AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Лента RSS

Конструкция и особенности серебряно-цинковых аккумуляторов

Разработки серебряно─цинковых аккумуляторов велись достаточно давно и были нацелены на преодоление недостатков кислотных и щелочных аккумуляторов. У последних низкая удельная ёмкость: 8 (кислотные) и 2 (щелочные) А-ч на килограмм. Кроме того, они имеют малый КПД, достаточно высокий саморазряд. Стоит отметить и невозможность их применения в условиях пониженного атмосферного давления. В серебряно─цинковых аккумуляторах удалось преодолеть эти недостатки. В этом материале мы постараемся разобраться в конструкции, принципе работы и эксплуатации серебряно─цинковых батарей.

Серебряно-цинковые аккумуляторы


 

Конструкция серебряно─цинковых аккумуляторов

Серебряно─цинковые аккумуляторы собираются в корпусе из пластика. В качестве отрицательного электрода используются пластины из смеси порошка цинка (Zn) и окиси цинка (ZnO). Положительными электродами являются пластины из оксида серебра (AgO). На изображении ниже можно посмотреть конструкцию серебряно─цинкового электрода.

Конструкция серебряно─цинковых аккумуляторов

Конструкция серебряно─цинковых аккумуляторов



Отрицательные электроды находятся в конвертах из целлюлозного вещества. Благодаря своим свойствам, это вещество проницаемо для щелочного электролита. Положительные электроды находятся в конвертах из лозной плёнки. Это вещество стойкое к воздействию электролита.
Материал сепараторов тщательно выбирался для серебряно-цинковых аккумуляторов и имеет важное значение. При заливке электролита материал сепаратора отрицательного электрода набухает и препятствует оплыванию активной массы электрода. Кроме того, он мешает переносу коллоидных частиц серебра на пластины, противоположной полярности.

В результате такого подбора сепараторов пластины разной полярности имеют надёжную защиту от короткого замыкания. При этом имеется необходимая площадь соприкосновения пластин c электролитом. Когда формируется сборка пластин, то их плотно прижимают друг к другу и устанавливают прямо на дно корпуса. Никаких решёток для пластин в серебряно-цинковых аккумуляторах не применяется, поскольку материал электродов достаточно прочный и имеет высокую проводимость. Этот тип аккумуляторных батарей устойчив к ударному воздействию и вибрациям.

Внешний вид серебряно─цинковых аккумуляторов


В качестве электролита используется водный раствор едкого кали (КОН). Его плотность составляет 1,4 гр./см3. Электролита для функционирования серебряно-цинкового аккумулятора требуется совсем немного. Благодаря этому можно устанавливать батарею как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости. Пробка выполнена водонепроницаемой, и она открывается в процессе зарядки. На корпусе имеются отметки максимального и минимального уровня электролита.

В серебряно-цинковых аккумуляторах протекает следующая обратимая реакция:

AgO + Zn ⇒ Ag + ZnO

Слева направо реакция идёт при разряде, справа налево протекает при заряде.

В таблице ниже приведены основные характеристики серебряно-цинковых аккумуляторных элементов.

ЭДС, В1,85
Рабочее напряжение, В1,55
Теоретическая удельная энергоёмкость, Вт-ч/кг425
Практическая удельная энергоёмкость, Вт-ч/кг150
Рабочая температура, Сот -40 до +50
Удельная энергоплотность, Вт-ч/куб. дм.650

Вернуться к содержанию
 

Особенности эксплуатации серебряно-цинковых батарей

Этот тип аккумуляторных батарей имеет очень маленькое внутреннее сопротивление, а также большую величину удельной энергоёмкости. Основной отличительной особенностью серебряно-цинковых аккумуляторов можно назвать возможность высокой отдачи тока. На 1 А-ч ёмкости аккумулятора ток может достигать 50 ампер.

В процессе зарядки батареи образуется и окись серебра (AgO). Благодаря этому кривая напряжения при заряде и разряде идёт ступенчато. Отчётливо видны участки с более высокими значениями напряжения, которые соответствуют восстановлению (при разряде) или окислению (при заряде) серебра. При больших токах разряда ступенчатый характер изменения напряжения становится менее заметным.

Серебряно-цинковые АКБ

Если ток разряда небольшой, то значительную часть времени работы (около 80 процентов) значение напряжения находится на стабильном уровне. Этот этап соответствует восстановлению серебра. Ближе к концу разряда напряжение снижается довольно резко. ЭДС полностью заряженного серебряно-цинкового аккумулятора составляет 1,82—1,86 вольта. Удельные характеристики этого вида аккумуляторных батарей также выше, чем у свинцово─кислотных и никель─кадмиевых. Постоянное значение напряжения в процессе разряда большим током так же является одной из ключевых характеристик. Энергоотдача составляет около 85 процентов, отдача по току приближается к 100 процентам. Стоит отметить и невысокий саморазряд серебряно-цинковых АКБ.

Ниже можно посмотреть сравнение некоторых характеристик серебряно-цинковых, никель-кадмиевых, свинцово-кислотных стартерных аккумуляторов для автомобиля.

Тип аккумулятораРежим разрядаУдельная ёмкость, Ач/кгУдельная энергия, Вт-ч/кгУдельная мощность, Вт/кг
Тип аккумулятораРежим разрядаУдельная ёмкость, Ач/кгУдельная энергия, Вт-ч/кгУдельная мощность, Вт/кг
Свинцово-кислотные5 минут
1 час
10 часов
3,2-4,1
9-12,5
11-12,9
5,4-7
18-25
22-25
54-90
18-25
2,1-2,6
Никель-кадмиевые безламельные5 минут
1 час
10 часов
21
23
23
16,4
27,3
29
197
27,3
2,9
Серебряно-цинковые5 минут
1 час
10 часов
19-31
41-73
65-100
25-41
60-106
100-150
300-500
60-106
10-15

Серебряно-цинковые аккумуляторы хранятся без электролита долгое время. Чтобы привести в рабочее состояние элементы этого типа, нужно:

  • предварительно провести их визуальный осмотр для выявления механических повреждений и коррозии элементов;
  • далее аккумуляторы нужно залить электролитом. Для этого используется раствор едкого калия в воде с плотностью 1,4 гр./см3, который насыщен окисью цинка;
  • провести формировочные циклы заряд-разряд, а затем контрольный и рабочий заряд батареи.

Во время визуального осмотра проверяется исправность крышки, бачка, токоотводов, газовыводящих клапанов. Не забудьте проверить уровень электролита. Незалитые серебряно-цинковые аккумуляторы проверяются на отсутствие короткого замыкания.

После визуального осмотра и заливки электролита у всех элементов проверяется ЭДС. Для нормальной работы аккумулятора электроды должны пропитаться электролитом. Чтобы ускорить этот процесс серебряно-цинковые аккумуляторы помещаются в барокамеру. Предварительно у них снимаются крышки с заливочных отверстий.

Размер серебряно-цинковых аккумуляторов

Размер серебряно-цинковых аккумуляторов



Давление в барокамере снижается на несколько минут до величины давления 2─8 кПа (это около 15—60 миллиметров ртутного столба). Затем оно постепенно увеличивается до атмосферного. И так повторяется несколько раз для лучшей пропитки.

Когда аккумуляторы залиты, то проводится их формировка. Эта процедура заключается в проведении двух полноценных циклов заряд-разряд. При этом нужно контролировать полноту заряда по времени или по напряжению элемента.

Напряжение серебряно-цинкового аккумулятора должно быть в интервале 2─2,1 вольта. Примерно через час после проведения зарядки величина ЭДС должна составлять 1,82—1,88 вольта. После заряда проводится разряд определенным током. Аккумулятор разряжается до напряжения примерно 0,6—1,25 вольта.

После того, как серебряно─цинковый аккумулятор залит электролитом, храниться он должен при температуре 5—10 С. В таком режиме лучше сохраняется целлофан сепаратора.

Серебряно-цинковые аккумуляторы

Стоит также помнить о том, что ёмкость батареи сильно падает при отрицательных температурах. С20 распространённых ёмкость составляет 50 процентов от номинала. При отрицательной температуре уменьшается и среднее разрядное напряжение. Так, что серебряно-цинковые батареи, функционирующие при отрицательной температуре, обогревают.

В таблице ниже представлены характеристики объёма моделей серебряно-цинковых аккумуляторов, выпускаемых российскими производителями.

Маркировка аккумулятораВес АКБ с залитым электролитом, кгНоминальная ёмкость (разряд 10 часов), АчТок пяти минутного разряда, А
Маркировка аккумулятораВес АКБ с залитым электролитом, кгНоминальная ёмкость (разряд 10 часов), АчТок пяти минутного разряда, А
СЦ-0,50,0240,852
СЦ-1,50,0351,83,5
СЦ-30,0954,535
СЦ-50,167,560
СЦ-120,1951480
СЦ-150,24516,595
СЦ-180,320120
СЦ-250,4727150
СЦ-400,7245180
СЦ-450,7650200
СЦ-500,8455250
СЦ-701,3580400
СЦ-1001,6100600
СЦ-1201,9130650

 

Сфера применения серебряно-цинковых АКБ

Области применения серебряно-цинковых аккумуляторов обусловлены их характеристиками. В основном они применяются там, где требуются АКБ небольшого объема и массы. Ниже приведены основные области применения:

  • Военная техника;
  • Геофизическое и геологическое оборудование;
  • Космическая отрасль;
  • Авиационная техника.


Один из примеров использования серебряно-цинковых аккумулятора во время лунной программы «Аполлон». Они применялись в луноходах, которые использовались для перевозки астронавтов. Ёмкость этих аккумуляторов была равна 120 А-ч, напряжение 36 вольт. При теоретической дальности пробега 92 километра, реальный пробег составлял 20─30 километров. Еще один пример использования — энергетические установки торпед СЭТ-65 и УСЭТ-80 в советских и российских подводных лодках. Кстати, последние активируются с помощью морской воды.

Вернуться к содержанию
 

Плюсы и минусы серебряно-цинковых аккумуляторов

Плюсы

  • Удельная энергия в несколько раз превышает значения других типов АКБ;
  • Механическая прочность;
  • Небольшие размеры и масса;
  • Чистое производство по сравнению с другими батареями;
  • Выдерживают высокие разрядные токи;
  • Небольшой ток саморазряда (до 15 процентов от ёмкости в месяц);
  • Стабильные разрядные характеристики;
  • Устойчивы к недозаряду, перерыву при зарядке и глубокому разряду.


 

Минусы

  • Высокая цена;
  • Небольшой срок службы по сравнению с другими типами (до 100 циклов заряд-разряд);
  • Долго заряжаются (до 20 часов);
  • Сильное газовыделение;
  • Плохо переносят перезаряд.

Вернуться к содержанию

Примите участие в опросе!

А вы используете серебряно-цинковые аккумуляторы?

Результаты голосования

Загрузка ... Загрузка ...


 

Видеоматериалы по теме

Автор статьи
Алексей Прохоров:обратная связь
Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 3, в среднем: 4,67 из 5)
Загрузка...
Поделиться в социальных сетях!
  • Серебряно-цинковые аккумулятор СЦС18 и батарея на его основе многоразового действия предназначены для питания постоянным током различной аппаратуры

  • sell-out.org 27.06.2016 в 05:30

    Серебряно-цинковые аккумулятор СЦС5 и батареи на его основе многоразового действия предназначены для питания постоянным током различной аппаратуры 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *




Вы находитесь: Серебряно-цинковые аккумуляторы
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
Задать вопрос
В форме ниже вы можете задать вопрос по аккумуляторам. Мы постараемся дать на него развёрнутый ответ. Если набирается много вопросов по какой-то тематике, то по ней публикуется статья. То есть, задавая вопрос, вы предлагаете темы будущих статей для сайта. В сообщении обязательно указывайте электронную почту, на которую можно прислать ответ.
 
Поставьте эту галочку, если Вы человек.
© 2015 - 2016 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!