Щелочные аккумуляторы

Автомобильные щелочные аккумуляторы – это многофункциональные накопители энергии, электролитом в которых выступает едкий натр (NaOH) или едкий калий (КОН) в двадцатипроцентном растворе. Применяются батареи такого типа в практически всех промышленных и транспортных сферах, а купить их можно у нас в интернет-магазине.

Область применения

Энергией щелочных АКБ них «питаются» транспортные и погрузочные средства (трамваи, троллейбусы, автопогрузчики, электрокары), устройства для работы в шахтах (дрезины, тягачи и т. д.). Необходимы аккумуляторы на солнечных электростанциях, во многих бытовых приборах, электроинструментах. В разных областях используют различные виды щелочных источников питания. Для легковых автомобилей они применяются редко. Самые распространенные батареи – двенадцативольтовые.

Виды щелочных аккумуляторов

Наиболее распространены никель-кадмиевые и никель-железные. Первые применяются в качестве судовых, а также для железнодорожного транспорта. Они практически не нагреваются при зарядке. Вторые находя применение как тяговые аккумуляторные батареи. Они очень долговечны, заряжаются быстро и стоят дешевле, чем никель-кадмиевые.

Особенности конструкции

В состав аккумулятора входит гидроокись никеля и другие элементы, в частности, графит, способствующий лучшей электропроводимости. А различные примеси необходимы для оптимальной работы. Отрицательный элемент устройства – это порошкообразный никелевый или кадмиевый сплав с железом. Различные виды щелочных АКБ обладают своими нюансами. Моногидрат лития (LiOH) в количестве двадцати-тридцати граммов на литр увеличивает срок службы батареи. АКБ состоит из:

изоляционного слоя, изготовленного из высококачественного материала;
пластиковой прокладки с предохранительным клапаном;
металлического корпуса повышенной прочности;
выводов и контактов.

Какие химические процессы протекают в устройстве?

Схема работы щелочного аккумулятора для автомобиля несложна. Когда батарея разряжена до конца, происходят следующие процессы:

на положительном электроде гидроокись никеля (NiOOH) вступает в контакт с ионами раствора электролита. В итоге образуется гидрат закиси никеля (NiOH)2.
на отрицательном электроде в результате взаимодействия кадмия и железа получается гидрат окиси кадмия Cd(OH)2 и железа Fe(OH)2.
двигаясь по сети, ток дает разность потенциалов, и в результате обеспечивается работа щелочного аккумулятора.

В отличие от кислотных агрегатов, в щелочных субстанция, образовавшаяся в результате химической реакции, не растворяется.

Плюсы и минусы щелочных аккумуляторов

К несомненным преимуществам этих устройств можно отнести следующие характеристики:

Долговечность, значительная энергоемкость, хорошая переносимость глубоких разрядов (в сравнении со свинцовыми).
Работает даже при отрицательных температурах воздуха. При этом емкость щелочных батарей почти не будет снижаться, в отличие от кислотных.
Не требуют немедленной зарядки, могут долго оставаться в разряженном состоянии.
Имеет малую величину самозаряда, поэтому емкость батареи во время бездействия сохраняется.
Терпимость к вибрациям и механическим воздействиям.
Небольшая масса.
Наряду с положительными качествами нельзя не отметить и отрицательные.
Кадмий, вступая в химические реакции, плохо влияет на экологию.
У щелочных аккумуляторов имеется способность к «запоминанию», а это приведет к снижению емкости. Чтобы избежать подобного, нельзя допускать недозарядки.
Рабочие напряжения элементов различаются. Поэтому нужно использовать эффективный зарядник.
Не очень высокий коэффициент полезного действия.
Обслуживать щелочные тяговые аккумуляторы могут только специально подготовленные сотрудники.

Щелочной источник питания нужно заряжать полностью. При неполном заряде батареи срок ее годности ощутимо сокращается. Следует избегать перезарядки устройства: оно перегреется и электроды просто разрушатся.

Как долго служит тяговый аккумулятор?

Чтобы аккумулятор служил долго и качественно, его необходимо своевременно обслуживать и контролировать: очищать от грязи, соли и пыли, производить проверку изоляционного сопротивления. Следы коррозии отчищают смоченной в керосине тряпкой. Перед запуском емкость батареи увеличивают до определенного уровня.

При сборке устройства из нескольких батарей необходимо следить, чтобы между ними оставалось пространство и не произошло вздутия. Для разделения батарей между собой обычно используют резину. Уровень электролита должен быть в пределах четырех-двенадцати миллиметров. При повышении температуры нужно менять плотность электролита. Если АК не использовался длительное время, требуется его периодическая подзарядка в обычном режиме.

Сравнения с кислотными батареями впечатляют: щелочные способны служить двадцать пять лет и пройти четыре тысячи полных рабочих циклов! Кроме того, в силу высокого внутреннего сопротивлению риск короткого замыкания у щелочного АК значительно ниже.

Замена электролита

Этапы:

Заменяют электролит по прошествии каждых ста циклов. Перед этим процессом аккумулятор до конца разряжают.
Удалять электролит следует с особой тщательностью, не оставляя осадка. После слива устройство промывают дистилированной водой или щелочным раствором.
Свежая порция электролита заливается сразу же после удаления старого. Заполненный агрегат оставляется в таком состоянии на три часа, и лишь после этого его можно задействовать в работе.

Важно! Пластины и электроды не должны пересыхать, иначе начнутся коррозийные процессы.

Процесс разрядки и зарядки

Для правильной зарядки аккумулятора используется источник постоянного тока. Для автомобилей обычно берется автозарядка. Рекомендуются следующие режимы:

универсальный – семь часов;
скоростной – три часа;
усиленный – двенадцать часов. Этот режим допустим для батарей, которые заряжаются впервые, а также сразу после перезарядки и при полной разрядке.

Для частично или полностью разряженной батареи опасен перегрев, так как электролит кипит при 35о. Поэтому источник питания требуется своевременно отключать от сети и дожидаться нормальных температурных показателей.

Двенадцативольтовый аккумулятор нельзя заряжать при минусовых температурах. Если иного выхода нет, батарею следует утеплить. Разрядка производится до определенных показателей:

пятичасовая разрядка – напряжение не более одного вольта;
трехчасовая – 0,8;
часовая – 0,5.

Правила хранения

У новых АКБ непременно проверяйте плотность прилегания пробок. Тщательно нужно проверить и вентильную резину, так как от нее зависит качество работы всего источника питания. Во избежание повреждения лакокрасочного покрытия корпус обрабатывается специальной смазкой. Чтобы сохранить АКБ правильно, необходимо:

разрядить его до одного вольта;
слить электролит;
удалить загрязнения;
покрыть новым слоем лака.

Совет! Время от времени надо диагностировать работоспособность аккумулятора. Хранить его желательно отдельно от других источников питания.

Как утилизировать щелочные аккумуляторы

Способов утилизации отжившего свой век устройства несколько. Их можно сдавать в специальные организации, которые занимаются такой деятельностью. А можно отвозить прямо на перерабатывающие заводы. Неутилизированные устройства способны нанести ощутимый вред окружающей среде.