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^[1]. Работа элемента описывается следующей суммарной реакцией^[2]:

{\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^[1]. Амальгамирование цинкового электрода существенно снижает саморазряд^[1].

Его недостатками являются чувствительность к температуре окружающей среды (при пониженной температуре резко уменьшается ёмкость) и существенное газовыделение из-за саморазряда^[1]. Достоинствами являются высокое рабочее напряжение, стабильность разрядной характеристики, способность работать при форсированных режимах разряда, низкая стоимость^[1]. 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^[2].

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.

Характеристики

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.

Примечания

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Бахчисарайцьян Н. Г., Борисоглебский Ю. В., Буркат Г. К., Варыпаев В. Н. Ампульный свинцово-цинковый элемент // Практикум по прикладной электрохимии / Под ред. В. Н. Кудрявцева и В. Н. Вырыпаева. — 3-е издание, перераб. — Л.: Химия, 1990. — С. 252—253. — 304 с. — ISBN 5-7245-0508-8.
↑ ¹ ² Григоров О. Н., Позин М. Е. и др. Наливные (резервные) элементы // Справочник химика / гл. ред. Б. П. Никольский. — М.-Л.: Химия, 1968. — Т. V. — С. 879-880. — 976 с. — 23 000 экз.