Устройство аккумулятора

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде. Энергия возникает в результате взаимодействия оксида свинца и серной кислоты до сульфата, если мы говорим о классической версии конструкции аккумулятора. Кроме того, внутри свинцового аккумулятора протекает еще порядка шестидесяти реакций, около двадцати из которых протекают вообще без участия серной кислоты, то есть являются нехимическими. Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. Во время заряда протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода на отрицательном.

В итоге получается, что во время разряда аккумулятора расходуется серная кислота из электролита. При этом плотность электролита падает. Во время заряда, серная кислота обратно выделяется в раствор электролита из сульфатов. При этом плотность электролита растёт. В конце заряда, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. В результате на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород.

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из положительных и отрицательных электродов, намазанных активным веществом, а также разделительных сепараторов между ними. Все вместе они погружены в электролит. Электроды представляют собой свинцовые решётки. В положительных пластинах активным веществом является перекись свинца, в отрицательных пластинах активным веществом является губчатый свинец.

Электроды пластин выполнены не из чистого свинца, а из сплава с добавлением сурьмы для повышения прочности, а также разных примесей и добавок. Иногда в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обеих пластинах, или только в положительных. Применение солей кальция вносит не только положительные но и много отрицательных моментов в эксплуатацию свинцового аккумулятора, например, у такого аккумулятора при глубоких разрядах существенно и необратимо снижается емкость. Электроды погружены в электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты. Наибольшая проводимость этого раствора наблюдается при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) и при его плотности 1,23 г/см³.

Каждая автомобильная аккумуляторная батарея (АКБ) - это ни что иное, как последовательное соединение шести аккумуляторов между собой. Внутри автомобильная аккумуляторная батарея выглядит так: