ВИБРОУСТОЙЧИВЫЙ СВИНЦОВЫЙ АККУМУЛЯТОР

Полезная модель относится к химическим источникам тока и может быть использована при конструировании и производстве свинцовых аккумуляторов.
Известна конструкция свинцового аккумулятора, содержащая блок отрицательных электродов и блок положительных электродов, разделенных между собой сепараторами, у которых на сторонах, обращенных к положительным электродам, выполнены вертикальные ребра, и помещенных в сосуд-моноблок, заполненный электролитом, в котором на сторонах сепараторов, обращенных к положительным электродам, между вертикальными ребрами установлены сепараторы в виде объемного трехслойного каркаса из произвольно переплетенных лавсановых нитей диаметром 0,2 мм и размером ячеек между ними не менее 2 мм, индикатор состояния заряженности в крышке [1].
Недостатком данной конструкции является то, что вибрационные нагрузки, возникающие при движении автомобиля, передаются через подвеску на кузов автомобиля и корпус аккумуляторной батареи, а следовательно, на все ее элементы.
Вместе с тем, выполненные авторами исследования показали, что накопление продуктов разрушения положительных электродов в нижней части блока электродов между положительными электродами и сепараторами-конвертами вследствие осыпания, выкрашивания, оплывания и оползания активной массы положительных электродов в процессе эксплуатации (фиг. 1) приводят к пассивации активной массы положительных электродов в нижней части блока электродов, а следовательно, к снижению отдаваемой аккумуляторной батареей емкости, ухудшению эксплуатационных характеристик, нарушению ее работоспособности и сокращению срока службы.
Процессы оплывания и оползания активной массы положительных электродов характеризуют вторичные изменения в положительных электродах аккумуляторной батареи [2], проявляющиеся при длительном циклировании. Так постепенное оплывание активной массы или некоторых ее компонентов связано с тем, что в одной из фаз работы (в заряженном или в разряженном состоянии) реагент приобретает рыхлую структуру и отдельные частицы в ней оказываются плохо сцепленными друг с другом или с основой (токоотводом) электрода. Постепенно отвалившиеся частицы накапливаются в нижней части моноблока в виде шлама. Этот процесс ускоряется в результате механических воздействий, например, из-за газовыделения при перезаряде или из-за вибрационных нагрузок на аккумуляторную батарею, возникающих при движении автомобиля особенно по дорогам с плохим дорожным покрытием.
Оползание или перемещение активной массы вызывает в отдельных участках накопление избытка массы, что не всегда связано с увеличением толщины электрода, и может привести к уменьшению пористости. В этом случае уменьшается поверхность контакта с электролитом, увеличиваются диффузионные затруднения и эффективная проводимость в порах, т.е. ухудшаются общие условия работы активной массы и коэффициент ее использования. В результате в отдельных местах возможно полное прекращение работы активной массы, т.е. ее пассивация.
Все эти явления приводят к постепенному снижению емкости аккумуляторной батареи в целом, к росту поляризации и снижению разрядного напряжения. Они являются основной причиной ограничения ресурса, срока службы и срока сохраняемости свинцовых кислотных аккумуляторных батарей.
Технический результат направлен на решение задачи уменьшения осыпания, выкрашивания, оплывания и оползания активной массы положительных электродов, исключение пассивации активной массы положительных электродов в нижней части блока электродов, обеспечение работоспособности и заданных эксплуатационных характеристик аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации, увеличение срока их службы.
Технический результат достигается тем, что в конструкции свинцового аккумулятора, содержащей блок отрицательных электродов, блок положительных электродов, разделенных между собой сепараторами в виде сепараторов-конвертов из полиэтилена, в которые завернуты отрицательные электроды, и помещенных в сосуд-моноблок, заполненный электролитом, на призмы, нижние грани положительных, отрицательных электродов и сепараторов которой выполнены полукруглой формы, образованной кривой линией, выпуклой книзу, на сторонах сепараторов-конвертов, обращенных к положительным электродам, между вертикальными ребрами установлены сепараторы в виде объемного трехслойного каркаса из произвольно переплетенных лавсановых нитей диаметром 0,2 мм и размером ячеек между ними не менее 2 мм, индикатор состояния заряженности в крышке, дно моноблока имеет два уровня, между которыми установлена прокладка из эластичного синтетического материала.
Отличительными признаками является то, что дно моноблока имеет два уровня, между которыми установлена прокладка из эластичного синтетического материала.
В качестве синтетического эластичного материала для изготовления прокладки, устанавливаемой между двумя уровнями дна моноблока, может использоваться резина, полиуретан и другие синтетические материалы толщиной не менее 5 мм.
На фиг. 1 представлены блоки электродов свинцовых аккумуляторов, выслуживших установленные сроки службы с продуктами разрушения активной массы положительного электрода 1.
На фиг. 2 представлена схема конструкции предлагаемого виброустойчивого свинцового аккумулятора, содержащего блок отрицательных электродов 1 и блок положительных электродов 2, разделенных между собой сепараторами 5, у которых на сторонах, обращенных к положительным электродам, выполнены вертикальные ребра 9, и помещенных в сосуд-моноблок 6, заполненный электролитом 4, в котором на сторонах сепараторов 5, обращенных к положительным электродам, между вертикальными ребрами 9 установлены сепараторы 10 в виде объемного трехслойного каркаса из произвольно переплетенных лавсановых нитей диаметром 0,2 мм и размером ячеек между ними не менее 2 мм, индикатор состояния заряженности 3 в крышке, дно моноблока 7 имеет два уровня, между которыми установлена прокладка из эластичного синтетического материала 8.
Предлагаемое устройство свинцового аккумулятора заключается в следующем.
Предлагаемый свинцовый аккумулятор более совершенен по сравнению с известными, так как установка прокладки из эластичного синтетического материала между двумя уровнями дна моноблока позволяет снизить ударные нагрузки, возникающие при движении автомобиля, и передающиеся на корпус аккумуляторной батареи и все ее элементы. Тем самым уменьшается осыпание, выкрашивание, оплывание и оползание активной массы положительных электродов, снижается пассивация активной массы положительных электродов в нижней части блока электродов, обеспечивается работоспособность и заданные эксплуатационные характеристики аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации, увеличивается срок их службы.
Литература
7
1. Пат. 133350 Российская Федерация, МПК Н01М 10/42 Свинцовый аккумулятор [Текст] / Картуков А.Г., Кочуров А.А. и др.; заявитель и патентообладатель Федер. гос. казен. военн. образов, учрежд. высш. проф. образования Военн. учебно-научн. центр Сухоп. войск Общев. акад. Вооруж. сил РФ (RU). - №2013116937/07; заявл. 15.04.2013; опубл. 10.10.2013. - 3 с. ил.
2. Багоцкий, B.C. Химические источники тока [Текст]. / B.C. Багоцкий, А.М. Скундин. - М.: Энергоиздат, 1981. - С.95-97.