4.5.1 Характеристика щелочных АКБ, применяемых в образцах РАВ

В военной технике и вооружении широко используются различные химические источники тока.

Химическим источником тока (ХИТ) называется устройство, в котором химическая энергия заложенных в нем активных веществ непосредственно преобразуется в электрическую энергию при протекании электрохимической реакции.

По характеру работы все известные разновидности ХИТ подразделяются на гальванические элементы (первичные источники тока) и электрические аккумуляторы (вторичные источники тока).

Первичные источники тока допускают лишь одноразовое использование заключенных в них активных веществ. Полностью разряженный гальванический элемент к дальнейшей работе не пригоден и заряду не подлежит.

Вторичные источники тока предназначены для многократного использования. Разряженный аккумулятор может быть заряжен. Для заряда аккумуляторов подсоединяют к источнику постоянного тока. Направление тока заряда аккумулятора должно быть противоположно направлению разрядного тока, поэтому плюс источника тока должен быть соединен с плюсом аккумуляторов, а минус – с минусом.

Конструктивное выполнение аккумуляторов может быть самым различным, но все они состоят из двух электродов, разделенных слоем электролита.

Два и более аккумуляторов, соединенных между собой электрически для совместного производства электрической энергии, называются аккумуляторной батареей.

Превращение химической энергии активных веществ ХИТ в электрическую энергию с использованием ее во внешней цепи называется разрядом.

Процесс превращения электрической энергии в химическую энергию активных веществ ХИТ путем пропускания через него электрического тока от внешнего источника, называется зарядом.

Напряжением ХИТ называется разность потенциалов между выводами ХИТ. Номинальное напряжение одного никель-кадмиевого аккумулятора в щелочной батарее равно 1,25В, а серебряно-цинкового аккумулятора – 1,8 В.

Напряжением разомкнутой цепи (НРЦ) ХИТ называется напряжение источника при разомкнутой внешней цепи, величину которого можно измерить с достаточной точностью вольтметром с большим сопротивлением.

Начальным напряжением ХИТ называется напряжение ХИТ в начале разряда, а конечным – напряжение, ниже которого ХИТ считается разряженным.

Емкостью ХИТ называется величина, соответствующая количеству электричества в ампер-часах, которое ХИТ может отдать при разряде от начального до конечного напряжения.

Если величина разрядного тока постоянна, то емкость (С) в ампер-часах определяется по формуле:

 ,

где I_р – разрядный ток, А;

t – время разряда, ч.

Емкость зависит от количества активных веществ, режима разряда, температуры, состава электролита, состояния пластин и других факторов.

Электрохимической системой источника тока называется совокупность активных веществ, на основе которых может быть создан химический источник тока. В военной технике и вооружении широко используются щелочные никель-кадмиевые, никель-железные, серебряно-цинковые аккумуляторы и АКБ, ртутно-цинковые и марганцево-цинковые гальванические элементы и батареи.

Никель-кадмиевые аккумуляторы – применяются наиболее часто, так как они надежны в эксплуатации, имеют высокую механическую прочность, широкий интервал температур, при которых сохраняется их работоспособность, большой срок службы.

Наиболее перспективными являются герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы и батареи (НК-13; 5КН-10; 2НКН-15).

Никель-железные аккумуляторы – используются в тех случаях, когда такие их недостатки, как сравнительно узкий интервал температур, при котором сохраняется работоспособность, значительный саморазряд, не имеют существенного значения.

Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют наибольшую энергию на единицу массы и объема по сравнению с известными типами аккумуляторов. Однако их широкому применению препятствуют: малый срок хранения после заливки электролитом, незначительный срок службы, ограниченный температурный интервал использования, сложность эксплуатационного обслуживания, высокая стоимость и дефицитность применяемых материалов.

Ртутно-цинковые элементы имеют высокую удельную энергию. По электрическим характеристикам ртутно-цинковые элементы могут использоваться в качестве дублирующих источников питания для замены некоторых типов никель-кадмиевых аккумуляторов и батарей (ЗСЦ-1,5).

Преимущества и недостатки каждого типа аккумуляторов приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 – Характеристика основных типов щелочных аккумуляторов