Характеристикой разряда аккумулятора называют зависимость изменения плотности электролита, э. д. с. и напряжения аккумулятора при постоянной силе разрядного тока от времени разряда (рис. 1). Характеристики разряда снимают при непрерывном разряде полностью заряженного аккумулятора силой тока, равной 0,05 его номинальной емкости, до конечного напряжения 1,75 В.

Э. д. с. аккумулятора измеряют при разомкнутой внешней цепи; э. д. с. покоя Е0 подсчитывают по эмпирической формуле. По замеренным величинам строят кривые — характеристики разряда аккумулятора.

В процессе разряда аккумулятора постоянной силой тока количество серной кислоты H2S04, затрачиваемой на преобразование РЬ02 и РЬ активной массы пластин в PbS04 и образование воды, в каждую единицу времени будет постоянным, поэтому плотность электролита у в баке будет уменьшаться равномерно.

Э. д. с. покоя Е0, зависящая только от плотности электролита в баке, будет также изменяться равномерно, поэтому прямая, характеризующая снижение э. д. с. покоя, будет параллельна прямой снижения плотности электролита.

Пользуясь формулой подсчета э.д.с. покоя аккумулятора, определяем, что в период разряда она уменьшилась с 2,11 В в начале разряда до 1,95 В в конце разряда.

При разряде аккумулятора в порах активной массы положительных пластин образуется вода, вследствие чего

плотность электролита в них будет меньше плотности электролита в баке вокруг пластин. На величину уменьшения плотности электролита в порах пластин соответственно уменьшится и э.д.с. аккумулятора. Следовательно, в период разряда э.д.с. аккумулятора Еякк всегда меньше э.д.с. покоя Е0 на величину ДЕ.

В начале разряда за счет образования воды в порах положительных пластин э. д. с. аккумулятора Еакк быстро снижается. При дальнейшем же разряде вследствие неодинаковой плотности электролита в порах активной массы пластин, и электролита, окружающего пластины, происходит диффузия электролита внутрь пластин.

Как только установится равновесие образования новой воды в порах пластин с притоком более плотного электролита в поры, разность плотностей электролита в порах активной массы и снаружи пластин будет неизменной. При этом в течение большого отрезка времени разряда уменьшение э. д. с. АЕ будет также почти постоянным.

По мере разряда аккумулятора на поверхности стенок пор активной массы пластин отлагаются кристаллы PbS04, что вызывает уменьшение проходных сечений пор и снижение скорости диффузии электролита в поры.

По этой причине плотность электролита в порах активной массы положительных пластин в конце разряда аккумулятора быстро понижается и вместе с этим быстро снижается э.д.с. и напряжение аккумулятора.

Напряжение Up на зажимах разряжаемого аккумулятора меньше э.д.с. аккумулятора ЕаКа на величину падения напряжения внутри аккумулятора.

и является необратимой реакцией, а получающаяся гидроокись свинца РЬ (ОН)2 при доступе серной кислоты в поры после окончания разряда превращается в свинцовый сульфат (PbS04) крупнокристаллического строения, который плохо восстанавливается в РЬ02 и РЬ при заряде и имеет малую электропроводность. Следовательно, конец нормального разряда аккумулятора определяется по величине напряжения и величине плотности электролита.

При выключении цепи разряда напряжение аккумулятора скачком увеличивается на величину, достигая величины его э. д. с., затем вследствие продолжающейся диффузии электролита из бака в поры пластин его плотность внутри пор повышается, поэтому постепенно возрастает и э. д. с. аккумулятора Еакк до значения э. д. с. покоя Е0, равного 1,95 В. Этот процесс роста э. д. с. аккумулятора после выключения цепи разряда называется «отдыхом» аккумулятора.

Характеристикой заряда аккумулятора называют зависимость изменения плотности электролита, э.д.с. и напряжения аккумулятора при постоянной силе зарядного тока от времени заряда (рис. 2).

Характеристики заряда снимают при заряде аккумулятора постоянной силой тока, равной 0,1 его номинальной емкости. Для заряда аккумулятора необходимо, чтобы напряжение зарядного устройства превышало э. д. с. аккумулятора. В процессе заряда силу зарядного тока при помощи реостата поддерживают постоянной.

Вследствие того, что в процессе заряда постоянной силой тока в порах активной массы пластин в единицу времени выделяется одинаковое количество серной кислоты и уменьшается количество воды, плотность электролита у, а вместе с ней и э.д.с. покоя Е0 аккумулятора будут возрастать равномерно.

Так как при заряде аккумулятора в порах активной массы положительных и отрицательных пластин образуется серная кислота, то в результате этого повышается плотность электролита в порах и поэтому э. д. с. аккумулятора возрастает на величину ДЕ.

В начальный период заряда в порах пластин быстро увеличивается плотность электролита, а вместе с этим быстро возрастает э.д.с. аккумулятора ^акк- При дальнейшем заряде ввиду растворения кристаллов PbS04 увеличиваются проходные сечения пор в активной массе, что способствует свободному доступу менее плотного электролита из бака в поры пластин.

Когда установится равновесие между образованием новой серной кислоты в порах пластин и притоком в поры пластин электролита с меньшей плотностью, то в течение Длительного времени заряда разность плотностей электролита в порах активной массы и снаружи пластин будет оставаться почти неизменной. В течение этого времени возрастание э.д.с. АЕ будет также оставаться почти неизменным.

Постепенное повышение плотности электролита в баке сопровождается увеличением его вязкости, что замедляет диффундирование электролита в поры активной массы пластин, поэтому в порах несколько повысится плотность у электролита, а вместе с этим повысится и значение э.д.с. А Е.

В конце заряда аккумулятора большая часть активной массы пластин превратится в РЬ02 и РЬ, а поэтому часть ионов кислорода и водорода, выделяющихся на пластинах, не вступает в химическую реакцию с активной массой пластин, нейтрализуется (разряжается) и, выделяясь в воздух в виде пузырьков газа, вызывает «кипение» электролита что служит признаком окончания заряда.

Газообразование начинается при напряжении аккумулятора около 2,4В и продолжается до момента прекращения заряда. В период газообразования положительные ионы водорода, выделяющиеся на отрицательных пластинах, присоединяют к себе недостающие электроны с некоторым запаздыванием по времени Поэтому в конце заряда аккумулятора вокруг отрицательных пластин будет сосредоточиваться большое количество положительных ионов водорода, вследствие чего между отрицательными пластинами и электролитом создается дополнительная разность потенциалов около 0,33 В, увеличивающая напряжение аккумулятора до 2,7 В.

При достижении напряжения аккумулятора 2,7 В в целях более полного использования активной массы пластин заряд аккумулятора продолжают при сильном газообразовании все время, пока напряжение и плотность электролита будут оставаться постоянными в течение 2 ч подряд, что служит признаком конца заряда аккумулятора.

При заряде исправного аккумулятора затрачивают количество электричества на 10 — 15% больше, чем отдает он при своем разряде.

Внутреннее сопротивление аккумулятора складывается из сопротивления электролита, сепараторов и пластин, причем основной составляющей является сопротивление электролита, так как его электропроводность значительно ниже, чем у пластин и сепараторов.

Сопротивление электролита зависит от его темпераратуры и плотности. Минимальное сопротивление имеет электролит плотностью 1,225 г/см3 при температуре 15° С. Сопротивление электролита о плотностью 1,30 г/см3 при изменении его температуры от +30 °С до —30 °С увеличивается в девять раз.

Сопротивление сепараторов зависит от пористости и толщины материала, из которого они изготовлены.