боких разрядах и до 10000 циклов - при разрядах до 30%.

К недостаткам ЭА необходимо отнести высокий саморазряд из-за взаимодействия водорода с гидроксидом никеля.

4.2.5. Основные области применения ЭА [9, 11, 18, 42]. Широкое применение ЭА, прежде всего стартерные, нашли на транс207

= =

? \

1 ' -J

©

Рис. 4.6. Разрез батареи никель-во-]

дородного ЭА [42]:

1 — баллон; 2 — штуцер; 3 — уп-лотнительное кольцо; 4 — концевая плата; 5 — батарея ЭА; 6 — положительный электрод; 7 - сепаратор; 8 — отрицательный электрод; 9 — гаэодиффузионная сетка

порте. Автомобильные стартерные ЭА, предназначенные для запуска двигателей и питания приборов неработающего автомобиля, имеют напряжение 12 В, емкость 40-200 А • ч. Учитывая, что в мире в 70-е годы насчитывалось более 300 млн автомобилей, рост парка автомобилей, общий энергозапас стартерных автомобильных аккумуляторов можно оценить в 250-350 млн кВт ? ч. Кроме того, стартерные ЭА устанавливаются на самолетах, сельскохозяйственных, дорожных и строительных машинах. В качестве стартерных используются свинцовые ЭА (марки Ст). На транспорте ЭА применяются также для питания приборов и средств автоматики (железнодорожные вагоны, суда, аэродромы и др.).

В качестве тяговых нашли применение аккумуляторы на шахтных электровозах, электрокарах и электропогрузчиках. В мире насчитывается около 1 млн электрокаров и электропогрузчиков с тяговыми ЭА [133]. В СССР годовой выпуск тяговых ЭА составляет около 1,5 млн.кВт-ч. Для этих целей используются никель-железные и свинцовые ЭА емкостью от 40 до 1200 А • ч.

Стационарные ЭА применяются для питания приборов на метеостанциях, телефонных станциях, радиостанциях, а так*е

208

как аварийные источники электроснабжения в больницах, гостиницах, кинотеатрах, промышленных предприятиях, вычислительных центрах и других объектах., В энергетике стационарные ЭА используются на электростанциях и подстанциях для питания вспомогательного оборудования и цепей постоянного хока. В качестве стационарных ЭА служат свинцовые, никель-железные, иногда никель-кадмиевые ЭА.

Кроме того, ЭА применяются для питания бытовых и переносных приборов, а также в новых отраслях техники: для космоса, в океанотехнике, электронике, медицине и других областях. Суммарные энергозапасы ЭА можно оценить в 300-400 млн кВт ? ч.

На производство ЭА используется 55% всего добываемого свинца, 25% - кадмия, значительная часть никеля и серебра [133].

Развитие науки и техники открыло новые области применения ЭА: электромобили, аккумулирование энергии возобновляемых источников, сглаживание графика нагрузок в энергосетях. Для этих целей совершенствуются традиционные и создаются новые аккумуляторы.

4.3. НОВЫЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

В лабораториях изучается большое число новых видов ЭА, некоторые из них находятся в стадии опытно-конструкторской разработки. Среди вновь разрабатываемых ЭА представляют интерес для крупномасштабного аккумулирования энергии низкотемпературные галогенно-цинковые ЭА, воздушно-металлические ЭА, редокс-ЭА и высокотемпературные серно-натрие-вые ЭА и сульфидно-литиевые ЭА.

Широким фронтом ведуется исследования аккумуляторов с Li-анодом, с органическими полимерными электродами и с неводными и твердыми электролитами. Хотя перспектива их применения для целей крупномасштабного аккумулирования энергии не ясна, однако их высокие удельные энергетические характеристики заслуживают внимания.

4.3.1. X/iop-цинковые ЭА. Хлорный электрод имеет положительное значение потенциала и высокую электрохимическую активность, поэтому был предметом изучения специалистами, Работающими в области ХИТ. Однако хлор коррозионноактивен и токсичен, поэтому очень важно обеспечить его безопасное

209

хранение. Хлор может храниться в виде твердого хлоргидраТа С12 • 6Н2О, который образуется при взаимодействии хлора с водой при температуре ниже 9,6°С. Твердый хлоргидрат безопа. сен в обращении и занимает небольшой объем.

На основе системы хлоргидрат - цинк разработан новый ЭА [131; 135, с. 262-270, 317-319; 136, с. 1069-1074, 1051-1056; 137]

Токообразующая реакция может быть представлена уравне! нием

(4.28)

Разряд

С12-6Н20 + Z11 s ZnCl2 + 6Н20. Заряд

Аккумулятор состоит из отрицательного цинкового электро. да и положительного электрода (пористый графит, активированный окислением, платинированный титан). Напряжение ра. зомкнутой цепи - 2,12 В, разрядное напряжение 1,95; 1,7 и 1,5 В при Jp соответственно 0,4; 0,5 и 1,6 кА/мг.

Аккумуляторная энергоустановка состоит из батарей аккумуляторов, контуров циркуляции растворов С12 и ZnCl2 (рН составляет 2-5), емкости для хранения С12 • 6Н20 и системы терморегулирования. Для уменьшения опасности дендритообразова-ния в электролит вводят добавки NaCl и КС1. Система должна работать в узких пределах температур, так как при температуре выше 9°С не образуется хлоргидрат, а при температуре ниже -10°С раствор замерзает после заряда ЭА.

Растворимость хлора в растворе при Р = 10е Па невелика (0,