Щелочные аккумуляторы

Экспериментально показано, что вероятность теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах с металлокерамическими оксидноникелевыми электродами (ОНЭ) выше, чем в аккумуляторах с прессованными и намазными ОНЭ. Кроме того, показано, что вероятность теплового разгона уменьшается с уменьшением емкости аккумуляторов.

Исследована электрохимическая активность анодов на основе никелевой сетки для электролиза воды. Активация анодов проводилась тремя способами: 1) химическим покрытием серосодержащими соединениями никеля и железа; 2) погружением в раствор Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ (до рН=3); 3) погружением в раствор Na₂S + H₂SO₄ (до рН=3). В качестве электролита при испытании электродов использовали водный раствор 6М КОН.

Методом вольтамперометрии в гальваностатическом режиме исследована электрохимическая активность катодов с Ptи Pt-Pdэлектрокатализаторами. Определены зависимости перенапряжения процесса выделения водорода от логарифма плотности тока и от времени испытания катода с Pt-Pd-электрокатализатором. Показано, что в реакции выделения водорода в 30%-ном растворе КОН при 90°С электрохимическая активность катода с Pt-Pd-электрокатализатором в два раза больше, чем с Pt-электрокатализатором.

Представлены результаты формирования никель-кадмиевых аккумуляторов асимметричным током по режиму, предусматривающему проведение длительного заряда первого цикла до прекращения роста напряжения на аккумуляторе. Подтверждена возможность использования напряжения на аккумуляторе в качестве критерия окончания заряда. Проведенные исследования показывают эффективность режима с применением выбранного критерия, что выражается в значительном сокращении числа зарядно-разрядных циклов формирования при сохранении заданных эксплуатационных характеристик.

Экспериментально доказано, что для аккумуляторов фирмы SAFT стационарного применения и среднего режима разряда эмпирические уравнения Коровина-Скундина, обобщенное Пейкерта, интеграл вероятности, уравнением пористого электрода позволяют описать зависимость ёмкости С(i), отдаваемой никель-кадмиевыми аккумуляторами от тока разряда с достаточной для практических целей точностью (5–6%) на всем интервале токов разряда.

Проведено сравнение влияния параметров асимметричного тока на продолжительность процесса формирования никелькадмиевых аккумуляторов. По совокупности результатов формирования ёмкости аккумуляторов НКПлГЦ-0,5 с тонкими прессованными электродами установлена перспективность применения асимметричного тока с параметрами, выбранными в ходе предшествующих экспериментов и примененными в данной работе. Форма тока, которая дала наибольший прирост ёмкости, имеет продолжительный зарядный импульс и короткий, с большой амплитудой разрядный импульс.

Проведено изучение пористой структуры и разрядных характеристик оксидноникелевых электродов (ОНЭ) на основе никелированного графитированного войлока «Войлокарб-22», в которых заполнение металловойлочных основ проводилось методом электрохимической пропитки. Показано, что разработанная технология изготовления ОНЭ (никелирование основы, электрохимическая пропитка, формировка и подпрессовка электродов) позволят формировать активную массу электродов с полидисперсной структурой: с размером пор от 0.01 до 100 мкм.

В работе изучено влияние добавок, использующихся при цинковании в качестве блескообразующих, на характеристики порошка цинка, получаемого при изготовлении цинкового электрода электролитическим способом. Определено их влияние на катодный процесс, характер губчатых отложений цинка, коррозию цинкового электрода и его ёмкостные характеристики при интенсивном разряде в условиях никель-цинкового аккумулятора.

Алюминий является одним из наиболее энергоёмких материалов, на основе которого разработаны воздушно-алюминиевые электрохимические генераторы с удельной энергией более 300 Вт·ч/кг. Такие генераторы могут рассматриваться в качестве перспективного источника энергии для электромобиля, поскольку помимо высокой энергоёмкости они обладают рядом преимуществ, а именно возможностью организации замкнутого по алюминию производственного цикла и использования тепла, выделяющегося при работе генератора, для отопления салона электромобиля.

Представлены результаты тестирования макетов никель-кадмиевых аккумуляторов FKM с металловойлочными оксидноникелевыми электродами по ГОСТ Р МЭК и по ВНИИЖТ. Показано, что разрядные характеристики исследуемых макетов аккумуляторов с оксидноникелевыми электродами, изготовленными на углеграфитовой войлочной основе, превышают практически по всем показателям требования ГОСТ Р МЭК и ВНИИЖТ. Установлена высокая циклируемость этих аккумуляторов: снижение разрядной ёмкости ниже номинального значения наблюдалось после 3100-го цикла.