Меню

Справочник герметичные химические источники тока

Герметичные химические источники тока для портативной аппаратуры: Справочник

Название: Герметичные химические источники тока для портативной аппаратуры: Справочник
Автор: Таганова А.А., Пак И.А.
Издательство: Химиздат
Страниц: 208
Формат: DJVU
Размер: 2.5 Мб
Качество: Нормальное
Язык: Русский
Год издания: 2003
ISBN: 5-93808-048-7
Рассмотрены принципы и особенности работы герметичных химических источников тока разных электрохимических систем, одноразовых и перезаряжаемых.
Анализируется современное состояние производства их как в России, так и во всем мире. Описаны особенности эксплуатации, возможности диагностики технического состояния и продления срока службы. Показано, как решается проблема выбора химических источников тока для систем автономного питания портативной аппаратуры разного рода.
Для проектировщиков автономных источников энергии и потребителей этой продукции, а также для сервисных служб, которые производят и ремонтируют аккумуляторные батареи.

Рейтинг: 4.8 баллов / 2537 оценок
Формат: Книга
Уже скачали: 12709 раз

Похожие Книги

Нам показалось, что Книги ниже Вас заинтересуют не меньше. Эти издания Вы так же можете скачивать и читать совершенно бесплатно на сайте!

An Illustrated Guide to Modern US Air Force

Название: An Illustrated Guide to Modern US Air ForceАвтор: Bill GunstonИздательство: Salamander BooksISBN: 0861011368Год: 1982Страниц: 164Формат: PDFРазмер: 86.93 МБЯзык: английскийFine All the major . . .

Строение вещества

Автор: Балашов В.В.Название: Строение веществаИздательство: Москва, Изд-во Московского УниверситетаГод: 1993Формат: pdfРазмер: 10 mbКачество: СреднееВ учебном пособии изложены современные представлени . . .

Фацеции

Название: ФацецииАвтор: Браччолини ПоджоИздательство: М.: Художественная литератураГод издания:1984Формат: fb2Страниц: 168Качество: ОтличноеЯзык: РусскийРазмер: 2.24 MBЭта трилогия латинских миниат . . .

Encyclopedia of Molecular Cell Biology and Molecular Medicine: Volume 1

Название: Encyclopedia of Molecular Cell Biology and Molecular Medicine: Volume 1Автор: Robert A. MeyersИздательство: WileyГод: 2004Формат: True PDFКачество: оригиналРазмер: 291 mbЯзык: EnglishКоличе . . .

Fighting to Lose: The German Intelligence Service in the Second World War, 1939-1941

Автор: John BrydenНазвание: Fighting to Lose The German Intelligence Service in the Second World War, 1939-1941Издательство: DundurnISBN: 145971959XГод: 2014Формат: EPUBРазмер: 2,3 МБЯзык: АнглийскийК . . .

Наука. Величайшие теории: выпуск 44: То, что остается навсегда. Гельмгольц. Сохранение энергии

Название: Наука. Величайшие теории: выпуск 44: То, что остается навсегда. Гельмгольц. Сохранение энергииАвтор: Коллектив редакцииИздательство: М.: Де АгостиниГод: 2015Страниц: 160Формат: pdf (с оглавл . . .

Чудо-ребенок

Название: Чудо-ребенокАвтор: Якобсен РойИздательство: М.: АСТГод издания:2015Формат: fb2Страниц: 288Качество: ОтличноеЯзык: РусскийРазмер: 1.06 MBНовый роман норвежца Роя Якобсена ‘Чудо-ребенок’ че . . .

Византия. Парадигмы быта, сознания и культуры

Название: Византия. Парадигмы быта, сознания и культурыАвтор: Сорочан С.Б.Издательство: Харьков.МайданISBN: 978-966-372-38-2Жанр: Учебное пособиеГод: 2011Страниц: 953Формат: PDF Размер: 16 МБКачество: . . .

Мичман Егоркин – на берегу – в гостях! (Морские истории и байки)

Название: Мичман Егоркин – на берегу – в гостях! Автор: Ф. ИлинИздательство: Москва: ГоризонтГод выпуска: 2015Страниц: 52Формат: pdfРазмер: 1,1 мбВ 3-й книге «Мичман Егоркин – на берегу – в гостях!» п . . .

Твори у дванадцяти томах. Том 3

Название: Твори у дванадцяти томах. Том 3Автор: Тичина П. Издательство: К.: Наукова думка Год: 1984Количество страниц: 511 с.Язык: украинскийФормат: pdfРазмер: 4,5 МбЗібрання творів П. Г. Тичини в два . . .

Вы не зарегистрированы!

Если вы хотите скачивать книги, журналы и аудиокниги бесплатно, без рекламы и без смс, оставлять комментарии и отзывы, учавствовать в различных интересных мероприятиях, получать скидки в книжных магазинах и многое другое, то Вам необходимо зарегистрироваться в нашей Электронной Библиотеке.

Отзывы читателей

К сожалению, в нашей Бесплатной Библиотеке пока нет отзывов о Книге Герметичные химические источники тока для портативной аппаратуры: Справочник. Помогите нам и другим читателям окунуться в сюжет Книги и узнать Ваше мнение. Оставьте свой отзыв или обзор сейчас, это займет у Вас всего-лишь несколько минут.

Читайте также:  Удар током по позвоночнику

Источник

17 Герметичные химические источники тока

Химическим источником тока (ХИТ) называют устройство, в котором химическая энергия активных веществ непосредственно превращается в электрическую энергию.

В основе любого химического источника тока лежит электрохимическая система вида:

(−) Восстановитель | Электролит Окислитель | (+)

Генерирование тока в такой системе происходит при замыкании внешней цепи на нагрузку в результате одновременного протекания на электродах электрохимических реакций: электроокислительной с освобождением электронов и восстановительной с их поглощением.

В простейшем случае химический источник тока представляет собой два электрода, изготовленных из различных материалов, ионная проводимость между которыми обеспечивается электролитом (жидким или твердым). Обычно электроды – это металлические каркасы, на которые наносятся реагенты (активные вещества, непосредственно участвующие в токообразующих реакциях).

Наряду с основной токообразующей реакцией могут протекать также и побочные реакции, химические и электрохимические, которые не только снижают эффективность работы химического источника тока, но и создают опасность значительного увеличения давления внутри корпуса химического источника тока, что может привести к его разрушению.

В реализованных к настоящему моменту химических источниках тока используются электрохимические системы, как с обратимыми, так и необратимыми электрохимическими реакциями.

Если хотя бы на одном электроде окислительно-восстановительный процесс протекает необратимо, то такой источник тока называется первичным химическим источником тока (ПХИТ) или гальваническим элементом.

Если на обоих электродах окислительно-восстановительный процесс протекает обратимо, то такой источник тока называется вторичным химическим источником тока (ВХИТ) или аккумулятором. При исчерпании запасенной энергии разряженный аккумулятор подвергается процессу заряда от внешнего источника тока, в результате чего активные вещества переходят в исходное состояние.

Герметичным химическим источником тока (ГХИТ) называют — газонепроницаемые химические источники тока, в которых обеспечена изоляция внутреннего пространства от газового пространства внешней среды.

Условно-графическое обозначение химического источника тока приведено на рис. 17.1.Химические источники тока, как гальванические элементы, так и аккумуляторы широко применяются для питания портативной судовой электронной аппаратуры: радиостанций, мобильных телефонов, переговорных устройств, ноутбуков и т.п.

Классификация герметичных химических источников тока приведена на рис.17.2. Как видно из этого рисунка гальванические элементы подразделяются на элементы с водным электролитом (более дешевые) и литиевые. Аккумуляторы подразделяются на щелочные, кислотные и литиевые.

17.1 Характеристики герметичных химических источников тока

Для описания особенностей химических источников тока используют три группы основных характеристик:

Такие характеристики должны применяться во внимание при замене химических источников питания.

Источник

Химические источники тока: основные характеристики

Химические источники тока: основные характеристикиУже более двух столетий человечество использует энергию химических реакций между различными веществами для получения постоянного тока.

Принцип работы

Окислительно-восстановительная реакция, протекающая между веществами, обладающими свойствами окислителя и восстановителя, сопровождаются выделением электронов, движение которых образует электрический ток. Однако, чтобы использовать его энергию, необходимо создать условия для прохождения электронов через внешнюю цепь, в противном случае она при простом смешивании окислителя и восстановителя выделяется во внешнюю среду теплом.

Поэтому все химические источники тока имеют два электрода:

анод, на котором происходит окисление;

катод, осуществляющий восстановление вещества.

Электроды на расстоянии помещены в сосуд с электролитом — веществом, проводящим электрический ток за счет процессов диссоциации среды на ионы.

Принцип преобразования химической энергии в электрическую

Принцип преобразования химической энергии в электрическую

На рисунке показано, что электроды размещены в отдельных сосудах, соединенных солевым мостиком, через который создается движение ионов по внутренней цепи. Когда внешняя и внутренняя цепь разомкнуты, то на электродах протекают два процесса: переход ионов из металла электрода в электролит и переход ионов из электролита в кристаллическую решетку электродов.

Читайте также:  Если человек пораженный током соприкасается с токоведущими частями необходимо

Скорости протекания этих процессов одинаковы и на каждом электроде накапливаются потенциалы напряжения противоположных знаков. Если их соединить через солевой мостик и приложить нагрузку, то возникнет электрическая цепь. По внутреннему контуру электрический ток создается движением ионов между электродами через электролит и солевой мостик. По внешней цепи возникает движение электронов по направлению от анода на катод.

Практически все окислительно-восстановительные реакции сопровождаются выработкой электроэнергии. Но ее величина зависит от многих факторов, включающих объемы и массы используемых химических веществ, примененных материалов для изготовления электродов, типа электролита, концентрации ионов, конструкции.

Наибольшее применение в современных химических источниках тока нашли:

для материала анода (восстановителя) — цинк (Zn), свинец (Pb), кадмий (Cd) и некоторые другие металлы;

для материала катода (окислителя) — оксид свинца PbO2, оксид марганца MnO2, гидроксооксид никеля NiOOH и другие;

электролиты на основе растворов кислот, щелочей или соли.

Способы классификации

Одна часть химических источников тока может повторно использоваться, а другая нет. Этот принцип взят за основу их классификации.

Классификация химических элементов

Классификация химических элементов

Электродвижущая сила гальванических элементов, в зависимости от конструкции, достигает 1,2÷1,5 вольта. Для получения больших значений их объединяют в батареи, соединяя последовательно. При параллельном подключении батарей увеличивается ток и мощность.

Принято считать, что первичные химические источники тока не поддерживают повторную зарядку, хотя более точно это положение можно сформулировать по-другому: ее проведение экономически не целесообразно.

Резервные первичные химические источники тока хранятся в состоянии, когда электролит изолирован от электродов. Это исключает протекание окислительно-восстановительной реакции и обеспечивает готовность к вводу в работу. Они не используются повторно. Срок хранения резервных химических источников тока ограничен в 10÷15 лет.

Аккумуляторы успешно перезаряжаются приложением внешней электрической энергии. Благодаря этой возможности их называют вторичными источниками тока. Они способны выдерживать сотни и тысячи циклов заряда-разряда. ЭДС аккумулятора может быть в пределах 1,0÷1,5 вольта. Их тоже объединяют в батареи.

Электрохимические генераторы работают по принципу гальванических элементов, но у них для проведения электрохимической реакции вещества поступают извне, а все выделяющиеся продукты удаляются из электролита. Это позволяет организовать непрерывный процесс.

Основные рабочие характеристики химических источников тока

1. Величина напряжения на разомкнутых клеммах

В зависимости от конструкции единичный источник может создавать только определенную разность потенциалов. Для использования в электрических устройствах их объединяют в батареи.

2. Удельная емкость

За определенное время (в часах) один химический источник тока может выработать ограниченное количество тока (в амперах), которые относят к единице веса либо объема.

3. Удельная мощность

Характеризует способность единицы веса или объема химического источника тока вырабатывать мощность, образованную произведением напряжения на силу тока.

4. Продолжительность эксплуатации

Еще этот параметр называют сроком годности.

5. Значение токов саморазряда

Эти побочные процессы электрохимических реакций приводят к расходу активной массы элементов, вызывают коррозию, снижают удельную емкость.

6. Цена на изделие

Зависит от конструкции, применяемых материалов и ряда других факторов.

Лучшими химическими источниками тока считаются те, у которых высокие значения первых четырех параметров, а саморазряд и стоимость низкие.

Принципы заряда аккумуляторов

Среди вторичных химических источников тока большую популярность набирают литий ионные модели, которые стали массово применяться для питания электронных устройств. У них материалом положительного электрода используется LiMO2 (M Co, Ni, Mn), а отрицательного — графит.

Читайте также:  Когда электрический ток не опасен

При заряде ионы лития от приложенной внешней энергии выделяются из металла катода, проходят через электролит и проникают в пространство между слоями графита, накапливаясь там.

Принципы заряда аккумуляторов

Когда энергия зарядного устройства отсутствует, а к электродам подключена нагрузка, то ионы лития в электролите двигаются в противоположную сторону.

Если заряд и разряд не проводятся, то энергия в аккумуляторе не расходуется, а сохраняется. Но ее количество ограничивается свойствами применяемых материалов. К примеру, у литий-ионных аккумуляторов значение удельной электроемкости составляет 130÷150 мАч/г. Оно лимитировано свойствами материала анода. Для графита емкость выше примерно в два раза.

Ученые сейчас ищут способы повышения емкости аккумулятора, изучают возможности использования химической реакции, проходящей между литием и кислородом воздуха. Для этого разрабатываются конструкции с воздушным, не расходуемым катодом, используемые в отдельных аккумуляторах. Этот метод может до 10 раз увеличить плотность энергии.

Эксплуатация химических источников тока требует знания основ электротехники, электрохимии, материаловедения и физики твердых тел.

Источник



Химические источники тока: Справочник

Химические источники тока: Справочник

  • Артикул: 00808870
  • ISBN: 5-7046-0899-Х
  • Обложка: Твердый переплет
  • Город: Москва
  • Страниц: 740
  • Формат: 60х90/16
  • Год: 2003
  • Вес: 1055 г

Рассматриваются общие понятия о химических источниках тока (ХИТ). Приводятся сведения по первичным элементам и батареям, резервным химическим источникам тока, аккумуляторам и электрохимическим конденсаторам как российского, так и зарубежного производства. Рассматриваются токообразующие реакции, приводятся конструктивные особенности различных типов ХИТ, их технические и эксплуатационные характеристики, а также обозначения. Для свинцовых и никель-кадмиевых аккумуляторов даются краткие описания технологии и утилизации. Рассматриваются области применения ХИТ.
Для широкого круга потребителей ХИТ, специалистов в области ХИТ и студентов технических вузов различных специальностей.

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Часть первая. Общие вопросы
Раздел 1.1. Основные понятия. Теоретические характеристики
Раздел 1.2. Параметры и характеристики ХИТ
Раздел 1.3. Компоненты электрохимических систем
Раздел 1.4. Кинетика электродных реакций
Раздел 1.5. Электроды
Раздел 1.6. Особенности конструкций ХИТ. Тепловые процессы в ХИТ
Раздел 1.7. Особенности работы и эксплуатации ХИТ
Раздел 1.8. Методы физико-химических исследований ХИТ
Раздел 1.9. Стандартизация ХИТ
Часть вторая. Первичные ХИТ
Раздел 2.1. Введение
Раздел 2.2. Источники тока системы диоксид марганца-цинк с солевым электролитом
Раздел 2.3. Источники тока системы диоксид марганца-цинк с щелочным электролитом
Раздел 2.4. Ртутно-цинковые элементы и батареи
Раздел 2.5. Серебряно-цинковые первичные ХИТ
Раздел 2.6. Литиевые ХИТ
Раздел 2.7. Воздушно-цинковые первичные ХИТ
Раздел 2.8. Химические источники тока с алюминиевыми и магниевыми анодами
Часть третья. Резервные химические источники тока
Раздел 3.1. Общие сведения
Раздел 3.2. Водоактивируемые ХИТ
Раздел 3.3. Ампульные ХИТ
Раздел 3.4. Тепловые ХИТ (батареи)
Часть четвертая. Вторичные ХИТ (аккумуляторы)
Раздел 4.1. Общие сведения
Раздел 4.2. Свинцовые аккумуляторы и батареи
Раздел 4.3. Никель-железные и негерметичные никель-кадмиевые аккумуляторы и батареи общепромышленного назначения
Раздел 4.4. Никель-кадмиевые герметичные аккумуляторы и батареи
Раздел 4.5. Никель-металлогидридные аккумуляторы и батареи
Раздел 4.6. Никель -водородные аккумуляторы и батареи
Раздел 4.7. Никель-цинковые аккумуляторы
Раздел 4.8. Серебряно-цинковые аккумуляторы
Раздел 4.9. Серебряно-кадмиевые аккумуляторы и батареи
Раздел 4.10.Литиевые аккумуляторы
Раздел 4.11. Воздушно-цинковые перезаряжаемые ХИТ
Раздел 4.12.Бромно-цинковые аккумуляторные установки
Раздел 4.13.Высокотемпературные аккумуляторы и батареи
Раздел 4.14.Марганцево-цинковые перезаряжаемые ХИТ
Раздел 4.15.Электрохимические конденсаторы
Часть пятая. Основные области применения ХИТ
Раздел 5.1. Сравнительные характеристики ХИТ
Раздел 5.2. ХИТ для переносных приборов и бытовой техники
Раздел 5.3. ХИТ транспортного назначения
Раздел 5.4. ХИТ специального назначения
Раздел 5.5. Аккумуляторы в энергетике
Приложения
Предметный указатель

Источник