Щелочные промышленные аккумуляторы как сегмент рынка

Щелочные аккумуляторы широко применяются на железнодорожном транспорте. Они долго могут находиться в полностью разряженном состоянии, но быстро теряют напряжение при разрядах больших токов.

Современный рынок аккумуляторов отличается большим разнообразием. В частности, основополагающей классификацией, по которой делятся все промышленные аккумуляторы, является химическая составляющая конструкции и наполнителя батареи. Так, бывают щелочные, свинцово-кислотные и литиево-ионные аккумуляторы. Более подробно в этой статье мы остановимся на первой группе.

Итак, щелочные аккумуляторы до сих пор широко применяются на железнодорожном транспорте – в частности, на тепловозах и электровозах. Данные батареи, в свою очередь, подразделяются на подкласс никель-железных и подкласс никель-кадмиевых устройств. В обоих случаях состав положительного электрода невозможен без гидроксида никеля с добавками оксида бария и графита (эти вещества повышают электропроводность и срок службы). Но в первом отрицательный электрод имеет исключительно железную составляющую (Fe и его соли), а во втором – смесь железа и кадмия. Электролитом выступает раствор едкого калия с водным раствором лития.

Электроды в обоих типах аккумуляторов имеют форму никелированных рамок с пазами. Электролит поступает к активной массе сквозь множество отверстий в никелированной жести, пакеты которой впаяны в пазы этих рамок. Сепараторами выступают либо полимерные сетки, либо эбонитовые стержни, предотвращающие короткое замыкание. Вся эта технологическая «начинка» помещается в корпус, имеющий приваренную крышку с отверстиями для выводных штырей и для газовыделения.

У свинцово-кислотных аккумуляторов последнего поколения проблема рекомбинации газов решена кардинальнее, но оно и понятно: выделения щелочных аккумуляторов не такие едкие, как у «кислотников». На вооружении у производителей последних имеются два типа электролитов, переведенных из классического жидкого агрегатного состояния в желеобразное или даже практически твердое. Речь идет о технологиях GEL и AMG. В первом случае за счет добавок кремния в разбавленную серную кислоту получается желеобразная масса, поглощающая газовыделение без остатка. Во втором – ту же функцию выполняет стекловолоконная ткань, микроволокна которой впитывают электролит и делают его нетекучим. Примером могут послужить аккумуляторы exide, а также Delta, FIAMM, CSB, B.B. Battery и многих других производителей.

Возвращаясь к щелочным аккумуляторам, нельзя не отметить и то, что они могут дать фору свинцово-кислотным собратьям, например, по возможности находиться в полузаряженном или полностью разряженном состоянии. Также они выдают большую энергию на единицу массы и могут работать при низких температурах.

Но их минусы – это «короткое дыхание». По сравнению с другими аккумуляторами, у них на 40% ниже напряжение на разряде, а внутреннее сопротивление – выше. Поэтому напряжение при больших токах падает быстро.