Ett batteri är en kraftkälla där energin från en kemisk reaktion omvandlas till elektrisk energi under urladdning, och vice versa under laddning. Dess huvudsakliga skillnad från ett konventionellt batteri är förmågan att återställa energi genom laddning. För att ladda måste en likström appliceras i motsatt riktning mot urladdningen.
Blybatterier uppfanns på 1800-talet och är fortfarande de mest populära batterierna världen över på grund av deras låga kostnad och höga effektivitet. Enheten består av ett hölje och två elektroder med motsatt polaritet, nedsänkta i en elektrolyt – en syralösning – därav namnet blybatterier (AKB – Rechargeable Acid Batteries). Blybatterier är också kända som blybatterier på grund av det material som elektroderna är gjorda av.
Hur fungerar de?
Batteriet fungerar genom den elektrokemiska processen där bly och blydioxid reagerar i en vattenlösning av svavelsyra. När elektroderna belastas sker en kemisk reaktion mellan blydioxiden och svavelsyran (H₂).2SÅ4, såväl som oxidationsreaktionen av bly till blysulfat. Under urladdning reduceras blydioxid vid katoden ("-") och bly oxideras vid anoden ("+"). Under laddning sker omvända kemiska reaktioner och vattenelektrolys, vilket frigör syre vid anoden och väte vid katoden.
Interaktionsreaktionerna som sker i batteriet kan beskrivas med två formler:
- PbO2 + Pb + 2H2SÅ4 → 2PbSO44 + 2 timmar2O — urladdning.
- 2PbSO44 + 2 timmar2O → PbO2 + Pb + 2H2SÅ4 — laddning.
Under urladdning sker processen för bildning av blysulfat i anodens och katodens aktiva massor, och förbrukningen av svavelsyra H₂2SÅ4 och en minskning av elektrolytdensiteten. Under laddning sker omvända reaktioner, svavelsyra bildas och elektrolytdensiteten ökar. Slutet av laddningsprocessen kännetecknas av att omvandlingen av ämnen vid elektroderna är fullbordad och elektrolytförändringarna upphör. Om laddningen fortsätter sker en oönskad vattennedbrytningsreaktion (elektrolys), vilket frigör syre- och vätebubblor i elektrolyten, vilket resulterar i en illusion av kokning. Om detta inträffar måste destillerat vatten tillsättas till batteriet för att återställa elektrolyten.
Design
Syrabatterier har förblivit oförändrade i sin grundläggande interna design i över hundra år.
Batteriernas design inkluderar:
- Elektroderna är i form av platta galler gjorda av bly, med blydioxidpulver (PbO) pressat in i cellerna.2) på anoden, metalliskt blypulver (Pb) på katoden.
- Separatorn är ett poröst dielektrikum som separerar elektroderna från varandra och förhindrar kortslutningar.
- Elektrolyt är svavelsyra utspädd med vatten (destillerad) H2SÅ4, elektroder och en separator placeras i den. Maximal elektrisk ledningsförmåga uppnås vid en temperatur på 20OC är svavelsyrakoncentrationen 35 %, vilket motsvarar en elektrolytdensitet på 1,26 g/cm³. Den inre resistansen är minimal och förlusterna i enheten minskas avsevärt. I lågtemperaturklimat kan lösningens densitet öka till 1,29 g/cm³ - 1,31 g/cm³. Att öka syralösningens koncentration förhindrar att elektrolyten fryser och bildar is inuti höljet, vilket kan skada elektroderna och orsaka att batteriet spricker.
Huvudegenskaper, parametrar
- Kapacitet (nominell) - mängden elektrisk energi som syrabatterier kan ge, mätningen sker vid urladdningstillfället, under belastning med en liten förbrukningsström, måttenheter - A*h.
- Startström - visar batteriets förmåga att leverera höga strömmar vid en temperatur på -18OI en halv minut.
- Kapacitet (reserv) - visar den tidsperiod under vilken syrabatterier levererar en ström på 25 A upp till en spänning på 10,5 V.
- Det lägre spänningsvärdet för ett urladdat batteri är 1,75 - 1,8 V.
- Driftstemperaturområde — — 40Ofrån - + 40OMED.
Varianter
Beroende på deras driftsätt kan syrabatterier delas in i tre grupper:
- Cykliskt läge – arbetar i en cykel med full urladdning och full laddning, med periodisk bortkoppling av batteriet från strömkällan. Läget anses vara det mest allvarliga och antalet 100 % urladdningscykler är begränsat.
- Buffertläge är ett vanligt förekommande läge som är skonsamt mot batteriet; det tillåter inte fullständig urladdning och kännetecknas av konstant anslutning till en strömkälla.
- Blandat - en kombination av buffert- och cykliska lägen, men större delen av driftstiden tillbringas i buffertläge.
De vanligaste blybatterierna som finns på marknaden kan delas in i följande typer:
| Se | Service | Beskrivning | Spänning, V |
| Bly-syra | Serviced | Bilbatterier finns i följande typer: lågantimon, antimon, syra-kalcium och hybridbatterier. | 612 |
| AGM VRLA | Underhållsfri | Separatorerna är tillverkade av glasfiber, cykliska och buffertdrivna. | 24612 |
| VRLA | Underhållsfri | Förseglat hölje, ibland tillverkat av kalcium, avger inte gaser, används i buffertläge. | 24612 |
| GEL VLRA | Underhållsfri | Elektrolyten är kiselgel, vilket förlänger batteriets livslängd, och batteriet fungerar i buffertläge. | 24612243648 |
| OPzV | Underhållsfri | Elektroderna är rörformiga i designen, tål fullständig urladdning och har en livslängd på cirka 22 år. | 2 |
Ansökan
- Bilbatterier - syrabatterier används som startbatterier.
- Datorutrustning - avbrottsfri strömförsörjning (UPS) låter dig spara information vid strömavbrott.
- Industriell produktion - syrabatterier används som reservkraftkällor.
Laddning och allmänna rekommendationer
- Laddning måste utföras vid en temperatur på 20OMED.
- Laddströmmen bör inte överstiga 10 % av batteriets nominella kapacitet.
- För användning i fordon syrabatterier Vid låga temperaturer är det bättre att använda den med ett internt elektriskt värmesystem, eftersom kapacitetEnhetens effektivitet förloras med 1 % när temperaturen sjunker med 1OMED.
- Det rekommenderas inte att förvara syrabatterier vid temperaturer över 30OMed, eller urladdade, batterierna måste först laddas helt.
- Det är bättre att förvara batteriet på en kall plats under vintern, eftersom självurladdningsprocessen blir minimal och det är nödvändigt att smörja in den positiva polen i förväg.
- Före användning, syrabatterier måste föras in i ett rum med en temperatur på 20OFrån 8-10 timmar för att få i fungerande skick.
