Електроліти в сучасних акумуляторах

Електроліти в сучасних акумуляторах. FINDINGSПідготував Татаренко Єгор 9-А

Історія відкриття. Німецький військовий лікар Вільгельм Зінстеден, Французький інженер Гастон Планте. Ще в 1802 році Г. Ріттер відкрив, що дві мідні пластини, опущені в кислоту і з'єднані з гальванічною батареєю, заряджаються і їх потім можна протягом короткого часу використовувати як постійне джерело струму. Це явище пізніше вивчався багатьма іншими вченими. У 1854 році німецький військовий лікар Вільгельм Зінстеден спостерігав наступний ефект: при пропущенні струму через свинцеві електроди, занурені в розведену сірчану кислоту, позитивний електрод покривався двоокисом свинцю Pb. O2, в той час як негативний електрод не піддавався ніяким змінам. Якщо такий елемент замикали потім накоротко, припинивши пропускання через нього струму від постійного джерела, то в ньому з'являвся постійний струм, який виявлявся до тих пір, поки вся двоокис свинцю не розчинялася в кислоті. Таким чином, Зінстеден впритул наблизився до створення акумулятора, проте він не зробив ніяких практичних висновків зі свого спостереження. Тільки п'ять років по тому, в 1859 році, французький інженер Гастон Планте випадково зробив те ж саме відкриття і побудував перший в історії свинцевий акумулятор. Цим було покладено початок акумуляторної техніки. Scientific findings2

Ознайомимося з поняттям «акумулятор» та «електроліт»Акумулятор. Електроліт. Акумулятор – це джерело струму в якому електроди не витрачаються. Найпростіший акумулятор складається з двох свинцевих пластин, які розміщені в розчині сірчаної кислоти. Електролі́ти— речовини, розплави або розчини, у яких електричний струм виникає завдяки руху іонів, а не електронів, як у звичайних провідниках. Електроліти є провідниками другого роду, хоча можливе поєднання обох типів провідності у одній речовині. Іони утворюються завдяки електролітичній дисоціації — розпаду складних речовин на іони. Scientific findings3

Види акумуляторів. Кислотні (свинцеві)ЛужніЗалізо-нікелевіСрібло-цинковіЦинк-нікелевіКадмій-нікелевіScientific findings4

Будова та принцип роботи акумуляторної батареїВ акумуляторній батареї відбувається перетворення хімічної енергії в електричну. Хімія полягає в тому, що у розчин сірчаної кислоти помістили дві пластини зі свинцю, і на пластинах зробили виводи. Приєднали до виводів два дроти від генератора, почали крутити його, щоб той виділяв електричний струм, і зарядили АКБ (поки акумулятор заряджається, він є споживачем струму). У цьому разі електрична енергія перетворилася в хімічну — акумулятор зарядився. Від’єднали від виводів генератор і приєднали, наприклад, лампочку — і вона загорілася! Тому що почався процес перетворення хімічної енергії на електричну. Принадність цієї конструкції в тому, що процеси зарядки і розрядки можна виконувати багаторазово. І якщо дотримуватися основних, досить нескладних, правил експлуатації АКБ, вона може прослужити тривалий час. Найпростіший акумулятор складається з двох пластин, поміщених в корпус (його ще називають банкою), цей корпус заповнений розчином сірчаної кислоти (який називається електролітом) і закритий зверху кришкою. У кришці є отвори, через які виведено по два виводи від кожної з пластин (позитивної та негативної). Scientific findings5

Будова. Щільність електроліту. Scientific findings6 Будь-яка АКБ складається з декількох (найчастіше з шести) найпростіших батарей. Чому саме із шести? Бортова мережа автомобіля розрахована на 12 В, а отже, й акумуляторна батарея має видавати стільки ж. З огляду на свої розміри одна банка (дві пластини) забезпечує напругу приблизно 2 В. Для отримання 12 В позитивні та негативні пластини з’єднують послідовно і роблять два загальні виводи — позитивний і негативний. Одним із основних показників, що характеризують робочий стан АКБ, є щільність електроліту. Вона має бути завжди в певному діапазоні. Якщо АКБ малообслуговувані, то влітку щільність трохи знижують, а ось узимку, щоб запобігти ймовірності замерзання електроліту, підвищують. Щільність електроліту вимірюється спеціальним приладом — ареометром.

ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОРИСТАННІ Li-Pol АКУМУЛЯТОРНИХ БАТАРЕЙНе плутайте полярність акумулятора при підключенні до моделі або до зарядного пристрою. Обов'язкове застосування спеціальних зарядних пристроїв для Li-Pol акумуляторів. Номінальна напруга 3.7 В, робоча напруга від 2.8 до 4.2 В на елемент, вихід за зазначені межі НЕБЕЗПЕЧНИЙ. Завжди від’єднуйте акумулятор від моделі після використання, щоб не допустити понаднормового розряджання елементів. Завжди перевіряйте чи роз’єми є добре ізольовані, щоб не допустити короткого замикання. При будь-яких операціях з проводами і роз'ємами не допускайте замикання акумулятора металевими предметами. При заміні роз'ємів ніколи не відрізайте обидва проводи одночасно. Scientific findings7

Висновок. Ми ознайомилися з основними електролітами, які використовуються у науці, техніці та побуті, дізнався про їх позитивні та негативні сторони. Широке застосування електроліт має і в побуті, наприклад для ремонту готуючи до фарбування поверхню її обробляють електролітом, внаслідок чого вона повністю знежирюється. Кількість і якість електроліту впливає на роботу акумулятора. Показання щільності в обслуговуваних батареях контролюються мінімум двічі на рік. Якщо рівень рідини в банках падає, то необхідно доливати дистильовану воду. Scientific findings8