Большая Советская энциклопедия - химические источники тока

устройства, вырабатывающие электрическую энергию за счёт прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций. Первые Х. и. т. созданы в 19 в. (Вольтов столб, 1800; элемент Даниела — Якоби, 1836; Лекланше элемент, 1865, и др.). До 60-х гг. 19 в. Х. и. т. были единственными источниками электроэнергии для питания электрических приборов и для лабораторных исследований. Основу Х. и. т. составляют два электрода (один — содержащий окислитель, другой — восстановитель), контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — Электродвижущая сила (эдс), соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие Х. и. т. основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно разделённых процессов: на отрицательном электроде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи (создавая разрядный ток) к положительному электроду, где участвуют в реакции восстановления окислителя.

В зависимости от эксплуатационных особенностей и от электрохимической системы (совокупности реагентов и электролита) Х. и. т. делятся на гальванические элементы (обычно называются просто элементами), которые, как правило, после израсходования реагентов (после разрядки) становятся неработоспособными, и Аккумуляторы, в которых реагенты регенерируются при зарядке — пропускании тока от внешнего источника (см. Зарядное устройство). Такое деление условно, т.к. некоторые элементы могут быть частично заряжены. К важным и перспективным Х. и. т. относятся топливные элементы (См. Топливный элемент) (электрохимические генераторы (См. Электрохимический генератор)), способные длительно непрерывно работать за счёт постоянного подвода к электродам новых порций реагентов и отвода продуктов реакции. Конструкция резервных химических источников тока (См. Резервный химический источник тока) позволяет сохранять их в неактивном состоянии 10—15 лет (см. также Источники тока).

С начала 20 в. производство Х. и. т. непрерывно расширяется в связи с развитием автомобильного транспорта, электротехники, растущим использованием радиоэлектронной и др. аппаратуры с автономным питанием. Промышленность выпускает Х. и. т., в которых преимущественно используются окислители PbO2, NiOOH, MnO2 и др., восстановителями служат Pb, Cd. Zn и др. металлы, а электролитами — водные растворы щелочей, кислот или солей (см., например, Свинцовый аккумулятор).

Основные характеристики ряда Х. и. т. приведены в табл. Лучшие характеристики имеют разрабатываемые Х. и. т. на основе более активных электрохимических систем. Так, в неводных электролитах (органических растворителях, расплавах солей или твёрдых соединениях с ионной проводимостью) в качестве восстановителей можно применять щелочные металлы (см. также Расплавные источники тока). Топливные элементы позволяют использовать энергоёмкие жидкие или газообразные реагенты.

Лит.: Дасоян М. А., Химические источники тока, 2 изд., Л., 1969: Романов В. В., Хашев Ю. М., Химические источники тока, М., 1968; Орлов В. А., Малогабаритные источники тока, 2 изд., М., 1970; Вайнел Д. В., Аккумуляторные батареи, пер. с англ., 4 изд., М. — Л., 1960; The Primary Battery, ed. G. W. Heise, N. C. Cahoon, v. 1, N. Y. — L., 1971.

В. С. Багоцкий.

Характеристики химических источников тока

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Тип источника | Состоя | Электрохи | Разряд| Удельная  | Удельная мощность, | Другие |

| тока  | ние разра-  | мическая | ное напря| энергия,  | вт/кг | показатели  |

| | ботки* | система | жение, в | вт·ч/кг  |---------------------------------------| |

| | | | | | Номи| Макси | |

| | | | | | нальная | мальная  | |

| | | | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Гальванические элементы  | Сохранность, |

|  | годы |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Марганцевые | А | (+) MnO2 | NH4  | 1,5-1,0 | 20-60 | 2-5 | 20 | 1-3 |

| солевые | | Cl, ZnCl2 | | | | | |

| | | | Zn(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Марганцевые | А | (+)MnO2| KOH | 1,5-1,1 | 60-90 | 5  | 20 | 1-3 |

| щелочные  | | | Nn(-)  | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ртутно-цинковые | А | (+)HgO | KOH  | 1,3-1,1 | 110-120 | 2-5 | 10 | 3-5 |

| | | | Zn | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Литиевые | Б | (+) (C) | SOCl2,  | 3,2-2,6 | 300-450 | 10-20 | 50 | 1-5 |

| неводные | | LiAlCl4 | Li(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Аккумуляторы | Срок службы,  |

|  | циклы |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Свинцовые | А | (+)PbO2 | | 2,0-1,8 | 25-40 | 4  | 100 | 300 |

| кислотные | | H2SO4 | Pb(-)  | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Кадмиево- и | А | (+)NiOOH | | 1,3-1,0 | 25-35 | 4  | 100 | 2000 |

| железо| | KOH | Cd,  | | | | | |

| никелевые | | Fe(-)  | | | | | |

| щелочные  | | | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Серебряно | А | (+)Ag2O AgO | | 1,7-1,4 | 100-120 | 10-30 | 600 | 100 |

| цинковые | | KOH | Zn(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Никель| Б | (+)NiOOH | | 1,6-1,4 | 60 | 5-10 | 200 | 100-300 |

| цинковые | | KOH | Zn(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Никель| Б | (+)NiOOH | | 1,3-1,1 | 60 | 10 | 40 | 1000 |

| водородные  | | KOH |  | | | | | |

| | | H2(Ni) (-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Цинк-воздушные | В | (+)O2(C) |  | 1,2-1,0 | 100 | 5  | 20 | (100) |

| | | KOH | Zn(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Серно | В | (+)SnaO• | 2,0-1,8 | 200 | 50 | 200 | (1000) |

| натриевые | | 9Al2O3| Na(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Топливные элементы | Ресурс |

|  | работы, ч |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Водородно| Б | (+)O2(C,Ag) |  | 0,9-0,8 | — | — | 30-60 | 1000-5000 |

| кислородные | | KOH |  | | | | | |

| | | H2(Ni)(-) | | | | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Гидразино| Б | (+)O2(C,Ag) |  | 0,9-0,8 | — | — | 30-60 | 1000-2000 |

| кислородные | | KOH | N2H4(Ni)(- | | | | | |

| | | ) | | | | | |

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------* A — серийное производство, Б — опытное производство, В — в стадии разработки (характеристики ожидаемые).

Примечание. Характеристики (особенно удельная мощность) ориентировочные, так как данные разных фирм и разных авторов не совпадают.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

1969—1978