.

Ртутно-цинковые элементы

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
84 1343
Скачать документ

Министерство Образования

Российской Федерации

Камский Государственный

Политехнический Институт

Кафедра Э и Э

Реферат.

на тему: Ртутно-цинковые аккумуляторы.

Выполнил ст. гр. 2410

Мансуров. Р.

Проверил профессор

Обухов С. Г.

Набережные Челны 2003 г.

Содержание.

стр.

Введение__________________________________________3

Ртутно-цинковые аккумуляторы______________________4

Теория____________________________________________4

Устройство дискового элемента_____________________5

Характеристики____________________________________7

Перезаряжаемые элементы___________________________9

Технические характеристики_______________________10

Первичные химические источники тока, разработанные для изделий
спецтехники______________________________11

ХИТ производственного назначения ртутно-цинковой системы
(Hg-Zn)______________________________________12

Ртутно-цинковые элементы и батареи________________13

Список используемой литературы____________________14

Введение.

Ртутно-цинковые элементы питания используются для автономного питания в
контрольно-измерительных приборах, дозиметрической аппаратуре,
регистрирующих измерителях напряжения, слуховых аппаратах, часах,
системах противопожарной сигнализации, геофизических устройствах.

Особенности:

стабильное напряжение;

миниатюрность;

высокие разрядные токи;

Источникам данной системы не требуется время для “отдыха”, элементы
прекрасно работают и в прерывистом и в непрерывистом режиме.

    Кроме того, элементы обладают устойчивостью к коррозии и к высокой
относительной влажности в процессе длительного срока хранения.

Электрохимическая система: цинк-окись ртути-гидрат окиси натрия. Имеют
высокие энергетические показатели, характеризуются практически плоской
кривой разряда, но работоспособны только при положительных температурах
(0…50°C). При малых токах разряда и стабильной температуре напряжение
на элементе остается почти неизменным. Практически не имеют
газовыделения. Из-за наличия ртути экологически вредны и к применению не
рекомендуются. Из-за “ползучести” электролита могут иметь небольшой
беловатый налёт соли (карбоната) на уплотнительном кольце.

Основные области использования: фотоэкспонометры, фотоаппараты,
измерительные приборы, слуховые аппараты, электронные наручные часы (как
правило, устаревшие модели).

Срок хранения до начала эксплуатации не более 1…1,5 лет.

Ртутно-цинковые аккумуляторы.

Среди щелочных первичных элементов с цинковым анодом ртутно-цинковые
элементы (РЦЭ) в некотором роде противоположны медно-цинковым. Они
выпускаются в виде герметичных элементов малой емкости – от 0,05 до 15
А·ч. В них используется ограниченный объем электролита [около 1
мл/(А·ч)], находящегося в пористой матрице; вследствие этого цинковый
электрод работает только на вторичном процессе.

Современные РЦЭ были разработаны С. Рубеном в США в начале 40-х годов
нашего века. Благодаря высокой эффективности предложенной им конструкции
«пуговичных» (дисковых) элементов широкое производство таких элементов
было налажено в США еще в годы второй мировой войны, а в, других
странах—после войны.

Теория.

Основу РЦЭ составляет электрохимическая система Zn|KOH|HgO. Конечным
продуктов разряда является оксид цинка. Разряд оксида ртути описывается
реакцией

HgO+Н20+2е-(Hg+2ОН-.

В начале разряда на потенциальной кривой Е+-? наблюдается
кратковременный спад потенциала, что вызвано кристаллизационной
поляризацией при образовании первых микро капель ртути. В дальнейшем
катодный потенциал сохраняет стабильность почти до конца разряда,
поскольку поляризация мала, а омические потери напряжения в активной
массе по мере перехода оксида ртути в металлическую ртуть снижаются.

Сохранность заряда элемента определяется саморазрядом цинкового
электрода, причем лимитирующей является катодная реакция восстановления
воды до водорода.

напряжения цинк обильно амальгамируют; подавляют выделение водорода на
поверхности других металлов, контактирующих с цинковым анодом; в
качестве электролита используют раствор КОН высокой концентрации,
который предварительно насыщают цинкатом калия; структуру активной массы
отрицательного электрода создают достаточно грубодисперсной, для этого
применяют цинковые опилки или цинковый порошок крупных фракций.

Устройство дискового элемента.

Рис.1. Устройство ртутно-цинкового элемента: 1 – крышка (отрицательный
полюс); 2 – цинковый электрод; 3 – резиновое уплотнительное кольцо; 4 –
бумага, пропитанная электролитом; 5 – ртутний электрод; 6 – корпус
(положительный полюс).

Положительный электрод представляет собой активную массу 5,
впрессованную в стальной корпус 6. Активная масса состоит из
тонкокристаллического красного оксида ртути, в который добавлены графит
и дубитель БНФ. Малозольный мелкомолотый графит повышенной чистоты
служит токопроводящей добавкой. Диспергатор дубитель БНФ как
органическое поверхностно-активное вещество адсорбируется на ртути,
препятствуя образованию крупных капель металла. В результате
диспергированная ртуть равномерно распределяется в объеме электрода,
повышая его электрическую проводимость и обеспечивая высокий коэффициент
использования. Кроме того, крупные капли ртути, попав в межэлектродное
пространство, способны вызвать короткое замыкание и вывести элемент из
строя.

Корпус, в который впрессована активная оксидно-ртутная масса, служит
одновременно каркасом электрода и положительным токоотводом. Он
отштампован из стальной ленты толщиной 0.3—0.4 мм и защищен от коррозии
электролитическим никелем.

ая масса 2—цинковые опилки, благодаря чему электрод обладает необходимой
прочностью. Для борьбы с саморазрядом цинк амальгамируют, содержание
ртути в активной массе достигает 10%. Как и корпус, крышка кроме своего
прямого назначения выполняет функции каркаса электрода и токоотвода.
Важную роль играет компактное и достаточно толстое (около 20 мкм)
оловянное покрытие, которое служит для защиты стальной поверхности
крышки от коррозии, и препятствует саморазряду цинка, поскольку
перенапряжение выделения водорода на железе гораздо ниже, чем на
амальгамированном олове.

Не смотря на то, что оксид ртути значительно дороже чем цинка,
оксиднортутная активная масса берется в избытке, и по этому емкость
элемента лимитируется цинковым электродом. Если бы емкость
ограничивалось положительным электродом, то вслед за зарядом HgO на
никелированной поверхности корпуса начался бы процесс разрядки молекул
воды с образованием водорода. Вероятность разрушения элемента и
вытекания ртути при этом весьма велика.

В РЦ элементах в качестве электролита используют раствор КОН высокой
степени чистоты, в который предварительно вводят оксид цинка для
образования цинката калия. Иногда в раствор добавляют диоксид кремния,
что замедляет старение электролита, препятствует преждевременному
распадению тетрагидроксоцинката. Электролит пропитывает электродные
активные массы и сепаратор-диафрагму. Диафрагма 9 состоит из 2-4 слоев
щелочестойкой хлопковой бумаги, обладающей высокой пористостью и
гидрофильностью, впитывающей до восьмикратного объема электролита,
плотно заполняя все межэлектродное пространство.

Герметизация элемента осуществляется с помощью резинового или
пластмассового кольца 3, которое является одновременно и изолятором
между электродами. Давление водорода из-за малого самозаряда повышается
медленно, однако и оно способно со временем разгерметировать элемент.
При завальцовке корпуса обеспечивают такое сжатие резины, чтобы
исключить вытекание электролита и в то же время дать возможность
водороду медленно диффундировать в атмосферу.

рпусом секции служит трубка из многослойной полимерной пленки.

Характеристики.

Габариты, масса и емкость наиболее распространенных РЦ элементов
согласно ГОСТ 12537-76 представлены в табл.1.

Таблица 1

Обозначение элемента Размеры, мм Масса, г Номинальная емкость, А.ч

диаметр высота

РЦ53

РЦ55

РЦ63

РЦ65

РЦ73

РЦ75

РЦ83

РЦ85 15,6

15,6

21,0

21,0

25,0

25,5

30,1

30,1 6,3

12,5

7,4

13,0

8,4

13,5

9,4

14,0 4,6

9,5

11,0

18,1

17,2

27,3

28,2

39,5 0,3

0,55

0,65

1,1

1,1

1,8

1,8

2,8

Номинальная емкость РЦ элементов равна емкости при I100 мА и 20?С или
(разрядное напряжения в 1,0 В). При 50?С емкость близка к максимально
допустимой и коэффициент использования цинка достигает 100%, при 20?С –
к 90% и при 0?С – к 30%. В конце двух-, трехгодичного срока хранения
емкость должна быть не ниже 0.9 СНОМ.

Напряжение разомкнутой цепи РЦ элементов составляет 1,35 В при 250С и
при снижении температуры уменьшается незначительно.

????????????M????????????¤????????M??????????¤??????M??????????¤??????M
??????????????????M??

 

?

O

Oe

lnp??OOeO

:

>

@

?

?

¦

¦

?

O

O

O

При пониженных температурах работоспособность элементов ухудшается. При
00С снижение емкости начинается при jp=0,005, и внутреннее сопротивление
по сравнению с сопротивлением при комнатной температуре возрастает в 2-3
раза. При температуре -200C иjp=0,002 элементы обладают только около 20%
номинальной емкости.

Основным достоинством ртутно-цинковых элементов является их
малогабаритность. Удельная энергия на единицу массы не очень
велика-100-120Вт.ч/кг. Hо благодаря высокой средней плотности, удельная
энергия на единицу объема выше, чем у любых других источников тока с
водным электролитом, и составляет 400-500 кВт.ч/м3 (все цифры относятся
к jp= Список используемой литературы: Багоцкий В.С., Скундин А.М. - «Химические источники тока». Варыпаев В.Н. и др. – «Химические источники тока». Деордиев С.С. – «Аккумуляторы и уход за ними». PAGE PAGE 13

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020