Справочник химика 21. Изготовление аккумуляторов


Как делают автомобильные аккумуляторы? | Как это сделано

Вы когда-нибудь заглядывали внутрь автомобильных аккумуляторных батарей? А мы решили заглянуть «внутрь» производства АКБ. Единственное белорусское предприятие, которое выпускает аккумуляторы для легковых автомобилей, находится в Пинске и на 75% принадлежит американской корпорации Exide. На заводе говорят на двух языках и строят большие планы. Например, собираются производить батареи для Volkswagen Polo Sedan, которые выпускают на заводе в Калуге.

Со склада привозят пластины, «пропитанные» специальной пастой (оксид свинца с добавками). Они выполняют роль проводников. Желтоватого цвета — с положительным зарядом, зеленовато-серые — с отрицательным. Пластины — важнейшая составляющая аккумулятора, элемент электрической цепи. Как нить накаливания в лампочке. Количество пасты определяет такую важную характеристику аккумуляторной батареи, как емкость. А площадь поверхности пластин — пусковой ток.

Чем тоньше пластины и чем их больше, тем выше пусковой ток. Стартерные аккумуляторные батареи (в Пинске только их и выпускают) — у них этот показатель выше — сравнивают с арабским скакуном, тяговые — с ломовой лошадью.

Пинское предприятие только на пути к созданию полного цикла производства аккумуляторных батарей, и сейчас такие пластины завозят из Познани, с еще одного завода американской корпорации. «Когда у нас появится своя площадь (пока мы ее арендуем), сможем расширить производство. Сейчас наш предел — 380 тыс. аккумуляторных батарей в год. Потребность же рынка в Беларуси — 700 тыс.», — вкратце посвящает нас в дела руководитель отдела продаж Антон Уминский.

Пластины оборачивают в конверты из специальной ленты, точнее, это делает станок. Оборачивает — обрезает, оборачивает — обрезает… Цель — исключить контакт положительных и отрицательных электродов.

Сепараторная лента из пористого полиэтилена чем-то напоминает резину, при этом она довольно тонкая и имеет поры. Через них должен проходить электролит.

На предприятии все максимально автоматизировано. Настройку оборудования проводили специалисты, работающие на европейских заводах компании. А на случай поломки всегда дежурят сотрудники техподдержки. В экстренном случае они готовы сразу же приняться за устранение неисправности. Простой одной из двух конвейерных лент даже в течение часа чреват потерями в сотни евро.

Конвейер формирует пакет из набора пластин — машина чередует их: с отрицательным зарядом, потом с положительным и т. д.

— Получившаяся пачка и есть аккумулятор — в ней может быть от 10 до 16 пластин. В свою очередь, каждая батарея состоит из шести аккумуляторов. Всего в АКБ — от 60 до 96 пластин, — замечает Александр Матвиенко, менеджер по качеству и один из старожилов предприятия.

На этой стадии без участия человека не обошлось — бракуются плохие конверты. Бывает, края неровно обрезаны, перекошены. Дело, конечно, не в эстетике. Помните, выше мы говорили про нежелательный контакт отрицательных и положительных пластин? Проще убрать потенциальный конфликт сейчас. Этим проверка, разумеется, не ограничится, но подробности ниже.

Если посмотреть внимательнее, то с двух сторон пакета можно увидеть металлические «закладки», или ушки. Ушки плюсовых и минусовых пластин сгруппированы по разные стороны пакета. Зачем, станет понятно чуть позже.

Теперь пакеты закладывают уже в другую машину.

Автомат смазывает их специальным раствором органической кислоты, который убирает оксидную пленку — чтобы свинец лучше паялся.

До этого велась подготовка к созданию электрической цепи в батарее. А сейчас конвейер приступает к главному действу — «закладки»-ушки «окунают» в расплав свинца в специальной форме (его температура — 400 градусов по Цельсию) и сразу же охлаждают форму с помощью воды. Поэтому на фотографии хорошо виден пар.

Рядом заготовлены свинцовые чушки, которые, собственно, и расплавляют. Выглядят внушительно. Уронить такую на ногу — мало не покажется.

Кстати, на ногах всех сотрудников предприятия — специальная обувь (гостям выдают галоши). При падении тяжести на ногу она защищает от травм, которые могут быть довольно серьезными. А еще обязательны очки и респиратор. Больше четырех часов находиться в этом цеху без маски запрещено. Все сотрудники ежемесячно проверяются на содержание свинца в организме.

Теперь будущая аккумуляторная батарея получает пластиковый ящик, разделенный на ячейки, — моноблок. Их тоже завозят из-за границы (из Польши и Франции, где находятся несколько заводов американской корпорации). Важный момент: во внутренних стенках предусмотрены отверстия. Это тоже неспроста. О них вспомним чуть позже.

Еще один станок щипцами-захватами вставляет в моноблок уже спаянные пакеты пластин: сначала четные, потом нечетные. Словно кассеты в магнитофон.

А вот как выглядят спаянные ушки-«закладки». В будущем они соединятся с соседней ячейкой специальным мостиком. Также добавились выводы для «плюса» и «минуса». На этой стадии очень хорошо видна электрическая схема АКБ. Как на страницах учебников по физике.

— Электродвижущая сила каждой ячейки — 2 В, — продолжает Александр Матвиенко. — Когда все шесть аккумуляторов соединятся, как раз и получатся искомые 12 В батареи. Она будет питать и магнитолу, и световые приборы, и, естественно, давать пусковой ток на стартер.

По фотографии сложно измерить температуру металла. Но поверьте, она высокая. Поэтому будущую батарею отправляют в буферную зону, где мостики охлаждаются. В это время под напряжением в 2 кВ ведется проверка на короткое замыкание. Исключается даже потенциальный контакт между отрицательными и положительными пластинами. На этой стадии бракованные пакеты еще можно достать и заменить. Вскрывать же моноблок на более поздних стадиях — значит, нести убытки.

— А как узнать, что аппаратура не подводит? — спрашиваем.— На этот случай есть сигнальный экземпляр, — Александр ставит на конвейер аккумулятор. Загорается красная лампочка, и конвейер «выплевывает» брак в специальный отсек.

Заключительный этап создания электрической цепи. Проводится сварка пакетов пластин (внимание!) через те самые отверстия во внутренних стенках моноблока. Опять-таки никакого вмешательства со стороны человека! Шипение. Сварка занимает пару секунд. Готово!

До сварки

После сварки. Обратите внимание на углубления в ушках

Очередной тест на короткое замыкание, заодно проверяется качество сварки пакетов пластин. Это последний момент, когда можно заглянуть внутрь аккумуляторной батареи.

Изредка оператор поглядывает на световое табло, которое висит прямо в цеху. На нем для каждого конвейера указывается свое число запланированных к выпуску батарей и количество сделанных. Да, даже на практически американском предприятии от плана уйти не удастся.

Постепенно АКБ принимает более презентабельный вид. Батарея получает внутреннюю крышку с выводами «плюс»/«минус». Еще недавно ее дизайн был другим. Сейчас его изменили в пользу технологичности. В таком же корпусе сходят с конвейера аккумуляторы на остальных заводах Exide под брендами Centra, Exide, Tudor и др.

А теперь крышку… снимают, чтобы окончательно приварить к моноблоку. Ее прижимают к расплавленной плите и придавливают к пластиковому ящику. Опять-таки процесс максимально автоматизирован.

Все время, пока мы были на предприятии, казалось, что кого-то не хватает. Цех почти пустой, но работа не останавливается: на заводе всего около ста человек, меньшая часть которых задействована на производстве.

Пайка выводов «плюс» и «минус» (отрицательный — чуть тоньше). Металлический штырь (борн) соединяют со знакомым автомобилистам «пальцем», на который и цепляются клеммы.

— В аккумуляторной батарее нет других металлов, кроме свинцового сплава, — замечает Александр Матвиенко. — Ручная пайка проводится для того, чтобы обеспечить полный контакт борна и выводов.

Аккумулятор снова проверяют. На этот раз на герметичность. Автомат вставляет трубки в заливные отверстия батареи и подает туда воздух под давлением.

— Различают внешнюю и внутреннюю герметичность. В первом случае речь о том, чтобы электролит не расплескивался, на корпусе не было микротрещин. Во втором случае проверяется надежность стенок между ячейками. Это тоже важно, поскольку при нарушении внутренней герметичности батарея будет быстрее саморазряжаться, — объясняет Александр.

Ставят внутренний штамп — клеймо.

На самом деле это нужно скорее предприятию, чем покупателю. В коде зашифрованы дата, смена и некоторые технические характеристики. Например, «1» означает 55 ампер-часов, «2» — 60 ампер-часов.

Поднимаемся на площадку, с которой хорошо виден основной цех. В конце дня менеджеры проводят здесь планерку. Во всем чувствуется западный подход. Докладчик заходит в круг, очерченный на полу. Ему дается не более двух минут. Руководит заводом серб австралийского происхождения — Джон Николич. Он практически не знает ни русского, ни белорусского, поэтому все общение происходит на английском.

«Сухую» батарею перевозят в «мокрый» цех. Здесь много бочек, емкостей, а рабочие одеты в специальные фартуки, перчатки, нарукавники. Агрессивная среда как-никак. Постоянно приходится иметь дело с разбавленной серной кислотой. Да, именно здесь происходит еще один важный этап — в батареи заливают электролит. Делает это опять-таки машина. Плотность заливаемого электролита — 1,26 г на 1 куб. см.

После этого оператор вставляет заглушки и соединяет батареи проводами-коннекторами — получается электрическая цепь, в которой может быть до 16 батарей. Они отстаиваются не более часа. В это время электролит впитывается в пластины, а батареи охлаждаются, потому что при заливке их температура резко повышается.

Аккумуляторы перевозят на участок формирования. Когда заходишь, сразу чувствуется характерный запах продуктов химических реакций, с непривычки мы даже закашлялись. Батареи по-прежнему собраны в одну цепь. Но теперь туда подается ток. Зачем?

— Это и есть формирование. Если залить электролит и ничего не предпринимать, то начнется нежелательный для аккумуляторов процесс сульфатации, взаимодействие свинца и кислоты, — объясняет наш сопровождающий. — В результате образуются кристаллы, сульфаты свинца, которые в дальнейшем уже не смогут участвовать в химических процессах, и батарея потеряет часть своей емкости. Кстати, на заметку автолюбителям: именно по этой причине разряженный аккумулятор нельзя хранить долгое время. Чтобы этого не допустить, АКБ заряжают током. Для каждого типа разработаны свои программы и алгоритмы. В зависимости от емкости батареи процесс может занимать от 15 до 40 часов.

Уже сформированные батареи возвращают обратно в «мокрый» цех. Там дозаливают электролит, уровень которого, как правило, немного снижается. Это связано с тем, что в процессе зарядки кислота впитывается в пластины, часть уходит на электролиз. В довершение очередная установка-автомат еще раз проверяет уровень.

Все процедуры с электролитом завершены. На батарею устанавливают крышку со специальными заглушками, чтобы автомобилисты ненароком не обрызгались кислотой. Меры предосторожности, понятное дело, не лишние. Выпускаемые здесь аккумуляторы относятся к необслуживаемым. Это значит, что по крайней мере год-полтора автолюбители не должны самостоятельно заглядывать внутрь батареи, чтобы измерить плотность и уровень электролита. Хотя возможность снять крышку есть.

Остается навести марафет. Батарея попадает в моечный тоннель. Здесь смывают капли электролита.

Зачистка выводов «плюс» и «минус». Они становятся красивыми и блестящими — такими их увидит покупатель. Но это не только для того, чтобы придать презентабельный вид, — с окислившихся выводов снять ток сложнее.

Еще один тест — возможно, один из важнейших и решающих. Аккумулятор проверяют «большим» током на работоспособность. В течение двух секунд у батареи «забирают» электрический ток до 1500 А, при этом измеряется напряжение на выводах. Показатель должен составлять не менее 50% от начального, то есть от 6,0 до 6,5 В. Если ниже — то это брак, и АКБ, как бы ни было обидно, поступает на разбор контролерам.

Контролер должен выяснить, в чем причина проблемы. Потом результаты исследования попадают в службу качества и техподдержки — для исключения бракованной продукции в будущем. Над столом висят фотографии бракованных элементов.

Игольчатый маркиратор наносит еще одну кодировку. Первая цифра — год выпуска («3» обозначает 2013-й), буква A — месяц (по латинскому алфавиту: A — январь, B — февраль, C — март и т. д.), F — условное обозначение завода (пинскому предприятию американцы присвоили букву F), 18 — число месяца, A1 — обозначение смены. Кстати, именно с этого момента отсчитывается гарантийный срок.

Последний штрих. Рабочий надевает накладку на выводы и размещает наклейки на корпусе. Тут есть одна хитрость. Наклеек несколько видов, хотя разницы в батареях — никакой, сходят с одного конвейера. Продукцию пинского предприятия в Беларуси знают под брендом Zubr, а в России те же самые АКБ продают под маркой Hagen. Известный маркетинговый ход: когда один продукт реализуют под разными именами. Наклейки — это последний шаг. После аккумуляторы увозят на склад, а оттуда — поставщикам.

Источник

kak-eto-sdelano.ru

Технология производства литий-ионных аккумуляторов | Генераторы для каждого

Написано 4 января 2018от generator-prosto.

К нам почту приходило довольно много вопросов о том, как производятся литий-ионные аккумуляторы. Сегодня постараемся рассмотреть этот вопрос подробнее. Поскольку литиевые аккумуляторы выпускаются различных форм-факторов и характеристик, производство и технология их производства существенно отличаются. В этой статье мы расскажем о производстве наиболее распространённых Li-Ion аккумуляторах, а также сделаем обзор производителей литиевых АКБ.

Содержание статьи:

Производство литий-ионных аккумуляторов

В общем случае производство Li-Ion аккумуляторов можно разделить на следующие этапы:

  • Производство электродов;
  • Сборка электродов в батарею, установка защиты;
  • упаковка в корпус, заливка электролита;
  • Тестирование, заряд.

Как правило, эти этапы присутствуют при сборке литий-ионных батарей всех форм-факторов. В роли анода используется медная фольга с нанесённым слоем графита (в некоторых случаях угля). В качестве катода применяется алюминиевая фольга со слоем материала, содержащего литий. Здесь возможны варианты в зависимости от характеристик конечного изделия: LiCoO2, LiFePO4, LiNiO2, LiMn2О4.

Намотка алюминиевой фольги с литийсодержащим материалом в рулон

Намотка алюминиевой фольги с литийсодержащим материалом в рулон

Что касается сборки электродов в единую батарею, здесь есть различия для разных типов Li-Ion аккумуляторов. При производстве цилиндрических литий-ионных аккумуляторов (например, 18650) используется скручивание электродов в рулон. При этом они разделяются сепаратором. То есть, подготовленные ленты катода и анода разделяются сепаратором и наматываются в рулон. Чем меньше толщина электродов, тем более ёмкий и мощный можно собрать аккумулятор. Вся сборка помещается в стальной или алюминиевый корпус, заливается электролитом и герметично запечатывается. Снаружи остаются только выводы плюс и минус.

В призматических литий-ионных аккумуляторах используются прямоугольные электроды, которые укладываются друг на друга через сепараторы. Конструкция в этом случае получается такой же, как в случае свинцово-кислотных аккумуляторов для автомобилей. В этом случае производство электродов немного отличается от тех, что используются в цилиндрических моделях. Сначала также изготавливаются ленты катода и анода, а затем из них вырубаются прямоугольные пластины.

Электроды для призматических литий-ионных аккумуляторов

Электроды для призматических литий-ионных аккумуляторов

После сборки электродов они помещаются в пластиковый корпус, к ним привариваются токовыводы, заливается электролит и герметично закрываются.

В некоторых призматических литий-ионных аккумуляторах используется сборка электродов в виде эллиптической спирали. Такую конструкцию могут иметь литиевые батарейки для аккумуляторов телефонов.

После сборки, заливки электролита и герметизации проводится тестирование, при котором выявляется производственный брак. После этого проводится первый заряд аккумулятора, во время которого происходит формирование поверхности электродов. В качестве сепаратора используется полиэтиленовый сепаратор. При температуре 130-150 градусов он плавится и тем самым прекращает обмен ионами между катодом и анодом. Это определённая защита при перегреве литиевого аккумулятора.

Кроме того, при производстве Li-Ion аккумуляторов на определённые модели устанавливаются дополнительные виды защиты. Например, цилиндрические аккумуляторы 18650 имеют в торце корпуса специальный клапан. Он открывается, когда давление внутри превышает определённый предел.

Защитный клапан

Защитный клапан

На все литий-ионные аккумуляторы, используемые в электронике, ставятся контроллеры заряда-разряда. Они предохраняют банку от глубокого разряда и излишнего заряда. Кроме того, часто устанавливается термистор, который размыкает цепь и отключает банку от внешнего мира при увеличении температуры выше определённого предела.

Контроллер заряда-разряда литиевых аккумуляторов

Контроллер заряда-разряда литиевых аккумуляторов

Производители литий-ионных аккумуляторов

Зарубежные компании

За границей производство Li-Ion батарей очень развито. Многие крупные компании выпускают литиевые аккумуляторы. В качестве примера можно привести следующие:

  • Altair Nanotechnologies. Фирма занимается производством материала для анода Li-Ion батарей из титаната лития. В продуктовой линейке Altair Nanotechnologies есть аккумуляторные системы для электроэнергетики, транспортных средств и источников бесперебойного питания. Такие компании из Южной Кореи, как Eig Ltd и Kokam занимаются выпуском для Altair аккумуляторных ячеек;
  • A123 Systems. Компания занимается производством аккумуляторных ячеек и модулей. На их основе делаются аккумуляторы для ТС, сферы электроэнергетики. В производстве литий-железо-фосфатных АКБ компания использует собственную технологию Nanophosphate. Аккумуляторы выпускаются как цилиндрического, так и призматического форм-факторов;
  • Ener1 Battery Company. Компания занимается выпуском Li-Ion аккумуляторных систем для транспортных средств, потребительской электроники и сферы энергетики. Производство размещено в США и Южной Корее;
  • Samsung SDI. Основное производство фирмы ориентировано на выпуск аккумуляторов для электроники. Также выпускаются аккумуляторы для энергетических систем. Компания самостоятельно выпускает литий-железо-фосфатные ячейки ёмкостью 50 Ач, которые используются в распределительных сетях;
  • Saft Batteries. Выпускает накопители Intensium Max, которые созданы на базе Li-Ion аккумуляторов собственного производства. Они применяются для поддержания функционирования возобновляемых источников энергии. В основу аккумуляторных батарей компании положены аккумуляторные ячейки VL41M цилиндрической формы. Катод делается на основе никелевого оксида. Из нескольких VL41M формируют аккумуляторный модуль, который используется в различных системах;
  • Dow Kokam. Эта фирма является совместным предприятием Южной Кореи и США. Они выпускают аккумуляторные системы, модули, ячейки Li-Pol. Их продукция используется в промышленности, транспортных средствах, ИБП, военной сфере. У фирмы есть свои производственные мощности в Южной Корее, Франции, США;
  • BYD. Эта китайская компания занимается выпуском автомобилей, электротранспорта, солнечных батарей, инверторов, а также литий-ионных аккумуляторов. В основе аккумуляторных систем BYD лежат литий-железо-фосфатные ячейки.

Отдельно можете прочитать подробный материал про литий-ионный аккумулятор.

Российские производители

В настоящее время в интернете можно найти информацию о таких компаниях, занимающихся выпуском АКБ в России:

  • НПО ССК;
  • Лиотех;
  • АК Ригель;
  • НИИХИТ-2;
  • ОАО «НИАИ «Источник»;
  • ОАО Энергия.

Стоит сказать, что по своим производственным мощностям и ассортименту выпускаемой продукции российские производители значительно уступают зарубежным компаниям.Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.

Популярные статьи:

Опубликовано в Аккумуляторы

generator-prosto.ru

Пластины свинцовых аккумуляторов изготовление - Справочник химика 21

    Основными операциями в производстве свинцовых аккумуляторов, кроме отливки и обработки решеток и пластин, являются изготовление пасты, намазка, сушка и цементация пластин, формирование пластин и сборка аккумуляторов. Помимо этих операций производство аккумуляторов связано с проведением подсобных процессов, не рассматриваемых в этой книге. [c.118]     В зависимости от назначения свинцовые аккумуляторы изготавливаются с электродными пластинами нескольких разновидностей. Наиболее распространены так называемые пастирован-ные (намазные) пластины. При их изготовлении на решетки-токоотводы из свинцово-сурьмяного сплава наносят пасту из оксидов свинца, которую с помощью электрохимической обработки превращают в РЬОа и свинцовую губку. Существуют также пластины панцирного и поверхностного типов. [c.281]

    В. Устройство и изготовление пластин свинцовых аккумуляторов [c.103]

    Сурьму вводят в некоторые сплавы для придания им твердости. Сплав, состоящий из сурьмы, свинца и небольшого количества олова, называется типографским металлом или гартом и служит для изготовления типографского шрифта. Из сплава сурьмы со свинцом (от 5 до 15% Sb) изготовляют пластины свинцовых аккумуляторов, листы и трубы для химической промышленности. Кроме того, сурьму применяют как добавку к германию для придания ему определенных полупроводниковых свойств. [c.449]

    Электролит, как кислотный, так и щелочной, при изготовлении сильно нагревается горячий раствор наливать в аккумуляторы нельзя, надо дать ему остыть до комнатной температуры. В аккумулятор наливается (через стеклянную воронку) такое количество раствора, чтобы уровень последнего был не менее как на 10— 12 мм выше пластин о высоте этого уровня можно судить, опуская в отверстие для пробки стеклянную палочку. После заполнения раствором отверстия в крышке плотно прикрываются ( ) металлическими пробками у щелочных аккумуляторов и резиновыми (но не корковыми) пробками у свинцовых. Так как раствор частично впитывается в пластины, через некоторое время нужно его долить и затем, не откладывая, поставить аккумулятор на первую зарядку. [c.405]

    Как указано ранее, из существующих типов свинцовых аккумуляторов наиболее распространенными являются аккумуляторы с намазными (пастированными) пластинами. Впервые такие пластины были предложены еще в 880 г. Существует несколько вариантов технологии изготовления пастированных пластин, отличающихся по применяемому исходному сырью  [c.496]

    Различные свинцовые сплавы применяют для изготовления решетчатых конструкций для положительных и отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов. Легирующие элементы улуч- [c.357]

    Цель работы — ознакомиться с принципиальной технологической схемой изготовления пастированных пластин свинцовых стартерных аккумуляторов получить зарядно-разрядные электрические характеристики в тех или иных условиях формирования и разряда, а также найти коэффициент использования активных масс изучить влияние концентрации серной кислоты на напряжение и емкость аккумулятора при разряде. В содержание ряда вариантов работы входит изготовление одного или нескольких макетов свинцового аккумулятора с последующим испытанием в заданных условиях. [c.214]

    Конструкции пластин и аккумуляторов. Активными веществами свинцового аккумулятора являются губчатый свинец и диоксид свинца. При изготовлении аккумулятора используют два метода введения активных веществ в электроды. По первому из них активное вещество (РЬОг) получают путем электрохимического окисления поверхности токосъемного каркаса, изготовленного из чистого свинца. Полученные таким образом пластины называют поверхностными (рис. 1.21). При работе аккумулятора по мере осыпания наружного активного слоя прорабатываются те слои свинца, которые расположены глубже. Значительная толщина (10—12 мм) поверхностных пластин обеспечивает их длительный срок службы (10 лет и более 1000—1500 циклов). [c.89]

    Высокая стартерная емкость аккумуляторов СТ-70-ПД с добавкой 0,5% гуминовых кислот сохраняется до 250-го цикла, после чего наблюдается ее падение. У аккумуляторов с 2% гуминовых кислот наблюдается повышенная емкость на протяжении начальных циклов. Однако из-за сильного разбухания активной массы отрицательных пластин они выходят из строя уже на 150-м цикле. Добавка 1 % гуминовых кислот обеспечивает наиболее высокую продолжительность (около 4 мин) разрядов аккумуляторов с синтетической сепарацией на протяжении всего срока службы. Добавка гуминовых кислот в пасту существенно уменьшает массу стандартного объема пасты. В соответствии с этим при прочих равных условиях значительно уменьшается и масса вмазываемой в решетку аккумулятора отрицательной пасты. Расход свинцового порошка на изготовление отрицательных пластин при применении вместо хлопково-сажевого расширителя гуминовых кислот уменьшается в среднем на 5%- В результате этого достигается значительная экономия свинца в аккумуляторной промышленности (в пересчете на годовой выпуск свинцовых аккумуляторов она составляет >1000 г). [c.127]

    Изготовление электродных пластин. Электродный блок макета свинцового аккумулятора состоит из двух отрицательных и одного положительного электрода. Для их изготовления студент получает набор свинцовых решеток, исходные компоненты паст, необходимый инструмент и вспомогательные материалы. Решетки с габаритным размером 8 X 4,5 см, отлитые из свинцово-сурьмяного сплава, имеют по 12—18 ячеек можно использовать и более мелкоячеистые решетки. Толщина решетки положительного электрода 0,4 см, отрицательного — 0,2 см. Перед изготовлением пластин решетки каждого знака следует взвесить. [c.196]

    В больших количествах свинец идет на изготовление аккумуляторных пластин. Работа свинцового аккумулятора основана на окислительных свойствах четырехвалентного свинца. [c.370]

    Особенно большие количества свинца идут на изготовление свинцовых аккумуляторов. В них при зарядке накапливается химическая энергия под действием электрического тока, а при разрядке химическая энергия превращается в электрическую. Свинцовый, или кислотный, аккумулятор (рис. 106) состоит из решетчатых свинцовых пластин, замазанных тестом из РЬО и воды, и опущенных в серную кислоту (пл. 1,19—1,2). При реакции [c.414]

    Щелочные аккумуляторы значительно отличаются от свинцовых. Применяемые в щелочных аккумуляторах активные массы для положительного и отрицательного электродов не обладают достаточной пластичностью и прочностью, поэтому они не могут, подобно массам свинцовых аккумуляторов, оставаться в пластинах в открытом виде. Для удержания активной массы при изготовлении Щелочных аккумуляторов применяют специальные коробочки, называемые ламелями они изготовлены из тонкоперфо-рированной жести. Электроды составляют из отдельных ламелей, соединенных специальной рамкой. К активной массе, находящейся внутри ламели, электролит проникает через отверстия на поверхности коробочки. Эти отверстия делают настолько мелкими, что частицы активной массы не могут выпасть из ламели. Электроды собирают в блоки и монтируют далее в металличе-СК1-Х, очень прочных сосудах. [c.151]

    Применение. Металлический свинец широко применяют для изготовления трубопроводов, оболочек для кабелей листовой свинец используют для покрытий и обкладки, например, свинцовых камер в сернокислотном производстве. Далее, он служит для изготовления тиглей, чаш и сковород для упаривания, а также пластин для аккумуляторов. Благодаря большому весу свинец используют для наполнения пуль, а также для изготовления дроби. [c.526]

    Листовой свинец (см. также гл. 3, 2). Свинец очень мягок и тягуч, обрабатывается легко спайка в школьных условиях трудна (гл. 5, 11). Достать листовой свинец нелегко, однако тонкие пластины можно отлить из свинцового утиля (гл. 3, 4). Нужен он для изготовления кислотоупорных электродов, незаменим в приборе для изучения принципа действия аккумулятора. [c.188]

    В зависимости от назначения свинцовых аккумуляторов для их изготовления применяют пластины нескольких разновидностей. Наибольшее распространение имеют намазные (пастированные) пластины (рис. 145). На токоотводы (решетки) из свинцово-сурьмяного сплава намазывают пасту из оксидов свинца, которую электрохимической обработкой (формированием) превращают в РЬОо и свинцовую губку. В значительно меньшем количестве применяют положительные пластины панцирного и поверхностного типов. Пандирные пластины представляют трубки из кислотостойкой ткани, набитые оксидами свинца. Внутрь вставлены токоотводы — штыри из свинцово-сурьмяного сплава. [c.357]

    Сурьма входит в состав многнх сплавов. В частности, сурьма содержится в типографском сплаве (РЬ-1- 15% Sb+ -Ь заполняя форму, в подшипниковых сплавах — бабитах, в сплаве для изготовления решеток пластин свинцовых аккумуляторов (свинец с добавками сурьмы и мышьяка). [c.432]

    Поверхностными эти пластины называют потому, что онп работают только за счет своего наружного слоя. Иногда их называют пластинами типа Планте, по имени изобретателя свинцового аккумулятора французского ученого Гастона Планте (1860 г.), предложившего способ изготовления аккумуляторов путем электрохимического формирования листов свинца в серной кислоте. [c.471]

    При производстве сухих заряженных аккумуляторов отрицательные пластины надо высушить так, чтобы свинцовая губка не окислилась. В этих случаях сушку производят либо в конвейерных сушилках перегретым паром, либо в автоклавах перегретым паром или под вакуумом. Имеются предложения сушить заряженные отрицательные пластины в токе воздуха в конвейерных сушилках. Для защиты свинца от окисления во время сушки в пасту, при изготовлении, добавляют ингибиторы, например а-оксинафтойную кислоту. Благодаря защитному действию ингибиторов окисление свинца при сушке не очень велико, что позволяет приводить в действие аккумуляторы, изготовленные по такому режиму путем под-заряда в течение нескодьких часов [5]. [c.507]

    Оба металла известны с глубокой древности. Оловом покрывают листовое железо (белая жесть). Покрытие катодное. Оба металла используют в виде многочисленных сплавов (баббиты, бронзы, припои, типографский сплав и т. д.). Много свинца идет на пластины аккумуляторов, для зашиты кабелей, для изготовления камер в сернокислотной промышленности и т. д. Оксиды свинца применяют в малярных красках свинцовый. сурик РЬ02-2РЬ0 (или РЬз04), желтая модификация РЬО ( массикот ) и др. Свинцовый глет РЬО используется в изготовлении пластин сернокислотных аккумуляторов. [c.370]

    Дальнейшие разработки в области производства свинцовых аккумуляторов шли по двум путям. Первый из них заключался в том, чтобы ускорить процесс формирования, т. е. образования активных материалов на электродах. С этой целью было предложено обрабатывать свинцовые листы перед формированием в растворе азотной кислоты. Таким образом удалось сокра-1ить продолжительность формирования до 150 — 200 часов. Позже для увеличения действующей поверхности электродов стали наносить на их поверхность многочисленные борозды. Пластины, изготовленные таким образом, получили название поверхностных . Последующее развитие шло но пути конструктивного усовершенствования пластин и ускорения процесса формирования. [c.495]

    Деревянная фанера, обработанная определенным образом [8, 59, 131], широко применяется при изготовлении сепараторов для свинцовых аккумуляторов. Для изготовления сепараторов на одной стороне такой фанеры фрезеруют продольные канавки прямоугольного или полукруглого сечения. Этой ребристой стороной сепаратор при установке в аккумулятор обращен к положительной пластине, чем обеспечивается больший объем кислоты (электролита), расходуемой, главным образом, около положительной пластины. Гладкая сторона сепаратора задерживает выпадение активной массы из отрицательной пластины. Предваритёльная химическая обработка древесины имеет целью извлечь легко растворимые и гидролизующие вещества древесины (лигнин, таннин) и расширить поры сепаратора. Имеются разные способы химической обработки древесины [131] кипячение в воде (герм. пат. 305329, 1918 англ. пат. 202929, 1923) обработка водой, насыщенной кислородом (герм. цат. 223415, 1910) пропитка гликолем (герм. пат. 388361, 1926) и обработка серной кислотой уд. веса 1,3—J,5 (ам, пат. J634527, 1927). [c.88]

    Предварительные и периодические медицинские осмотры для работающих по добыче свинцовых углекислых руд раз в 6 месяцев, при добыче прочих руд раз в 12 месяцев. При выплавке С. из руд — при самой плавке, аггломерацни, рафинировании, производстве препарата Дорэ при производстве сухих свинцовых красок (белил, сурика, глета, хромовокислого С. и др.), при производстве свинцовых аккумуляторов на операциях намазки и очистки свинцовых пластин, размола и приготовления пасты при шоопировании С. при пайке С. водородным пламенем — раз в 3 месяца. При обогащении свинцовых руд, дроблении, размоле, смешивании руды, работе у очистных установок, при плавке, литье, прокатке, прессовке С. и содержащих С. сплавов, при производстве тертых свинцовых красок, при изготовлении и применении [c.395]

    Основными материалами для изготовления свинцовых аккумуляторов служат свинец, пластмассы, серная кислота и другие химические вещества. Процесс производства состоит из отливки решеток и деталей крепления, измельчения свинца в порошок, приготовления пасты, намазки решеток, прокатки, карбонизации и сушки их. Подготовленные таким образом пластины подвергаются формировке в электролите, после чего производятся их промывка и сушка. Отформирован-ные пластины поступают на сборку и монтаж. В состав заводов входят водородные станции. [c.433]

    Будучи в Париже, в качестве русского комиссара Менедуиародной электрической выставки, Д. А. J[a4iinoB продолжал там начатые им в 1880 г. исследования по свинцовым аккумуляторам. В 1881 г. он запатентовал способ электролитического получения перекиси свинца и губчатого металлического свинца из растворов плюмбита и способ приготовления пластин, отличительной особенностью которого является изготовление массы из смеси перекиси свинца и мелкораздробленного металлического свинца или угольного порошка. Благодаря этому обеспечивались хорошая электропроводность и работа слоя на больв1ую глубину. [c.533]

    Свинец используется для изготовления свинцовых пластин аккумуляторов. Благодаря значительной устойчивости к кислотам его также часто применяют для покрытия внутренних стенок реакционных сосудов в химической промыщленности. Напомним уже известный нам башенный процесс, который проводится в сврпщовых башнях. Помимо указанных выше применений свинец добавляют в качестве одного из компонентов в разнообразные сплавы. [c.422]

chem21.info

Некоторые материалы, используемые при изготовлении аккумуляторов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Электротележки

Некоторые материалы, используемые при изготовлении аккумуляторов

Основной частью каждого аккумулятора являются положительные и отрицательные пластины (электроды), погруженные в раствор электролита, которые для кислотных аккумуляторов выполняют из свинца и сурьмы. Кроме того, для изготовления кислотных аккумуляторов необходимы следующие материалы: глет, сурик, мипор, мипласт, эбонит, деревянный шпон и др.

Глет, или диоксид свинца, — вещество желтого цвета, получаемое окислением свинца кислородом. Расплавленный в закрытом котле свинец все время перемешивают. Благодаря этому постоянно смешивающаяся поверхность жидкого свинца активно окисляется воздухом и паром, причем частицы свинца и глета уносятся в специальную подогреваемую трубу. Глет обладает ценным свойством цементироваться при смачивании различными жидкостями, которые используют для изготовления пасты.

Свинцовый сурик — порошкообразное вещество ярко-красного или оранжевого цвета, получаемое дальнейшим окислением глета воздухом. Это окисление осуществляется обжигом глета в течение 24 ч при температуре, близкой к темно-красному калению. Окисление обычно заканчивают, когда содержание сурика достигнет требуемого процента. Способность сурика к цементации не так велика, как у глета, поэтому при изготовлении кислотной пасты к сурику добавляют глет.

Мипор и мипласт применяют для изготовления сепараторов, разделяющих и изолирующих пластины аккумуляторов. Мипор получают из смеси эбонитового и резинового порошков, серы и древесной муки. Смесь прессуют и вулканизируют, затем шлифуют и разрезают на листы необходимых размеров.

Мипор обладает хорошей пористостью (около 60—70%), химической стойкостью и выдерживает высокую (до 70 °С) температуру. Срок службы изготовленных из него сепараторов значительно больше, чем сепараторов из дерева.

Мипласт получают из полихлорвиниловой смолы. Сепараторы из мипласта в комбинации со стекловолокном по своим качествам превосходят деревянные и из мипора.

Эбонит (вулканизированный каучук) применяют для изготовления баков переносных аккумуляторов, поскольку он обладает высокой прочностью Ари растяжении (50—70 МПа), достаточной упругостью и при правильной вулканизации меньшей, чем стекло, хрупкостью. К его недостаткам относят непрозрачность и способность деформироваться. При умеренном нагреванни эбонит размягчается, вследствие чего стенки сосудов, выполненных из него, могут изменять форму; при охлаждении ниже 0 °С эбонит становится очень хрупким.

Деревянный шпон (фанера), изготовленный из древесины кедра или ольхи, представляет собой дощечки толщиной не менее 0,8 мм и служит в аккумуляторах в качестве сепаратора.

В аккумуляторах можно использовать фанеру, только предварительно подвергнутую особой обработке — выщелачиванию. Если пластины аккумулятора проложить необработанными сепараторами, то под действием серной кислоты в фанере образуется уксусная кислота, которая, выделяясь, может привести пластины в негодное состояние.

Стекловойлок получают вытягиванием нитей из расплавленного стекла и применяют в качестве сепаратора в сочетании с мипором или мипластом. По химической стойкости он является материалом, наиболее подходящим для изоляции пластин, поскольку обладает большой пористостью (до 90%). Прочность стекловойлока недостаточна, поэтому края его пропитывают битумом, каучуком или жидким стеклом. Сепараторы из стекловойлока изготовляют толщиной 0,5 мм и более.

В кислотных (свинцовых) аккумуляторах электролитом служит раствор химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде.

Серная кислота, представляющая собой прозрачную, густую, маслянистую, тяжелую (в 1,84 раза тяжелее воды) жидкость, обугливает бумагу, дерево и растворяет большинство металлов. Она является хорошим проводником электрического тока, причем наибольшей проводимостью обладают растворы кислоты средней крепости (плотность от 1,2 до 1, 3 г/см3), применяемые чаще всего в аккумуляторах.

Для приготовления электролита используют только дистиллированную воду, поскольку в обычной воде (колодезной, речной или водопроводной) имеются вредные примеси, например, хлор, железо и др. Дистиллированную воду получают при кипячении простой воды путем выпаривания ее в каком-нибудь сосуде, из которого образующийся пар выпускают по трубе, охлаждаемой снаружи проточной водой, при этом пар снова превращается в воду и стекает в подставленный под трубу сосуд. Полученная при перегонке вода будет совершенно чистой, если ее кипятят и пар охлаждают в сосудах, на стенки которых вода не действует химически. Дистиллированная вода не имеет ни вкуса, ни запаха и может сохраняться, не портясь, длительное время.

В щелочных аккумуляторах электроды представляют собой никель-железные, никель-кадмиевые или серебряно-цинковые пакеты с активными веществами, а электролитом служит раствор в дистиллированной воде химически чистого едкого кали (гидроксида калия) плотностью 1,19—1,21 при температуре окружающей среды от +35 до —15 °С. Едкое кали в отдельных случаях может быть заменено едким натром. Для удлинения срока службы аккумулятора в раствор добавляют (20±1) г/л моногидрата гидроксида лития. Не допускается заливать щелочные аккумуляторы электролитом свинцовых аккумуляторов, поскольку даже небольшое количество серной кислоты приведет батарею в негодное состояние.

Едкое кали представляет собой белое кристаллическое вещество, которое активно соединяется с водой, выделяя при этом большое количество теплоты. Химически чистое едкое кали следует хранить в запаянных железных банках или в герметически закрытых стеклянных сосудах.

Попадая на кожу человека, едкое кали причиняет ожоги, поэтому следует обращаться с ним очень осторожно: брать его можно железными щипцами или ложкой.

Для приготовления электролита в бак сначала наливают необходимое количество дистиллированной воды, затем засыпают небольшими кусками твердый едкий натр или твердое едкое кали и железной либо стеклянной палочкой размешивают, после этого в раствор добавляют моногидрат гидроксида лития. Элементы аккумуляторной батареи заливают электролитом, остывшим до температуры окружающего воздуха, при этом плотность раствора предварительно измеряют ареометром. Если она окажется меньше 1,19—1,21, в электролит добавляют едкое кали, если больше — разбавляют водой.

Электролит свинцового аккумулятора (если он не загрязнен) может служить очень долго, а электролит щелочного элемента от воздействия на него углекислоты воздуха (проникающей внутрь сосуда) постепенно приходит в негодность. С течением времени процент содержания углекислого калия в растворе увеличивается, но одновременно возрастает и внутреннее сопротивление, поэтому электролит время от времени необходимо менять.

В летний период при температуре выше 40 °С рекомендуется применять в качестве электролита раствор едкого натра (гидроксида натрия) плотностью 1,17—1,19 с добавкой 20 г/л моногидрата гидроксида лития. Такой электролит увеличивает срок службы батареи. При отсутствии моногидрата гидроксида лития аккумуляторы заливают раствором едкого натра тоже плотностью 1,17—1,19, но в этом случае срок службы батареи уменьшается.

Твердый едкий натримоногидрат гидроксида лития необходимо хранить в герметически закрытых сосудах, при этом тара должна иметь соответствующую маркировку.

Читать далее: Принцип действия свинцовых аккумуляторов

Категория: - Электротележки

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru


Смотрите также