Сепараторы аккумуляторных батарей

Электроды в блоках разделены сепараторами, которые, предотвращая короткое замыкание между разнополярными электродами, обеспечивают необходимый для высокой ионной проводимости запас электролита в междуэлектродном пространстве и возможность переноса электрического заряда от одного электрода к другому. Кроме того, сепараторы фиксируют положение электродов, предупреждая их перемещение при тряске и вибрации. В некоторых конструкциях аккумуляторных батарей (рис. 1) блок электродов 3 крепится дополнительно к баретке 1 с помощью полиуретана 2, что значительно повышает стойкость аккумуляторной батареи к вибрации.



Технические показатели сепараторов существенно влияют на работу свинцовой аккумуляторной батареи. От омического сопротивления сепараторов зависит внутреннее падение напряжений в аккумуляторной батарее. Сепараторы замедляют оплывание активной массы положительных электродов, скорость сульфатации отрицательных электродов, продлевая срок службы аккумуляторной батареи.


Сепараторы должны обладать высокой пористостью, достаточными механической прочностью, кислотостойкостью, эластичностью, минимальной гироскопичностью при длительном хранении аккумуляторной батареи в сухозаряженном состоянии и должны сохранять свои свойства в широком диапазоне температур. Сопротивление сепаратора, пропитанного электролитом, должно быть меньше, чем сопротивление такого же по объему и геометрическим размерам слоя электролита.

В стартерных свинцовых батареях устанавливают сепараторы из мипора, мипласта, поровинила, пластипора (табл. 1).

Таблица 1. Сепараторы для стартерных батарей

Материал	Относительное электросопротивление1, не более	Объемная пористость, %, не менее	Масса, кг, сепаратора с площадью поверхности 1 м2
Мипор	5,5	50-60	0,564
Мипласт	5	40-50	0,636
Поровинил	5	75	0,272
Пластипор	-	75	0,250

1 Относительное сопротивление - отношение сопротивления сепаратора, пропитанного электролитом, к сопротивлению слоя электролита той же формы, какую имеет сепаратор.

Мипор (микропористый эбонит) получают в результате вулканизации смеси натурального каучука с силикагелем и серой. Промышленность выпускает сепараторы из мипора толщиной 1,1; 1,5; 1,9 мм. К недостаткам сепараторов из мипора относятся хрупкость, малая скорость пропитки электролитом, дефицитность сырья и высокая стоимость.

Мипласт, или микропористый полихлорвинил, изготовляют из полихлорвиниловой смолы путем спекания. Сепараторы из мипласта выпускают толщиной 1,1; 1,3; 1,5; 1,7; 1,9 мм. Технологический процесс изготовления сепараторов из мипласта проще. Мипласт быстро пропитывается электролитом, обладает низким относительным сопротивлением и достаточной механической прочностью. Имея меньшую пористость и больший диаметр пор по сравнению с мипором, мипласт менее стоек к образованию игольчатых токопроводящих мостиков между электродами. Срок службы батарей с сепараторами из мипласта меньше.


Поровинил получают из пористого полихлорвинила, а пластипор - из перхлорвиниловой смолы.

Сепараторы из мипора и мипласта при сборке не должны иметь влажность более 2%, а также сквозных микроотверстий, которые можно обнаружить при просвечивании электрической лампой мощностью 100 Вт, расположенной на расстоянии 100 мм от сепаратора.

Механическую прочность сепараторов оценивают по временному сопротивлению на разрыв, изгиб вокруг валика диаметром 45-60 мм.

Сепараторы представляют собой тонкие (1-2 мм) прямоугольные пластины с вертикальными ребрами, которые обращены к положительному электроду для лучшего доступа к нему электролита (рис. 2).



Небольшие ребра высотой 0,15-0,20 мм со стороны, обращенной к отрицательному электроду, снижают вероятность ’’прорастания" сепаратора, улучшают условия диффузии и конвекции электролита около отрицательного электрода.

Сепараторы из мипора и мипласта больше электродов по ширине на 3-5 мм, по высоте на 9-10 мм. Это исключает появление токопроводящих мостиков по торцам электродов и сепараторов.


В последнее время в необслуживаемых аккумуляторных батареях применяют также сепараторы-конверты (рис. 3).



При установке одного из электродов в сепаратор-конверт исключается замыкание электродов разноименной полярности шламом. Поэтому можно устанавливать блоки электродов непосредственно на дно моноблоков без призм и шламового пространства, что позволяет при сохранении высоты аккумуляторной батареи более чем в 2 раза увеличить высоту уровня электролита над электродами (рис. 4).