Які перетворення відбуваються під час розряджання акумулятора. Хімічні процеси у свинцево-кислотних акумуляторах

З повсюдним використанням акумуляторів, що не обслуговуються, багато автомобілістів вже забули, що означає заряджати свій акумулятор. І коли їм все ж таки доводиться робити цю процедуру, на свій подив вони виявляють киплячу батарею. Чому це відбувається і як цього уникнути, розберемо у цій статті.

Сучасний акумулятор винайдено ще в 19 столітті, і за цей час істотних змін так і не зазнав.

Так само принцип дії АКБ заснований на окисленні свинцю в водному розчинісірчаної кислоти. При цьому під час розрядки батареї металевий свинець електродів, перетворюється на сульфат свинцю.

При зарядці відбувається зворотний процес. Це основні реакції, на основі яких відбувається накопичення та віддача електричної енергії. Однак, крім них, у банках акумулятора відбувається ще 60 різних реакцій.

Загальне пристрій АКБ показано малюнку вище. У пояснення до нього варто відзначити, що свинцеві пластини, виконані у вигляді решітки, комірки яких заповнені в позитивних електродах, діоксидом свинцю (PbO2) у вигляді порошку, негативних - свинцем, так само порошковим.

У проміжку між основними пластинами розташовані інші пластини з пористого пластику, які не взаємодіють з кислотою, які поділяють електроди та перешкоджають їх замиканню.

Отже, заряджаючи акумулятора, сульфат свинцю перетворюється на розряд чистого металу, у своїй витрачається вода і утворюється сірчана кислота. Щільність електроліту у своїй збільшується.

Що вважається кипінням акумулятора?

Цей процес прямо випливає із процесу зарядки. Як написано вище при зарядці витрачається сульфат свинцю, і коли кількість сульфату, стає меншою, деякого критичного рівня, починається процес електролізу води.

При цьому процесі виділяється водень та кисень, які, як відомо, гази. І весь процес зовні нагадує кипіння.

Як правильно заряджати батарею, щоб уникнути цього неприємного процесу? Далі про це докладніше.

Як правильно заряджати акумулятор

Сьогодні існує два основних способи зарядки батареї, і обидва їх опишемо.

Варто пам'ятати, що для заряджання використовується спеціальний зарядний пристрій із можливістю зміни зарядного струму.

Заряджання малим струмом

При цьому способі ви повинні вибрати зарядний струм напругою 0,1 від ємності батареї.

Тобто якщо у вас найпоширеніший акумулятор ємністю 60 ампер/год, то зарядний струм повинен становити напругу 6 Ампер.

Заряджання АКБ таким методом відбувається приблизно добу. Про те, що зарядка закінчена, ви дізнаєтеся на початку кипіння батареї.

Заряджання великим струмом

Зарядку потрібно почати напругою в 14,5 Вольт, після того, як батарея перестане брати зарядку, вона буде заряджена десь на 80%. Щоб довести зарядку до 90% ємності, зарядну напругу потрібно підняти до 15 Вольт.

Ну і останній етап, це доведення зарядки до 100%. Він здійснюється шляхом додавання напруги до 16,5 Ст.

При цьому методі необхідно не тільки постійно спостерігати за батареєю, але і мати професійний зарядний пристрій.

У яких випадках АКБ почне кипіти

Як було написано вище кипіння електроліту, це зовсім кипіння, у звичному розумінні, це лише фігура промови.

Таким виразом називають процес виділення газу з електроліту, який відбувається під час заряджання акумулятора. У цьому процесі немає нічого страшного, проте, по тому, як він відбувається можна оцінити стан батареї.

Якщо цей процес розпочався відразу після старту зарядки, це дуже поганий сигнал. З більшою ймовірністю можна сказати, що акумулятор у вас вже відпрацював свій ресурс.

• Кипіння після закінчення ресурсу служби АКБ. У цьому випадку кипіння починається відразу при підключенні зарядного пристрою. При цьому процес зазвичай починається не у всіх, а лише у деяких банках. Це може свідчити, що в цих банках знаходяться короткозамкнуті пластини. У такому разі вам батарею не врятувати, і її час міняти.
• Кипіння, коли батарея повністю заряджена. Якщо кипіння починається через тривалий час, через 8 годин і більше, це нормально. Це говорить про те, що густина електроліту вже піднялася до штатного значення і батарея заряджена. У цьому випадку потрібно просто припинити заряджання батареї.

Чому акумулятор закипає на машині?

Якщо кипіння АКБ при зарядці процес, найчастіше, нормальний і ні про що погане не свідчить, то кипіння на працюючому двигуні це однозначно погано.

Такий момент свідчить про несправність електроустаткування автомобіля.

Нижче буде розглянуто, в яких випадках кипить батарея на працюючому моторі.

Способи визначення киплячого акумулятора

Якщо у вас батарея, що обслуговується, то цей процес найпростіше визначити візуально. Наприклад, оскільки це показано на відео нижче:

Якщо ж у вас найпоширеніша сьогодні АКБ, що не обслуговується, то процес кипіння можна визначити за непрямими ознаками.

• Перша найпоширеніша ознака кипіння - це поява зеленуватого нальоту і рясних оксидів на клемах акумулятора, таких які показані на малюнку нижче;

• Іншою ознакою кипіння є запах електроліту, що з'явився в підкапотному просторі. Він досить різкий і може почути навіть люди без гострого нюха;
• Ще однією ознакою може бути поява іржі на капоті в районі акумулятора і сильна корозія підакумуляторної полиці;
• Існують ще екзотичні методи визначення процесу кипіння. Деякі водії, коли з'являється підозра на киплячий акумулятор, приєднують до газовідвідної трубки повітряну кулькучи презерватив. Якщо батарея кипить, він почне надуватися;
• Іншим екзотичним способом використання медичного стетоскопа. Якщо його прикласти до окропу, то можна почути характерне булькання;

Причини кипіння АКБ на машині

• Найпоширенішою причиною кипіння батареї на працюючому двигуні є коротке замикання в одній із банок.

На жаль, це ознака того, що акумулятор в автомобілі вийшов з ладу. Варто зазначити, що в Останнім часомце сталося не тільки на старих АКБ, а й на порівняно свіжих.

Дуже часто банки замикають від вібрації силового агрегату. Або через банальний шлюб пристрою. Так що якщо ви купили нову батарею, то подбайте про оформлення гарантії на неї.

Ну і коли термін гарантії добігає кінця, проведіть її всебічне тестування. Можливо, це допоможе вам заощадити гроші, які ви витратите на покупку нової батареї.

• Другою за поширеністю проблемою є той випадок, коли відбувається перезаряд.

Перезаряд — це процес зарядки від генератора струмами, напруга яких вища за штатні.

Це зазвичай відбувається через несправність генератора автомобіля. Зазвичай штатна напруга зарядки з генератора не повинна перевищувати значення 14,5 Вольт.

Більше воно може бути у тих випадках, коли на генераторі несправний регулятор напруги. Усувається ця несправність шляхом ремонту генератора.

• На старих АКБ процес перезаряду може відбуватися не тільки при замиканні пластин у банку, але і при сульфатації пластин.

Сульфатація - це хімічний процес, при якому утворюється сірчанокислий свинець на поверхні пластин.

У старих акумуляторах сірчанокислого свинцю накопичується стільки, що струм заряджання знижується. У цьому випадку, якщо генератор продовжує видавати напругу 14,5 В, АКБ починає кипіти.

• Іншою поширеною причиною, особливо якщо АКБ вже не нова, є велике навантаження на акумулятор.

Тобто, якщо у вас багато електроспоживачів і всі вони включені, наприклад, дальнє світло, кондиціонер, двірники та інші, а батарея при цьому вже не першої свіжості, вона не справлятиметься з навантаженням і грітиметься і кипітиме.

• Та й найменш поширеною причиною, але не такою вже рідкісною є недостатня вентиляція акумулятора. Це відбувається в тому випадку, якщо у АКБ забився вентиляційний отвір або через використання нештатного акумулятора біля нього недостатньо місця для вентиляції.

Власне, це основні причини кипіння АКБ.

Профілактика кипіння електроліту на працюючому моторі

Для того щоб ваша АКБ, прослужила максимально довго, потрібно дотримуватися простих і нехитрих правил профілактики кипіння електроліту:

1. Перш за все, влітку перевіряйте рівень електроліту в батареях, що обслуговуються.
2. Необхідно пам'ятати, що пластини повинні завжди бути покриті електролітом. І якщо рівень знижується, потрібно просто долити дистильованої води. Необхідно знати, що звичайну водув АКБ доливати не можна.
3. Крім цього, регулярно проводьте візуальний контроль стану пристрою. Воно має бути чистим, а на клемах не повинно бути нальоту.
4. Ну і останнє, при відвідуванні станцій технічного обслуговування не полінуйтеся попросити перевірити зарядний струм, який видає генератор автомобіля.

На цьому все, удачі на дорогах і ніколи не ламайтеся.

1.5. Характеристики заряду та розряду акумуляторної батареї

Основні характеристики акумулятора - зарядні та розрядні. Процес, у якому відбувається перетворення хімічної енергії на електричну, називається розрядом, зворотний процес - зарядом.

Після повного відновлення активних речовин густина електроліту перестає підвищуватися. Це є ознакою кінця заряду акумулятора. В кінці заряду також починається процес розкладання води на кисень і водень, що характеризується появою на поверхні електроліту бульбашок газу.

Розрядними характеристиками акумулятора називають залежність зміни ЕРС, напруги та щільності електроліту акумулятора при постійній силі розрядного струму від часу заряду (рис. 1.2).

У момент включення акумулятора на розряд напруга на його затискачах падає стрибком на величину J p R a

внаслідок падіння напруги акумулятора (див. рис. 1.2)

Мал. 1.2 Характеристики розряду

U p = E a - I p R a ,

де I p - Струм розряду; R a - внутрішній опір

Поглинання серної кислоти, що відбувається при розряді, і виділення натомість її води викликає зменшення концентрації електроліту, що знаходиться в парох пластин, внаслідок чого ЕРС акумулятора E a , а отже, і напруга плавно знижуються. Спочатку хімічним перетворенням піддаються найбільш доступні поверхневі шари активної маси, потім хімічні реакції поширюються найбільш глибокі шари пластин. Крім того, сірчанокислий свинець PbSO 4 , який перетворюється активна маса пластин при розряді, займає більший обсяг, ніж вихідні матеріали(PbO 2 і Pb) і, відкладаючись на внутрішніх поверхнях пір, звужує їх перетин. Ці дві обставини уповільнюють дифузію електроліту пластини, і до кінця розряду концентрація останнього в порах пластин і з нею ЕРС акумулятора швидко падають, прагнучи до нуля, а значна частина активної маси, що лежить в глибині пластин, ще не використана. При цьому відбуваються вже незворотні процеси і сильно прискорюється сульфатація акумулятора, тому акумулятор не можна розряджати нижче 1,7 В.

Якщо розряджений акумулятор вимкнути, його ЕРС буде плавно підвищуватися. Це відновлення ЕРС називається "відпочинком" акумулятора.

Щільність електроліту в міру розряду зменшується за законом прямою, оскільки при постійній силі розрядного струму кількість сірчаної кислоти, що заміщується водою за одиницю часу в результаті хімічних реакцій, буде однаково. Ознаки, що визначають кінець розряду:

1. Зниження напруги до граничного значення (1,7 на елемент).

2. Зменшення щільності електроліту до певного мінімуму ( 1,15 г/см 3).

На характер залежності розрядної напруги акумулятора іноді впливають температура електроліту і сила розрядного струму. При зниженні температури (нижче °С) різко збільшуються в'язкість і питомий опір електроліту. Останнє в діапазоні температур +30...40оС зростає в 20 - 30 разів. З підвищенням в'язкості зменшується швидкість дифузії.

3арядні характеристики акумулятора - залежність зміни щільності електроліту, ЕРС та напруги акумулятора при постійній силі зарядного струму від часу заряду (рис. 1.3).

На початку заряду різко збільшується напруга заряду по відношенню до ЕРС значення падіння напруги на внутрішній опір. Потім напруга повільно зростає, що обумовлено збільшенням ЕРС внаслідок підвищення щільності електроліту. Хімічна реакція, що відбувається, при заряді повертає активну масу пластин в її початковий стан. При цих реакціях замість води, що поглинається, виділяється сірчана кислота, внаслідок чого щільність електроліту підвищується. До кінця заряду в основному весь сірчанокислий свинець перетвориться на пероксид свинцю на позитивному і губчастий свинець на негативному електродах. Хімічні реакції припиняються і внаслідок цього напруга та щільність електроліту перестають збільшуватися. Подальше проходження струму викликає лише розкладання води на водень та кисень, які енергійно виділяються у вигляді бульбашок. Перезаряджання акумулятора шкідливо відбивається на пластинах.

Рис. 1.3. Характеристики заряду акумулятора

2.Щільність електроліту досягла максимуму і перестала збільшуватися.

3. Інтенсивно виділяються бульбашки газу (акумулятор «кипить»)

Призначення стартерних акумуляторних батарей
Теоретичні основи перетворення хімічної енергії на електричну
Розряд акумулятора
Заряд акумулятора
Витрата основних струмоутворюючих реагентів
Електрорушійна сила
Внутрішній опір
Напруга при заряді та розряді
Ємність аккумулятору
Енергія та потужність акумулятора
Саморозряд акумулятора

Призначення стартерних акумуляторних батарей

Основна функція батареї – надійний пуск двигуна. Інша функція – енергетичний буфер при працюючому двигуні. Адже поряд із традиційними видами споживачів, з'явилося безліч додаткових сервісних пристроїв, що покращують комфорт водія та безпеку руху. Батарея компенсує дефіцит енергії під час руху міським циклом з частими і тривалими зупинками, коли генератор який завжди може забезпечити віддачу потужності, необхідну повного забезпечення всіх включених споживачів. Третя робоча функція – енергопостачання при вимкненому двигуні. Однак тривале використання електроприладів під час стоянки з непрацюючим двигуном (або двигуном, що працює на холостому ході), призводить до глибокого розряду батареї та різкого зниженняїї стартерні характеристики.

Батарея призначена ще й аварійного електроживлення. При відмові генератора, випрямляча, регулятора напруги або обриві ременя генератора вона повинна забезпечити роботу всіх споживачів, необхідних для безпечного руху до найближчої СТО.

Отже, стартерні акумуляторні батареї повинні відповідати наступним основним вимогам:

Забезпечувати потрібний для роботи стартера розрядний струм, тобто мати малий внутрішній опір для мінімальних внутрішніх втрат напруги всередині батареї;

Забезпечувати необхідну кількість спроб пуску двигуна із встановленою тривалістю, тобто мати необхідний запас енергії стартерного розряду;

Мати достатньо велику потужністьта енергію при мінімально можливих розмірах та масі;

Мати запас енергії для харчування споживачів при непрацюючому двигуні або в аварійної ситуації(Резервна ємність);

Зберігати необхідну для роботи стартера напругу при зниженні температури в заданих межах (струм холодного прокручування);

Зберігати протягом тривалого часу працездатність при підвищеній (до 70°С) температурі довкілля;

Приймати заряд для відновлення ємності, витраченої на пуск двигуна та живлення інших споживачів, від генератора при працюючому двигуні (прийом заряду);

Не вимагати спеціальної підготовкикористувачів, обслуговування у процесі експлуатації;

мати високу механічну міцність, що відповідає умовам експлуатації;

Зберігати зазначені робочі характеристики тривалий час у процесі експлуатації (термін служби);

Володіти незначним саморозрядом;

Мати невисоку вартість.

Теоретичні основи перетворення хімічної енергії на електричну

Хімічним джерелом струму називається пристрій, в якому за рахунок протікання просторово розділених окислювально-відновних хімічних реакцій їхня вільна енергія перетворюється на електричну. За характером роботи ці джерела поділяються на дві групи:

Первинні хімічні джерела струму чи гальванічні елементи;

Вторинні джерела або електричні акумулятори.

Первинні джерела допускають лише одноразове використання, оскільки речовини, які утворюються за її розряді, неможливо знайти перетворені на вихідні активні матеріали. Повністю розряджений гальванічний елемент, як правило, до подальшій роботінепридатний – він є незворотним джерелом енергії.

Вторинні хімічні джерела струму є оборотними джерелами енергії - після глибокого розряду їх працездатність можна повністю відновити шляхом заряду. Для цього через вторинне джерело достатньо пропустити електричний струм у напрямку, зворотному тому, в якому він протікав при розряді. У процесі заряду речовини, що утворилися при розряді, перетворяться на початкові активні матеріали. Так відбувається багаторазове перетворення вільної енергії хімічного джерела струму на електричну енергію (розряд акумулятора) і зворотне перетворення електричної енергії на вільну енергію хімічного джерела струму (заряд акумулятора).

Проходження струму через електрохімічні системи пов'язане з хімічними реакціями (перетвореннями), що відбуваються при цьому. Тому між кількістю речовини, що вступила в електрохімічну реакцію і зазнала перетворень, і кількістю витраченої або вивільненої при цьому електрики існує залежність, яка була встановлена ​​Майклом Фарадеєм.

Згідно з першим законом Фарадея маса речовини, що вступила в електродну реакцію або в результаті її протікання, пропорційна кількості електрики, що пройшла через систему.

Згідно з другим законом Фарадея, при рівній кількості маси, що пройшли через систему електрики, прореагували речовин відносяться між собою як їх хімічні еквіваленти.

На практиці електрохімічної зміни піддається менше речовини, ніж за законами Фарадея - при проходженні струму крім основних електрохімічних реакцій відбуваються ще й паралельні або вторинні (побічні), що змінюють масу продуктів, реакції. Для обліку впливу таких реакцій запроваджено поняття виходу струму.

Вихід по струму це та частина кількості електрики, що пройшла через систему, яка припадає на частку основної аналізованої електрохімічної реакції

Розряд акумулятора

Активними речовинами зарядженого свинцевого акумулятора, що беруть участь у струмоутворюючому процесі, є:

На позитивному електроді – двоокис свинцю (темно-коричневого кольору);

На негативному електроді – губчастий свинець ( сірого кольору);

Електроліт – водний розчин сірчаної кислоти.

Частина молекул кислоти у водному розчині завжди дисоційована на позитивно заряджені іони водню та негативно заряджені сульфат-іони.

Свинець, який є активною масою негативного електрода, частково розчиняється в електроліті та окислюється у розчині з утворенням позитивних іонів. Надлишкові електрони, що звільнилися при цьому, повідомляють електроду негативний заряд і починають рух по замкнутій ділянці зовнішнього ланцюга до позитивного електрода.

Позитивно заряджені іони свинцю вступають у реакцію з негативно зарядженими сульфат-іонами, з утворенням сульфату свинцю, який має незначну розчинність і тому осаджується на поверхні негативного електрода. У процесі розряду акумулятора активна маса негативного електрода перетворюється з губчастого свинцю на сірчанокислий свинець зі зміною сірого кольору на світло-сірий.

Двоокис свинцю позитивного електрода розчиняється в електроліті значно менше, ніж свинець негативного електрода. При взаємодії з водою дисоціює (розпадається в розчині на заряджені частинки - іони), утворюючи іони чотиривалентного свинцю та гідроксилу іони.

Іони повідомляють електроду позитивний потенціал і, приєднуючи електрони, що прийшли зовнішнім ланцюгом від негативного електрода, відновлюються до іонів двовалентного свинцю

Іони взаємодіють з іонами, утворюючи сірчанокислий свинець, який з вказаної вище причини також осідає на поверхні позитивного електрода, як це мало місце на негативному. Активна маса позитивного електрода в міру розряду перетворюється з двоокису свинцю в сульфат свинцю зі зміною її кольору з темно-коричневого на світло-коричневий.

В результаті розряду акумулятора активні матеріали і позитивного, і негативного електродів перетворюються на сульфат свинцю. При цьому на утворення сульфату свинцю витрачається сірчана кислота і утворюється вода з іонів, що звільнилися, що призводить до зниження щільності електроліту при розряді.

Заряд акумулятора

В електроліті в обох електродів присутні у невеликих кількостях іони сульфату свинцю та води. Під впливом напруги джерела постійного струму, в ланцюг якого включений акумулятор, що заряджається, в зовнішньому ланцюгу встановлюється спрямований рух електронів до негативного виведення акумулятора.

Двовалентні іони свинцю у негативного електрода нейтралізуються (відновлюються) двома електронами, що надійшли, перетворюючи активну масу негативного електрода в металевий губчастий свинець. Іони, що залишилися вільними, утворюють сірчану кислоту.

У позитивного електрода під дією зарядного струму двовалентні іони свинцю віддають два електрони, окислюючись в чотиривалентні. Останні, з'єднуючись через проміжні реакції з двома іонами кисню, утворюють двоокис свинцю, що виділяється на електроді. Іони і так само, як і у негативного електрода, утворюють сірчану кислоту, внаслідок чого при заряді зростає щільність електроліту.

Коли процеси перетворення речовин в активних масах позитивного та негативного електродів закінчені, щільність електроліту перестає змінюватися, що є ознакою закінчення заряду акумулятора. При подальшому продовженні заряду відбувається так званий вторинний процес – електролітичне розкладання води на кисень та водень. Виділяючись з електроліту як бульбашок газу, вони створюють ефект його інтенсивного кипіння, що також є ознакою закінчення процесу заряду.

Витрата основних струмоутворюючих реагентів

Для отримання ємності в один ампер-годину при розряді акумулятора необхідно, щоб у реакції взяло участь:

4,463 г двоокису свинцю

3,886 г губчастого свинцю

3,660 г сірчаної кислоти

Сумарна теоретична витрата матеріалів для отримання 1 А-год (питома витрата матеріалів) електрики становитиме 11,989 г/А-год, а теоретична питома ємність - 83,41 А-год/кг.

При величині номінальної напруги акумулятора 2 теоретичний питома витрата матеріалів на одиницю енергії дорівнює 5,995 г/Втч, а питома енергіяакумулятора становитиме 166,82 Вт-ч/кг.

Однак на практиці неможливо досягти повного використанняактивних матеріалів, що беруть участь у струмоутворюючому процесі. Приблизно половина поверхні активної маси недоступна для електроліту, оскільки служить основою для побудови пористого об'ємного каркаса, що забезпечує механічну міцність матеріалу. Тому реальний коефіцієнт використання активних мас позитивного електрода становить 45-55%, а негативного 50-65%. Крім того, як електроліт використовується 35-38%-ний розчин сірчаної кислоти. Тому величина реальної питомої витрати матеріалів значно вища, а реальні значенняпитомої ємності та питомої енергії значно нижчі, ніж теоретичні.

Електрорушійна сила

Електрорушійною силою (ЕРС) акумулятора Е називають різницю його електродних потенціалів, виміряну при розімкнутому зовнішньому ланцюзі.

ЕРС батареї, що складається з n послідовно з'єднаних акумуляторів.

Слід розрізняти рівноважну ЕРС акумулятора та нерівноважну ЕРС акумулятора протягом часу від розмикання ланцюга до встановлення рівноважного стану (період перебігу перехідного процесу).

ЕРС вимірюють високоомним вольтметром (внутрішній опір не менше 300 Ом/В). Для цього приєднують вольтметр до висновків акумулятора або батареї. При цьому через акумулятор не повинен протікати зарядний або розрядний струм.

Рівноважна ЕРС свинцевого акумулятора, як і будь-якого хімічного джерела струму, залежить від хімічних і фізичних властивостейречовин, що беруть участь у струмоутворюючому процесі, і зовсім не залежить від розмірів та форми електродів, а також від кількості активних мас та електроліту. Разом з тим, у свинцевому акумуляторі електроліт бере безпосередню участь у струмоутворювальному процесі на акумуляторних електродах і змінює свою щільність в залежності від ступеня зарядженості акумуляторів. Тому рівноважна ЕРС, яка своєю чергою є функцією щільності

Зміна ЕРС акумулятора від температури дуже мало і при експлуатації їх можна знехтувати.

Внутрішній опір

Опір, що робиться акумулятором струму, що протікає всередині нього (зарядному або розрядному), прийнято називати внутрішнім опором акумулятора.

Опір активних матеріалів позитивного та негативного електродів, а також опір електроліту змінюються в залежності від ступеня зарядженості акумулятора. Крім того, опір електроліту дуже суттєво залежить від температури.

Тому омічний опір також залежить від ступеня зарядженості батареї та температури електроліту.

Опір поляризації залежить від сили розрядного (зарядного) струму та температури і не підпорядковується закону Ома.

Внутрішнє опір одного акумулятора і навіть акумуляторної батареї, що складається з кількох послідовно з'єднаних акумуляторів, незначно і становить у зарядженому стані всього кілька тисячних часток Ома. Однак у процесі розряду воно суттєво змінюється.

Електрична провідністьактивних мас зменшується для позитивного електрода приблизно 20 разів, а негативного - в 10 раз. Електропровідність електроліту також змінюється залежно від його густини. При збільшенні щільності електроліту від 1,00 до 1,70 г/см3 його електропровідність спочатку зростає до максимального значення, а потім знову зменшується.

У міру розряду акумулятора густина електроліту знижується від 1,28 г/см3 до 1,09 г/см3, що призводить до зниження його електропровідності майже в 2,5 рази. В результаті омічний опір акумулятора в міру розряду збільшується. У розрядженому стані опір досягає значення, що більш ніж у 2 рази перевищує його величину в зарядженому стані.

Крім стану зарядженості істотно впливає опір акумуляторів надає температура. Зі зниженням температури питомий опір електроліту зростає і при температурі -40 °С стає приблизно в 8 разів більше, ніж при +30 °С. Опір сепараторів також різко зростає зі зниженням температури й у тому інтервалі температури збільшується майже 4 разу. Це є визначальним фактором збільшення внутрішнього опоруакумуляторів за низьких температур.

Напруга при заряді та розряді

Різниця потенціалів на полюсних висновках акумулятора (батареї) у процесі заряду або розряду за наявності струму у зовнішньому ланцюзі прийнято називати напругою акумулятора (батареї). Наявність внутрішнього опору акумулятора призводить до того, що його напруга при розряді завжди менша за ЕРС, а при заряді - завжди більша за ЕРС.

При заряді акумулятора напруга на його висновках має бути більшою за його ЕРС на суму внутрішніх втрат.

На початку заряду відбувається стрибок напруги на величину втрат омічних всередині акумулятора, а потім різке підвищення напруги за рахунок потенціалу поляризації, викликане в основному швидким збільшенням щільності електроліту в порах активної маси. Далі відбувається повільне зростання напруги, зумовлене головним чином зростанням ЕРС акумулятора внаслідок збільшення щільності електроліту.

Після того, як основна кількість сульфату свинцю перетворюється на РЬО2 і РЬ, витрати енергії все більшою мірою викликають розкладання води (електроліз). Це призводить до швидкого зростаннязарядної напруги, що викликає прискорення процесу розкладання води. Іони водню і кисню, що утворюються при цьому, не вступають у взаємодію з активними матеріалами. Вони рекомбінують у нейтральні молекули та виділяються з електроліту у вигляді бульбашок газу (на позитивному електроді виділяється кисень, на негативному - водень), викликаючи "кипіння" електроліту.

Якщо продовжити процес заряду, можна побачити, що зростання щільності електроліту і зарядної напруги практично припиняється, тому що вже майже весь сульфат свинцю прореагував, і вся енергія, що підводиться до акумулятора, тепер витрачається тільки на протікання побічного процесу - електролітичне розкладання води. Цим пояснюється і сталість зарядної напруги, яка є однією з ознак закінчення зарядного процесу.

Після припинення заряду, тобто відключення зовнішнього джерела, напруга на виводах акумулятора різко знижується до значення його нерівноважної ЕРС, або величину омічних внутрішніх втрат. Потім відбувається поступове зниження ЕРС (внаслідок зменшення щільності електроліту в порах активної маси), яке продовжується до повного вирівнювання концентрації електроліту в об'ємі акумулятора та порах активної маси, що відповідає встановленню рівноважної ЕРС.

При розряді акумулятора напруга на його висновках менша за ЕРС на величину внутрішнього падіння напруги.

На початку розряду напруга акумулятора різко знижується на величину омічних втрат і поляризації, обумовленої зниженням концентрації електроліту в порах активної маси, тобто концентраційної поляризації. Далі при встановленому (стаціонарному) процесі розряду відбувається зниження щільності електроліту в обсязі акумулятора, що зумовлює поступове зниження розрядної напруги. Одночасно відбувається зміна вмісту сульфату свинцю в активній масі, що також викликає підвищення омічних втрат. При цьому частинки сульфату свинцю (має приблизно втричі більший об'єм у порівнянні з частинками свинцю та його двоокису, з яких вони утворилися) закривають пори активної маси, ніж перешкоджають проходженню електроліту в глибину електродів.

Це спричиняє посилення концентраційної поляризації, що призводить до більш швидкого зниження розрядної напруги.

При припиненні розряду напруга на висновках акумулятора швидко підвищується на величину втрат омічних, досягаючи значення нерівноважної ЕРС. Подальша зміна ЕРС внаслідок вирівнювання концентрації електроліту в порах активних мас та обсягом акумулятора призводить до поступового встановлення значення рівноважної ЕРС.

Напруга акумулятора при його розряді визначається в основному температурою електроліту та силою розрядного струму. Як сказано вище, опір свинцевого акумулятора (батареї) незначно і в зарядженому стані становить лише кілька міліом. Однак при струмах стартерного розряду, сила яких у 4-7 разів перевищує значення номінальної ємності, внутрішнє падіннянапруги істотно впливає на розрядну напругу. Збільшення омічних втрат зі зниженням температури пов'язані з зростанням опору електроліту. Крім того, різко зростає в'язкість електроліту, що ускладнює процес дифузії його в пори активної маси та підвищує концентраційну поляризацію (тобто збільшує втрати напруги всередині акумулятора за рахунок зниження концентрації електроліту в порах електродів).

При струмі понад 60 А залежність напруги розряду від сили струму практично лінійною при всіх температурах.

Середнє значення напруги акумулятора при заряді та розряді визначають як середнє арифметичне значеньнапруги, виміряні через рівні проміжки часу.

Ємність аккумулятору

Місткість акумулятора - це кількість електрики, отримана від акумулятора при його розряді до встановленої кінцевої напруги. У практичні розрахункиємність акумулятора прийнято виражати в ампер-годинниках (Ач). Розрядну ємність можна обчислити, помноживши силу розрядного струму тривалість розряду.

Розрядна ємність, на яку розрахований акумулятор і яка вказується виробником, називається номінальною ємністю.

Окрім неї, важливим показникомє також ємність, що повідомляється батареї при заряді.

Розрядна ємність залежить від низки конструктивних і технологічних параметрів акумулятора, а також умов його експлуатації. Найбільш суттєвими конструктивними параметрами є кількість активної маси та електроліту, товщина та геометричні розміри акумуляторних електродів. Основними технологічними параметрами, що впливають на ємність акумулятора, є рецептура активних матеріалів та їх пористість. Експлуатаційні параметри - температура електроліту і сила розрядного струму - також значно впливають на розрядну ємність. Узагальненим показником, що характеризує ефективність роботи акумулятора, є коефіцієнт використання активних матеріалів.

Для отримання ємності в 1 А-год, як зазначалося вище, теоретично необхідно 4,463 г двоокису свинцю, 3,886 г свинцю губчастого і 3,66 г сірчаної кислоти. Теоретична питома витрата активних мас електродів становить 8,32 г/Аг. У реальних акумуляторах питома витрата активних матеріалів при 20-годинному режимі розряду та температурі електроліту 25 °С становить від 15,0 до 18,5 г/А-год, що відповідає коефіцієнту використання активних мас 45-55%. Отже, практична витрата активної маси перевищує теоретичні величини у 2 і більше разів.

На ступінь використання активної маси, отже, і величину розрядної ємності впливають такі основні чинники.

Пористість активної маси. Зі збільшенням пористості покращуються умови дифузії електроліту в глибину активної маси електрода і збільшується справжня поверхня, на якій протікає струмоутворююча реакція. Зі зростанням пористості збільшується розрядна ємність. Величина пористості залежить від розмірів частинок свинцевого порошку та рецептури приготування активних мас, а також від добавок, що застосовуються. При цьому підвищення пористості призводить до зменшення довговічності внаслідок прискорення процесу деструкції високопористих активних мас. Тому величина пористості вибирається виробниками з урахуванням не лише високих ємнісних характеристик, а й забезпечення необхідної довговічності батареї в експлуатації. В даний час оптимальною вважається пористість у межах 46-60% залежно від призначення батареї.

Товщина електродів. Зі зменшенням товщини знижується нерівномірність навантаженості зовнішніх і внутрішніх шарівактивної маси електрода, що сприяє збільшенню розрядної ємності. У товстіших електродів внутрішні шари активної маси використовуються дуже незначно, особливо при розряді великими струмами. Тому зі зростанням розрядного струму відмінності в ємності акумуляторів, що мають електроди різної товщини, різко зменшуються.

Пористість та раціональність конструкції матеріалу сепаратора. Зі зростанням пористості сепаратора та висоти його ребер збільшується запас електроліту в міжелектродному зазорі та покращуються умови його дифузії.

Щільність електроліту. Впливає на ємність акумулятора та термін його служби. При підвищенні щільності електроліту ємність позитивних електродів збільшується, а ємність негативних, особливо при температурі, знижується внаслідок прискорення пасивації поверхні електрода. Підвищена щільність також негативно впливає на термін служби акумулятора внаслідок прискорення корозійних процесів на позитивному електроді. Тому оптимальна щільність електроліту встановлюється виходячи із сукупності вимог та умов, у яких експлуатується батарея. Так, наприклад, для стартерних батарей, що працюють у помірному кліматі, рекомендована робоча щільність електроліту 1,26-1,28 г/см3, а районів зі спекотним (тропічним) кліматом 1,22-1,24 г/см3.

Сила розрядного струму, яким акумулятор повинен постійно розряджатися протягом заданого часу (характеризує режим розряду). Режими розряду умовно поділяють на тривалі та короткі. При тривалих режимах розряд відбувається малими струмами протягом кількох годин. Наприклад, 5-, 10- та 20-годинний розряди. При коротких або стартерних розрядах сила струму в кілька разів більша за номінальну ємність акумулятора, а розряд триває кілька хвилин або секунд. При збільшенні розрядного струму швидкість розряду поверхневих шарів активної маси зростає в більшою міроюніж глибинних. В результаті зростання сірчанокислого свинцю в гирлах пір відбувається швидше, ніж у глибині, і пора закупорюється сульфатом раніше, ніж встигає прореагувати її. внутрішня поверхня. Внаслідок припинення дифузії електроліту всередину пори реакція у ній припиняється. Таким чином, чим більший розрядний струм, тим менша ємність акумулятора, а отже, і коефіцієнт використання активної маси.

Для оцінки пускових якостей батарей їх ємність характеризується також кількістю уривчастих стартерних розрядів (наприклад, тривалістю 10-15 з перервами між ними по 60 с). Місткість, яку віддає батарея при переривчастих розрядах, перевищує ємність при безперервному розряді тим самим струмом, особливо при режимі стартерного розряду.

В даний час у міжнародній практиці оцінки ємнісних характеристик стартерних акумуляторівзастосовується поняття "резервна" ємність. Вона характеризує час розряду батареї (у хвилинах) за силою розрядного струму 25 А незалежно від номінальної ємності батареї. На розсуд виробника допускається встановлювати величину номінальної ємності за 20-годинного режиму розряду в ампер-годинах або за резервною ємністю за хвилини.

Температура електроліту. З її зниженням розрядна ємність акумуляторів зменшується. Причина цього - підвищення в'язкості електроліту та його електричного опору, що уповільнює швидкість дифузії електроліту у пори активної маси. З іншого боку, зі зниженням температури прискорюються процеси пасивації негативного електрода.

Температурний коефіцієнтємності а показує зміну ємності у відсотках за зміни температури на 1 °С.

При випробуваннях порівнюють розрядну ємність, отриману за тривалого режиму розряду з величиною номінальної ємності, що визначається при температурі електроліту +25 °С.

Температура електроліту при визначенні ємності на тривалому режимі розряду відповідно до вимог стандартів повинна бути в межах від +18 до +27 °С.

Параметри стартерного розряду оцінюють тривалістю розряду в хвилинах та напругою на початку розряду. Ці параметри визначаються на першому циклі при +25 °С (перевірка для сухозаряджених батарей) і наступних циклах при температурах -18 °С або -30 °С.

Ступінь зарядженості. Зі збільшенням ступеня зарядженості за інших рівних умов ємність збільшується і досягає свого максимального значення при повному заряді батарей. Це пов'язано з тим, що з неповному заряді кількість активних матеріалів обох електродах, і навіть щільність електроліту не досягають своїх максимальних значень.

Енергія та потужність акумулятора

Енергія акумулятора W виявляється у Ватт-годинах і визначається добутком його розрядної (зарядної) ємності на середню розрядну (зарядну) напругу.

Оскільки зі зміною температури та режиму розряду змінюються ємність акумулятора та його розрядна напруга, то при зниженні температури та збільшенні розрядного струму енергія акумулятора зменшується ще значно, ніж його ємність.

При порівнянні між собою хімічних джерелструму, що розрізняються за ємністю, конструкцією і навіть по електрохімічній системі, а також при визначенні напрямів їх удосконалення користуються показником питомої енергії, - енергії, віднесеної до одиниці маси акумулятора або його об'єму. Для сучасних свинцевих стартерних батарей питома енергія при 20-годинному режимі розряду становить 40-47 Вт ч/кг.

Кількість енергії, що віддається акумулятором за одиницю часу, називається його потужністю. Її можна визначити як добуток величини розрядного струму на середню розрядну напругу.

Саморозряд акумулятора

Саморозрядом називають зниження ємності акумуляторів при розімкнутому зовнішньому ланцюзі, тобто при бездіяльності. Це явище викликане окислювально-відновними процесами, які мимоволі протікають як на негативному, так і на позитивному електродах.

Саморозряд особливо піддається негативний електрод внаслідок мимовільного розчинення свинцю (негативної активної маси) в розчині сірчаної кислоти.

Саморозряд негативного електрода супроводжується виділенням газоподібного водню. Швидкість мимовільного розчинення свинцю значно збільшується з підвищенням концентрації електроліту. Підвищення густини електроліту з 1,27 до 1,32 г/см3 призводить до зростання швидкості саморозряду негативного електрода на 40%.

Наявність домішок різних металівна поверхні негативного електрода дуже значний вплив (каталітичний) на збільшення швидкості саморозчинення свинцю (внаслідок зниження перенапруги виділення водню). Практично всі метали, що зустрічаються у вигляді домішок в акумуляторній сировині, електроліті та сепараторах, або вводяться у вигляді спеціальних добавок, сприяють підвищенню саморозряду. Потрапляючи поверхню негативного електрода, вони полегшують умови виділення водню.

Частина домішок (солі металів з змінною валентністю) діють як переносники зарядів з одного електрода на інший. У цьому випадку іони металів відновлюються на негативному електроді та окислюються на позитивному (такий механізм саморозряду приписують іонам заліза).

Саморозряд позитивного активного матеріалу обумовлений перебігом реакції.

2РЬО2 + 2H2SO4 -> PbSCU + 2H2O + О2 Т.

Швидкість цієї реакції також зростає зі зростанням концентрації електроліту.

Так як реакція протікає з виділенням кисню, швидкість її значною мірою визначається кисневим перенапругою. Тому добавки, що знижують потенціал виділення кисню (наприклад, сурма, кобальт, срібло), сприятимуть зростанню швидкості реакції саморозчину двоокису свинцю. Швидкість саморозряду позитивного активного матеріалу в кілька разів нижче за швидкість саморозряду негативного активного матеріалу.

Іншою причиною саморозряду позитивного електрода є різниця потенціалів матеріалу струмовідводу та активної маси цього електрода. Виникає внаслідок цієї різниці потенціалів гальванічний мікроелемент перетворює при протіканні струму свинець струмовідводу і двоокис свинцю позитивної активної маси на сульфат свинцю.

Саморозряд може виникати також, коли акумулятор зовні забруднений або залитий електролітом, водою або іншими рідинами, які створюють можливість розряду через електропровідну плівку між полюсними висновками акумулятора або його перемичками. Цей вид саморозряду не відрізняється від звичайного розряду дуже малими струмами при замкненому зовнішньому ланцюзі і легко усунути. Для цього необхідно містити поверхню батарей у чистоті.

Саморозряд батарей значною мірою залежить від температури електроліту. Зі зниженням температури саморозряд зменшується. При температурі нижче 0 ° С у нових батарей він практично припиняється. Тому зберігання батарей рекомендується у зарядженому стані за низьких температур (до -30 °С).

У процесі експлуатації саморозряд залишається постійним і різко посилюється до кінця терміну служби.

Зниження саморозряду можливе за рахунок підвищення перенапруги виділень кисню та водню на акумуляторних електродах.

Для цього необхідно, по-перше, використовувати якомога чистіші матеріали для виробництва акумуляторів, зменшувати кількісний вміст легуючих елементів в акумуляторних сплавах, використовувати тільки

чисту сірчану кислоту та дистильовану (або близьку до неї по чистоті при інших методах очищення) воду для приготування всіх електролітів як при виробництві, так і при експлуатації. Наприклад, завдяки зниженню вмісту сурми в сплаві струмовідводів з 5% до 2% та використанню дистильованої води для всіх технологічних електролітів, середньодобовий саморозряд знижується в 4 рази. Заміна сурми на кальцій дозволяє ще більше зменшити швидкість саморозряду.

Зниженню саморозряду можуть також сприяти добавки органічних речовин- Інгібіторів саморозряду.

Застосування загальної кришки та прихованих міжелементних сполук значною мірою знижує швидкість саморозряду від струмів витоку, оскільки значно знижується ймовірність гальванічного зв'язку між далеко віддаленими полюсними висновками.

Іноді саморозряд називають швидку втрату ємності внаслідок короткого замикання всередині акумулятора. Таке явище пояснюється прямим розрядом через струмопровідні містки, що утворилися між різноїменними електродами.

Застосування сепараторів-конвертів в акумуляторах, що не обслуговуються.

виключає можливість утворення коротких замикань між різноїменними електродами у процесі експлуатації. Однак така ймовірність залишається внаслідок можливих збоїв у роботі обладнання під час масового виробництва. Зазвичай такий дефект виявляється у перші місяці експлуатації та батарея підлягає заміні за гарантією.

Зазвичай ступінь саморозряду виражають у відсотках втрати ємності за встановлений період.

Стандартами, що діють в даний час, саморозряд характеризується також напругою стартерного розряду при -18 °С після випробування: бездіяльності протягом 21 діб при температурі +40 °С.

дріт виділятиме Велика кількістьтеплоти? Чому? (Питомий опір міді 0,017 Ом х мм2/м, залізна 0,10 Ом х мм2/м, нікеліну 0,40 Ом х мм2/м.)

2. Ніхромова спіраль довжиною 5 м та площею поперечного перерізу 0,5 мм2 включено в мережу напруги 110 В. Знайдіть потужність струму в спіралі. ( Питомий опірніхрому 1,1 Ом х мм2/м.)

3. Електроплитку потужністю 800 Вт включено на 5 год. Визначте витрату енергії (у ват-годинах та кіловат-годинах).

4. Яке перетворення енергії відбувається під час роботи генератора електричного струму?

супроводжується перенесенням речовини? A. Теплопровідність. Випромінювання.B.Конвекція.3. Яка з наведених нижче речовин має найбільшу теплопровідність? Хутро. Б. Дерево. В. Сталь.4. Яка з наведених нижче речовин має найменшу, теплопровідність? A. Тирса. Б. Свинець. В. Мідь.5. Назвіть можливий спосібтеплопередачі між тілами, відокремленими безповітряним простором. A. Теплопровідність. Конвекція. В. Випромінювання. нижче температури тіла. B. дорівнює температурі тіла. 7. Що відбувається з температурою тіла, якщо воно поглинає стільки ж енергії, скільки випромінює? A. Тіло нагрівається. Тіло охолоджується. Температура тіла не змінюється.8. Яким із способів відбувається теплопередача в рідинах? A. Теплопровідність. Конвекція. B. Випромінювання. Яка з наведених нижче речовин має найменування. Повітря. Б. Чавун. В. Алюміній10. Питома теплоємністьводи 4200 (Дж / кг * 0С). Це означає, що ... A. для нагрівання води масою 4200 кг на 1 ° С потрібна кількість теплоти, що дорівнює 1 Дж.Б. для нагрівання води масою 1 кг на 4200 ° С потрібна кількість теплоти, що дорівнює 1 Дж.B. для нагрівання води масою 1 кг на 1 ° С потрібно коли11. повному згорянні палива. за повного згоряння палива масою 1 кг.12. Випаровування відбувається ... при будь-якій температурі. при температурі кипіння.B.при певній температурі для кожної рідини.13. За наявності вітру випаровування відбувається ... A. швидше. повільніше. з такою ж швидкістю, як і за його відсутності.14. Чи може ККД теплового двигуна стати рівним 100%, якщо тертя між рухомими деталями цієї машини звести до нуля? Так. Б. Ні.15. З якого полюса магніту виходять лінії магнітного поля? Із північного. Б. З південного. В. З обох полюсів.16. До кульки незарядженого електроскопа підносять, не торкаючись його, заряджене тіло негативним зарядом. Який заряд придбають листочки електроскопа? Негативний. Б. Позитивний. В. Ніякий.17. Чи може атом водню або будь-якої іншої речовини змінити свій заряд на 1,5 заряду електрона? Так. Б. Ні.18. Яке зображення виходить на сітківці ока людини? Збільшене, дійсне, перевернуте. Зменшене, дійсне, перевернуте. Збільшене, уявне, пряме. Зменшене, уявне, пряме.19. Що вимірює амперметр? Електричний опірпровідників Б) Напруга на полюсах джерела струму або на якійсь ділянці ланцюга В) Силу струму в ланцюгу Г) Потужність електричного струму20. Дифузія – це: А) Процес підвищення температури Б) Явище, у якому відбувається взаємне проникнення молекул одного речовини між молекулами іншого В) Явище, у якому тіло зі стану твердого перетворюється на стан рідкого Г) Процес збільшення щільності тела21. Формула ККД: А) ŋ = Аn * 100% АɜБ) ŋ = Аɜ * 100% АnВ) ŋ = Аn * Аɜ100% Г) ŋ = Аn * Аɜ * 100%22. Що свідчить закон Архімеда? , рівна щільності цього тіла Г) Виштовхувальна сила, що діє на занурене в рідину тіло, дорівнює вазі цього тіла23. Яке дейА) теп24. ВнутА)тольБ)тольВ)тольГ) від тем25. Які з перерахованих речовин відносяться до провідників? а) гума; б) мідь; в) пластмаса; г) скло.26. Тіло електризується тільки тоді, коли воно …... заряд. а) набуває; б) втрачає; в) набуває або втрачає.27. Які з перерахованих речовин відносяться до діелектриків? а) гума; б) мідь; в) розчин сірчаної кислоти; г) сталь.28. Однойменно заряджені тіла ......., а різноіменно заряджені - .........а) ...відштовхуються, ...притягуються,б) ...притягуються, ...відштовхуються.29. Електричним струмом називають...А. Рух електронів по провіднику. Упорядкований рух електронів по провіднику. Упорядкований рух протонів по провіднику. Упорядкований рух заряджених частинок. Рух електричних зарядівпо провіднику.30. Яке перетворення енергії відбувається під час роботи електричної кавомолки? Електрична енергіяперетворюється ...А. У хімічну. Б. У механічну. В. У світлову. Г. У внутрішню

А. Хімічну
Б. Механічну
В. Світлову
Г. Внутрішню

між випромінюванням, створюваним радіатором центрального опалення, і випромінюваннямпалаючої свічки?

3) які перетворення енергії відбуваються при світінні лампи кишенькового ліхтаря?

4) У якій матеріальному середовищісвітло поширюється з найбільшою швидкістю?

5) Чому тіні навіть за одного джерела світла ніколи не бувають зовсім темними?

6) Чому в кімнаті світло і тоді, коли прямі сонячні променіу її вікна не потрапляють?

7) чому пучки світла автомобільних фар видно в тумані, запорошеному повітрі?

8) Чому особи спортсмена-фехтувальника, що дивиться через часту сітку, ми не бачимо, а фехтувальник всі предмети через сітку бачить добре?

10) Для чого скло для виготовлення дзеркала шліфується та полірується з особливою ретельністю?

11) кут падіння променя = 60. Який кут відбиття променя?

12) Кут падіння променя-25. Чому дорівнює кутміж падаючим і відбитими променями?

13) Кут між падаючим та відбитим променями становить 50. Під яким кутом до дзеркала падає світло?

Дітей, допоможіть будь ласка)

Доатегорія:

Електроустаткування автомобілів

Хімічні процесив акумуляторі

У зарядженому акумуляторі активна маса позитивних пластин складається з перекису свинцю РЬ02 темно-коричневого кольору, а активна маса негативних пластин з губчастого свинцю РЬ сірого кольору. При цьому щільність електроліту в залежності від пори року та району експлуатації коливається в межах 1,25-1,31 г/см3.

При розряді акумулятора активна маса негативних пластин перетворюється з губчастого свинцю РЬ в сірчанокислий свинець PbS04 зі зміною кольору із сірого на світло-сірий.

Активна маса позитивних пластин акумулятора перетворюється з перекису свинцю РЬ02 в сірчанокислий свинець PbS04 зі зміною кольору з темно-коричневого на коричневий.

Сірчанокислий свинець PbS04 прийнято називати сульфатом свинцю.

Практично при допустимому розряді акумулятора хімічних реакціяхбере участь не більше 40 - 50% активної маси пластин, так як до глибоких шарів активної маси внаслідок недостатньої пористості електроліт в необхідній кількості не надходить. Відкладення кристалів PbS04 на поверхні стінок пор звужує і навіть закупорює пори активної маси, що ускладнює проникнення електроліту до її внутрішніх, глибших шарів. З огляду на це частина хімічної енергії, запасеної у вигляді РЬ02 і РЬ у внутрішніх шарах активної маси, не вступатиме в контакт з електролітом, що зменшить ємність кожного акумулятора батареї.

Так як у процесі розряду сірчана кислота йде на утворення сірчанокислого свинцю PbS04 при одночасному виділенні води Н20, щільність електроліту відповідно зменшується з 1,25 - 1,31 до 1,09 - 1,15 г/см3.

Таким чином, щільність електроліту при 100% розряді зменшується на 0,16 г/см3, отже, в період розряду акумулятора зменшення щільності електроліту на 0,01 г/см3 відповідає зниженню ємності акумулятора на 6%.

Зміна щільності електроліту одна із основних показників ступеня розряду акумулятора.

Для заряду акумулятор включають до ланцюга паралельно джерелу постійного струму (генератору, випрямлячу), напруга якого повинна перевищувати е. д. с. акумулятора, що заряджається.

При заряді активна маса негативних пластин поступово перетворюється з сірчанокислого свинцю PbS04 на губчастий свинець РЬ (сірого кольору), а активна маса позитивних пластин перетворюється з PbS04 на перекис свинцю РЬ02 (темно-коричневого кольору). При цьому внаслідок утворення H2S04 при одночасному зменшенні Н20 густина електроліту збільшується з 1,09 - 1,15 до 1,25 - 1,31 г/см3.