Перспективы дальнейшего развития свинцовых аккумуляторов

Новые материалы. Прошло не так много времени с тех пор, когда применение новых полимерных и композиционных материалов для изготовления корпусов, крышек и других комплектующих деталей, замена внешних межэлементных соединений на сварку блоков через перегородки позволили существенно повысить электрические параметры свинцовых аккумуляторов и их эксплуатационную надежность. Однако выявляются все новые и новые области применения АБ, поэтому изучение изменения свойств этих материалов (скорости деструкции, электрического сопротивления, модуля упругости и других механических свойств) должно явиться предметом специальных исследований.

Не менее перспективен и поиск новых, более легких и электропроводных сплавов и металлов по сравнению со свинцовыми сплавами. В этом отношении уже создана принципиальная технология термодиффузионного свинцевания и лужения алюминия и его сплавов [4.2.2], позволяющая применить вкладыши в МЭС и в выводах из этих материалов (рис.4.2. 20) с целью снижения потерь напряжения аккумуляторов различного назначения на коротких режимах разряда. Массовое применение алюминиевых вкладышей в токоведущие детали таких аккумуляторов, как тяговые, тепловозные, стационарные, дало бы существенный экономический эффект, выигрыш в мощности и энергии аккумуляторов.

Использование титана в качестве токоведущих основ в литературе обсуждалось неоднократно. Применение титановых токоотводов затруднено образованием на их поверхности пленки из TiO2, создающей высокое электрическое сопротивление на границе токоотвод-активная масса. Основные исследования следует направить на поиски оксидных или иных электропроводных покрытий, исключающих непосредственный контакт титановой основы с серной кислотой.

В связи с тем, что дальнейшее увеличение ресурса, надежности и срока службы свинцовых аккумуляторов практически невозможно при использовании существующих сепараторов из-за прорастания их дендритами свинца и образования вследствие этого микрокоротких замыканий, основные исследования должны быть направлены на создание отечественных сепараторов с высокой объемной пористостью, низким электрическим сопротивлением, минимальным диаметром пор (~1 мкм) и с максимальным коэффициентом извилистости.

Технология. К числу приоритетных направлений дальнейших работ в области технологии можно отнести промышленное использование меди в качестве токоведущих основ отрицательных электродов (рис.4.2.21). Хотя медные основы известны более 40 лет (впервые в мировой практике применены в АОЗТ " Электротяга", Санкт-Петербург) и преимущества их очевидны, они, тем не менее, не нашли массового применения в стационарных, тяговых, тепловозных, электромобильных и других типах АБ. Основные усилия, кроме создания механизированной технологии изготовления медных токоотводов, должны быть направлены на отработку надежного способа защиты меди от воздействия серной кислоты.

Отливка токоотводов из свинцовых сплавов хотя и является в настоящее время высокопроизводительным процессом, его, тем не менее, нельзя назвать перспективным, прежде всего с точки зрения экологической безопасности. Альтернативой методу свободного литья токоотводов или литью под давлением (для тяговых и стационарных аккумуляторов) могут стать процессы непрерывной отливки тонкой ленты из свинцового сплава, ее дисперсионного упрочнения, просечки, вытяжки (по типу технологии изготовления медных основ) и последующей намазки.

Основным направлением дальнейших исследований электродных паст должна явиться разработка промышленной технологии для получения паст с заданными фазовым составом и структурными свойствами.

Процесс формирования электродных пластин является одним из самых " узких" мест в производстве свинцовых аккумуляторов из-за его большой продолжительности. Одними из основных направлений интенсификации процесса формирования электродных пластин следует считать охлаждение электролита путем его перемешивания при помощи аэролифтных систем, применение электропроводящих волокон или других добавок в активные массы.

Как и для большинства ХИТ, одним из реальных путей дальнейшего повышения удельной энергоемкости свинцовых аккумуляторов являются создание научных основ моделирования электродных процессов, оптимизация конструкции как отдельных узлов и деталей, так и аккумулятора в целом. Например, заслуживает внимания создание крупногабаритных аккумуляторов (тяговых и стационарных) с горизонтальным расположением электродов.

Увеличению эксплуатационного срока службы аккумуляторов будут способствовать работы по созданию средств диагностики их технического состояния.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: