Před přímým skokem, abychom poznali pojmy týkající se olověné baterie, pojďme začít s její historií. Francouzský vědec jménem Nicolas Gautherot tedy v roce 1801 zjistil, že při testování elektrolýzy existuje minimální množství proudu, i když dojde k odpojení hlavní baterie. Zatímco v roce 1859 vyvinul vědec jménem Gatson olověnou baterii a byla to první baterie, která byla dobíjena průchodem zpětného proudu. Jednalo se o počáteční verzi tohoto druhu baterie, zatímco Faure k tomu přidal mnoho vylepšení a nakonec praktický typ olověné baterie vynalezl Henri Tudor v roce 1886. Pojďme si podrobněji popovídat o tomto druhu baterií baterie , práce, typy, konstrukce a výhody.
Co je olověná baterie?
Olověná baterie spadá do klasifikace dobíjecích a sekundárních baterií. Navzdory minimálním podílům baterie na energii a objemu a energii na hmotnost si zachovává schopnost dodávat zvýšené nárazové proudy. To odpovídá tomu, že olověné kyselinové články mají vysoké množství energie k hmotnosti.
Jedná se o baterie, které využívají peroxid olova a houbu k přeměně chemické energie na energii elektrickou. Většinou se používají v rozvodnách a energetických systémech z důvodu, že mají zvýšené úrovně napětí článků a minimální náklady.
Konstrukce
V konstrukce olověné baterie , talíře a nádoby jsou rozhodující součásti. V následující části je uveden podrobný popis každé komponenty použité při stavbě. The schéma olověné baterie je
Kontejner
Tato část nádoby je vyrobena z ebonitu, olovnatého dřeva, skla, tvrdé gumy vyrobené ze živičných prvků, keramických materiálů nebo kovaného plastu, které jsou umístěny nahoře, aby se zabránilo jakémukoli druhu výboje elektrolytu. Zatímco ve spodní části nádoby existují čtyři žebra, kde dvě jsou umístěna na pozitivní desce a ostatní na negativní desce.
Hranol zde funguje jako základna pro obě desky a navíc chrání desky před zkratem. Součásti, které se používají pro konstrukci nádoby, by neměly obsahovat kyselinu sírovou, neměly by se ohýbat ani propustit a neměly by obsahovat žádné nečistoty, které by vedly k poškození elektrolytu.
Desky
Desky v olověné baterii jsou konstruovány jiným způsobem a všechny jsou vyrobeny z podobných typů mřížky, která je konstruována z aktivních složek a olova. Mřížka je zásadní pro stanovení vodivosti proudu a pro šíření stejného množství proudů na aktivní složky. Pokud dojde k nerovnoměrnému rozdělení, dojde k uvolnění aktivní složky. Desky v této baterii jsou dvou druhů. Jedná se o plante / tvarované desky a Faure / vložené desky.
Tvarované desky se používají hlavně pro statické baterie a jsou také těžké a drahé. Mají však dlouhou životnost a nejsou snadno náchylné ke ztrátě aktivních složek ani při nepřetržitém nabíjení a vybíjení. Ty mají minimální poměr hmotnosti a hmotnosti.
Zatímco vložený proces se většinou používá pro konstrukci negativních desek než pro pozitivní desky. Záporná aktivní složka je poněkud komplikovaná a dochází k mírné změně v procesech nabíjení a vybíjení.
Aktivní součást
Složka, která se aktivně účastní chemických reakčních procesů, ke kterým dochází v baterii hlavně v době nabíjení a vybíjení, se označuje jako aktivní složka. Aktivní komponenty jsou:
- Peroxid olovnatý - tvoří pozitivní aktivní složku.
- Sponge lead - Tento materiál tvoří negativní aktivní složku
- Zředěná kyselina sírová - používá se hlavně jako elektrolyt
Oddělovače
Jedná se o tenké plechy, které jsou vyrobeny z porézní pryže, potaženého olovnatého dřeva a skleněných vláken. Separátory jsou umístěny mezi deskami, aby poskytovaly aktivní izolaci. Mají na jedné straně rýhovaný tvar a na ostatních okrajích hladký povrch.
Hrany baterie
Má kladné a záporné hrany o průměru 17,5 mm a 16 mm.
Princip fungování olověných baterií
Protože se kyselina sírová používá jako elektrolyt v baterii, po jejím rozpuštění se molekuly v ní rozptýlí jako SO4-(záporné ionty) a 2H + (kladné ionty) a tyto budou mít volný pohyb. Když jsou tyto elektrody ponořeny do roztoků a poskytují stejnosměrné napájení, pak se kladné ionty budou pohybovat a pohybovat se ve směru záporného okraje baterie. Stejným způsobem budou záporné ionty pohybovat a budou se pohybovat ve směru kladného okraje baterie.
Každý vodíkový a síranový iont sbírá jeden a dva elektrony a záporné ionty z katody a anody a reaguje s vodou. Vzniká vodík a kyselina sírová. Zatímco vyvinutý z výše uvedených reakcí reaguje s oxidem olovnatým a tvoří peroxid olova. To znamená, že v době procesu nabíjení zůstává prvek olověné katody jako olovo samotné, zatímco olověná anoda je vytvořena jako peroxid olova, který má tmavě hnědou barvu.
Když není DC napájení a poté v době, kdy je mezi elektrody připojen voltmetr, zobrazuje rozdíl potenciálů mezi elektrodami. Když dojde k propojení drátu mezi elektrodami, dojde k průchodu proudu ze záporné na kladnou desku prostřednictvím vnějšího obvodu, což znamená, že článek má schopnost poskytovat elektrickou formu energie.
To tedy ukazuje olověná baterie funguje scénář.
Odlišné typy
The typy olověných baterií jsou hlavně rozděleny do pěti typů a jsou podrobně vysvětleny v následující části.
Zaplavený typ - Toto je konvenční typ zapalování motoru a má trakční baterii. Elektrolyt má volný pohyb v části článku. Lidé, kteří používají tento typ, mohou mít přístup ke každému článku a mohou do článků přidávat vodu, až baterie vyschne.
Utěsněný typ - tento druh olověného akumulátoru je jen malou změnou zaplaveného typu akumulátoru. I když lidé nemají přístup ke každému článku v baterii, vnitřní design je téměř podobný tomu zaplavenému typu. Hlavní variace tohoto typu spočívá v tom, že existuje dostatečné množství kyseliny, které vydrží plynulý tok chemických reakcí po celou dobu životnosti baterie.
Typ VRLA - Tito se nazývají Ventilem regulované olověné baterie které se také nazývají uzavřený typ baterie. Postup řízení hodnoty umožňuje bezpečný vývoj Odvaa Hdvaplyny v době nabíjení.
Typ AGM - Jedná se o baterii typu Absorbed Glass Matte, která umožňuje zastavení elektrolytu v blízkosti materiálu desky. Tento druh baterie zvyšuje výkon procesu vybíjení a nabíjení. Ty se využívají zejména v aplikacích pro silové sporty a spouštění motorů.
Typ gelu - Jedná se o mokrý druh olověného akumulátoru, kde elektrolyt v tomto článku souvisí s oxidem křemičitým, což způsobuje ztužení materiálu. Hodnoty dobíjecího napětí článku byly ve srovnání s jinými typy minimální a má také větší citlivost.
Olověná baterie Chemická reakce
Chemická reakce v baterii probíhá hlavně při metodách vybíjení a dobíjení a při procesu vybíjení je vysvětlena následovně:
Když je baterie zcela vybitá, jsou anoda a katody PbOdvaa Pb. Pokud jsou připojeny pomocí odporu, baterie se vybije a elektrony mají v době nabíjení opačnou cestu. Hdvaionty se pohybují směrem k anodě a stávají se atomem. Je v dosahu s PbOdva, čímž se vytvoří PbSO4který je bílé barvy.
Stejným způsobem má síranový iont pohyb směrem ke katodě a po dosažení se iont formuje na SO4. Reaguje olovem katoda čímž se vytvoří síran olovnatý.
PbSO4+ 2H = PbO + HdvaNEBO
PbO + HdvaTAK4= PbSO4+ 2HdvaNEBO
PbOdva+ HdvaTAK4+ 2H = PbSO4+ 2HdvaNEBO
Chemické reakce
Během procesu dobíjení jsou katoda a anody ve spojení s negativními a pozitivními hranami stejnosměrného napájení. Kladné ionty H2 se pohybují ve směru katody a získávají dva elektrony a tvoří se jako atom H2. Podstupuje chemickou reakci se síranem olovnatým a tvoří olovo a kyselinu sírovou.
PbSO4+ 2HdvaO + 2H = PbSO4+ 2 HdvaTAK4
Kombinovaná rovnice pro oba procesy je znázorněna jako
Proces vybití a dobití
Zde šipka dolů označuje vybití a šipka nahoru označuje proces nabíjení.
Život
Optimální funkční teplota pro olověné baterie je 250C, což znamená 770F. Zvýšení rozsahu teploty zkracuje životnost. Pravidlem je, že při každém zvýšení teploty o 80 ° C snižuje poločas rozpadu baterie. Zatímco hodnota regulovaná baterie, která funguje na 250C má životnost olověné baterie 10 let. A když je toto provozováno na 330C, má životnost pouze 5 let.
Aplikace olověných baterií
- Používají se při nouzovém osvětlení k zajištění energie pro jímková čerpadla.
- Používá se v elektrických motorech
- Ponorky
- Jaderné ponorky
Tento článek vysvětlil pracovní princip olověných baterií, typy, životnost, konstrukci, chemické reakce a aplikace. Kromě toho vědět, co jsou výhody olověné baterie a nevýhody v různých doménách?
