Osnovno znanje o olovnim akumulatorima bez održavanja
Uobičajeni naziv baterije koja se ne održava, što ljudi često kažu, zove se zapečaćena olovna baterija. Ventilski zapečaćena olovno-kiselinska baterija ima kućište, poklopac ventila i priključni blok koji se vidi izvana. Materijal za brtvljenje oko priključaka je crvene i crne (ili plave), što označava pozitivne i negativne elektrode. 12V baterija je podeljena na šest nezavisnih izolovanih ćelija, od kojih svaka ima pozitivnu grupu ploča i negativnu ploču koja je povezana odgovarajućim provodnicima sabirnice. Ploča olovno-kiselinske baterije je poput armiranobetonske konstrukcije. Formira se premazivanjem (ili valjanja) aktivnog materijala na mrežastom skeletu legirane žice: materijal na ploči pozitivne elektrode je olovo dioksid (PbO2), a ploča s negativnom elektrodom supstanca je baršunasta olovka ( Pb). Svaka od pozitivnih i negativnih ploča je rasuta poroznim materijalom od mikrovlakana (također ispunjen materijalom od silika gela), u kojem se adsorbuje elektrolit sumporne kiseline (H2SO4), a vlaknasti materijal (ili materijal silika gela) je elektrokemijski reagirao. Proces transporta tečne faze i transporta gasne faze u procesu, koji je čvrsto sklopljen sa pozitivnom i negativnom grupom ploča da se formira 2V baterijska ćelija. Pošto olovno-kiselinske baterije neizbežno stvaraju vodonik i kiseonik tokom punjenja, one stvaraju pritisak u ćelijama kada su previše i prekasno da formiraju i formiraju vodu. Kako bi se osigurao normalan i siguran rad akumulatora, svaka ćelija ima vlastiti preljevni ventil, koji omogućava da plin automatski pobjegne kada je pritisak prekomjeran. U usporedbi s bogatom tekućom baterijom napunjenom tijelom elektrolita u akumulatorskom spremniku, zatvorena olovno-kiselinska baterija regulirana ventilom sadrži samo malu količinu elektrolita, što je loša tekuća baterija. Međutim, zbog izvesne redundantnosti uključenog elektrolita i razumnog korišćenja pritiska prelivnog ventila, gubitak vode uzrokovan izlazom gasa je izuzetno mali, tako da je elektrolit akumulatora sa kontrolom ventila u osnovi u životu proces. Nema potrebe za nadopunjavanjem, tako da su zapečaćene olovne baterije regulirane ventilom također postale baterije koje ne zahtijevaju održavanje.
Koliko je napon baterije normalan?
Često se kaže da je napon baterije 12V. Ovde spomenuti 12v odnosi se na najosnovniji parametar baterije - nominalni potencijal (jedinica v). Olovno-kiselinska baterija ima nominalni potencijal od 2v, a nominalni potencijal šest jednožilnih baterija je 12v. Napajanje koje se koristi u električnim vozilima obično se sastoji od 2 do 5 12v baterija povezanih u seriju za formiranje 24V, 36V, 48V, 60V baterijskih paketa. Ovdje se određuju teoretske vrijednosti određene svojstvima aktivnih materijala koji se koriste u baterijama. U stvari, postoje razlike u naponu i nominalnom potencijalu baterije u različitim uslovima. Na primer, normalna olovno-kiselinska baterija sa nominalnim potencijalom od 12V je na kraju procesa punjenja, polarizacija punjenja dostiže maksimalnu vrednost, a napon može da dosegne 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.
Šta znači kapacitet baterije (Ah)?
Nazivni kapacitet baterije, c, je proizvod 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 baterija, unaprijed se moraju postaviti jednaki uvjeti. U praksi, kapacitet baterije se definira kao količina električne energije koju daje zadana struja za pražnjenje baterije na postavljeni napon. Takođe se može reći da je kapacitet baterije proizvod vremena koje je proteklo između pražnjenja baterije do podešenog napona sa podešenom strujom i strujom. Da bi se postavili ujednačeni uslovi, prvo, u skladu sa razlikama u konstrukcionim karakteristikama akumulatora i njihovoj upotrebi, postavlja se nekoliko stopa 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 je baterija ispražnjena do postavljenog napona sa strujom određenog intenziteta. Tako se nazivna struja pražnjenja dobija dijeljenjem broja sati s kapacitetom. To znači da baterije istog kapaciteta i različite brzine pražnjenja imaju daleko različitu nominalnu struju pražnjenja. Na primjer, električni bicikl ima kapacitet baterije od 10 Ah i brzinu pražnjenja od 2 sata. Zapisano je kao 10 Ah2, a njegova 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 da padnu na postavljeni napon. Gore navedeni napon se odnosi na napon završetka (jedinica V). Prekidni napon se jednostavno može shvatiti kao: napon akumulatora pada tokom 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 je niži napon završetka, i obrnuto. Naime, kada se velika struja isprazni, dopušteno je da napon akumulatora padne na nižu vrijednost, a mali strujni napon nije moguć, inače može doći do oštećenja. Intenzitet struje baterije tokom rada se često izražava u smislu uvećanja, napisanog kao NCh. N je višestruk, C broj sati kapaciteta, a h broj sati određen brzinom pražnjenja. Ovdje se vrijednost h koristi samo kao podsjetnik da pripadajuća baterija pripada toj vremenskoj brzini pražnjenja, tako da baterija koja specifično opisuje određenu vremensku brzinu je da se uvećanje često piše u obliku NC bez zapisivanja standarda . Množenje višestrukog N sa kapacitetom C jednako je struji A. Na primjer, 20Ah koristi 0.5c brzinu pražnjenja, 0.5 × 20 = 10A. Za drugi ugao primjer: kapacitet baterije akumulatora 54Ah, izmjerena izlazna struja je 5.4A, zatim njegova brzina pražnjenja N iznosi 5.4 / 54 = 0.1C.
Kako rade olovne baterije
1. Generisanje elektromotornih snaga olovnih baterija
Nakon punjenja olovno-kiselinske baterije, olovni dioksid (PB02) pozitivne elektrode, djelovanje molekula vode u otopini sumporne kiseline, mala količina olovnog dioksida i vode stvaraju disocirajuću nestabilnu supstancu - olovo hidroksid (Pb (OH) ) 4) Hidroksidni jon je u rastvoru, 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 prebacuju 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 tokom pražnjenja
Olovno-kiselinska baterija se postavlja na televizor, a potencijalna razlika akumulatora deluje na katodu. Elektroni na negativnoj ploči ulaze u pozitivnu ploču kroz opterećenje da bi formirali struju. U isto vrijeme, unutar baterije se formira kemijska reakcija. Nakon što se dva elektrona emituju sa svakog atoma olova na ploči negativne elektrode, generisani ioni olova (Pb2) reaguju sa sulfatnim jonom (S04-2) u elektrolitu da bi se formirala nerastvorna olovna sulfata (PbS04) na elektrodnoj ploči. Joni kiseonika (0-2) koji su hidrolizirani pozitivnom elektrodom reaguju sa vodonikovim jonima (H) u elektrolitskom rastvoru da bi formirali stabilnu vodu. Pod dejstvom električnog polja sulfatnog iona i vodonikog jona koji postoji u elektrolitu, pozitivne i negativne elektrode baterije se pomeraju da formiraju struju unutar baterije, i formira se čitav krug, a baterija je stalno se ispušta prema van. Koncentracija H2S04 kontinuirano se smanjuje tokom pražnjenja, povećava se olovo sulfat (PbS04) na pozitivnim i negativnim elektrodama, povećava se unutrašnji otpor baterije (olovni sulfat ne provodi električnu energiju), koncentracija elektrolita se smanjuje, a elektromotorna sila baterije smanjuje se.
3. Elektrokemijska reakcija procesa punjenja akumulatora
Prilikom punjenja, vanjski izvor napajanja (polni punjač ili ispravljač) treba biti spojen izvana kako bi se obnovio materijal generiran pozitivnim i negativnim pločama nakon pražnjenja u izvorni aktivni materijal, te pretvoriti vanjsku električnu energiju u kemijsku energiju za skladištenje. Na ploči pozitivne elektrode, olovo sulfat se disocira na dvovalentne ione olova (Pb2) i sulfatne negativne jone (SO4-2) pod dejstvom spoljne struje. Budući da vanjski izvor napajanja kontinuirano povlači elektrone iz pozitivne elektrode, druga ploča pozitivne elektrode je obojena. Valentni jon olova Pb2) neprekidno oslobađa dva elektrona koji se dodaju, postaje tetravalentni olovni joni (Pb4), i nastavlja da reaguje sa vodom, i na kraju proizvodi olovo dioksid (PbO2) na ploči pozitivne elektrode. Na ploči negativne elektrode, olovo sulfat se disocira na dvovalentne ione olova (Pb2) i sulfatne negativne jone (SO4-2) pod dejstvom spoljne struje. Budući da negativna elektroda kontinuirano dobija elektrone iz vanjskog izvora napajanja, slobodna elektroda u blizini ploče negativne elektrode Valentni olovni ion (Pb2) se neutralizira do olova (Pb) i prianja na ploču negativne elektrode kao baršunasto olovo. U elektrolitu, pozitivna elektroda neprekidno generiše slobodne jone vodonika (H) i sulfatne ione (SO4-2), a negativna elektroda kontinuirano generiše sulfatne jone (SO4-2). Pod dejstvom električnog polja, vodonični joni prelaze na negativnu elektrodu, a generiše se sulfat. Ioni se kreću prema pozitivnoj elektrodi da formiraju 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 se vidi da kada se napuni olovno-kiselinska baterija, sumporna kiselina u elektrolitu se kontinuirano povećava, voda se postepeno smanjuje, a specifična težina otopine se povećava. U stvarnom radu, naboja olovno-kiselinske baterije može se procjenjivati prema promjeni specifične težine elektrolita. Korišćenje i održavanje olovnih akumulatora koji ne zahtevaju održavanje U poslednjih nekoliko godina, sa produbljivanjem transformacije elektroenergetskih sistema u dve mreže, visokofrekventni prekidači i bezolovno-olovne baterije proizvedene korišćenjem tehnologije prekidnog napajanja široko se koristi. Međutim, zbog nedovoljnog iskustva u radu, održavanje napajanja jednosmernom strujom, posebno akumulatora, nije na mestu, tako da se pouzdanost napajanja jednosmernom strujom ne može efikasno garantovati.
Značenje baterije bez održavanja
Glavna prednost olovno-kiselinske baterije regulirane ventilom je da se kisik koji se generira na ploči pozitivne elektrode tijekom punjenja reducira na vodu na ploči negativne elektrode reakcijom rekombinacije, te nije potrebno dodavati vodu za održavanje tijekom određenog vremena. život plutajućeg punjenja. Održavajte olovne baterije. Može se videti da je rad bez održavanja samo u poređenju sa običnom baterijom, a projekat dodavanja čiste vode ili destilovane vode za podešavanje nivoa tečnosti elektrolita je izostavljen tokom rada, i nije potrebno ukloniti sve radove održavanja. .