Mga baterya ng asido at ang kanilang mga katangian

Ang baterya ay isang pinagmumulan ng kuryente kung saan ang enerhiya ng isang reaksiyong kemikal ay kino-convert sa enerhiyang elektrikal habang naglalabas ng kuryente, at kabaliktaran naman habang nagcha-charge. Ang pangunahing pagkakaiba nito sa isang kumbensyonal na baterya ay ang kakayahang ibalik ang enerhiya sa pamamagitan ng pag-recharge. Upang mag-charge, dapat na maglagay ng direktang kuryente sa direksyon na kabaligtaran ng discharge.

Ang mga lead-acid na baterya ay naimbento noong ika-19 na siglo at nananatiling pinakasikat na baterya sa buong mundo dahil sa kanilang mababang gastos at mataas na kahusayan. Ang aparato ay binubuo ng isang pabahay at dalawang electrode na may magkasalungat na polarity, na nakalubog sa isang electrolyte—isang acid solution—kaya tinawag itong lead-acid na baterya (AKB - Rechargeable Acid Batteries). Ang mga lead-acid na baterya ay kilala rin bilang lead-acid na baterya, dahil sa materyal na gawa sa mga electrode.

Paano sila gumagana?

Ang baterya ay gumagana sa prosesong elektrokemikal ng lead at lead dioxide na nagre-react sa isang may tubig na solusyon ng sulfuric acid. Kapag ang isang karga ay inilapat sa mga electrode, isang kemikal na reaksyon ang nagaganap sa pagitan ng lead dioxide at sulfuric acid (H2O).₂Kaya₄, pati na rin ang reaksyon ng oksihenasyon ng lead tungo sa lead sulfate. Sa panahon ng paglabas, ang lead dioxide ay nababawasan sa cathode ("-"), at ang lead ay nao-oxidize sa anode ("+"). Sa panahon ng pag-charge, nagaganap ang reverse chemical reactions at water electrolysis, na naglalabas ng oxygen sa anode at hydrogen sa cathode.

Ang mga reaksyon ng interaksyon na nagaganap sa baterya ay maaaring ilarawan gamit ang dalawang pormula:

1. PbO₂ + Pb + 2H₂Kaya₄ → 2PbSO4₄ + 2H₂O — paglabas.
2. 2PbSO4₄ + 2H₂O → PbO₂ + Pb + 2H₂Kaya₄ — singilin.

Sa panahon ng paglabas, ang proseso ng pagbuo ng lead sulfate ay nangyayari sa mga aktibong masa ng anode at cathode, at ang pagkonsumo ng sulfuric acid H₂Kaya₄ at pagbaba sa densidad ng electrolyte. Habang nagcha-charge, nagaganap ang mga reverse reaction, nabubuo ang sulfuric acid, at tumataas ang densidad ng electrolyte. Ang pagtatapos ng proseso ng pag-charge ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkumpleto ng pagbabago ng mga sangkap sa mga electrode at paghinto ng mga pagbabago sa electrolyte. Kung magpapatuloy ang pag-charge, magaganap ang isang hindi kanais-nais na reaksyon ng agnas ng tubig (electrolysis), na maglalabas ng mga bula ng oxygen at hydrogen sa electrolyte, na magreresulta sa ilusyon ng pagkulo. Kung mangyari ito, dapat idagdag ang distilled water sa baterya upang maibalik ang electrolyte.

Disenyo

Ang mga bateryang asido ay nanatiling hindi nagbabago sa kanilang pangunahing panloob na disenyo sa loob ng mahigit isang daang taon.

            Ang disenyo ng mga baterya ay kinabibilangan ng:

1. Ang mga electrode ay nasa anyo ng mga patag na grid na gawa sa lead, na may lead dioxide powder (PbO) na idinidiin sa mga selula.₂) sa anode, metalikong pulbos ng tingga (Pb) sa katod.
2. Ang separator ay isang porous dielectric na naghihiwalay sa mga electrodes mula sa isa't isa, na pumipigil sa mga maikling circuit.
3. Ang elektrolit ay sulfuric acid na hinaluan ng tubig (distilled) H₂Kaya₄, mga electrode at isang separator ang inilalagay dito. Ang pinakamataas na electrical conductivity ay nakakamit sa temperaturang 20^OC, ang konsentrasyon ng sulfuric acid ay 35%, na isinasalin sa densidad ng electrolyte na 1.26 g/cm³. Minimal ang internal resistance, at ang mga pagkalugi sa loob ng aparato ay makabuluhang nababawasan. Sa mga klimang mababa ang temperatura, ang densidad ng solusyon ay maaaring tumaas sa 1.29 g/cm³ - 1.31 g/cm³. Ang pagtaas ng konsentrasyon ng acid solution ay pumipigil sa pagyelo ng electrolyte, na bumubuo ng yelo sa loob ng casing, na maaaring makapinsala sa mga electrode at masira ang baterya.

Pangunahing katangian, mga parameter

1. Kapasidad (nominal) - ang dami ng enerhiyang elektrikal na maaaring ibigay ng mga bateryang acid, ang pagsukat ay nangyayari sa sandali ng paglabas, sa ilalim ng isang load na may maliit na kasalukuyang pagkonsumo, mga yunit ng pagsukat - A*h.
2. Panimulang kuryente - ipinapakita ang kakayahan ng baterya na maghatid ng mataas na kuryente sa temperaturang -18^OSa loob ng kalahating minuto.
3. Kapasidad (reserba) - ipinapakita ang tagal ng panahon kung saan ang mga bateryang acid ay naghahatid ng kasalukuyang 25 A hanggang sa boltahe na 10.5 V.
4. Ang mas mababang halaga ng boltahe ng isang discharged na baterya ay 1.75 - 1.8 V.
5. Saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo — — 40^Omula - + 40^OKASAMA.

Mga Uri

Ayon sa kanilang paraan ng pagpapatakbo, ang mga bateryang acid ay maaaring hatiin sa tatlong grupo:

1. Cyclic mode—gumaganap sa isang siklo ng full discharge at full charge, na pana-panahong tinatanggal ang baterya mula sa pinagmumulan ng kuryente. Itinuturing na pinakamatinding mode, ang bilang ng 100% discharge cycles ay limitado.
2. Ang buffer mode ay isang malawakang ginagamit na mode na banayad sa baterya; hindi nito pinapayagan ang ganap na paglabas at nailalarawan sa pamamagitan ng patuloy na koneksyon sa isang pinagmumulan ng kuryente.
3. Halo-halong - isang kombinasyon ng mga buffer at cyclic mode, ngunit ang karamihan sa oras ng pagpapatakbo ay ginugugol sa buffer mode.

Ang pinakakaraniwang mga lead-acid na baterya na makukuha sa merkado ay maaaring hatiin sa mga sumusunod na uri:

Tingnan	Serbisyo	Paglalarawan	Boltahe, V
Asido ng Tingga	Naserbisyuhan	Ang mga baterya ng kotse ay may mga sumusunod na uri: low-antimony, antimony, acid-calcium, at hybrid.	612
AGM VRLA	Walang maintenance	Ang mga separator ay gawa sa fiberglass, cyclic at buffer operating mode.	24612
VRLA	Walang maintenance	Ang selyadong pabahay, kung minsan ay gawa sa kalsiyum, ay hindi naglalabas ng mga gas, na ginagamit sa buffer mode.	24612
GEL VLRA	Walang maintenance	Ang electrolyte ay silica gel, na nagpapahaba sa buhay ng baterya, at ang baterya ay gumagana sa isang buffer mode.	24612243648
OPzV	Walang maintenance	Ang mga electrode ay may disenyong pantubo, lumalaban sa ganap na pagdiskarga, at may buhay na serbisyo na humigit-kumulang 22 taon.	2

Aplikasyon

1. Ang mga bateryang acid para sa sasakyan ay ginagamit bilang mga starter na baterya.
2. Kagamitan sa kompyuter - mga hindi naaantala na suplay ng kuryente (UPS) ay nagbibigay-daan sa iyong mag-save ng impormasyon sakaling mawalan ng kuryente.
3. Produksyong pang-industriya - ang mga bateryang asido ay ginagamit bilang mga reserbang pinagkukunan ng kuryente.

Pag-charge at pangkalahatang mga rekomendasyon

1. Ang pag-charge ay dapat isagawa sa temperaturang 20^OKASAMA.
2. Ang kasalukuyang singilin ay hindi dapat lumagpas sa 10% ng nominal na kapasidad ng baterya.
3. Para sa paggamit sa mga sasakyan mga bateryang asido Sa mababang temperatura, mas mainam na gamitin ito kasama ng panloob na sistema ng pag-init na de-kuryente, dahil kapasidadAng kahusayan ng aparato ay nawawala ng 1% kapag ang temperatura ay bumaba ng 1^OKASAMA.
4. Hindi inirerekomenda na iimbak mga bateryang asido sa temperaturang higit sa 30^OKapag na-discharge na o na-discharge na, dapat munang ganap na ma-charge ang mga baterya.
5. Mas mainam na iimbak ang baterya sa isang malamig na lugar tuwing taglamig, dahil magiging minimal lang ang proseso ng self-discharge, at kinakailangang lagyan ng grasa ang positibong terminal nang maaga.
6. Bago gamitin, mga bateryang asido dapat dalhin sa isang silid na may temperaturang 20^OMula 8-10 oras upang dalhin sa kondisyon ng pagtatrabaho.