Основными составными частями аккумуляторов являются положительные и отрицательные пластины, сепараторы, разделяющие разнополюсные пластины, и сосуд, наполненный раствором серной кислоты, в котором размещены пластины и сепараторы.
Положительная пластина готовится из чистого свинца, поверхность которой за счет специальной механической обработки (штамповки, отливки и т. п.) увеличена в 8—10 раз относительно кажущейся площади пластины (т. е. произведения ее длины и высоты). Активной массой положительной пластины, непосредственно участвующей в электрохимических процессах, является двуокись свинца (РbО2), образующая поверхностный слой пластины. Двуокись свинца образуется на поверхности пластины в процессе особой обработки — формирования. Емкость пластины и аккумулятора в целом определяется количеством активной массы, объем которой пропорционален активной поверхности пластины, так как толщина активного слоя практически одинакова.
Отрицательная пластина теоретически может быть изготовлена из чистого губчатого свинца. Однако из-за технологических трудностей, возникающих при изготовлении, такие пластины не выпускаются. Принята коробчатая конструкция отрицательных пластин, когда каждая пластина состоит из квадратных ячеек. Активная масса (паста, состоящая из окислов свинца и свинцового порошка) вмазывается в ячейки решетки. Чтобы удержать эту массу в ячейках, пластина с обеих сторон закрывается перфорированным свинцовым листом. Отрицательные пластины выпускаются средние и боковые, последние с целью экономии материалов имеют активную массу только с одной внутренней стороны. В любом аккумуляторе, независимо от емкости, т. е. от количества средних пластин, боковых пластин всегда только две. Перед обозначением боковых пластин ставится дробь 1/2.
Применяются три типоразмера как положительных, так и отрицательных пластин (рис. 4.1).
- Пластины типа · Из этих пластин собираются аккумуляторы пяти типов от С-1 до С-5. Количество положительных пластин +И1 равно индексу аккумулятора, количество средних отрицательных —И1 на единицу меньше. Емкость аккумулятора С-1 принята базовой и равна 36 А-ч. Емкость любого другого аккумулятора определяется умножением его индекса на 36.
- Пластины типа И2
в 2 раза больше пластин И1 по площади и емкости. Из пластин И2 собираются восемь типов аккумуляторов от С-6 (СК-6) до С-20 (СК-20) только с четными индексами (С-6; С-8; С-10 и т. д.).
Рис. 4.1. Сравнительные размеры пластин И1, И2, И4
Количество положительных пластин +И2 в аккумуляторе равно индексу аккумулятора, деленному на два, средних отрицательных пластин —И2 на единицу меньше. Например, аккумулятор С-20 состоит из десяти пластин 4-И2; девяти пластин — И2 и двух боковых —
И2,
- Пластины типа И4 (4-И4; —И4; —
И4) в 2 раза больше пластин И2 и в 4 раза больше пластин И1. Из пластин И4 собираются аккумуляторы от С-24 (СК-24) до С-148 (СК-148)—всего 32 типа, только с индексами, кратными четырем (С-24, С-28, С-32... и т. д.). Количество положительных пластин +И4 в аккумуляторе равно индексу, деленному на четыре; средних отрицательных пластин —И4 на единицу меньше. Например, аккумулятор С-60 содержит 15 пластин +И4, 14 пластин —И4 и две боковые —
И4.
Из всех типов пластин (И1, И2, И4) выпускается 45 разновидностей аккумуляторов по емкости от 36 А-ч (С-1) до 5328 А-ч (С-148).
Аккумуляторы типа С предназначены для разрядов током, не превышающим ток трехчасового режима, аккумуляторы типа СК допускают разряд в более коротком режиме, т. е. большими токами.
Для устранения возможности соприкосновения соседних пластин (положительной и отрицательной) между ними устанавливают сепараторы (разделители). Ранее сепараторы изготавливали из листов специально обработанной щелоченной ольховой фанеры. Держателями для сепараторов являлись деревянные разрезанные вдоль палочки, также предварительно щелоченные. В настоящее время выпускают сепараторы из кислотостойких синтетических микропористых материалов (мипор, мипласт), а держатели для них — из полиэтилена или полистирола. Держатели необходимы для создания определенных объемов электролита вокруг пластин (при плотном пакетировании электролит не может своевременно поступать к активной массе пластин).
В качестве аккумуляторных сосудов, которые должны изготавливаться из кислотостойкого материала, применяют стеклянные сосуды (от СК-1 до СК-46), деревянные баки со свинцовой обкладкой (от СК-18 и выше), а также эбонитовые баки, изготавливаемые для аккумуляторов от СК-32 до СК-76. Стеклянные сосуды, несмотря на их хрупкость, наиболее удобны в эксплуатации. Недостатками деревянных баков являются их непрозрачность, невозможность непосредственной подвески пластин на стенки бака, т. е. иа свинцовую обкладку и большой расход дефицитного свинца.
Токонесущие отводы всех пластин положительной полярности элемента аккумулятора приваривают к одной свинцовой соединительной полосе с одной стороны аккумулятора, аналогичные отводы всех пластин отрицательной полярности— к другой полосе, расположенной на противоположной стороне аккумулятора. У аккумуляторов СК, предназначенных для коротких режимов разряда (большими токами), соединительные полосы имеют большее сечение, а следовательно, меньшее электрическое сопротивление.
Аккумуляторы типа СЗ (стационарные, закрытого исполнения) выпускают в стеклянных сосудах, которые закрыты пластмассовыми крышками с ввинченными вентиляционными пробками. Крышки уплотнены резиновыми прокладками и мастикой, обеспечивающими герметизацию стыков сосуда с крышкой. Такая конструкция аккумуляторов значительно уменьшает испарение воды, образование кислотного тумана во время заряда и исключает возможность попадания пыли и других загрязнений.
Выпускаются пять типов аккумуляторов СЗ в стеклянных сосудах (С31— С35) и один тип в эбонитовых сосудах СЗЭ-20. Номер аккумулятора соответствует номеру (индексу) аналогичного открытого аккумулятора типа С или СК. Электрические характеристики аккумуляторов типа СЗ идентичны характеристикам соответствующих открытых стационарных аккумуляторов С и СК.
