Conoscenza di base delle batterie piombo-acido esenti da manutenzione
Il nome normale della batteria esente da manutenzione che la gente dice spesso si chiama batteria al piombo sigillata regolata dalla valvola. La batteria al piombo-acido sigillata regolata dalla valvola ha un involucro, un coperchio della valvola e una morsettiera vista dall'esterno. Il materiale di tenuta attorno ai terminali è rosso e nero (o blu) per indicare gli elettrodi positivi e negativi. La batteria da 12 V è suddivisa in sei celle isolate indipendenti, ognuna delle quali ha un gruppo di piastre positivo e un gruppo di piastre negativo collegato da rispettivi conduttori di bus. La piastra della batteria al piombo è come una struttura in cemento armato. È formato dal rivestimento (o laminazione) di un materiale attivo sullo scheletro simile a una rete del filo di lega: il materiale sulla piastra dell'elettrodo positivo è il diossido di piombo (PbO2) e la piastra dell'elettrodo negativo La sostanza su di esso è il piombo di velluto ( Pb). Ciascuna delle piastre positive e negative è intervallata da un materiale in microfibra poroso (anch'esso riempito con materiale di gel di silice), in cui viene adsorbito un elettrolita di acido solforico (H2SO4) e il materiale di fibra (o materiale di gel di silice) viene fatto reagire elettrochimicamente. Il processo di trasporto di fase liquida e trasporto di fase gassosa nel processo, che è strettamente assemblato con i gruppi di piastre positivo e negativo per formare una cella di batteria da 2V. Poiché le batterie piombo-acido generano inevitabilmente idrogeno e ossigeno durante la carica, generano pressione nelle celle quando sono troppe e troppo tardi per formare e formare acqua. Per garantire il funzionamento normale e sicuro della batteria, ogni cella ha una propria valvola di troppo pieno, che consente al gas di fuoriuscire automaticamente quando la pressione è eccessiva. Rispetto alla ricca batteria liquida riempita con il corpo dell'elettrolita nel serbatoio della batteria, la batteria al piombo-acido sigillata regolata dalla valvola contiene solo una piccola quantità di elettrolito all'interno, che è una batteria povera di liquidi. Tuttavia, a causa della certa ridondanza dell'elettrolito coinvolto e dell'uso ragionevole della pressione della valvola di troppo pieno, la perdita di acqua causata dalla fuoriuscita del gas è estremamente ridotta, quindi l'elettrolita della batteria controllata dalla valvola è sostanzialmente nella vita processi. Non c'è bisogno di rifornirsi, quindi le batterie sigillate piombo-acido con valvola sono diventate anche batterie esenti da manutenzione.
Quanto è normale la tensione della batteria?
Si dice spesso che questa tensione della batteria sia 12V. Il 12v qui menzionato si riferisce al parametro più fondamentale della batteria: il potenziale nominale (unità v). Una batteria al piombo ha un potenziale nominale di 2v e il potenziale nominale di sei batterie a stringa singola è di 12v. L'alimentatore utilizzato nei veicoli elettrici è generalmente composto da 2 a 5 batterie da 12 V collegate in serie per formare pacchi batteria 24v, 36v, 48v, 60v. Qui vengono determinati i valori teorici determinati dalle caratteristiche dei materiali attivi utilizzati nelle batterie. In realtà, ci sono differenze nella tensione e potenziale nominale della batteria in condizioni diverse. Ad esempio, una normale batteria al piombo con un potenziale nominale di 12 v si trova alla fine del processo di carica, la polarizzazione di carica raggiunge un valore massimo e la tensione può raggiungere 14,4v o superiore; alla fine della scarica, la polarizzazione di scarica raggiunge un valore massimo. La tensione può scendere fino a 9v. Dopo aver caricato o scaricato, viene fermato e lasciato per alcune ore, la tensione di polarizzazione (piano di concentrazione) scompare completamente. Il potenziale di questa batteria da 12 V può essere compreso tra 13,8 V (dopo il riempimento) e 11 V (dopo lo scaricamento). È causato da un cambiamento nello stato del materiale attivo all'interno della batteria.
Qual è il significato della capacità della batteria (Ah)?
La capacità nominale della batteria, c, è il prodotto della corrente di scarica (A) e il tempo di scarica (h). Poiché gli Ah ottenuti utilizzando diversi parametri di scarica per la stessa batteria sono diversi, al fine di facilitare la descrizione, la misurazione e il confronto della capacità della batteria, è necessario impostare in anticipo condizioni uniformi. In pratica, la capacità della batteria è definita come la quantità di elettricità fornita dalla corrente impostata per scaricare la batteria alla tensione impostata. Si può anche dire che la capacità della batteria è il prodotto del tempo trascorso tra lo scaricamento della batteria e la tensione impostata con la corrente impostata e la corrente. Per impostare condizioni uniformi, in primo luogo, in base alla differenza nelle caratteristiche e nell'uso della batteria, sono impostate diverse velocità di scarica. Le più comuni sono 20 ore e 10 ore e la batteria del veicolo elettrico è di 2 ore. È scritto come C20. C10 e C2, dove C rappresenta la capacità della batteria, seguito da un numero che indica il numero di ore in cui la batteria è scaricata su una tensione impostata con una corrente di una certa intensità. Pertanto, la corrente di scarica nominale si ottiene dividendo il numero di ore per la capacità. Vale a dire, le batterie con la stessa capacità e le diverse velocità di scarica hanno una corrente di scarica nominale molto diversa. Ad esempio, una bicicletta elettrica ha una capacità della batteria di 10 Ah e una velocità di scarica di 2 ore. È scritto come 10 Ah2 e la sua corrente di scarica nominale è 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; e una batteria per avviare un'auto ha una capacità di 54 Ah. La velocità di scarica è di 20 ore, scritta come 54Ah20, la sua corrente di scarica nominale è solo 54 (Ah) / 20 (h) = 2,7A! In altre parole, se le due batterie sono scariche rispettivamente di 5A e 2.7A, dovrebbero durare per 2 ore e 20 ore per scendere alla tensione impostata. La tensione impostata sopra menzionata si riferisce alla tensione di terminazione (unità V). La tensione di terminazione può essere semplicemente intesa come: la tensione della batteria scende durante lo scarico ad un valore minimo che non causa danni. Il valore della tensione di terminazione non è fisso. Si riduce all'aumentare della corrente di scarica. Maggiore è la corrente di scarica della stessa batteria, minore è la tensione di terminazione e viceversa. Vale a dire, quando la corrente di grandi dimensioni viene scaricata, la tensione della batteria viene lasciata scendere a un valore inferiore e non è possibile una piccola scarica di corrente, altrimenti potrebbe verificarsi un danno. L'intensità corrente della batteria durante il funzionamento è spesso espressa in termini di ingrandimento, scritta come NCh. N è un multiplo, C è il numero di ore di capacità e h è il numero di ore specificato dalla velocità di scarica. Qui, il valore di h viene utilizzato solo come promemoria per indicare che la batteria pertinente appartiene a questa velocità di scarica, quindi la batteria che descrive specificamente una determinata velocità è che l'ingrandimento viene spesso scritto sotto forma di NC senza annotare lo standard . Moltiplicare il multiplo N per la capacità C è uguale alla corrente A. Ad esempio, 20Ah utilizza una scarica in frequenza 0.5c, 0.5 × 20 = 10A. Per un altro esempio di angolo: una capacità di avviamento della batteria dell'automobile 54Ah, la corrente di uscita misurata è 5,4 A, quindi la sua velocità di scarica N è 5,4 / 54 = 0,1C.
Come funzionano le batterie al piombo
1. Generazione della forza elettromotrice a batteria al piombo
Dopo che la batteria al piombo è carica, l'elettrodo positivo piombo anidride (PB02), l'azione delle molecole d'acqua nella soluzione di acido solforico, una piccola quantità di biossido di piombo e acqua per formare una sostanza instabile dissociabile - piombo idrossido (Pb (OH 4) Lo ione idrossido si trova nella soluzione e lo ione piombo (Pb4) rimane sulla piastra dell'elettrodo positivo, quindi gli elettroni sono assenti sulla piastra dell'elettrodo positivo. Dopo che la batteria al piombo è carica, la piastra dell'elettrodo negativo è piombo (Pb) e l'acido solforico nell'elettrolita (H2S04) La reazione si trasforma in ioni piombo (Pb2), e gli ioni piombo vengono trasferiti all'elettrolito, lasciando due elettroni (2e) rimanenti sulla piastra negativa. Courseware, quando il circuito esterno non è collegato (circuito aperto della batteria), a causa dell'azione chimica, non vi è alcun elettrone sulla scheda del motore e la piastra negativa ha più elettroni e viene generata una certa differenza di potenziale tra le due piastre. Questa è la forza elettromotrice della batteria.
2. Reazione elettrochimica della batteria al piombo durante la scarica
La batteria al piombo viene posizionata sul televisore e la differenza di potenziale della batteria agisce sul catodo. Gli elettroni sulla piastra negativa entrano nella piastra positiva attraverso il carico per formare una corrente. Allo stesso tempo, si forma una reazione chimica all'interno della batteria. Dopo che due elettroni sono emessi da ciascun atomo di piombo sulla piastra dell'elettrodo negativo, gli ioni di piombo generati (Pb2) reagiscono con lo ione solfato (S04-2) nell'elettrolita per formare solfato di piombo insolubile (PbS04) sulla piastra dell'elettrodo. Gli ioni di ossigeno (0-2) idrolizzati dalla piastra dell'elettrodo positivo reagiscono con gli ioni idrogeno (H) nella soluzione elettrolitica per formare una sostanza stabile acqua. Sotto l'azione del campo elettrico dello ione solfato e dello ione idrogeno presente nell'elettrolita, gli elettrodi positivi e negativi della batteria sono rispettivamente spostati per formare una corrente all'interno della batteria, e l'intero circuito è formato, e la batteria è continuamente scaricato verso l'esterno. La concentrazione di H2S04 diminuisce continuamente durante la scarica, il solfato di piombo (PbS04) aumenta sugli elettrodi positivi e negativi, la resistenza interna della batteria aumenta (il solfato di piombo non conduce elettricità), la concentrazione dell'elettrolita diminuisce e la forza elettromotrice della batteria diminuisce.
3. Reazione elettrochimica del processo di carica della batteria al piombo
Durante la ricarica, la fonte di alimentazione esterna (polo di ricarica o raddrizzatore) deve essere collegata esternamente per ripristinare il materiale generato dalle piastre positive e negative dopo la scarica sul materiale attivo originale e convertire l'energia elettrica esterna in energia chimica per la conservazione. Sulla piastra dell'elettrodo positivo, il solfato di piombo è dissociato in ioni di piombo bivalente (Pb2) e ioni negativi di solfato (SO4-2) sotto l'azione della corrente esterna. Poiché la fonte di energia esterna estrae continuamente elettroni dall'elettrodo positivo, la seconda delle piastre dell'elettrodo positivo è colorata. Il piombo di valenza Pb2) rilascia continuamente due elettroni da aggiungere, diventa ioni piombo tetravalente (Pb4) e continua a reagire con l'acqua, producendo alla fine biossido di piombo (PbO2) sulla piastra dell'elettrodo positivo. Sulla piastra dell'elettrodo negativo, il solfato di piombo è dissociato in ioni di piombo bivalente (Pb2) e ioni negativi di solfato (SO4-2) sotto l'azione di corrente esterna. Poiché l'elettrodo negativo ottiene continuamente elettroni dalla fonte di energia esterna, l'elettrodo libero vicino alla piastra dell'elettrodo negativo Il piombo di valenza (Pb2) viene neutralizzato al piombo (Pb) e aderisce alla piastra dell'elettrodo negativo come piombo di velluto. Nell'elettrolita, l'elettrodo positivo genera continuamente ioni di idrogeno liberi (H) e ioni solfato (SO4-2), e l'elettrodo negativo genera continuamente ioni solfato (SO4-2). Sotto l'azione del campo elettrico, gli ioni idrogeno si spostano sull'elettrodo negativo e viene generato solfato. Gli ioni si muovono verso l'elettrodo positivo per formare una corrente. Alla fine della ricarica, sotto l'azione della corrente esterna, nella soluzione si verificherà una reazione elettrolitica dell'acqua.
4. Cambio dell'elettrolita dopo aver caricato e scaricato la batteria al piombo
Si può vedere da quanto sopra che quando la batteria al piombo viene scaricata, l'acido solforico nell'elettrolita viene continuamente ridotto, l'acqua viene gradualmente aumentata e il peso specifico della soluzione viene diminuito. Si può vedere da quanto sopra che quando la batteria al piombo viene caricata, l'acido solforico nell'elettrolita viene continuamente aumentato, l'acqua viene gradualmente ridotta e il peso specifico della soluzione viene aumentato. Nel lavoro effettivo, la carica della batteria al piombo può essere giudicata in base al cambiamento del peso specifico dell'elettrolito. Uso e manutenzione di batterie piombo-acido esenti da manutenzione Negli ultimi anni, con l'approfondimento della trasformazione a due griglia dei sistemi di alimentazione, gli alimentatori switching ad alta frequenza e le batterie piombo-acido esenti da manutenzione prodotte utilizzando la tecnologia di commutazione dell'alimentazione sono stati ampiamente usato. Tuttavia, a causa dell'esperienza operativa insufficiente, la manutenzione dell'alimentatore CC, in particolare della batteria, non è presente, pertanto l'affidabilità dell'alimentazione CC non può essere garantita in modo efficace.
Significato della batteria esente da manutenzione
Il principale vantaggio della batteria al piombo regolata dalla valvola è che l'ossigeno generato sulla piastra dell'elettrodo positivo durante la carica viene ridotto all'acqua sulla piastra dell'elettrodo negativo mediante la reazione di ricombinazione e non è necessario aggiungere acqua per la manutenzione durante la specifica durata della carica fluttuante. Mantenere le batterie al piombo-acido. Si può vedere che l'operazione esente da manutenzione è solo paragonata alla normale batteria, e il progetto di aggiungere acqua pura o acqua distillata per regolare il livello del liquido elettrolitico viene omesso durante l'operazione, e non è necessario rimuovere tutti i lavori di manutenzione .