СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > xx2

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 26.07.2020, 12:26   #1 (ссылка)
V.I.P.
 
Аватар для бабулер48


Регистрация: 23.06.2020
Сообщений: 28
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 1 раз(а)
Фотоальбомы: 0
Записей в дневнике: 37
Загрузки: 9464
Закачек: 0
Репутация: 0

Тема: [02-2016] Локомотивные аккумуляторы: новые решения


Локомотивные аккумуляторы: новые решения


На подвижном составе Российских железных дорог широко применяют никель-кадмиевые аккумуляторы, изготовленные по ламельной технологии. Напомним, что в таких источниках тока многоразового действия активная масса электродов заключена в металлические пакеты с перфорированными стенками-ламелями на основе никелированной стали. Положительные пластины представляют собой смесь гидрата окиси никеля Ni(OH)2 с добавкой графита (16... 20 %) для улучшения электропроводности. Активная масса отрицательных пластин состоит из смеси порошкообразного кадмия, железа и их окис-лов. Положительные элементы изготовляют более толстыми, чем отрицательные. В безламельных аккумуляторах электроды изготовляют в виде металлокерамических пластин, фольговых пластин, прессованных или намазных пластин.
В качестве электролита в никель-кадмиевых аккумуляторах используют водные растворы гидрата окиси калия КОН, гидрата окиси натрия NaOH в чистом виде или с добавкой гидрата окиси лития LiOH. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов щелочной электролит в никель-кадмиевом аккумуляторе не участвует в электрохимической реакции. Здесь он выступает в качестве среды для переноса ионов.
Таким образом, в электрохимической реакции участвует только активная масса. Стальная основа электрода полностью сохраняет свою структуру на протяжении всего срока службы аккумулятора. Напротив, в свинцово-кислотных аккумуляторах электролит в виде серной кислоты вступает в химическую реакцию с материалом электродов, обеспечивающим его механическую прочность, что приводит к коррозии всего электрода вследствие циклирования и его постепенному разрушению.

Благодаря своей конструкции никель-кадмиевые аккумуляторы имеют следующие основные преимущества по сравнению со свинцово-кислотными аналогами:
  • □ надежность и длительный срок службы;
  • □ устойчивость к длительной работе при неполном уровне заряда вследствие отсутствия необратимых процессов, приводящих в блокировке активной поверхности электродов (например, сульфатация электродов свинцово-кислотных изделий);
  • □ возможность разряда при низких температурах, ниже -20 °C — в свинцово-кислотных аккумуляторах плотность электролита уменьшается по мере разряда аккумулятора. Таким образом, в случае низкого уровня заряда электролит может замерзнуть и повредить сепаратор и другие элементы аккумулятора уже при небольшом понижении температуры ниже нуля;
  • □ никель-кадмиевые аккумуляторы более устойчивы к нарушению режимов эксплуатации: перезаряд, глубокий разряд и смена полярности, пульсации тока, длительное хранение при неполном уровне заряда. Между тем, более 25 лет существует никель-кадмиевая технология на основе спеченного положительного и пластифицированного отрицательного электродов. Помимо преимуществ классической технологии производства никель-кадмиевых батарей, она обладает рядом других достоинств.
Так, при изготовлении аккумуляторов по ламельной технологии активная масса помещается между стальными лентами с перфорацией. Уменьшение размера и расстояния между отверстиями перфорации позволяет увеличить число отверстий на единицу площади. Благодаря этому снижается высыпание частиц активной массы. Увеличение степени открытия, т.е. относительной площади перфорации, обеспечивает лучшие разрядные и зарядные характеристики аккумуляторов.
Существуют несколько технологий перфорации ламелей. Широко применяемое роликовое нанесение отверстий обеспечивает от 200 до 600 отверстий на 1 см2 и степень открытия — 12... 18%. Технология двухсторонней игольчатой перфорации, применяемая при производстве ламельных аккумуляторов «Saft Ferak», предусматривает 800 отверстий на 1 см2 и степень открытия 24... 26 %, что обеспечивает улучшенные электрические характеристики и более длительный срок службы.

Другой важной характеристикой является толщина электрода. Более тонкие элементы обеспечивают снижение внутреннего сопротивления аккумулятора и, как следствие, повышенную мощность и улучшенные зарядные характеристики. Для различных типов ламельных аккумуляторов (L, М или Н) применяют электроды с толщиной от 5 до 2 мм.
Технология спеченных и пластифицированных электродов на заводах компании «Saft» предполагает производство положительного электрода в два этапа. На первом этапе на стальную ленту наносят пасту из никелевого порошка. После термической обработки в печи при температуре 1050 °C паста спекается, образуя губку из никеля.

На втором этапе спеченная лента пропитывается активной массой. В этом случае эффективный процент открытия превышает 50 %, а диаметр единичной поры никелевой матрицы составляет 50 мкм, что как минимум в 5 раз меньше диаметра отверстия ламельной перфорации. Для аккумуляторов типов L, М и Н применяют электроды толщиной от 1,5 до 0,5 мм.
Ее уменьшение позволяет разместить в объеме аккумулятора больше электродов, что способствует снижению внутреннего сопротивления аккумулятора, улучшает его рабочие характеристики при высоких токах разряда или низких температурах эксплуатации. Преимуществами спеченного электрода являются хорошее распределение активного материала и эффективность его использования, высокая мощность, отсутствие набухания электродов и осыпания активной массы во время использования.
Пластифицированный отрицательный электрод производится путем нанесения пасты, содержащей оксид кадмия, гель и полимерное связующее вещество на подложку никелированной перфорированной ленты. Затем электроды высушивают в печи. Пластифицированные детали отличаются возможностью изменения толщины электрода, высокой эффективностью активной массы и мощностью, низким старением и отличным сроком службы в циклах.
В таких аккумуляторах сепаратор состоит из слоя микропористой мембраны, размещенной между двумя слоями из нетканого войлока, что обеспечивает оптимальное расстояние между электродами. Специально для использования на территории России компанией «Saft» были разработаны источники тока, обеспечивающие разряд и заряд при экстремальных температурах (до -50 °C).
Особенности технологического процесса производства определяют основные преимущества аккумуляторов со спеченным и пластифицированным электродами. Так, за счет уменьшения материалоемкости и более близкого расположения электродов масса и объем аккумулятора снижаются на 30... 40 % при одной и той же номинальной емкости.
Аккумуляторы, изготовленные по данной технологии при одной и той же номинальной емкости, определяемой током 5-часового разряда, сохраняют повышенную емкость по сравнению с источниками тока ламельной технологии при разряде повышенными токами или работе при низких температурах. Так, для отдачи одного и того же тока 240 А в течение 1 ч при температуре +25 °C необходим спеченный/пластифи
цированный аккумулятор номинальной емкостью 250 А-ч, ламельный аккумулятор номинальной емкостью 340 А-ч или свинцово-кислотный аккумулятор номинальной емкостью 400 А-ч.
При более низких температурах разница становится еще более существенной. Такая характеристика обусловлена малым внутренним сопротивлением вследствие применения более тонких электродов и большей площади открытой поверхности активной массы.
Улучшаются также зарядные характеристики аккумуляторов со спеченными/пластифицированны-ми электродами. При напряжении 1,47 В на элемент и ограничении тока заряда на уровне 0,2 за 6 ч они заряжаются на 90 % из полностью разряженного состояния. За то же время ламельные источники при напряжении 1,55 В на элемент могут быть заряжены на 80 %. Кроме того, более низкое зарядное напряжение позволяет увеличить число аккумуляторных элементов при одном и том же зарядном напряжении и сузить диапазон рабочих напряжений, улучшив таким образом эксплуатационные характеристики батареи. Возможность применения более низкого напряжения подзаряда способствует уменьшению интенсивности электролиза, что позволяет значительно снизить частоту долива воды.

При использовании температурной компенсации напряжения подзаряда возможен заряд аккумуляторов при температурах до -50 °C. Хорошая проводимость губчатого никеля исключает необходимость добавления в активную массу графита для улучшения проводимости,что минимизирует карбонизацию электролита. Как следствие, его замена в процессе эксплуатации не требуется.
Для устойчивой работы при низких температурах необходим электролит повышенной плотности. Однако его применение приводит к набуханию ламелей электродов и их преждевременному старению. В случае использования технологии спеченного/ пластифицированного электродов более плотный электролит не вызывает набухание электродов и не снижает срок службы аккумуляторов.
Описанная технология изготовления электродов позволяет достичь отличных показателей срока службы как в циклическом режиме работы, так и при нахождении в буферном режиме или на хранении. Заряженные на заводе аккумуляторы можно вводить в эксплуатацию в течение трех месяцев без проведения тренировочных циклов.

Залитые, но разряженные аккумуляторы могут храниться на складе в течение многих лет до ввода в эксплуатацию. Таким образом, не требуется иметь персонал или оборудование для приготовления или обращения с электролитом. Кроме того, в аккумуляторах, изготовленных по технологии спеченного/пла-стифицированного электродов, не осыпается активная масса, что особенно важно для длительного срока эксплуатации аккумуляторов на подвижном составе.
В заключение следует напомнить, что технология изготовления никель-кадмиевых аккумуляторов со спеченным и пластифицированным электродами имеет неоспоримые технические преимущества. Для соблюдения требуемого графика нагрузки необходима меньшая номинальная емкость аккумуляторов. В совокупности со сниженным объемом это позволяет сократить первоначальные затраты на изготовление аккумуляторного ящика. Значительная экономия затрат на обслуживание и длительный срок эксплуатации дают суммарный выигрыш в общей стоимости владения аккумуляторной батареей.

Канд. физ.-мат. наук В.А. МЕЛЬНИКОВ
г. Москва
бабулер48 вне форума   Ответить с цитированием 0
Объявления
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
[01-2016] Новым тепловозам - новые технологии реостатных испытаний Admin xx2 0 20.10.2019 06:39
На станции метро Новые черемушки сгорела релейная 07.03.2016 Aleksei_1 Нарушения безопасности на сети дорог 28 11.03.2016 09:46
[Новости КТЖ] Rail-Air – новые логистические решения в перевозках по направлению Китай-Казахстан - Европа Анонимный Новости на сети дорог 0 10.01.2015 11:04
[Новости КТЖ] Новые технические решения для безопасности труда Анонимный Новости на сети дорог 0 19.09.2013 18:04
[01-2013] Новые технические продукты и решения Admin xx3 0 21.03.2013 14:53

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
локо0216


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 18:06.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4