Аккумуляторы тнж что это такое

Подробно о щелочных аккумуляторах

Щелочные аккумуляторы получили своё название по электролиту, который в них работает. В большинстве случаев это водный раствор КОН (едкий калий) или NaOH (едкий натрий). Этот вид аккумуляторов имеет ряд преимуществ перед кислотным типом батарей, но не лишён и недостатков. В некоторых областях народного хозяйства применение щелочных аккумуляторов более оправдано. Поэтому сегодня мы рассмотрим характеристики и устройство щелочных аккумуляторов, а также сферы их применения.

Устройство щелочных аккумуляторов

Самыми распространёнными видами щелочных батарей являются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные (ещё их называют никель─железные). У обоих типов аккумуляторов в заряженном состоянии активная масса положительного электрода состоит из NiOOH (гидроокись никеля) с добавлением окиси бария и графита. Графит предназначен для увеличения электропроводности активной массы. Добавка окиси бария увеличивает срок эксплуатации щелочного аккумулятора.

Давайте рассмотрим конструкцию и устройство щелочного аккумулятора на примере моделей батарей, используемых в тепловозах и пассажирских вагонах. Там применяются как никель─металлогидридные (Ni─MH), так и никель─кадмиевые аккумуляторы (Ni─Cd). На предприятиях выпускаются никель─железные и никель─кадмиевые батареи, в которых электроды выполнены в виде рамок из стали, покрытой никелем. В пазы этих рамок запрессованы ламели.

Ламель представляет собой пакет, заполненный активной массой. Ламели выполнены из никелированной жести с большим количеством отверстий. Это делается для того, чтобы электролит мог поступать к активной массе.

На изображении ниже представлено устройство щелочного аккумулятора Ni-MH. На схеме можно видеть полублоки электродов и аккумулятор в сборе.

Полублоки и никель─железный аккумулятор в сборе. На примере тепловозного аккумулятора ТПНЖ

Полублоки и никель─кадмиевый аккумулятор в сборе. На примере аккумулятора НКН-100

В таких разновидностях аккумуляторных батарей, как ТПНЖК и ТПНЖ используются панцирные положительные пластины. Эти пластины помещаются в специальные чехлы или панцири. Электроды находятся в корпусе из никелированной жести. У корпуса имеется приваренная крышка с отверстиями под выводные штыри. Также предусмотрено отверстие для заправки электролитом и вывода газов. Чтобы придать корпусу механическую прочность, стенки делаются гофрированными. Сверху корпус закрыт резиновым чехлом, который обеспечивает изоляцию элементов от ящика, где установлена батарея. Теперь немного о том, за счёт чего обеспечивается работа щелочного аккумулятора.
Вернуться к содержанию

Принцип работы щелочных аккумуляторов

Когда происходит разряд батареи, на положительном электроде идёт реакция гидроокиси никеля (NiOOH) с ионами электролита. В результате образуется гидрат закиси никеля Ni(OH)₂. На отрицательном электроде кадмий и железо превращаются в гидрат окиси кадмия (Cd(OН)₂) и железа (Fe(ОН)₂). Протекание тока по внешней и внутренней сети обеспечивает разность потенциалов (примерно 1,45 вольта) щелочного аккумулятора. Таким образом, обеспечивается работа щелочного аккумулятора.
Когда происходит заряд щелочной АКБ, то под воздействие тока активная масса положительных пластин окисляется. Гидрат закиси никеля Ni(ОН)₂ переходит в гидроокись никеля (NiOOH). В активной массе отрицательных электродов при заряде идёт восстановление с образованием кадмия и железа.

Ниже представлены реакции, происходящие в процессе разряда-заряда, представлены следующими уравнениями:

Щелочная АКБ Ni─MH:

2Ni(OOH) + 2KOH + Fe ⇒ 2Ni(OH)₂ + 2KOH + Fe(OH)₂

Щелочная АКБ Ni─Cd:

2Ni(OOH) + 2KOH + Cd ⇒ 2Ni(OH)₂ + 2KOH + Cd(OH)₂

Работа щелочного аккумулятора такова, что номинальное значение разрядного тока составляет 0,2*С. Величина «С» обозначает номинальную ёмкость аккумуляторной батареи. Максимальный разрядный ток, к примеру, при запуске дизельного двигателя, составляет до 4*С. Штатный ток заряда щелочных АКБ равен 0,25*С.

Стоит отметить, что вещества, которые образуются во время работы щелочного аккумулятора и протекания электрохимических реакций, почти не растворяются в электролите и не реагируют друг с другом. За счёт того, что электролит для щелочного аккумулятора с ними не взаимодействует, отсутствует его расход и плотность не меняется. В результате требуется меньший объём, чем в кислотной батарее.

Напряжение щелочного аккумулятора при полной зарядке составляет примерно 1,45 вольта. Из-за существенного внутреннего сопротивления этого типа батарей, напряжение щелочного аккумулятора существенного меньше номинала при разряде и существенно больше при заряде.

Когда выводам батареи подключается нагрузка и начинается разряд, то напряжение быстро снижается до 1,3 вольта, а затем медленно уменьшается до одного вольта. При достижении этой отметки разряд нужно останавливать. Среднее значение расчётного напряжения при разряде равно 1,25 вольта. Ниже напряжения 1 вольт разряжать щелочной элемент не рекомендуется. Это может приводить к потере ёмкости и уменьшению срока эксплуатации.

Кривые напряжения щелочного аккумулятора при заряде и разряде

Кислотные и щелочные аккумуляторы схожи в том, что при зарядке у обоих типов батарей выделяется газ. Однако в случае герметичных щелочных аккумуляторов газовыделение не является признаком окончания зарядки. Но здесь также рекомендуется снижать ток, если выделение газов идёт слишком бурно.

Особенности эксплуатации и срок службы щелочных аккумуляторов

В принципе, уход при эксплуатации щелочных аккумуляторных батарей примерно такой же, как и в случае кислотных. Нужно периодически контролировать уровень электролита, а также проводить зарядку АКБ. Герметичные щелочные аккумуляторы должны регулярно подзаряжаться и находиться в чистоте.

Герметичные щелочные аккумуляторы могут при хранении находиться в полузаряженном или разряженном состоянии достаточно длительное время. Также стоит отметить, что аккумуляторы щелочного типа менее чувствительные к действию отрицательных температур. Кроме того, герметичные щелочные аккумуляторы способны работать при разряде большими токами (высокая перегрузочная способность).

Благодаря тому, что герметичный щелочной аккумулятор имеет большое внутреннее сопротивление, сильный разряд и кратковременные короткие замыкания не вредят этим батареям. Щелочные АКБ устойчивы к воздействию вибрации, тряски, ударов благодаря высокой прочности. По сравнению с кислотными они имеют большую удельную энергию, больший срок эксплуатации и могут храниться дольше.

Саморазряд герметичных щелочных аккумуляторов при разомкнутой цепи составляет 20 процентов ёмкости за 9 месяцев. Это немного, если сравнивать с кислотными АКБ. У последних такой уровень саморазряда наблюдается за месяц. Немаловажно отметить, что при эксплуатации герметичных щелочных аккумуляторов нет вредных газовыделений и они достаточно надёжны.

Виды щелочных аккумуляторов и области их применения

Ламельные щелочные АКБ, конструкция которых была рассмотрена выше, широко используются в качестве тяговых щелочных аккумуляторов. Кроме того, они используются и в качестве стартерных. Ниже приведены области применения таких аккумуляторных батарей:

• локомотивы и пассажирские вагоны;
• сигнализации и системы аварийного энергоснабжения;
• рудничные электровозы;
• всевозможная напольная электротехника (различные погрузчики на складах и производствах. Например, щелочной аккумулятор ТНЖ);
• для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Аккумулятор для пассажирских вагонов

Аккумулятор для погрузчика

Маркировка щелочных аккумуляторов

Рассмотрим маркировку тяговых батарей российского производства. У нас в стране производством таких батарей занимается Великолукский завод щелочных аккумуляторов и Курский завод «Аккумулятор». При поставке продукции на внутренний рынок они маркируют свою продукцию следующим образом (буквы и цифры поясняются по мере их следования слева направо):

• Если в маркировке перед цифрами стоят буквы, то они показывают число элементов в батарее;
• Затем следуют буквы, показывающие область применения (Т – тяговый, ТП ─ тепловозный, В ─ вагонный);
• Далее идут буквы, обозначающие тип. Например, НЖ — никель─железная АКБ;
• Если присутствует буква К, то это значит, что конструкция блока электродов комбинированная (при этом положительный электрод ламельного типа, отрицательный ─ безламельного);
• Если в маркировке присутствует Ш, то это АКБ для шахтных электровозов;
• Если в маркировке после букв есть цифры, то это величина номинальной ёмкости батареи, выраженная в А-ч;
• После значения ёмкости могут присутствовать буквы: П (пластмассовый корпус), В (высокий вариант), М (модернизированный), У (исполнение для умеренного климата), Т (исполнение для тропического климата);
• Далее цифры обозначающие категорию размещения в соответствии с ГОСТ 15150-69 (2 обозначает размещение над землей, 5 ─ под землей).

• цифры перед буквами показывают число элементов в батарее;
• Буква F говорит о том, что это никель─железный аккумулятор;
• Далее идут буквы, которые обозначают токи в режиме разряда (L ─ до 0,5*С, M ─ (0,5─3,5)*С, H ─ (3,5─7)*С, X ─ больше 7*С);
• Следующие цифры показывают ёмкость батареи в А-ч;
• Следующие буквы показывают материал корпуса (к примеру, Р ─ пластический материал). Затем идёт дефис и далее указываются различные особенности конструкции АКБ по системе обозначений производителя. Ещё через дефис могут указываться категория размещения и климатическое исполнение в соответствии с ГОСТ 16150-69.

Сдача и утилизация щелочных аккумуляторов

В последние годы повсюду появились пункты приёма свинцово─кислотных автомобильных аккумуляторов. Это стало очень выгодно, поскольку производители АКБ платят за них хорошие деньги и забирают аккумуляторы на утилизацию. В большинстве таких пунктов приёма можно сдать и щелочные батареи. Но ещё не везде. Дело в том, что у населения таких АКБ меньше и пунктам приёма приходится долго их накапливать, чтобы сдать на предприятие.

Помните, что нельзя просто так выкидывать щелочные АКБ на помойку. В их составе присутствуют опасные вещества. Это едкий калий и натрий, соединения щелочных металлов и другие вещества, которые необходимо грамотно обезвреживать. Просто складировать их дома или в гараже то же небезопасно.

Плюсы и минусы щелочных аккумуляторов

Плюсы

• Длительный срок службы при правильной эксплуатации;
• Возможность глубокого разряда;
• Работа при отрицательных температурах без потери свойств;
• Небольшой саморазряд;
• Небольшой удельный вес.

При снижении температуры с 25 градусов Цельсия ёмкость щелочного аккумулятора понижается с каждым градусом на 0,5 процента. Показатель лучше, чем у свинцово-кислотных практически в два раза. Но стоит отметить, что при низкой температуре возрастает и скорость уменьшения ёмкости.
Вернуться к содержанию

Источник

Аккумуляторы ТНЖ

Аккумуляторы ТНЖ относятся к категории щелочных никель-железных тяговых элементов питания. Они представляют большую опасность для живых организмов при попадании в окружающую среду. Калиево- (натриево-) литиевый электролит, заливаемый в такое устройство, приводит к гибели растений и животных в радиусе нескольких сотен метров от места утечки.

Неправильная утилизация таких изделий становится причиной непоправимых изменений в природной среде. Отдельные элементы устройства не разлагаются даже на протяжении столетий, при этом они продолжают загрязнять окружающую среду. Токсичные вещества губят живые организмы на больших площадях или приводят к их мутациям.

Где используются аккумуляторы ТНЖ?

Основная область применения таких изделий – транспортные средства. В первую очередь, это тепловозы, шахтные электровозы. В зависимости от условий эксплуатации они различаются по климатическому исполнению и по размещению. Согласно первой классификации устройства бывают:

• для умеренного климата;
• для тропических широт.

Согласно второму типу разделения аккумулятор ТНЖ может быть:

Применяются такие элементы питания в качестве батарей для обеспечения электродвигателей в промышленном, пассажирском и грузовом транспорте. Ими снабжаются шахтные, карьерные электровозы, трамваи и поезда в метрополитенах, железнодорожные составы, погрузчики.

Где утилизировать щелочные элементы питания?

Срок хранения каждого типа батарей устанавливается стандартами их изготовления. Превышение срока службы изделий недопустимо.

Конкретный вид утилизации зависит от типа раствора щелочных металлов. Для любого вида переработки отходов аккумуляторов ТНЖ требуется наличие лицензии у перерабатывающего предприятия. Компания «БМ ВИД» сотрудничает с сертифицированными промышленными комплексами, которые принимают этот тип элементов питания.

В процессе производства происходит обезвреживание щелочного состава, а также переработка элементов конструкции. Вторичное сырье позволяет получать новые продукты с таким же высоким качеством и заданными свойствами.

Чтобы утилизировать аккумулятор без негативных последствий для собственного здоровья и окружающей среды, привозите его в «БМ ВИД». А мы передадим его на переработку.

Смотрите так же:

• Лом никеля
• Лом титана
• Лом нержавейки
• Лом алюминия
• Лом меди
• Лом нихрома

Источник

Щелочные аккумуляторы FL (ТНЖ), KL (НК) и другие

История использования щелочных аккумуляторов начинается с 1899-1901 годов. Щелочные аккумуляторы получили своё название по типу электролита, который в них используется. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, где используется кислотный электролит (дистиллированная вода и серная кислота), в щелочных аккумуляторах используется водный раствор щёлочи (гидроксид калия или натрия и дистиллированная вода). В процессе работы плотность щелочного электролита не меняется при разряде-заряде как у свинцово-кислотных аккумуляторов, но щелочной электролит необходимо менять на новый каждые 100-150 циклов заряда-разряда. Самыми распространёнными видами щелочных аккумуляторных батарей являются никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы. Аккумуляторная батарея (сборка/комплект) состоит из последовательно соединённых перемычками аккумуляторов (элементов/банок). Используются элементы ламельного типа. Номинальное напряжение одного отдельного щелочного аккумулятора (элемента/банки) составляет 1,2V. Общее номинальное напряжение аккумуляторной батареи равно сумме напряжений последовательно соединённых в батарее аккумуляторов (элементов/банок). Щелочные аккумуляторные батареи поставляются в виде комплекта сухих аккумуляторов (элементов/банок) и набора перемычек либо в виде отдельных сборок. Выпускаются тяговые (для цикличного режима работы), стационарные/резервные (для буферного режима работы) и пусковые щелочные аккумуляторные батареи.

Маркировка щелочных аккумуляторных батарей.

Используется российская и международная система маркировки щелочных аккумуляторных батарей.

Российская маркировка (расшифровка слева направо).

Если перед буквами стоят цифры, то они показывают количество аккумуляторов (элементов/банок) в батарее (в комплекте).

Затем следуют буквы обозначающие область применения (Т — тяговый, ТП — тепловозный, В — вагонный).

Далее идут буквы, обозначающие тип (НЖ — никель-железная, НК — никель-кадмиевая).

Если далее присутствует буква К, то это значит, что конструкция блока электродов комбинированная.

Если присутствует буква Ш, то это аккумуляторы для шахтных электровозов.

После букв идут цифры, обозначающие номинальную ёмкость (Ач).

После ёмкости могут присутствовать буквы (П — пластмассовый корпус, В — высокий вариант, М — модернизированный, У — исполнение для умеренного климата, Т — исполнение для тропического климата).

Далее цифры обозначающие категорию размещения (2 — над землёй, 5 — под землёй).

Пример: 40ТНЖ—450П—У2

40 — количество аккумуляторов (элементов/банок) в батарее (комплекте).

Т — тяговая.

НЖ — никель—железная.

450 — номинальная ёмкость (Ач).

П — пластмассовый корпус.

У — исполнение для умеренного климата.

2 — для использования над землёй.

Из маркировки 40ТНЖ—450П—У2 понятно, что аккумуляторная батарея (комплект) состоит из сорока тяговых никель-железных аккумуляторов (элементов/банок) номинальной ёмкостью 450 Ач (ТНЖ-450), в пластмассовых корпусах, предназначенных для использования в умеренном климате и надземных условиях.

Зная, что номинальное напряжение одного щелочного аккумулятора (элемента/банки) равно1,2В можно рассчитать номинальное напряжение всей батареи (комплекта).

Номинальное напряжение этой батареи (комплекта) получается 40шт. х 1,2В = 48В. Номинальная ёмкость 450 Ач.

Международная маркировка (расшифровка слева направо).

Если перед буквами стоят цифры, то они показывают количество аккумуляторов (элементов/банок) в батарее (в комплекте).

Буква, обозначающая тип (F — никель-железная, К — никель-кадмиевая).

Далее идут буквы, которые обозначают токи в режиме разряда (L, М, H, Х).

Далее идут цифры, обозначающие номинальную ёмкость (Ah).

Далее могут идти буквы указывающие материал корпуса (P — пластмассовый корпус) и другие конструктивные особенности.

Пример: 40FL—450P

40 — количество аккумуляторов (элементов/банок) в батарее (комплекте).

F — никель-железная.

L — режим разряда.

450 — номинальная ёмкость (Ah).

P — пластмассовый корпус.

Преимущества и недостатки щелочных аккумуляторов.

По большинству параметров щелочные аккумуляторные батареи превосходят свинцово-кислотные аккумуляторы, но не лишены и недостатков.

Среди преимуществ щелочных аккумуляторов можно выделить следующее:

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, щелочные аккумуляторы легко переносят глубокий разряд и могут долго, без последствий находиться в разряженном состоянии. Устойчивы к низким температурам (до -40С), отсутствует опасность замерзания электролита. Имеют более высокую энергоёмкость и более длительный срок службы. Устойчивы к тряске и вибрации. Благодаря большому внутреннему сопротивлению выдерживают большие разрядные токи, могут даже переносить кратковременные замыкания.

К минусам можно отнести следующее:

Для обслуживания требуется квалифицированный персонал, который будет грамотно проводить заряд, проверять и периодически менять электролит. Имеется разброс рабочего напряжения отдельных элементов. У никель-кадмиевых аккумуляторов ярко выражен «эффект памяти», поэтому следует избегать недозарядов. Сложная технология производства и как следствие высокая цена.

Несмотря на наличие определённых недостатков, благодаря своим достоинствам щелочные аккумуляторы остаются наиболее востребованными и оптимальными во многих отраслях.

Области применения щелочных аккумуляторов.

Аккумуляторы для складской, производственной (цеховой) напольной электротехники (электропогрузчики, электротележки, электрокары, транспортёры, подъёмники, и другой напольный электротранспорт работающий на электроприводе/электромоторе).

Аккумуляторы для железнодорожного транспорта и автоматики (для пассажирских вагонов, электропоездов и электровозов, для запуска ДВС локомотивов и дизель-электрических установок).

Аккумуляторы для городского электротранспорта (троллейбусы, трамваи, метрополитен).

Аккумуляторы для морского и речного транспорта (судовые аккумуляторы).

Аккумуляторы для шахтного электротранспорта в горнодобывающей промышленности (для рудничных электровозов).

Аккумуляторы для систем сигнализации, аварийного освещения и электроснабжения.

Аккумуляторы для оборонных комплексов.

Щелочные аккумуляторы для напольного электротранспорта

Щелочные аккумуляторы для пассажирских вагонов, электропоездов, электровозов, городского электротранспорта, морского и речного транспорта, для систем сигнализации, аварийного освещения и электроснабжения

Щелочные аккумуляторы для пассажирских вагонов, электропоездов, электровозов, городского электротранспорта, морского и речного транспорта, для систем сигнализации, аварийного освещения и электроснабжения

Щелочные аккумуляторы для рудничных электровозов

Щелочные аккумуляторы для запуска ДВС локомотивов и дизель-электрических установок

Цена по запросу.

ООО «АКБ — ТЕХЦЕНТР» готово предложить Вам аккумуляторы различного типа и назначения, отечественного и импортного производства (тяговые, стационарные/резервные, свинцово-кислотные и щелочные, стартерные/пусковые). Зарядные устройства. Электролит.

АКБ Техцентр © 2021 Копирование информации с сайта только с письменного разрешения администрации.

Источник