(лат. Accumulare — «накапливать»), а также аккумуляторная батарея — химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в возвратности внутренних химических процессов, обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления электрической энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и систем. Электрический аккумулятор относится к категории вторичных батарей.
Емкость аккумулятора — это максимально возможный полезный заряд, что отдается полностью заряженный аккумулятор при разряде до последней допустимого значения напряжения.В Международной системе единиц СИ емкость аккумуляторов измеряют в кулонах. На практике используется внесистемная единица Ампер-час 1 А ⋅ ч = 3600 Кл.
Энергетическая емкость — энергия, отдаваемая полностью заряженным аккумулятором при разряде до последней допустимого напряжения.В системе СИ энергетическая емкость измеряется в джоулях. На практике используется внесистемная единица Ватт-час: 1 Вт ⋅ ч = 3600 Дж.
При низких температурах эффективность аккумуляторов всех электрохимических систем резко снижается. Вместе с тем, NiCd аккумуляторы могут работать и при -40 в С, в то время как температура -20 в С является пределом, при котором NiMH, SLA и Li-ion аккумуляторы прекращают функционировать.
Хотя аккумулятор и может работать при холодных температурах, но это вовсе не означает, что он автоматически может также быть заряжен при тех условиях. Восприимчивость к заряду большинства аккумуляторов при очень низких температурах чрезвычайно ограничена и ток заряда при таких условиях должен быть уменьшен до 0,1 в С
Состав, строение, принцип действия
Аккумулятор, как и всякое химическое источник тока, состоит из положительного и отрицательного электродов и электролита, в который они погружены. Разница потенциалов, возникающих на границе соприкосновения электродов с электролитом, образует ЭДС аккумулятора (или напряжение аккумулятора при разомкнутой цепи). Во время разрядки аккумулятора энергия хим. реакций превращается в электрическую энергию; при зарядке, наоборот, электрическая энергия превращается в химическую.
Стартерная аккумуляторная батарея выполнена в форме системы с нескольких электрохимических ячеек. Последовательно соединенные электрохимические ячейки называют «батареей».
Аккумуляторная батарея может быть выполнена из нескольких электрохимических ячеек, объединенных в одну электрическую цепь. Эти ячейки соединены электрически и конструктивно для получения необходимых значений тока и напряжения. Используется, в частности, в качестве источника энергии для питания тяговых электродвигателей аккумуляторных электровозов. Основные параметры, которые характеризуют такой аккумулятор, — электродвижущая сила, напряжение, сопротивление внутренний, ток и емкость.
В аккумуляторах глубокого заряда-разряда (поездов, лодок, автопогрузчиков), автомобильных аккумуляторах (обеспечивают постоянную подачу тока в течение длительного периода времени) энергию производят элементы — группа свинцовых пластин покрытых окисью свинца и кислотой. Свинцовые решетки покрыты окисью свинца и кислотой называют пластинами. Попеременно чередуя положительные и отрицательные пластины составлены стопками и вставлены в футляры называют элементами.
Щелочные аккумуляторы (применяются чаще) по сравнению с кислотными свинцовыми имеют ряд преимуществ: они могут храниться в разряженном или напиврозрядженому состоянии, не выходят из строя в результате коротких замыканий, имеют больший срок службы. Преимущества кислотных А.Б .: высокий КПД, выше разрядное напряжение, меньше внутреннее сопротивление. На шахтах А.Б. используют кислотные (свинцовые) и щелочные (зализоникелеви) аккумуляторы.
Аккумуляторный завод в Тюмени освоил технологию промышленного выпуска аккумуляторов 3СТ-55А в 1986 году.
Сейчас одним из крупнейших в Европе производителей стартерных аккумуляторных батарей является Национальные аккумуляторные корпорации «ISTA».
Различают кислотные (свинцовые) и щелочные аккумуляторы.
Кислотные аккумуляторы имеют высокую номинальное напряжение (2 В), малый внутренний электрическое сопротивление и относительно высокий коэффициент полезного действия (до 0.85). Однако небольшой срок службы, недостаточная прочность и непонятная работа при низких и высоких температурах ограничивают их применение.
Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед кислотными: они прочные, не боятся перегрузок, хорошо работают в широком интервале температур, нетребовательны к производственным условиям. Основные их недостатки: низкий КПД (до 60%) и напряжение (1,2; 1,25; 1,33 В).
По составу электродов (активной массы) щелочные аккумуляторы делятся на:
Кадмий-никелевые;
Железо-никелевые;
Цинк-никелевые;
Серебро-цинковые.
По способу удержания электродов аккумуляторы делятся на:
Ламельные (у них активная масса заключена в ламели. В железо-никелевых аккумуляторов ламелями являются плоские стальные коробочки с перфорированными стенками)
Безламельни.
Безламельни аккумуляторы имеют повышенную емкость и малые размеры. В последнее время начали применяться стартерные железо-никельови аккумулятор, который работает при низких температурах лучше, чем кислотные. Для получения огромные импульсных токов при низких и высоких температурах и значительных изменениях атмосферного давления применяют серебро-цинковые аккумуляторы.
Кадмийо-никельови аккумуляторы могут быть очень малых размеров — 1-3 см² (т. Н. Пуговицы), их применяют в слуховых аппаратах для глухих и в полупроводниковых Радиоприбор. Щелочные аккумуляторы производят сухими.