Строительные машины и оборудование, справочник






Коррозия положительного электрода


Категория:
   Автомобильные аккумуляторы


Коррозия положительного электрода

Положительный электрод свинцового аккумулятора состоит из токоотвода и активного материала — диоксида свинца, находящегося в ячейках токоотвода. Токоотводы стартерных свинцовых аккумуляторов отливаются из свинцово-сурьмянистых сплавов. Впервые свинцово-сурьмянистый сплав для аккумуляторов был создан около 100 лет назад. Он обладает высокими механическими и литейными свойствами, постоянством состава и малой окисляемостью при литье, а, кроме того, низкой стоимостью. Существенным недостатком этого сплава является относительно низкая коррозионная стойкость при анодной поляризации (т.е. при заряде аккумулятора), которая зачастую ограничивает срок службы аккумулятора. Негативное влияние оказывает также наличие в сплаве сурьмы, которая ускоряет саморазряд аккумулятора.

Несмотря на множество попыток разработать сплав, который бы совершенно не обладал перечисленными выше недостатками, до сих пор это не удалось. В настоящее время предложен ряд сплавов, отвечающих наиболее важным требованиям для определенного типа аккумуляторов. Так, например, свинцово-кальциевые сплавы применяются в стационарных аккумуляторах, для которых очень важен низкий саморазряд. Для стартерных автомобильных аккумуляторов, которые эксплуатируются в вентилируемых условиях, а также в аккумуляторах, подвергающихся форсированному режиму разряда, применяются коррозионно-стойкие сплавы, содержащие серебро и мышьяк. Главной причиной коррозии токоотвода положительного электрода свинцового аккумулятора является термодинамическая неустойчивость металлического свинца в условиях работы положительного электрода. Потенциал этого электрода изменяется в диапазоне 1,7 — 2,2 В (по водородной шкале).

Следует отметить, что коррозия свинца, а также ряда свинцово-сурьмянистых и свинцово-кальциевых сплавов при анодной поляризации происходит в основном по границе зерен.



Значительное влияние на скорость коррозии положительного электрода оказывает процесс анодного выделения кислорода на поверхности. Этот кислород частично входит в кристаллическую решетку и диффундирует через слой оксида к поверхности металла, окисляя его . Также возможно окисление свинца под слоем в результате проникновения электролита между кристаллами диоксида. На основании вышеизложенного можно заключить, что значительное влияние на кинетику анодной коррозии должны оказывать структура сплава, фазовый состав и физические параметры образующихся оксидных пленок (толщина, пористость и адгезия), которые, в свою очередь, зависят от легирующих добавок.

Защита токоотводов положительных электродов. Наиболее перспективным в настоящее время направлением по повышению коррозионной стойкости токоотводов положительных электродов является легирование свинца различными добавками. В настоящее время влияние легирующих добавок на анодную коррозию свинца изучено достаточно глубоко. Установлено, что коррозию свинца и свинцово-сурьмянистых сплавов замедляют такие металлы, как серебро, мышьяк, медь, кобальт и другие, а усиливают коррозию щелочные металлы: магний, цинк, сурьма, висмут. Наиболее эффективными добавками являются серебро, мышьяк, кальций. Широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом, нашли свинцово-сурьмяно-мышьяковистые сплавы. Такие сплавы способствуют увеличению срока службы токоотводов положительных электродов, а также улучшают механические и технологические свойства сплава. Появляется возможность в этом случае снизить содержание сурьмы в сплаве, что приводит к уменьшению скорости саморазряда и сульфатации аккумулятора. Кроме того, снижение сурьмы в сплаве дает и большие экономические выгоды, так как сурьма в несколько раз дороже свинца.

В результате проведенных исследований установлено, что оптимальным является содержание 0,12—0,3 % мышьяка в 3—4%-ном и 0,08—0,12% мышьяка в 5— 6%-ном свинцово-сурьмянистом сплаве.

Повышенная коррозионная стойкость мышьяковистых сплавов объясняется характером их коррозии. Серийные свинцово-сурьмянистые сплавы при длительной анодной поляризации корродируют неравномерно и токоотводы разрушаются в отдельных местах вследствие появления язв и трещин. Такой межкристаллитный характер коррозии служит зачастую основной причиной преждевременного разрушения электрода. Мышьяковистые сплавы корродируют равномерно, хотя скорость их коррозии практически не отличается от скорости коррозии серийного свинцово-сурьмянистого сплава. Это объясняется тем, что мышьяк измельчает структуру свинцово-сурьмянистого сплава. Промышленное применение мышьяковистых сплавов в производстве свинцовых аккумуляторов позволяет повысить срок службы батарей и увеличить их удельные характеристики.

Свинцовые сплавы, легированные серебром. Сплавы, легированные серебром, применяются для изготовления положительных токоотводов некоторых типов свинцовых аккумуляторов. Установлено, что серебро значительно повышает коррозионную стойкость свинцово-сурьмянистого сплава даже при малых концентрациях примерно до 0,1%.

Серебро, введенное в свинцово-сурьмянистый сплав, оказывает диспергирующее влияние на его структуру и увеличивает плотность пленки диоксида свинца. Введение серебра в сплав вызывает снижение кислородного перенапряжения. Испытание токоотводов положительного электрода, отлитых из свинцово-сурьмяно-серебряных сплавов, в аккумуляторах различных типов показало, что содержание в сплаве 0,5—1,0 % Ag обеспечивает хорошую сохранность токоотводов, в то время как токоотводы из серийного свинцово-сурьмянистого сплава полностью разрушаются.

Свинцово-кальциевые сплавы. Свинцово-кальциевые сплавы исследовались в широком диапазоне изменения содержания кальция. Оптимальными считаются сплавы, содержащие 0,06—0,12% Са. Они по своим механическим свойствам сопоставимы с серийными свинцово-сурьмянистыми сплавами. Свинцово-кальциевые сплавы применяются, когда требуется снизить саморазряд аккумулятора или когда аккумулятор эксплуатируется в режиме постоянного подзаряда. Эти сплавы успешно используются в герметичных свинцовых батареях и в стационарных аккумуляторах. Более широкому применению этих сплавов препятствует сложность работы с ними при литье токоотводов, что обусловлено быстрым выгоранием кальция и трудностью получения отливок с постоянным содержанием кальция. Однако в последнее время разработан промышленный способ литья свинцово-кальциевых сплавов с использованием магнито-гидродинамических насосов-нагревателей, при котором сплав нагревается до необходимой температуры литья в трубах без контакта с кислородом воздуха.

Деформация токоотводов положительного электрода. Это явление связано с «ростом» токоотводов положительного электрода, что имеет место при работе свинцового аккумулятора. Оно заключается в увеличении линейных размеров токоотводов в процессе работы аккумулятора. Деформация токоотводов играет существенную роль в снижении срока службы аккумулятора, способствует разрушению его положительных электродов.

Одной из причин роста токоотводов служит разбухание активной массы в процессе эксплуатации аккумулятора. Другой причиной может служить образование оксидной пленки на поверхности металла в результате его анодной коррозии. Удельный объем пленки диоксида свинца зачительно превосходит удельный объем металла, из которого она образуется. Вследствие этого возникает давление на поверхность металла, которое может вызвать появление растягивающих усилий, приводящих к деформации свинцового сплава. Деформацию токоотвода можно уменьшить путем повышения физико-механических свойств сплава, а также путем уменьшения поверхности токоотвода и изменения его конструкции.

Читать далее:

Категория: - Автомобильные аккумуляторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:


Статьи по теме::
Правила санитарии и оказание первой помощи
Правила техники безопасности при заряде аккумуляторных батарей
Правила техники безопасности при работе с серной кислотой
Правила техники безопасности при техническом обслуживании и ремонте аккумуляторных батарей
Техника безопасности при обслуживании и ремонте аккумуляторных батареи
Свинцовые аккумуляторы для электромобилей
Внедрение необслуживаемых аккумуляторных батарей
Приведение батарей в рабочее состояние после ремонта
Оборудование мастерской по ремонту аккумуляторных батарей
Мастерская по ремонту аккумуляторных батарей


Остались вопросы по теме:
"Коррозия положительного электрода"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы