Аккумуляторы с трубчатыми пластинами

Более совершенны по техническим параметрам положительные трубчатые пластины. Трубчатые ламели диаметром 4,5 или 6,4 мм скручивают из перфорированной ленты спирально и затем заполняют активной массой. Соединительный шов тщательно сглаживают, на трубку для повышения прочности надевают бесшовные кольца. Перфорация круглой формы диаметром 0,2 мм и меньше позволяет получить высокую степень открытия электрода без ослабления прочности стенки ламели. Внешний вид такой ламели показан на рис. 8.4, а.

Трубчатые пластины обладают высокой удельной емкостью, поскольку плотность активной массы в трубках удается довести до 2,5 г/см³ без опасения деформировать электрод во время работы. В качестве токопроводящей добавки в активной массе используют лепестковый никель, имеющий в отличие от графита стабильную во времени электрическую проводимость; трубки располагают в пластине вертикально (рис. 8.4, 6), а межэлектродное расстояние сокращают до 1 мм. Все эти особенности конструкции и технологии с учетом степени открытия электрода до 30% снижают омические потери напряжения в электроде до минимального значения. В результате удельные электрические характеристики аккумуляторов с трубчатыми пластинами более высокие, чем с плоскими ламельными пластинами; выше и их ресурс в циклах.

НЖ аккумуляторы с электродами подобной конструкции не получили массового распространения из-за неблагопринятых технико-экономических показателей. Трубчатые пластины значительно более трудоемки и требуют использования сложного и малопроизводительного оборудования, поэтому их стоимость значительно выше, чем плоских ламельных пластин. Их применение технически оправдано, то только для положительных электродов.

Дальнейшее усовершенствование отрицательных электродов связано с заменой ламельной конструкции безламельной.

Безламельные железные электроды - различаются технологией изготовления. Прессованный железомедный электрод применяется в НЖ аккумуляторах французской фирмы SAFT. Он обладает прочностью, стабильностью характеристик и большим ресурсом в циклах (до 3000). Однако в технологическом отношении этот электрод сложен, отличается большой трудоемкостью и, следовательно, высокой себестоимостью. Его температурный интервал невелик: от 10 до 45 °С.

Вальцованные железные электроды -технология более доступная и дешевая, разработана в СССР. Электрод изготовляют из тонкодисперсной железной губки. Каркасом электрода служит стальная сетка. Высоковосстановленное губчатое железо получают из чистых оксидов железа, оно обладает развитой поверхностью и хорошими технологическими свойствами. Этот электрод отличается прочностью, стабильностью зарядно-разрядных характеристик и имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с ламельными электродами (табл. 8.1).

Таблица 8.1. Характеристики железного электрода различной конструкции

Самой низкой себестоимостью должен обладать намазной железный электрод с полимерным связующим, однако пока его удельная емкость невелика.

В конструкции НЖ аккумулятора предусмотрено шламовое пространство под блоком электродов, а также подкрышечное пространство. Аккумуляторы выпускают в металлических корпусах с изоляционным полимерным покрытием или в резиновых изоляционных чехлах. Отдельные типы аккумуляторов имеют пластмассовый корпус.

Подавляющее большинство батарей комплектуется из отдельных аккумуляторов, размещенных в решетчатых ящиках или каркасах. Между аккумуляторами обеспечиваются зазоры для более эффективного охлаждения батареи. Так, аккумуляторы емкостью до 100 А∙ч снабжены цапфами (цилиндрическими выступами на корпусе), с помощью которых они крепятся в рамке каркаса. Существуют и батареи, размещенные в пластмассовом моноблоке.