4.2. Свойства щелочных электролитов
Электролитом для щелочных аккумуляторов с электродами из железа и окиси никеля служит раствор едкого кали. К этому раствору для аккумуляторов Эдисона добавляют небольшое количество гидроокиси лития. Гидроокись лития имеет полезное влияние на работу аккумуляторов, но она не является необходимой для основных реакций, которые протекают в них. Применение гидроокиси лития скорее основано на опытных результатах, чем на теоретических соображениях.
Прибавка лития влияет на срок службы эдисоновских щелочных аккумуляторов, в то время как без него кривая испытаний на срок службы имеет падающий характер, с его добавкой кривая в течение значительного времени повышается, прежде чем начнется ее падение.
Концентрация и химический состав щелочных электролитов, рассматриваемые в целом, не меняются в течение заряда, поэтому их измерение имеет меньшее значение, чем для сернокислотного электролита, применяемого в свинцовых аккумуляторах. Однако периодические измерения удельного веса все же должны производиться ввиду того, что происходит постепенное ослабление электролита, сопровождающееся уменьшением емкости батареи. Когда емкость упадет ниже известного предела, электролит должен быть заменен новым.
Щелочные электролиты для аккумуляторов Эдисона применяются трех составов: электролит для первого наполнения, для второго наполнения и электролит для возобновления. Первый состоит из 21%-ного водного раствора едкого кали с добавкой 50 г едкого лития на 1 л раствора. Второй также состоит из 21%-ного раствора едкого кали с добавкой х граммов едкого лития, где х – количество лития, приблизительно равное тому количеству, которое найдено в первоначальном электролите после формирования. Третий состоит из 25%-ного раствора едкого кали с 15 г едкого лития на 1 л. Применение этих растворов в общем указано уже самими их названиями. Начальное заполнение элементов на заводе производится электролитом первого наполнения из наиболее сухого едкого лития с тем, чтобы обеспечить правильное количество его на единицу веса положительного активного материала. Второй род электролита применяется главным образом для тех батарей, которые после формирования отправляются в сухом виде. Электролит для вторичного наполнения применяется также для возмещения потерь при проливании, или когда требуется заменить электролит вследствие его загрязнения. Третий раствор для возобновления применяется, когда электролит в аккумуляторе достиг низшей границы удельного веса. Этот электролит готовится более концентрированный, чем первый, чтобы компенсировать разбавление ослабленным электролитом, находящимся в порах пластин.
Удельные веса этих электролитов до заливки их в аккумуляторы следующие:
Растворы едкого калия
уд. вес при 15,50C
Электролит для первого наполнения. От 1,288 до 1,230
″ второго наполнения ............... ″ 1,210 ″ 1,215
″ возобновления........................... ″ 1,248 ″ 1,250
Когда удельный вес электролита в процессе работы уменьшился до 1,160, он должен быть возобновлен. При определении удельного веса должны быть приняты некоторые меры предосторожности. Электролит нужно пополнить до надлежащего уровня и тщательно перемешать, доведя батарею до состояния полного заряда; проба, взятая для измерения удельного веса, не должна иметь пузырьков газа. Если измерения производятся при температуре, отличной от стандартной температуры 15°С, необходимо ввести соответствующие поправки. В нормальных условиях электролит требует замены 2 или 3 раза в течение полезного срока службы батареи. Необходимо время от времени производить химический анализ электролита и воды, применяемой для доливки элементов.
Когда результаты тщательных измерений показывают, что требуется возобновление электролита, необходимо приготовить достаточное количество нового электролита. Если это удобно, батарея должна быть разряжена до нулевого напряжения, а затем подвергнута короткому замыканию группами не более чем по пяти элементов в течение 2 ч. При выливании старого электролита батарею надо сильно встряхивать для того, чтобы сполоснуть, таким образом, аккумуляторные пластины. Если элементы велики, то следует споласкивать каждый из них в отдельности. Пользоваться водой для споласкивания пластин не следует. После опорожнения каждого элемента следует его сейчас же наполнить новым электролитом, а по наполнении всей батареи ее надо зарядить нормальным 15-часовым режимом. Во время заряда необходимо время от времени измерять температуру, и если она достигает установленного предела 45°С, то следует прервать заряд до тех пор, пока батарея остынет.
Гидрат окиси калия или едкое калия – белое твердое тело, расплывающееся при хранении в открытом виде и легко растворяющееся в воде. Оно растворяет кожу и целый ряд органических веществ. Едкое кали как в твердом состоянии, так и в растворе поглощает углекислоту из воздуха, поэтому необходимо защищать раствор в аккумуляторах от загрязнения углекислотой, пользуясь газовыми вентилями в выходном отверстии. Эти вентили имеют назначением предотвратить доступ углекислого газа, позволяя в то же время газу, образующемуся внутри элемента, свободно выходить наружу. Едкое кали может быть приготовлено электролитическим путем из хлористого калия. Едкий литий получается в растворе действием извести на раствор карбоната лития. Это бесцветная весьма едкая жидкость.
Кристаллы едкого лития содержат всего 54% гидрата окиси лития.
