Fiamm UMTB 60 [4/16] Принципиальное описание процесса рекомбинации газа в батарея

Fiamm UMTB 60 [4/16] Принципиальное описание процесса рекомбинации газа в батарея
Стационарные батареи FIAMM
Клапанно-регулируемые рекомбинируемые батареи UMTB – Техническое руководство” 2005
3. Принципиальное описание процесса
рекомбинации газа в батареях
Процесс рекомбинации газа
В процессе цикла заряда-разряда в стандартной свинцово-кислотной аккумуляторной батарее
происходит потеря воды, обусловленная электролизом, и как следствие этоговыделение
газа, содержащего водород, кислород и пары серной кислоты.
Этот процесс приводит к необходимости регулярных проверок состояния батареи и
периодического долива дистиллированной воды с целью поддержания соответствующего
уровня
э ектролита. Конструктивные о обенности герметичной, клапанно-регулируемой
свинцово-кислотной батареи устраняют эти проблемы при помощи непрерывной рекомбинации
кислорода в процессе заряда ба
л с
тареи.
Процесс рекомбинации кислорода происходит в том случае, если верхний край сепараторов
батареи немного выступает над уровнем электролита. В этом случае становится возможной
диффузия кислорода через свободные поры сепараторов от
положительных пластин (где он
выделяется) к отрицательным пластинам (где он вступает в реакцию, приводящую к получению
воды).
В процессе заряда батареи происходят следующие реакции:
3 Кислород выделяется на
положительной пластине в
процессе реакции:
H
2
O ½ O
2
+ 2H
+
+ 2e
-
,
и путем диффузии проникает через
свободные от электролита поры
сепараторов к поверхности отрицательной
пластины.
2) На отрицательной пластине кислород
вступает в реакцию со свинцом и серной
кислотой:
Pb + H
2
SO
4
+ ½ O
2
Pb SO
4
+ H
2
O
3) В процессе заряда на отрицательной
пластине происходит завершающее цикл
электрохимическое восстановление
свинца:
Pb SO
4
+ 2H
+
+ 2e
-
Pb + H
2
SO
4
Т.о. завершается процесс рекомбинации
газа (см. рис.1), приводящий к
восстановлению воды, утраченной в
процессе электролиза; при этом к.п.д.
процесса рекомбинации более 98%.
2H + 1 O
Pb PbO PbSO + H O
2 4
H O
2
2
+
2
Pb + H SO
4
2
H SO
4 2
Рис. 1 Процесс рекомбинации
В завершение процесса рекомбинации, выделяемый в процессе электролиза газ замещается
водой, электролитом и свинцом на отрицательных пластинах, никоим образом не меняя при этом
величину заряда пластин. Для облегчения процесса рекомбинации кислорода необходимы
высокопористые сепараторы с очень малым диаметром пор; к тому же в каждую батарею
вводится
точно отмеренное количество электролита, обеспечивающее уровень, необходимый
для реакций разряда, и достаточное количество свободных от электролита пор (достаточное для
поддержания диффузии кислорода между пластинами). Выполнение этих уникальных
требований приводит к тому, что весь электролит фактически удерживается сепаратором и
пластинами, и свободный электролит практически отсутствует. В состав газов внутри элементов
входят
кислород, водород, азот и двуокись углерода. Давление газа внутри батарей в процессе
эксплуатации обычно выше атмосферного. Поэтому, чтобы исключить чрезмерное давление
внутри батарей, необходимо обеспечить возможность отвода нерекомбинированного газа из
- 4 -

Содержание

Скачать
Случайные обсуждения