Свинцово-цинковый элемент

Свинцово-цинковый элемент — резервный первичный химический источник тока, в котором анодом является металлический амальгамированный цинк, катодом — диоксид свинца, а электролитом — водный раствор серной кислоты. Работа элемента описывается следующей суммарной реакцией:

$\mathsf{P}\mathsf{b}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{Z}\mathsf{n}\mathsf{=}\mathsf{Z}\mathsf{n}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{.}$${\mathsf {PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}+Zn=ZnSO_{4}+PbSO_{4}+2H_{2}O.}}$

Этот элемент известен с середины XIX века. Было сделано много попыток использовать его в качестве аккумулятора, однако саморазряд цинкового электрода и его недостаточная обратимость не позволили это сделать. Из-за сильного саморазряда используется только в качестве мощного резервного («ампульного») источника и хранится в сухом состоянии, а при необходимости заполняется электролитом. Амальгамирование цинкового электрода существенно снижает саморазряд.

Его недостатками являются чувствительность к температуре окружающей среды (при пониженной температуре резко уменьшается ёмкость) и существенное газовыделение из-за саморазряда. Достоинствами являются высокое рабочее напряжение, стабильность разрядной характеристики, способность работать при форсированных режимах разряда, низкая стоимость. Также ему присущи общие достоинства этого класса элементов: отсутствие необходимости в уходе и постоянная готовность к работе в течение всего срока хранения. При повышении концентрации электролита удельные характеристики свинцово-цинковых элементов повышаются, но одновременно повышается и нижняя граница рабочих температур.

Оба электрода могут быть изготовлены из фольги толщиной 0,02—0,05 мм, свинцовую фольгу подвергают поверхностному окислению. В качестве катода применяется также намазной электрод, а анод может быть изготовлен и из тонкого вальцованного листа амальгамированного цинка.

ХарактеристикиПравить

Основной источник: Никольский, 1968, с. 879

• Удельная энергоёмкость: до 50 Вт·ч/кг
• Удельная энергоплотность: до 200 Вт·ч/дм³.
• ЭДС: 2,4—2,5 вольта.
• Рабочая температура: от −35 °C до +40 °C.