Малогабаритные аккумуляторы

Стоимость одного ватт-часа энергии, например, аккумулятора типа ЦНК-0,45, широко применяемого в слуховых аппаратах, составляет лишь 0,14 коп., тогда как у сухих элементов типа 316 она достигает 29 коп.
Преимущества аккумуляторов перед сухими элементами позволяют рекомендовать их для широкого применения в качестве источников питания радиоаппаратуры на транзисторах. Основным рабочим веществом положительного электрода аккумулятора являются гидратные формы окислов никеля, а отрицательного электрода — металлический кадмий и гидрат окиси кадмия. Процесс заряда сопровождается восстановлением гидроокиси кадмия до металла, а разряд — окислением основной массы металлического кадмия с образованием гидрата окиси.
В связи с выделением значительных количеств газов в конце заряда аккумулятора проблема герметизации может быть разрешена только путем поглощения газов активными массами электродов. Указанный принцип осуществлен в большинстве герметичных аккумуляторов отечественного производства.

Конструкция герметичного аккумулятора (рис. 1) обеспечивает сравнительно свободный доступ газа к поверхности кадмиевого электрода, благодаря чему металлический кадмий, имеющий большую активную поверхность, легко окисляется. При дальнейшем заряде наряду с электрическим восстановлением окислов кадмия идет непрерывная регенерация их вследствие поглощения губчатым кадмием кислорода из газовой фазы. При этом соотношение восстановленного кадмия и его окислов в электроде остается постоянным. Однако скорость самого процесса поглощения кислорода кадмиевым электродом сравнительно мала и давление, развиваемое при заряде герметичных аккумуляторов, может достигать значительных величин. Поэтому во избежание деформации корпуса сила зарядного тока для герметичных аккумуляторов ограничивается, как правило, величинами, численно не превышающими одной десятой номинальной емкости аккумулятора. При такой величине зарядного тока давление, развиваемое в аккумуляторе к концу заряда, удерживается на уровне 3—5 ам. Малогабаритные герметичные кадмий-никелевые аккумуляторы выпускаются промышленностью в трех вариантах — дисковые, цилиндрические и прямоугольные. Заряд аккумуляторов должен производиться при температуре +15°С +35°С. Заряд при более низких температурах требует значительного повышения зарядного напряжения. Следствием этого могут быть постепенное накопление водорода в аккумуляторе, деформация и разрыв корпуса.
Оптимальным зарядным режимом герметичных аккумуляторов является заряд их током, численно равным 0,1 номинальной емкости с сообщением 120—150% количества электричества, снятого в предыдущем разряде. В конце заряда напряжение на аккумуляторе достигает 1,2—1,6 в. Номинальным напряжением считается 1,3 в. Увеличение силы зарядного тока, как и значительное увеличение длительности заряда, может быть причиной чрезмерного увеличения давления, которое ведет к деформации и разрыву корпуса. Значительное снижение зарядного тока ниже рекомендуемой величины приводит к снижению среднего зарядного напряжения и некоторому снижению емкости, отдаваемой аккумулятором. Длительное хранение аккумулятора в разряженном состоянии заметно сказывается на его зарядной характеристике (на первых циклах), так как из-за пассивации активных масс в процессе хранения и частичного связывания воды внутреннее сопротивление аккумулятора заметно возрастает. Поэтому после длительного хранения первый заряд рекомендуется производить при напряжениях значительно более высоких, чем обычно. Малогабаритные аккумуляторы предназначены в основном для работы на длительных режимах разряда. При повышении тока разряда заметно снижается емкость, отдаваемая до определенного значения напряжения, и несколько снижается среднее разрядное напряжение. Малогабаритные герметичные аккумуляторы, как правило, имеют емкость, превышающую гарантированную на 15—20%. Однако они отдают гарантированную емкость в случае их эксплуатации при положительных температурах. Понижение температуры аккумулятора до нуля уже заметно сказывается на величинах среднего разрядного напряжения и отдаваемой емкости. При температуре —10° С аккумуляторы отдают в среднем около 50—60% емкости. Хранение аккумуляторов в заряженном состоянии ведет к некоторой потере емкости за счет саморазряда. При температуре около 20° С месячный саморазряд, как правило, не превышает 20—25% номинальной емкости. Для малогабаритных герметичных аккумуляторов заводы-изготовители гарантируют в зависимости от типа аккумулятора от 100 до 200 зарядно-разрядный цикл. С целью повышения удельных характеристик дисковых аккумуляторов проведены работы по совершенствованию конструкции узла уплотнения и максимальному использованию объема. На базе вновь разработанной конструкции рассчитан типоразмерный ряд дисковых аккумуляторов. Разработаны также три малогабаритных аккумулятора прямоугольной формы.