Никель-цинковый аккумулятор. Цинковые аккумуляторы


Устройство серебряно-цинковых аккумуляторов - Справочник химика 21

    Электролитом служит раствор КОН плотностью 1,4 см с рас- творенной в нем до насыщения окисью цинка (раствор цинката калия с едким кали). На рис. 243 изображена схема устройства серебряно-цинкового аккумулятора. В табл. 79 приведены характеристики серебряно-цинковых аккумуляторов. [c.542]

    Схема устройства серебряно-цинкового аккумулятора показана на рис. 44. Электроды аккумулятора изготовляют в виде тонких пористых пластин 9 и отделяют друг от друга пленочной сепарацией 8. Пластины имеют проволочные токоотводы 3. Электродный пакет 1 помещается в литой пластмассовый бачок 2 с герметично приклеенной крышкой 4. На крышке находятся борны — полые болты 5, к которым изнутри подведены токоотводы от электродов. В центре крышки расположен газовыделяющий клапан 7. Электролитом служит раствор едкого кали удельным весом 1,4 г/сж с растворенной в нем до насыщения окисью цинка. [c.107]

    Электролитом служит раствор КОН (плотность 1,4 г/см ) с растворенной в нем до насыщения окисью цинка (раствор цинката калия с едким кали). На рис. 208 изображена схема устройства серебряно-цинкового аккумулятора .  [c.518]

    СЕРЕБРЯНО-ЦИНКОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ а) Устройство серебряно-цинковых аккумуляторов [c.170]

    Ряс. 10.2. Устройство серебряно-цинкового аккумулятора  [c.227]

    Устройство и технология изготовления серебряно-цинковых аккумуляторов [c.102]

    Серебряно-цинковые аккумуляторы представляют большой интерес как мощные источники тока, обладающие высокой удельной энергией. Они нашли широкое применение в переносных киносъемочных камерах, звуковой аппаратуре, установках связи, сигнализационных устройствах и др. [c.106]

    В настоящее время выпускаются различные конструкции зарядных устройств для серебряно-цинковых аккумуляторов, которые обеспечивают автоматическое отключение аккумуляторов от зарядной цепи по достижении конечного напряжения. [c.227]

    Устройства для заряда серебряно-цинковых аккумуляторов. Простейшим способом получения асимметричного тока от источника переменного тока является шунтирование диода активным сопротивлением (рис. 186). Величина постоянного тока пост измеряется в цепи заряда эффективное значение тока, протекающе- [c.359]

    Устройство, изготовленное по схеме, изображенной на рис. 188, имеет коэффициент полезного действия 24—27%. В настоящее время подобные устройства для заряда серебряно-цинковых аккумуляторов выпускаются промышленностью. [c.362]

    Серебряно-цинковые аккумуляторы по своему устройству значительно отличаются от других аккумуляторных систем. В пластмассовом бачке расположены электроды в виде тонких (толщиной от 0,5 до 2—3 мм) пластин. Электроды устанавливаются без зазоров, плотно прижатыми друг к другу. Для того чтобы предотвратить короткое замыкание при соприкосновении отрицательного электрода с соседними положительными, между электродами помещается специальная мембрана-сепаратор. [c.170]

    Устройства для заряда серебряно-цинковых аккумуляторов. Простейшим способом получения асимметричного тока от источника пере-248 [c.248]

    Романов В. В., Мельников А. В. Устройства для заряда серебряно-цинковых аккумуляторов асимметричным переменным током, — Вестник электропромышленности , 1961, № 9. [c.252]

    Схема устройства серебряно-цинкового аккумулятора показана на рис. 44. Электроды аккумулятора изготовляют в виде тонких пористых пластин 9 и отделяют друг от друга пленочной сепарацией 8. Пластины имеют проволочные токоотводы 3. Электродный пакет 1 помещается в литой пластмассовый бачок 2 с герметичмо приклеенной крышкой 4. На крышке находятся борны — полые болты 5, к которым изнутри подведены токоотводы [c.110]

    Тип аккумулятора со щелочным электролитом следует выбирать в зависимости от условий применения. Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые имеют бесспорные преимущества перед никель-цинковыми и серебряно-цинковыми аккумуляторами по срог ку службы, надежности и работоспособности при низких температурах, целесообразно использовать для питания устройств, к которым предъявляются высокие требования по климатической устойчивости. [c.378]

    Расчеты источника энергии для глубокоподводной научно-исследовательской лодки мощностью 20—25 кВ г на четырех человек при глубине погружения до 6 км показали, что при запасе энергии 1 100 кВт-ч масса энергоустановки с ЭХГ составляет около 5 000 кг, объем — около 3,5 м3, в то время как установка с серебряно-цинковыми аккумуляторами имела бы массу 9 500—11 000 кг и объем 5,6—6,4 м [Л. 142]. В [Л. 143] были рассмотрены способы хранения водорода и кислорода на подводной лодке для ЭХГ мощностью 5—30 кВт. Срок службы ЭХГ принимался от 1 мес. до нескольких лет. Криогенное хранение водорода оказалось менее выгодным, чем хранение под давлением (до 420-10 Па), особенно для малых энергий (10—100 кВт-ч). Выгодна с точки зрения объема и удобства система криогенного хранения кислорода и хранения водорода под давлением. Однако наиболее целесообразно применение твердых реагентов СаНг для получения водорода и ЫаСЮз для получения кислорода. Разработки ЭХГ для флота ведутся фирмой Аллис Чалмерс совместно с Военно-морской инженерной лабораторией [Л. 144]. Проведено испытание водороднокислородного ЭХГ мощностью 1 кВт. Лаборатория Ней-вэл шип систем комманд (США) [Л. 39] также разрабатывает ЭХГ для морского флота. Были испытаны водородно-кислородные ЭХГ мощностью 1—4 кВт. Имеется сообщение также о батарее ТЭ фирмы Пратт и Уитни мощностью 5 кВт для гидрологических устройств [Л. 145]. Масса батареи 63,5 кг, объем 87 л. [c.179]

    Серебряно-цинковый элемент (СЦЭ). Применение этой системы в наливных резервных элементах устраняет ряд недостатков СЦ-аккумуляторов отпадает необходимость в тщательном подборе материала диафрагмы, разделяющей электродные пространства, что позволяет заметно снизить внутреннее сопротивление источника можно применять очень тонкие электроды, что повышает удельные характеристики источника, особенно во время эксплуатации при коротктгх режимах разряда. Элементы данной системы хранят обычно отдельно от электролита, заливают электролит непосредственно перед использованием элемента с помощью сжатого воздуха или особых устройств, Большое внимание при разработке таких элементов уделяется цинковому электроду, пассивация которого в условиях обычных температур происходит уже при плотности тока 10— 12 А/дм , а при пониженных температурах (+5°С)—при 6—7 А/дм1 Чтобы устранить быструю пассивацию цинка, целесообразно применять металлокерамические или намазные электроды, изготовленные из цинкового порошка с добавкой различных связующих, а также использовать в качестве электродов оцинкованные медные сетки. [c.415]

    Некоторые важнейшие конструкции ХИЭЭ одноразового действия изготавливают из тех же электрохимических пар, что и аккумуляторы (например, серебряно-цинковые ХИЭЭ одноразового действия). Очень большое внимание уделяется исследованию и разработке топливных элементов для питания как стационарных установок, так и различных движущихся устройств, включая космическую технику (см. стр. 436). [c.423]

    Образуется также коллоидный раствор серебра.. Проникая к отрицательному электроду, соединения серебра восстанавливаются и отлагаются на цинке, а так как перенапряжение для выделения водорода на серебре значительно меньше, чем на цинке, то это вызывает саморазряд цинкового электрода. Кроме того, серебро отлагается на цинке в виде дендритов, которые в отдельных случаях могут достичь положительного электрода и вызвать короткое замыкание. На рис. 174 изображена схема устройства серебряноцинкового аккумулятора. Положительный и отрицательный электроды разделены несколькими слоями целлофана. В аккумуляторах, предназначенных для разрядов токами большой плотности при ограниченном сроке службы, берут 3 слоя пленки если требуется более длительный срок службы, число слоев целлофана доводят до пяти. Положительные электроды одеты в мешочки из капроновой ткани. Проволочные токоотводы пропущены в каналы в борнах и припаяны к ним. Сосуды применяют из прозрачных пластмасс, чаще всего из полиамида или полистирола. Это позволяет следить за уровнем электролита, который заливают в аккумулятор не более чем на половину высоты. Набухший в электролите целлофан, благодаря плотной сборке, обеспечивает прохождение тока по всей высоте электродов, а избыток электролита мог бы вызвать оплывание цинковой активной массы. [c.406]

chem21.info

Цинк-хлорный и цинк-бромный аккумуляторы | Electro-machines.ru

Эти аккумуляторы появились в связи с трудностями, обусловленными использованием кислородного электрода.

В цинк-хлорном аккумуляторе происходит следующая электрохимическая реакция:

image002

Спецификой аккумулятора этого типа является хранение хлора в виде хлоргидрата (С12-6Н20), который кристаллизуется при температуре +9 °С и представляет собой ярко-желтые ледооб-разные кристаллы с плотностью 0,5 кг/дм3. В качестве электролита используется 20-30 %-ный водный раствор хлорида цинка.

При заряде на цинковом электроде восстанавливается цинк в виде плотного беспористого осадка с выходом по току 99 %. Выделяющийся на противоэлектроде хлор растворяется в электролите и удаляется в специальный холодильный бункер, где при температуре ниже 9 °С выпадает хлоргидрат, и хранится до начала разряда. При разряде хлоргидрат закачивается в теплообменник, где происходит дегидратация с выделением хлора в раствор, который подается к хлорному электроду. Ввиду высокой растворимости хлора хлорный электрод работает как жидкостный, с доставкой реагентов по жидкой фазе. Это исключает многие проблемы (необходимость гидрофобизации, сложность отвода продуктов), свойственные газовому кислородному электроду. Так как на заряде цинковый электрод работает с принудительной подачей электролита и, следовательно, ионов цинка к электроду, то исключается образование дендритов, а значит, и коротких замыканий. Для устранения разбаланса, приводящего к понижению концентрации цинковых ионов в электролите, рекомендовано периодически подвергать цинковый электрод глубокому разряду.

Достигнутая удельная энергия составляет 70 Вт-ч/кг при удельной мощности 70 Вт/кг. Имеются данные о наработке до 1000 циклов с корректировкой состава электролита. Цинк-хлорная система была испытана в 1971 г. на двухместном электромобиле «Вега» (Vega). Запас хода составил 260 км при скорости до 105 км/ч. Аномально высокая дальность пробега, не соответствующая удельной энергии, обусловлена искусственно завышенной весовой долей аккумуляторной батареи (47 % от общей массы).

Цинк-бромная электрохимическая система также является комбинированным вариантом, в котором один из электродов (цинк) представляет собой обратимый аккумуляторный электрод, а второй - электрод топливного элемента с жидким реагентом.

Электрохимическая реакция при токообразовании имеет вид:

image004

Цинк в процессе заряда осаждается на графитовую матрицу в виде плотного беспористого осадка так же, как и при работе цинк-хлорного элемента. Ионы брома окисляются до элементарного брома на графитовом противоэлектроде с развитой поверхностью. Элементарный бром в растворе образует трех- и пентабромные комплексы с ионами брома:

image006 

При разряде происходит окисление цинка и восстановление брома до бромид-ионов. Если аккумулятор цинк-хлорной системы работает без сепаратора, то в цинк-бромном аккумуляторе вопрос отделения брома от цинкового электрода является ключевым. С этой целью применяются пористые сепараторы, ионообменные мембраны и гелеобразные электролиты. Однако самые изощренные способы разделения позволяют снизить потерю емкости до 50 % за 50 ч хранения. Имеются предложения хранить бром отдельно или в соединении с тетрабутиламмонием в изолированных резервуарах и по мере разряда подавать бром к положительному электроду. Однако этот вариант (как и в случае использования цинк-хлорного аккумулятора) сильно усложняет конструкцию и эксплуатацию в подвижных автономных системах.

Достигнутая удельная энергия цинк-бромного аккумулятора составляет 60 Вт ч/кг при удельной мощности 12 Вт/кг. Срок службы ограничен процессами дендритообразования и механического осыпания (при выделении водорода) на цинковом электроде. В связи с этим существует большой разрыв между данными по ресурсу аккумуляторов больших и малых номиналов. Так, для номинала 2,5 Ач получено 2000 заряд-разрядных циклов, в то время как аккумулятор емкостью 35 Ач имеет срок службы более 600 циклов.

В настоящее время работы над цинк-хлорным и цинк-бромным аккумуляторами продолжаются в направлении использования этих оригинальных систем для выравнивания нагрузки на электрических станциях.

Ввиду необходимости создания довольно сложной системы регулирования, токсичности хлора и брома, необходимости хранить хлор вне реакционной зоны до момента разряда маловероятно, что цинк-хлорные и цинк-бромные аккумуляторы будут применены в электромобиле.

 

 

Проверено корректором: 

www.electro-machines.ru

Никель-цинковый аккумулятор - Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 июля 2013; проверки требуют 7 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 июля 2013; проверки требуют 7 правок.

Никель-цинковый аккумулятор — это химический источник тока, в котором анодом является цинк, электролитом — гидроксид калия с добавкой гидроксида лития, а катодом — оксид никеля. Часто сокращается аббревиатурой NiZn.

Достоинства: большое напряжение (1,6 В; наибольшее из щелочных аккумуляторов) и энергоёмкость (на 30% выше, чем у NiMh).

Недостатки: небольшой ресурс (250—370 циклов заряд-разряд).

История изобретения[ | ]

В 1901 году Томас Эдисон получил патент США на перезаряжаемую никель-цинковую батарею.[1] Его изобретение усовершенствовал ирландский химик Джеймс Драмм (1897—1974) и установил на четыре автомотрисы собственной конструкции, которые обслуживали линию Дублин-Брей с 1932 по 1948 год. Хотя эксперимент оказался удачным, но автомотрисы были сняты с линии, когда аккумуляторы выработали ресурс.

Ранние модели никель-цинковых аккумуляторов могли выдержать только очень ограниченное количество циклов заряда. В 1960-х никель-цинковые аккумуляторы рассматривали в качестве альтернативы серебряно-цинковым для использования в военных целях, а в 1970-х — снова заинтересовались применением в электромобилях.

Компания Evercel Inc. разработала и запатентовала ряд улучшений для никель-цинковых аккумуляторов, но в 2004 году свернула работы в этой области.

Параметры[ | ]

  • Удельная энергоёмкость(Вт·ч/кг): около — 60 Вт·ч/кг.
  • Удельная энергоплотность: около — до 255 Вт·ч/дм³.
  • ЭДС: 1,78 В.
  • Рабочая температура: −30…+40 °C.

Электрохимия[ | ]

2Ni(OH)2(s) + Zn(OH)2(s) ↔ 2Ni(OH)3(s) + Zn(s)

Применение[ | ]

NiZn-аккумуляторы отдают 80-85 % от указанной энергии. Возможно, это связано с режимом работы зарядного устройства. Для достижения максимального числа циклов рекомендуется заряжать эти аккумуляторы на 80-90 %. Выгодны для использования в цифровых фотоаппаратах (на NiMh фотоаппарат отключается при не до конца разряженных батарейках — фотоаппарат рассчитан на щелочные батарейки с напряжением 1,5 В, а NiZn имеет высокое напряжение и в конце разряда.)

См. также[ | ]

Литература[ | ]

  • Коровин Н. В., Скундин А. М. Химические источники тока: Справочник — Издательство: МЭИ; 2003, С. 740, ISBN 5-7046-0899-X

Ссылки[ | ]

Примечания[ | ]

  1. ↑ "Building A Better Battery", Kerry A. Dolan, Forbes.com, Forbes, 11 May 2009, accessed 2011-02-12, Forbes-44.

encyclopaedia.bid