Эволюция конструкции свинцово-кислотных аккумуляторов происходит постоянно с самого начала их массового производства и по сей день. Ресурсы данной химической системы еще далеко не исчерпаны, поэтому вероятнее всего процесс модернизации будет продолжаться. По большей части, изменения начинки обусловлены улучшением характеристик и снижением себестоимости изготовления. Внешние же преобразования касаются в основном форм-фактора и являются следствием внутренних изменений, либо могут быть вызваны внедрением новых и развитием старых норм и стандартов. Здесь наверное нужно отметить, что эти тезисы справедливы для подавляющего большинства товаров - все хотят иметь конкурентные преимущества и при этом соответствовать всевозможным существующим требованиям.
То, что видно...
В классической стартерной автомобильной аккумуляторной батарее, с номинальным напряжением 12 В, внешне можно выделить несколько элементов, которые технически являются отдельными деталями.
Аналогичные по назначению детали, но в несколько другом исполнении, внешне можно обнаружить и в классическом промышленном отдельном (стационарном, тяговом) аккумуляторе, с номинальным напряжением 2 В.
...и то, чего не видно
Как мы уже разбирали в предыдущей статье, источником тока в свинцово-кислотном аккумуляторе являются активные материалы положительного и отрицательного электродов, которые вступают в реакцию с серной кислотой. Сами по себе активные материалы являются рыхлыми и непрочными - это объясняется тем, что при их изготовлении требуется создать высокую объемную пористость, что, в свою очередь, позволяет добиться требуемой удельной электрической емкости аккумулятора. Поэтому в качестве основы электродов применяют относительно прочные токопроводящие каркасы ячеистого или трубчатого типа (решетки, рамки), которые и заполняются активными материалами.
Очевидно, что электрическая емкость аккумулятора зависит от количества активных материалов - чем толще и тяжелее электроды, тем выше их емкость. Однако, несмотря на высокую пористость активных материалов, увеличение толщины их слоя приводит к замедлению доступа кислоты в глубину электрода, особенно при интенсивном протекании реакции, когда аккумулятор разряжается высоким током. Поэтому, для получения требуемой электрической емкости, предпочитают соединить параллельно несколько одинаковых, но тонких электродов. Кроме того, появляется возможность варьировать электрической емкостью аккумуляторов, имея электроды только одного типа. Соединение выполняется отливкой мостика, в который впаиваются контактные ушки электродов. Для исключения механического контакта (замыкания) между положительными и отрицательными электродами применяется пористый электроизоляционный материал - сепаратор. В настоящее время в классических автомобильных аккумуляторах используется композитный конверт, которым оборачиваются электроды одной полярности.
Величина ЭДС одного блока составляет около 2,1 В. На практике обычно требуется получить большее напряжение, поэтому отдельные блоки или аккумуляторы соединяются последовательно в батареи, т.е. их ЭДС суммируется. Так, 12,6 В на автомобильной стартерной батарее получается при соединении 6 блоков. Соединение выполняется контактной сваркой внутри батареи.
На промышленных батареях за счет большого числа отдельных аккумуляторов достигается напряжение в десятки и сотни вольт. Соединения на таких батареях, как правило, резьбовые с использованием медных перемычек и болтов.
Задавайте любые, интересующие Вас вопросы, касающиеся свинцово-кислотных аккумуляторов. С удовольствием разберем их в следующих статьях.