна 1,17- 1,15 г/см3. Для заряда через аккумуляторы пропускают постоянный ток, направленный противоположно разрядному току. Для этого аккумулятор подключают к выпрямителю В (рис. 212, б) или другому источнику постоянного тока. Положительный зажим выпрямителя соединяют с блоком положительных пластин, а отрицательный - с блоком отрицательных пластин.

Зарядный ток /направлен внутри электролита от положительных пластин к отрицательным. Поэтому к положительным пластинам подходят отрицательные ионы кислотного остатка 504 , а к отрицательным пластинам - положительные ионы водорода 2Н+.

Химические ^реакции ( п^и заряде можно представить следующим уравнением: РЬБ04 + РЬ!Ю4 I 2Н20-»- РЬО., + РЬ* + 2Н2504.

Во время заряда сернокислый свинец РЬ504 превращается в двуокись свинца РЬ02 на положительных пластинах и в губчатый свинец РЬ на отрицательных пластинах. Одновременно увеличивается количество серной кислоты в растворе, что повышает плотность электролита до тех пор, пока весь сульфат свинца не преобразуется в активные вещества, которые были в аккумуляторе перед разрядом. Поэтому плотность электролита в конце заряда равна плотности электролита в начале разряда У стационарных аккумуляторов плотность электролита в конце заряда достигает 1,2-1,21 г/см3; у аккумуляторов типа АБН плотность электролита достигает 1,18-1,2 г/см3 летом и 1,3-1,32 г/см3 зимой. После восстановления активных масс на пластинах зарядный ток разлагает воду электролита на водород и кислород, которые, смешиваясь, образуют взрывоопасную смесь,

Простейший свинцовый аккумулятор (а) и схема его заряда (б)
Рис. 212. Простейший свинцовый аккумулятор (а) и схема его заряда (б)

называемую гремучим газом. Разложение воды электрическим током обнаруживается по интенсивному выделению пузырьков водорода и -кислорода на поверхности электролита («кипению»).

Свинцовые аккумуляторы | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Электрические характеристики свинцовых аккумуляторов