Μπαταρία μολύβδου - συσκευή και αρχή λειτουργίας, ποικιλίες

Ο σχεδιασμός και η λειτουργία μιας κλασικής μπαταρίας μολύβδου-οξέος βασίζονται στις αναστρέψιμες ηλεκτροχημικές αντιδράσεις του μολύβδου και του διοξειδίου του μολύβδου με ένα υδατικό διάλυμα θειικού οξέος: όταν η μπαταρία εκφορτώνεται σε φορτίο, το οξείδιο του μολύβδου στην κάθοδο και ο μόλυβδος στην άνοδο αλληλεπιδρώντας με θειικά ανιόντα μετατρέπονται σε θειικό μόλυβδο το διοξείδιο του μολύβδου μειώνεται στην κάθοδο, ο μόλυβδος οξειδώνεται στην άνοδο).

Όταν η μπαταρία φορτίζεται, το θειικό μόλυβδο στις πλάκες διασπάται σε ιόντα, σχηματίζονται οξείδια μολύβδου στην κάθοδο και μεταλλικό μόλυβδο και πάλι στην άνοδο. Σε αυτή την περίπτωση, η συγκέντρωση του διαλύματος θειικού οξέος αυξάνεται, καθώς τα ιόντα θειικού οξέος που επανασυνδέονται με υδρογόνο και πάλι σχηματίζουν θειικό οξύ. Έτσι, είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε ξανά και ξανά την ίδια μπαταρία, απλά φορώντας την από καιρό σε καιρό.

Κατά τη διάρκεια της εκκένωσης της μπαταρίας, η συγκέντρωση του θειικού οξέος μειώνεται - η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη μειώνεται. Και όταν, στο τέλος της φόρτισης, η ποσότητα θειικού μολύβδου στα ηλεκτρόδια είναι σχεδόν εξαντλημένη, η διαδικασία της ηλεκτρόλυσης του νερού αρχίζει να αναλαμβάνει. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί με τη μορφή αφθονίας φυσαλίδων οξυγόνου και υδρογόνου, γεγονός που αποτελεί ένδειξη υπερφόρτισης μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος και πολλοί αυτοκινητιστές γνωρίζουν από πρώτο χέρι γι 'αυτό.

Είναι προτιμότερο να μην επιτρέψουμε ένα τέτοιο φαινόμενο, διότι στην περίπτωση αυτή, αφενός, το νερό καταναλώνεται αμετάκλητα και, αφετέρου, υπάρχει κίνδυνος έκρηξης. Επομένως όλα κανονικά φορτιστές μειώστε το ρεύμα φόρτισης όταν φτάσετε κάποια τάση στους ακροδέκτες της επαναφορτιζόμενης μπαταρίας. Όσον αφορά τις απώλειες νερού, παραδοσιακά αναπληρώνονται με την προσθήκη αποσταγμένου νερού στη μπαταρία.

Στην πραγματικότητα, στην περίπτωση μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος 12 βολτ, υπάρχει μια μπαταρία έξι κυψελών συνδεδεμένων εν σειρά μεταξύ τους - κυττάρων. Ένα κύτταρο (η μέγιστη τάση ενός τέτοιου κυττάρου είναι 2,17 βολτ) αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια και διαχωριστικές πλάκες διαχωρισμού, οι οποίες δεν αλληλεπιδρούν χημικά με τον ηλεκτρολύτη, αλλά παρεμποδίζουν την επαφή μεταξύ των ηλεκτροδίων.

Τα ηλεκτρόδια είναι πλέγματα καθαρού μολύβδου, επιπλέον, η σκόνη διοξειδίου του μολύβδου πιέζεται στο πλέγμα ανόδου και η πούδρα μολύβδου πιέζεται στο καθοδικό πλέγμα. Οι κόνεις χρησιμοποιούνται εδώ για να μεγιστοποιηθεί η περιοχή αλληλεπίδρασης των ηλεκτροδίων με τον ηλεκτρολύτη και έτσι να επιτευχθεί η μεγαλύτερη δυνατή ηλεκτρική χωρητικότητα της μπαταρίας, αφού τα ηλεκτρόδια βυθίζονται στον ηλεκτρολύτη. Οι μπαταρίες των 3, 6 ή 12 κελιών δίνουν 6, 12 και 24 βολτ στους ακροδέκτες της μπαταρίας, αντίστοιχα.

Μπαταρία αυτοκινήτου εκκίνησης (με υγρό ηλεκτρολύτη)

Κλασικές μπαταρίες αυτοκινήτων - μπαταρίες οξέος, με υγρό ηλεκτρολύτη, για ονομαστική τάση 12 βολτ. Το καπάκι μιας τέτοιας μπαταρίας έχει 6 οπές με βύσματα για εύκολη συντήρηση - μπορείτε να ελέγξετε την πυκνότητα του ηλεκτρολύτη χρησιμοποιώντας ένα υδρομετρητή, εάν είναι απαραίτητο, προσθέστε απεσταγμένο νερό. Το εύρος χωρητικότητας είναι από 35 έως 230 A * h, παρέχουν ρεύματα εκκίνησης από 330 έως 1500 A.

Το καθήκον μιας τέτοιας μπαταρίας είναι να στροβιλεύσει το μίζα κατά την εκκίνηση του αυτοκινήτου καθώς και να τροφοδοτήσει το ενσωματωμένο δίκτυο (προβολείς, συσκευές, καταναλωτές επί του σκάφους μέσω του αναπτήρα κ.λπ.). Οι μπαταρίες αυτής της μορφής σε υγρό ηλεκτρολύτη καθίστανται σταδιακά ένα παρελθόν δίνοντας τη θέση τους σε πιο σύγχρονες μπαταρίες με παχύ ηλεκτρολύτη .

Gel μπαταρίες (GEL) για UPS, συστήματα ασφαλείας, κλπ.

Στα οικιακά αδιάλειπτα τροφοδοτικά (UPS, UPS) (βλέπε - Πώς είναι τα UPS διευθετημένα και λειτουργούν;), στα κυκλώματα τροφοδοσίας των συστημάτων συναγερμού και σε άλλες παρόμοιες εφαρμογές, είναι σφραγισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος με παχύ ηλεκτρολύτη - μπαταρίες γέλης.

Ο ηλεκτρολύτης υγρού οξέος εδώ είναι παχύρευστος σε μια πάστα που ομοιάζει με ένα υδατικό αλκαλικό διάλυμα πυριτικών νατρίου (Na2Si2O4). Οι μπαταρίες αυτού του τύπου δεν απαιτούν συντήρηση και συμπληρώνουν με αποσταγμένο νερό. Οι μπαταρίες γέλης είναι διαθέσιμες σε χωρητικότητες από 1 έως 100 A * h.

AGM Technology

Μια καλύτερη έκδοση της μπαταρίας gel είναι μια μπαταρία μολύβδου-οξέος χωρίς συντήρηση με πορώδεις διαχωριστές από υαλοβάμβακα (Absorbent Glass Mat), που επιτρέπει πιο αυστηρές συνθήκες φόρτισης και λειτουργίας. Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό της τεχνολογίας AGM είναι η χρήση διαχωριστικών πορώδους γεμιστικού υλικού γεμάτης πορώδους συσσωματωμένης με υαλοβάμβακα.

Οι μικροπόροι ενός τέτοιου υλικού δεν γεμίζονται πλήρως με ηλεκτρολύτη και ο όγκος ελεύθερος από ηλεκτρολύτη χρησιμοποιείται εδώ για ανασυνδυασμό αερίου. Η μπαταρία, που παράγεται με την τεχνολογία AGM, έχει πολλά πλεονεκτήματα: Αντοχή σε κραδασμούς, κανονική απόδοση σε οποιαδήποτε θέση (το κύριο πράγμα δεν είναι να έχει ανάποδα, καθώς υπάρχουν βαλβίδες έκτακτης ανάγκης στην κορυφή).