Osnovno znanje o olovnim akumulatorima bez održavanja
Uobičajeni naziv baterije koja se ne zahtijeva održavanje, koja se često naziva, zove se zatvorena olovna baterija regulirana ventilom. Zatvorena olovno-kiselinska baterija regulirana ventilom ima kućište, poklopac ventila i priključni blok koji se vidi izvana. Materijal za brtvljenje oko stezaljki je crvene i crne (ili plave), što označava pozitivne i negativne elektrode. 12V baterija je podijeljena u šest neovisnih izoliranih ćelija, od kojih svaka ima pozitivnu grupu ploča i negativnu ploču spojenu odgovarajućim vodičima sabirnice. Ploča olovno-kiselinske baterije je poput armiranobetonske konstrukcije. Nastaje premazivanjem (ili valjanje) aktivnog materijala na mrežastom skeletu legure žice: materijal na ploči pozitivne elektrode je olovo dioksid (PbO2), a ploča s negativnom elektrodom tvar je baršunasta ( Pb). Svaka od pozitivnih i negativnih ploča raspršena je s poroznim materijalom od mikrovlakana (također ispunjen materijalom od silikagela), u kojem se adsorbira elektrolit sumporne kiseline (H2S04), a vlaknasti materijal (ili materijal silika gela) je elektrokemijski reagirao. Proces prijenosa tekuće faze i prijenosa plinovite faze u procesu, koji je čvrsto sklopljen s pozitivnom i negativnom skupinom ploča, stvarajući 2V baterijsku ćeliju. Budući da olovne baterije neizbježno stvaraju vodik i kisik tijekom punjenja, one stvaraju tlak u stanicama kada su previše i prekasno da bi se oblikovale i oblikovale vodu. Kako bi se osigurao normalan i siguran rad akumulatora, svaka ćelija ima vlastiti preljevni ventil, koji dopušta da plin automatski pobjegne kada je tlak prekomjeran. U usporedbi s bogatom tekućom baterijom napunjenom tijelom elektrolita u akumulatorskom spremniku, zapečaćena olovna baterija regulirana ventilom sadrži samo malu količinu elektrolita u unutrašnjosti, što je loša tekuća baterija. Međutim, zbog određene redundancije uključenog elektrolita i razumnog korištenja tlaka preljevnog ventila, gubitak vode uzrokovan bijegom plina je iznimno mali, tako da je elektrolit baterije kontrolirane ventilom u osnovi u životu postupak. Nema potrebe za nadopunjavanjem, tako da su zatvorene olovne baterije regulirane ventilom također postale baterije koje ne zahtijevaju održavanje.
Koliko je napon baterije normalan?
Često se kaže da je napon baterije 12V. Ovdje spomenuti 12v odnosi se na najosnovniji parametar baterije - nominalni potencijal (jedinica v). Olovno-kiselinska baterija ima nominalni potencijal 2v, a nominalni potencijal šest jednožilnih baterija je 12v. Napajanje koje se koristi u električnim vozilima općenito je sastavljeno od 2 do 5 12v baterija spojenih u seriju kako bi se dobile 24v, 36v, 48v, 60v baterije. Ovdje se određuju teoretske vrijednosti određene značajkama aktivnih tvari koje se koriste u baterijama. Zapravo, postoje razlike u naponu i nominalnom potencijalu baterije u različitim uvjetima. Na primjer, normalna olovno-kiselinska baterija s nominalnim potencijalom od 12V je na kraju postupka punjenja, polarizacija punjenja dostiže maksimalnu vrijednost, a napon može doseći 14.4v ili više; na kraju pražnjenja polarizacija pražnjenja dostiže maksimalnu vrijednost. Napon može biti nizak kao 9v. Nakon što se punjenje ili pražnjenje zaustavi i ostavi na nekoliko sati, napon polarizacije (plan koncentracije) potpuno nestaje. Potencijal ove 12v baterije može biti između 13.8v (nakon punjenja) i 11v (nakon pražnjenja). To je uzrokovano promjenom stanja aktivnog materijala unutar baterije.
Što znači kapacitet baterije (Ah)?
Nazivni kapacitet akumulatora, c, rezultat je struje pražnjenja (A) i vremena pražnjenja (h). Budući da je Ah dobiven korištenjem različitih parametara pražnjenja za istu bateriju različit, kako bi se olakšao opis, mjerenje i usporedba kapaciteta baterije, unaprijed se moraju postaviti jednaki uvjeti. U praksi se kapacitet baterije definira kao količina električne energije koju daje zadana struja za pražnjenje akumulatora na postavljeni napon. Također se može reći da je kapacitet baterije produkt vremena koje je proteklo između pražnjenja baterije do postavljenog napona s podešenom strujom i strujom. Kako bi se postavili ujednačeni uvjeti, prvo, ovisno o razlikama u konstrukcijskim karakteristikama akumulatora i uporabi, postavlja se nekoliko brzina vremena pražnjenja. Najčešći su 20 sati i 10 sati, a baterija električnog vozila je 2 sata. Napisan je kao C20. C10 i C2, gdje C predstavlja kapacitet baterije, nakon čega slijedi broj koji označava broj sati kada se baterija isprazni do zadanog napona s strujom određenog intenziteta. Prema tome, nazivna struja pražnjenja dobiva se dijeljenjem broja sati s kapacitetom. To znači da baterije istog kapaciteta i različite brzine pražnjenja imaju različitu nominalnu struju pražnjenja. Na primjer, električni bicikl ima kapacitet baterije od 10 Ah i brzinu pražnjenja od 2 sata. Zapisana je kao 10 Ah2, a nazivna struja pražnjenja je 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; i baterija za pokretanje automobila ima kapacitet od 54 Ah. Brzina pražnjenja je 20 sati, zapisana kao 54Ah20, njena nazivna struja pražnjenja je samo 54 (Ah) / 20 (h) = 2.7A! Drugim riječima, ako su dvije baterije ispražnjene s 5A odnosno 2.7A, trebale bi trajati 2 sata i 20 sati kako bi pale na postavljeni napon. Gore spomenuti napon odnosi se na napon završetka (jedinica V). Prekidni napon može se jednostavno shvatiti kao: napon akumulatora pada tijekom pražnjenja na minimalnu vrijednost koja ne uzrokuje oštećenje. Vrijednost napona završetka nije fiksna. Smanjuje se kako struja pražnjenja raste. Što je veća struja pražnjenja iste baterije, to može biti niži napon završetka i obratno. To jest, kada se velika struja isprazni, dopušteno je da napon akumulatora padne na nižu vrijednost, a mali strujni izlaz nije moguć, inače može doći do oštećenja. Intenzitet struje baterije tijekom rada također se često izražava povećanjem, napisanim kao NCh. N je višestruki, C je broj sati kapaciteta, a h broj sati određen brzinom pražnjenja. Ovdje se vrijednost h koristi samo kao podsjetnik da pripadajuća baterija pripada toj brzini vremena pražnjenja, tako da je baterija koja specifično opisuje određenu vremensku brzinu da se uvećanje često piše u obliku NC bez zapisivanja standarda , Množenje višestrukog N s kapacitetom C jednako je struji A. Na primjer, 20Ah koristi 0.5c brzinu pražnjenja, 0.5 × 20 = 10A. U drugom primjeru: kapacitet akumulatora od 54Ah, izmjerena izlazna struja je 5,4A, zatim njegova brzina pražnjenja N iznosi 5,4 / 54 = 0,1C.
Kako rade olovne baterije
1. Izrada elektromotornih sila olovnih baterija
Nakon punjenja olovo-kiselinske baterije, olovo dioksid pozitivne elektrode (PB02), djelovanje molekula vode u otopini sumporne kiseline, mala količina olovnog dioksida i vode tvore disocirajuću nestabilnu tvar - olovo hidroksid (Pb (OH) ) 4) Hidroksidni ion nalazi se u otopini, a olovni ion (Pb4) ostaje na ploči pozitivne elektrode, tako da su elektroni odsutni na ploči pozitivne elektrode. Nakon punjenja olovno-kiselinske baterije negativna elektrodna ploča je olovo (Pb), a sumporna kiselina u elektrolitu (H2S04) Reakcija se pretvara u ione olova (Pb2), a ioni olova se prenose u elektrolit ostavljajući dva elektrona (2e) koji ostaju na negativnoj ploči. Kurikulum, kada vanjski krug nije spojen (baterija otvorenog kruga), zbog kemijskog djelovanja, nema elektrona na motornoj ploči, a negativna ploča ima više elektrona, a određena razlika potencijala se stvara između dvije ploče. To je elektromotorna sila baterije.
2. Elektrokemijska reakcija olovno-kiselinske baterije tijekom pražnjenja
Olovno-kiselinska baterija nalazi se na televizoru, a razlika potencijala baterije djeluje na katodu. Elektroni na negativnoj ploči ulaze u pozitivnu ploču kroz opterećenje kako bi formirali struju. Istovremeno se unutar baterije stvara kemijska reakcija. Nakon što se iz svakog atoma olova na ploči s negativnom elektrodom emitiraju dva elektrona, generirani ioni olova (Pb2) reagiraju sa sulfatnim ionom (S04-2) u elektrolitu, čime se na pločici elektrode stvara netopljivi olovni sulfat (PbS04). Kisikovi ioni (0-2) koji se hidroliziraju pomoću ploče pozitivne elektrode reagiraju s vodikovim ionima (H) u elektrolitičkoj otopini kako bi tvorili stabilnu vodu. Pod djelovanjem električnog polja sulfatnog iona i vodikovog iona koji postoji u elektrolitu, pozitivne i negativne elektrode baterije se premještaju kako bi formirale struju unutar baterije, i formira se cijeli krug, a baterija je kontinuirano ispražnjeno prema van. Koncentracija H2S04 kontinuirano se smanjuje tijekom pražnjenja, povećava se olovo sulfat (PbS04) na pozitivnim i negativnim elektrodama, povećava se unutarnji otpor baterije (olovo sulfat ne provodi električnu energiju), koncentracija elektrolita se smanjuje, a elektromotorna sila baterije smanjuje.
3. Elektrokemijska reakcija postupka punjenja olovno-kiselinskog akumulatora
Pri punjenju, vanjski izvor napajanja (polni punjač ili ispravljač) treba biti spojen izvana kako bi se materijal koji generira pozitivna i negativna ploča vratio na izvorni aktivni materijal, a vanjsku električnu energiju pretvorio u kemijsku energiju za pohranu. Na ploči pozitivne elektrode, olovo sulfat se disocira na dvovalentne ione olova (Pb2) i sulfatne negativne ione (SO4-2) pod djelovanjem vanjske struje. Budući da vanjski izvor napajanja kontinuirano povlači elektrone iz pozitivne elektrode, druga ploča pozitivne elektrode je obojena. Ionac valentnog olova Pb2 kontinuirano otpušta dva elektrona koji se dodaju, postaje tetravalentni ioni olova (Pb4) i nastavlja reagirati s vodom, te na kraju proizvodi olovo dioksid (PbO2) na ploči pozitivne elektrode. Na ploči s negativnom elektrodom, pod djelovanjem vanjske struje, olovo sulfat se disocira na dvovalentne ione olova (Pb2) i sulfatne negativne ione (SO4-2). Budući da negativna elektroda kontinuirano dobiva elektrone iz vanjskog izvora napajanja, slobodna elektroda blizu ploče s negativnom elektrodom Valentni olovni ion (Pb2) se neutralizira do olova (Pb) i prianja na ploču negativne elektrode kao baršunasto olovo. U elektrolitu pozitivna elektroda kontinuirano generira slobodne ione vodika (H) i sulfatne ione (SO4-2), a negativna elektroda kontinuirano generira sulfatne ione (SO4-2). Pod djelovanjem električnog polja, vodikovi se ionovi pomiču na negativnu elektrodu, a nastaje sulfat. Ioni se kreću prema pozitivnoj elektrodi i tvore struju. Na kraju punjenja, pod djelovanjem vanjske struje, u otopini će se pojaviti elektrolitička reakcija vode.
4. Promjena elektrolita nakon punjenja i pražnjenja olovne baterije
Iz gore navedenog se može vidjeti da kada se olovno-kiselinska baterija isprazni, sumporna kiselina u elektrolitu se kontinuirano smanjuje, voda se postupno povećava, a specifična težina otopine se smanjuje. Iz gore navedenog može se vidjeti da kada se akumulatorska baterija napuni, sumporna kiselina u elektrolitu se kontinuirano povećava, voda se postupno smanjuje, a specifična težina otopine se povećava. U stvarnom radu, naboja olovno-kiselinske baterije može se procijeniti prema promjeni specifične težine elektrolita. Korištenje i održavanje olovnih akumulatora koji ne zahtijevaju održavanje U posljednjih nekoliko godina, s produbljivanjem transformacije elektroenergetskih sustava u dvije mreže, visokofrekventni preklopni izvori i olovne baterije koje ne zahtijevaju održavanje proizvedene tehnologijom prekidnog napajanja Široko upotrebljavan. Međutim, zbog nedovoljnog iskustva u radu, održavanje napajanja istosmjernom strujom, posebno baterije, nije na mjestu, tako da se pouzdanost napajanja istosmjernom strujom ne može učinkovito jamčiti.
Značenje baterije bez održavanja
Glavna prednost olovno-kiselinske baterije regulirane ventilom je da se kisik koji nastaje na ploči pozitivne elektrode tijekom punjenja reducira na vodu na ploči s negativnom elektrodom reakcijom rekombinacije, te nije potrebno dodavati vodu za održavanje tijekom navedenog vremena. vijek trajanja plutajućeg punjenja. Održavajte olovne baterije. Može se vidjeti da se rad bez održavanja uspoređuje samo s običnom baterijom, a projekt dodavanja čiste vode ili destilirane vode za podešavanje razine tekućine elektrolita je izostavljen tijekom rada, te nije potrebno ukloniti sve radove održavanja. ,