Работа аккумуляторной батареи

Аккумуляторные батареи являются обратимым химическим источником электрической энергии.

Принцип их работы состоит в следующем.

Материал активной массы положительных и отрицательных электродов разный. Следовательно, и химическая реакция между активными массами электродов и серной кислотой будет обладать разной активностью. В результате образования сульфата свинца PbS0₄ на обоих электродах на отрицательных образуется избыток электронов - отрицательный потенциал, на положительных электродах образуется недостаток электронов - положительный потенциал. Разность потенциалов между полублоками положительных и отрицательных электродов при разомкнутой внешней цепи образует электродвижущую силу (ЭДС) аккумулятора.

Если выводы аккумулятора замкнуть проводником с нагрузкой (включить потребитель), то по проводнику пойдет электрический ток, вызванный перемещением электронов с отрицательных на положительные электроды. Новые частички активных масс вступят в химическую реакцию, восстанавливая прежние потенциалы электродов. По мере того как несвязанная сульфатом свинца исходная активная масса электродов расходуется, аккумулятор разряжается. Он будет полностью разряжен, когда вся активная масса электродов обоих полублоков окажется связанной сульфатом свинца. Так как состав активной массы обоих полублоков по мере разряда аккумулятора становится все более однородным, разность потенциалов между электродами падает, напряжение аккумулятора снижается.

В связи с расходом по мере разряда аккумулятора части серной кислоты из раствора и выделения в него воды плотность электролита понижается пропорционально степени разряженности аккумулятора. На этом явлении основан способ определения степени разряженности батареи по плотности электролита. Опытом установлено, что снижение плотности электролита относительно номинальной для данного района на 0,01 г/см³ соответствует степени разряженности батареи примерно на 5 - 6 %.

При подключении аккумулятора к внешнему источнику электрической энергии в прямой полярности (плюс источника к плюсу аккумулятора) подводимая электрическая энергия будет затрачиваться на разложение сульфата свинца обоих электродов и восстановление первоначального состава активной массы. Когда весь сульфат свинца электродов обоих полублоков будет разложен, аккумулятор будет полностью заряжен. Вследствие выделения кислотного остатка в раствор плотность электролита восстановится до номинальной.

Таким образом, процессы разряда и заряда батареи можно показать обратимой химической реакцией

Pb0₂ + Pb + 2H₂S0₄ = PbS0₄ + PbS0₄ + 2H₂0 + Q_эл.

Для заряда батарей в машинах используется избыточная энергия генераторов, не идущая на питание потребителей.

На БМП-2 используются две аккумуляторные батареи. Они соединены последовательно.

Емкость батарей при этом не увеличивается и составляет 140 А.ч.

Общее напряжение при этом будет равно суммарному напряжению последовательно соединенных аккумуляторов и составляет 24 В.