АНАЛИЗ ГАЗА, ПОЛУЧЕННОГО В РЕЗУЛЬТАТЕ ТЕПЛОВОГО РАЗГОНА Язвинская Н.Н.

Донской государственный технический университет


Номер: 4-7
Год: 2016
Страницы: 10-12
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

тепловой разгон, никель-кадмиевые аккумуляторы , thermal runaway, nickel - cadmium batteries

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В данной статье изучается состав газа выделяемого при тепловом разгоне, который встречается в никель-кадмиевых, свинцово-кислотных, литиевых аккумуляторах при их работе в буферном режиме.

Текст научной статьи

Тепловой разгон встречается в никель-кадмиевых, свинцово-кислотных, литиевых, метало-гидритных и.т.д. аккумуляторах [1], то есть тепловой разгон - явление свойственное аккумуляторам практически всех электрохимических систем. Внешне тепловой разгон в аккумуляторах всех отмеченных систем протекает одинаково. При перезаряде аккумуляторов при постоянном напряжении или при их работе в буферном режиме они могут внезапно сильно разогреться, плавиться, гореть, дымиться или взрываться в зависимости от их электрохимической системы, конструкции, материала корпуса и т.д. Аккумуляторы, в которых наблюдается тепловой разгон, в настоящее время устанавливаются во многие приборы как бытового, так и специального назначения: мобильные телефоны, компьютеры, самолеты, резервные источники коммуникационных сетей и т.д. Тепловой разгон аккумуляторов в этих приборах и системах неминуемо приведет или к выходу их из строя или к трудностям в их работе. Таким образом, тепловой разгон является в настоящее время серьезным препятствием в работе очень большого числа современных приборов и систем. Данная работа продолжает исследования теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах начатые в работах [2-15]. Цель этой работы изучить состав газа выделенного при тепловом разгоне. В экспериментах использовались аккумуляторы НКБН-25-У3. Заряд происходил при напряжении 2,2 В в течении 10 часов. Разряд согласно инструкции по эксплуатации данных аккумуляторов. Было выполнено 800 рарядно-разрядных ципклов. Состав газовой смеси, выделившейся в результате теплового разгона, представлен в таблице 1. Общее количество газовой смеси определялось по первоначальному объему выделившегося газа. Затем накопитель газовой смеси охлаждался до комнатной температуры. Далее производилось повторное определение объема выделившегося газа. Разность этих объемов давала объем выделившегося пара. Таблица 1. Состав газовой смеси выделившейся в результате теплового разгона Параметры газовыделения Аккумуляторы №06301 №14412 Общее количество газовой смеси выделившейся в результате теплового разгона, л. 325 348 Количество выделившегося пара, л. 70 62 Оставшийся газ, л. 255 286 Относительная ошибка измерения объемов не более 10 %. Таким образом, в результате теплового разгона происходит очень интенсивное, в течение 2-4 минут, газовыделение порядка 320-360 литров газа и пара из одного аккумулятора. Чисто теоретически в результате теплового разгона могут выделяться следующие вещества: пары воды, водород и кислород из-за разложения воды и оксидов в электродах, продукты горения сепаратора. Пары воды отделялись при охлаждении газонакопителя. В связи с этим, задача данного параграфа состоит в исследовании качественного и количественного состава оставшегося газа. Анализ газа был выполнен с помощью объемно-оптического газоанализатора ООГ-2М. Данный прибор способен определять процентный состав газовой смеси, состоящей из углекислого газа, кислорода, оксид углерода, водорода и метана. Причем углекислый газ, кислород и оксид углерода определяется газо-объемным методом, а метан и водород - оптическим с помощью встроенного интерферометра. Результаты анализа газовых смесей, полученных из четырех различных аккумуляторов после теплового разгона, представлены в таблице 2. Таблица 2. Состав газовых смесей после теплового разгона аккумуляторов НКБН-25-У3 Природа газов Серийный номер аккумулятора №14412 №06301 Концентрации газов, % Н2 85 89 О2 14 10,2 Прочие газы 1 0,8 Абсолютная ошибка процентной концентрации газов в таблице 2 составляет 0,3-0,5 %. Полученные результаты несколько неожиданные, так как если предположить, что в результате теплового разгона происходит только разложение воды электрохимическим или термическим путем то процентное соотношение между водородом и кислородом должно быть следующим: кислорода 33,3 %, водорода 66,7 %, т.е. один к двум. Если предположить, что в результате теплового разгона из-за высокой температуры распадаются гидроксиды, то при этом увеличилось бы процентное содержание кислорода в газовой смеси, но никак не водорода. Полученные результаты можно объяснить, только предположив, что водород уже присутствовал в электродах в какой-то форме еще до теплового разгона, а в результате этого процесса, возможно из-за высокой температуры, он выделился в больших количествах.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.