Характеристики химических источников тока

Тип источника тока	Состояние разработ-ки*		Электро-химичес-ая система	Разряд- ное напря- жение, В			Удельная энергия, Вт·ч/кг		Удельная мощность, Вт/кг			Другие показатели
									Номи- нальн-ая		Макси- Мальная
Гальванические элементы												Сохранность, годы
Марганцевые солевые		А	(+) MnO2|NH4Cl, ZnCl2 | Zn(-)	1,5-1,0			20-60	2-5		20		1-3
Марганцевые щелочные		А	(+)MnO2| KOH | Nn(-)	1,5-1,1			60-90	5		20		1-3
Ртутно-цинковые		А	(+)HgO |KOH  |  Zn	1,3-1,1			110-120	2-5		10		3-5
Литиевые неводные		Б	(+) (C) | SOCl2, LiAlCl4| Li(-)	3,2-2,6			300-450	10-20		50		1-5
Аккумуляторы												Срок службы, циклы
Свинцовые кислотные		А	(+)PbO2| H2SO4| Pb(-)			2,0-1,8	25-40	4		100		300
Кадмиево- и железо-никелевые щелочные		А	(+)NiOOH | KOH |Cd, Fe(-)			1,3-1,0	25-35	4		100		2000
Серебряно-цинковые		А	(+)Ag2O AgO | KOH | Zn(-)			1,7-1,4	100-120	10-30		600		100
Никель-цинковые		Б	(+)NiOOH | KOH | Zn(-)			1,6-1,4	60	5-10		200		100-300
Никель-водородные		Б	(+)NiOOH | KOH | H2(Ni) (-)			1,3-1,1	60	10		40		1000
Цинк-воздушные		В	(+)O2(C) | KOH | Zn(-)			1,2-1,0	100	5		20		(100)
Серно-натриевые		В	(+)SnaO• 9Al2O3| Na(-)			2,0-1,8	200	50		200		(1000)
Топливные элементы												Ресурс работы, ч
Водородно-кислородные		Б	(+)O2(C,Ag) | KOH | H2(Ni)(-)		0,9-0,8		—	—		30-60		1000-5000
Гидразино-кислородные		Б	(+)O2(C,Ag) | KOH | N2H4(Ni)(-)		0,9-0,8		—	—		30-60		1000-2000

* A — серийное производство, Б — опытное производство, В — в стадии разработки (характеристики ожидаемые).

2. Свинцовые (кислотные) аккумуляторы.

Свинцовый аккумулятор является наиболее распространен­ным в настоящее время вторичным ХИТ. Мировое производство только одних стартерных батарей превышает 100 млн. шт. в год. Ежегодно на изготовление свинцовых аккумуляторов расходу­ется 2 млн. тонн свинца, т. е. более половины всего мирового производства. Широкое распространение этих аккумуляторов обусловлено их дешевизной, надежностью в работе и хорошими показателями. Они обладают высоким и стабильным напря­жением, мало меняющимся с температурой и с токами нагрузки. Ресурс аккумуляторов составляет несколько сотен зарядно-разрядных циклов, а для некоторых типов превышает тысячу циклов.

На основе свинцовых аккумуляторов выпускают стартерные (емкостью от 5 до 200 А-ч), тяговые (от 40 до 1200 А-ч) и стационарные батареи (от 40 до 5000 А-ч). Свинцовые акку­муляторы используются также для различных радиоэлект­ронных устройств и для аппаратуры связи.

2.1 История создания

Первый действующий образец свинцового аккумулятора, соз­данный в 1859 г. французским исследователем Г. Планте, со­стоял из двух свинцовых листов, разделенных полотняным се­паратором, свернутых в спираль и вставленных в банку с сер­ной кислотой. При первом заряде на положительном электроде электрохимически образовывался поверхностный слой двуокиси свинца. Для увеличения емкости аккумулятора проводился мно­гократный его заряд и разряд; при этом происходило развитие поверхности электродов. Такую операцию Планте назвал фор­мированием электродов. В 1880 г. К- Фор предложил изготавли­вать электроды путем намазки на свинцовые листы пасты из окислов свинца и серной кислоты. За счет этого была значи­тельно повышена емкость электродов. В 1881 г. Э. Фолькмар предложил использовать в качестве основы пастированных пла­стин не листы, а свинцовую решетку; впоследствии, по патентуДж. Селона, свинцовая решетка была заменена решеткой из более жесткого свинцово-сурьмяного сплава.

В 80-х годах XIX в. в промышленно развитых странах уже было налажено серийное производство свинцовых аккумуляторов. Этому способствовало распространение электрических генераторов, вырабатывающих электроэнергию для заряда аккумуляторов (до этого аккумуляторы заряжались от батарей первичных элементов). В первой половине XX в. технология изготовления свинцовых аккумуляторов была усовершенствована, что привело к улучшению их характеристик. Начиная с 1920 г. в отрицательных электродах стали применяться расширители, что способствовало резкому повышению ресурса.

В 70-е годы были созданы новые варианты аккумуляторов, не требующих ухода при эксплуатации, а также герметизированные аккумуляторы.