Герметизированные батареи с иммобилизованным электролитом.

Создание полностью необслуживаемой батареи свинцово-кислотной си­стемы

становится возможным, если ее конструкцию изменить таким образом, чтобы связать выделяющийся газ (реализация кислородного цикла). Для этого емкость отрицательных электродов в аккумуляторе должна быть на несколько процентов больше емкости положительных. Тогда в процессе заряда положительные электроды полностью зарядятся раньше, чем отрицательные. Поэтому активное выделение кислорода на положительном электроде начнется до начала заметного вы­деления водорода на отрицательном. Выделяющийся кислород вступает в хими­ческую реакцию с активной массой отрицательного электрода.

Поэтому для производства герметизированных батарей разработаны методы связывания жидкого электролита:

• создание загущенного (гелеобразного) электролита;

• абсорбция жидкого электролита в сепараторах с высокой объемной порис­тостью.

Искусственное ограничение емкости положительных электродов и объема электролита приводят к тому, что емкость герметизированных свинцовых батарей с иммобилизованным электролитом на 15-20 % ниже, чем батарей со свободным электролитом того же объема и массы.

В качестве загустителя для получения гелеобразного электролита при­меняют силикагель, аллюмогель и другие вещества. При смачивании серной кислотой эти вещества образуют тиксотропный гель. В качестве сепараторов в подавляющем большинстве герметизированных аккумуляторов применяют стекломаты из ультратонких волокон. Объемная пористость современных стеклосепараторов достигает 80-85 %. Поэтому их используют не только для батарей с гелеобразным электролитом, но и для батарей с абсорбированным жидким электролитом. Свинцовые батареи с иммобилизованным электролитом являются гермети­зированными, но не являются герметичными как, например, никель-кадмиевые герметичные аккумуляторы. Во всех свинцовых герметизированных батареях (аккумуляторах) имеется предохранительный клапан. Он служит для того, чтобы давление внутри аккумулятора не превышало величины, которая является допу­стимой по условиям работоспособности и прочности корпусных деталей. Дело в том, что, несмотря на применяемые ограничения емкости положительных элек­тродов, выделение водорода на отрицательном электроде в процессе заряда, особенно на заключительной его стадии, полностью подавить невозможно. Причем скорость его выделения в конце зарядного процесса несколько выше, чем скорость выделения кислорода. Избыточная часть водорода вызывает рост давления внутри аккумулятора, для ограничения которого и служит клапан.

Нормальная эксплуатация герметизированных свинцовых батарей возможна при соблюдении гораздо более жесткого диапазона регулирования зарядного напряжения, чем при эксплуатации необслуживаемых батарей с жидким электролитом (даже не имеющих отверстий для доливки воды). Максимальная вели­чина зарядного напряжения для батарей с загущенным (гелеобразным) электро­литом составляет 14,35 В. В случае превышения этой величины на 0,05 В ско­рость газовыделения становится так велика, что нарушается равновесие кисло­родного цикла. Образующийся из-за этого избыток выделяющихся газов приво­дит к нарушению контакта активной массы электродов с электролитом и батарея теряет работоспособность У батарей с абсорбированным электролитом макси­мально допустимая величина зарядного напряжения ограничена 14,8 В.

Весьма жесткие ограничения уровня зарядного напряжения, наряду с гораз­до более высокой стоимостью герметизированных батарей в сравнении с необслуживаемыми создают в определенные трудности для их широкого применения на автомобильной технике.