По своему устройству аккумуляторы отличаются конструкцией сосудов (корпусов), электродов и других элементов.

Для работы всех типов щелочных аккумуляторов используется щелочной электролит – раствор щелочи в воде. Состав активного вещества электродов может быть различным. В качестве основных компонентов активного вещества электродов щелочных аккумуляторов используется изготовленные по специальной технологии никель, кадмий, цинк, серебро и другие материалы.

В зависимости от состава активных веществ электродов щелочные аккумуляторы подразделяются на никель-кадмиевые, никель-железные и серебряно-цинковые.

По конструкции электродов щелочные аккумуляторы разделяются на ламельные и безламельные.

Ламельные, никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы отличаются друг от друга только конструкцией и технологией изготовления электродов (пластин) и сосудов.

Устройство щелочного аккумулятора ламельного типа показано на рисунке 4.15.

Сосуды (ламельных) щелочных аккумуляторов изготовляют из стали при помощи сварки и затем никелируют. Стенки сосудов сделаны ребристыми, что увеличивает их жесткость.

Активные вещества аккумуляторов помещаются в тонкие стальные никелированные перфорированные ламели, которые впрессовываются в стальную раму.

Одноименные электроды с запрессованными лам елями собирают в полублоки. Для этого их приваривают к общему токоотводу, имеющему вывод.

Количество и размеры электродов в разных типах аккумуляторов различны и зависят от назначения аккумуляторов (батареи).

В никель-кадмиевых аккумуляторах количество положительных электродов на один больше, чем отрицательных, поэтому в собранном аккумуляторе положительные электроды всегда крайние.

Для изоляции между отрицательными и положительными электродами прокладывают эбонитовые палочки.

Блок электродов вставляется в корпус аккумуляторов плотно, без допущения каких-либо перемещений.

В собранном аккумуляторе выводы проходят через верхнюю крышку наружу. Для уплотнения и изоляции выводов от крышки корпуса на каждый из них надевают изоляционные шайбы и втулки, а на выступающую над крышкой часть вывода наворачиваются гайки.

Внизу аккумулятора под блоком электродов имеется шламовое пространство, куда оседают вымывающиеся из пластин активные вещества, а сверху над блоком электродов газовое пространство.

Аккумулятор собирают со стороны дна, после чего дно приваривается. При эксплуатации аккумулятор не разбирают.

Для заливки электролита в крышке корпуса имеется отверстие с горловиной, закрываемое вентильной пробкой. Пробка устроена таким образом, чтобы газы из аккумулятора могли выйти наружу, а наружный воздух не поступал внутрь аккумулятора. Под пробкой всегда должно быть уплотненное резиновое кольцо.

Никель-железные аккумуляторы отличаются от никель-кадмиевых только химическим составом активных веществ и схемой взаимного расположения положительных и отрицательных электродов. У никель-железных аккумуляторов количество отрицательных электродов на один больше, чем положительных, поэтому корпус никель-железного аккумулятора электрически соединен с полублоком отрицательных электродов.

Безламельные щелочные аккумуляторы в настоящее время находят все больше использование. Принцип действия и химические процессы в безламельных аккумуляторах такие же, как и в ламельных никель-кадмиевых аккумуляторах. Конструкция электродов, безламельных аккумуляторов позволила увеличить их емкость с одновременным уменьшением веса и габаритов. Электроды безламельных аккумуляторов могут быть металло-керамические, прессованные, фольгированные.

Электроды изолируют друг от друга пластинами винипластового перфорированного сепаратора.

По сравнению с ламельными щелочными аккумуляторами безламельные лучше работают при низких температурах за счет большей рабочей поверхности активной массы.

Серебряно-цинковые аккумуляторы состоят из полублоков отрицательных и положительных электродов, разделенных между собой сепараторами из гидрат-целлюлозной пленки и капрона (рисунок 4.16).

Электроды, изготовленные из пористой окиси серебра и цинка, заключаются: положительные – в капроновую ткань, в отрицательные – в гидратцеллюлозную пленку.

Токоотводы от каждого электрода изготавливаются из серебряной или медной покрытой серебром проволоки.

Такие токоотводы от одноименных электродов изолируют пленкой из полиэтилена, собирают в пучки и припаивают к выводам.

Рисунок 4.16 – Устройство серебряно-цинковых аккумуляторов:

1 – отрицательный электрод; 2 – сепаратор;

3 – выводы; 4 – корпус; 5 – эпоксидная смола

Сосуды серебряно-цинковых аккумуляторов изготовлены из полиамида. Крышки приклеиваются фенольным клеем и заливаются компаундом на основе эпоксидной смолы. В центре крышки аккумуляторов расположен съемный газоотводящий клапан, который одновременно является пробкой для отверстия, через которое заливается электролит.

Герметичные аккумуляторы являются наиболее перспективными. В настоящее время широко используются дисковые герметичные аккумуляторы и собранные на их основе батареи. Дисковые герметичные аккумуляторы имеют одинаковое устройство и отличаются только размерами. Корпус аккумулятора (рисунок 4.17) представляет собой стальной никелированный сосуд с кольцевым выступом по внешней окружности. Стальная никелированная крышка с изоляционной прокладкой снизу опирается на этот выступ, а сверху герметично запрессовывается верхним краем корпуса. Внутри корпуса отрицательный электрод прижат к сепаратору положительного электрода пружиной. Электроды у аккумулятора ламельные и представляют собой коробочки из никелевой сетки, в которых упакованы брикеты активной массы. В качестве сепаратора используется капроновая ткань. Свободный объем внутри аккумулятора заполнен строго ограниченным количеством электролита. Так как положительный электрод находится в электрическом контакте с корпусом, на корпусе всех дисковых аккумуляторов имеет знак «+».

Условные обозначения АКБ

Условные обозначения АКБ состоят из цифр и букв:

– первая цифра означает число последовательно соединенных аккумуляторов;

– буквы А и Ф указывают назначение аккумулятора (А – для питания анодных цепей радиоприборов; Ф – для питания переносных фонарей);

– буквы КН и НК обозначают электрохимическую систему аккумуляторов –никель-кадмиевую, СЦ – серебряно-цинковую, НЖ – никель-железную и т.д.;

– число после букв КН и НК, СЦ и др. соответствует номинальной емкости в ампер-часах;

– буква К указывает, что батареи смонтированы в металлическом каркасе;

– буква М означает, что батарея имеет съемную крышку;

– буква Т означает, что выводные зажимы расположены на торцевой стороне;

– римские цифры в конце обозначения указывают на способ расположения аккумуляторов в каркасах без крышек (I – в один ряд по длине, II – в два ряда подлине) или способ сварного соединения двух аккумуляторов (I – по длине корпуса, II – по ширине корпуса).

В обозначениях безламельных аккумуляторов буквы П и Б, стоящие после обозначения электрохимической системы, указывают на технологическую особенность изготовления электродов аккумуляторов (П – прессованный, Б – безламельные).

В обозначениях серебряно-цинковых аккумуляторов буквы, стоящие после обозначения электрохимической системы, указывают на режим разряда аккумуляторов:

– СЦК – аккумуляторы, рассчитанные на короткие режимы разряда;

– СЦС – аккумуляторы, предназначенные для средних разрядных токов (1...5 – часовой режим);

– СЦД – аккумуляторы, предназначенные для малых разрядных токов (10…20 – часовой режим);

– СЦМ – аккумуляторы, предназначенные для многократных циклов при средних или длительных режимах разряда;

– СЦБ – аккумуляторы, предназначенные для работы в буферном режиме с малым перепадом напряжения.

Число, стоящее после буквенного обозначения, является условным обозначением типоразмера аккумулятора и соответствует примерно номинальной емкости, например:

НК-13 – никель-кадмиевый аккумулятор, емкостью 13 Ач. Номинальное напряжение аккумуляторов НК системы составляет 1,25 В;

2НКБ-2 – никель-кадмиевая, безламельная аккумуляторная батарея емкостью 2 Ач, состоящая из двух аккумуляторов, т.к. батарея состоит из двух аккумуляторов НК – системы, номинальное напряжение равно:

1,25´2=2,5 В;

3СЦ-25 – серебряно-цинковая аккумуляторная батарея емкостью 25 Ач, состоящая из трех аккумуляторов СЦ-25. Номинальное напряжение аккумуляторов СЦ – системы составляет 1,8 В. Номинальное напряжение батареи 3СЦ-25 равно:

1,8´3=5,4 В.

Кроме общепринятых обозначений в образцах вооружения могут встречаться и специальные обозначения, например:

Д-0,025Д – дисковый, герметизированный, никель-кадмиевый, емкостью 0,025 Ач, с длительным режимом разряда, номинальным напряжением 1,2 В;

11ФГ-400 – одиннадцать последовательно соединенных аккумуляторов, никель-кадмиевых, герметичных, фольговых, с площадью фольги в одном аккумуляторе 400 см, емкостью 1,5 Ач.

Условные обозначения наиболее часто используемых в образцах РАВ щелочных АКБ приведены в таблице 4.8.

Таблица 4.8 – Основные ХИТ, применяемые в образцах РАВ