Syrebatterier og deres egenskaber

Et batteri er en strømkilde, hvor energien fra en kemisk reaktion omdannes til elektrisk energi under afladning og omvendt under opladning. Dens primære forskel fra et konventionelt batteri er evnen til at genskabe energi ved genopladning. For at oplade skal der anvendes en jævnstrøm i den modsatte retning af afladningen.

Blybatterier blev opfundet i det 19. århundrede og er fortsat de mest populære batterier på verdensplan på grund af deres lave pris og høje effektivitet. Enheden består af et hus og to elektroder med modsat polaritet, nedsænket i en elektrolyt - en syreopløsning - deraf navnet blybatterier (AKB - Rechargeable Acid Batteries). Blybatterier er også kendt som blybatterier på grund af det materiale, elektroderne er lavet af.

Hvordan fungerer de?

Batteriet fungerer ved den elektrokemiske proces, hvor bly og blydioxid reagerer i en vandig svovlsyreopløsning. Når elektroderne belastes, sker der en kemisk reaktion mellem blydioxiden og svovlsyren (H₂).₂SÅ₄, såvel som oxidationsreaktionen af ​​bly til blysulfat. Under afladning reduceres blydioxid ved katoden ("-"), og bly oxideres ved anoden ("+"). Under opladning forekommer omvendte kemiske reaktioner og vandelektrolyse, hvorved ilt frigives ved anoden og brint ved katoden.

Interaktionsreaktionerne, der forekommer i batteriet, kan beskrives ved hjælp af to formler:

1. PbO₂ + Pb + 2H₂SÅ₄ → 2PbSO4₄ + 2 timer₂O — udledning.
2. 2PbSO4₄ + 2 timer₂O → PbO₂ + Pb + 2H₂SÅ₄ — opkrævning.

Under udladning forekommer processen med dannelse af blysulfat i anodens og katodens aktive masser, og forbruget af svovlsyre H₂₂SÅ₄ og et fald i elektrolytdensiteten. Under opladning forekommer omvendte reaktioner, hvor der dannes svovlsyre, og elektrolytdensiteten stiger. Afslutningen af ​​opladningsprocessen er karakteriseret ved, at stoffernes omdannelse ved elektroderne er fuldført, og elektrolytændringerne ophører. Hvis opladningen fortsætter, forekommer en uønsket vandnedbrydningsreaktion (elektrolyse), hvorved ilt- og hydrogenbobler frigives i elektrolytten, hvilket resulterer i en illusion af kogning. Hvis dette sker, skal destilleret vand tilsættes batteriet for at genoprette elektrolytten.

Design

Syrebatterier har været uændrede i deres grundlæggende interne design i over hundrede år.

            Batteriernes design omfatter:

1. Elektroderne er i form af flade gitre lavet af bly, med blydioxidpulver (PbO) presset ind i cellerne.₂) på anoden, metallisk blypulver (Pb) på katoden.
2. Separatoren er et porøst dielektrikum, der adskiller elektroderne fra hinanden og forhindrer kortslutninger.
3. Elektrolyt er svovlsyre fortyndet med vand (destilleret) H₂SÅ₄, elektroder og en separator er placeret i den. Maksimal elektrisk ledningsevne opnås ved en temperatur på 20^ÅhC er svovlsyrekoncentrationen 35%, hvilket svarer til en elektrolytdensitet på 1,26 g/cm³. Den indre modstand er minimal, og tabene i enheden reduceres betydeligt. I klimaer med lav temperatur kan opløsningens densitet stige til 1,29 g/cm³ - 1,31 g/cm³. Forøgelse af syreopløsningens koncentration forhindrer elektrolytten i at fryse og danne is inde i huset, hvilket kan beskadige elektroderne og sprænge batteriet.

Vigtigste karakteristika, parametre

1. Kapacitet (nominel) - den mængde elektrisk energi, som syrebatterier kan levere, målingen sker i afladningsøjeblikket under en belastning med en lille forbrugsstrøm, måleenheder - A*h.
2. Startstrøm - viser batteriets evne til at levere høje strømme ved en temperatur på -18^ÅhI et halvt minut.
3. Kapacitet (reserve) - viser den tidsperiode, hvor syrebatterier leverer en strøm på 25 A op til en spænding på 10,5 V.
4. Den laveste spændingsværdi for et afladet batteri er 1,75 - 1,8 V.
5. Driftstemperaturområde — — 40^Åhfra - + 40^ÅhMED.

Varianter

Syrebatterier kan opdeles i tre grupper efter deres driftstilstand:

1. Cyklisk tilstand – drift i en cyklus med fuld afladning og fuld opladning, hvor batteriet periodisk afbrydes fra strømkilden. Tilstanden betragtes som den mest krævende, og antallet af 100% afladningscyklusser er begrænset.
2. Buffertilstand er en udbredt tilstand, der er skånsom for batteriet; den tillader ikke fuld afladning og er kendetegnet ved konstant forbindelse til en strømkilde.
3. Blandet - en kombination af buffer- og cykliske tilstande, men det meste af driftstiden bruges i buffertilstand.

De mest almindelige blybatterier på markedet kan opdeles i følgende typer:

Udsigt	Service	Beskrivelse	Spænding, V
Bly-syre	Serviceret	Bilbatterier findes i følgende typer: lavantimon, antimon, syre-calcium og hybrid.	612
AGM VRLA	Vedligeholdelsesfri	Separatorerne er lavet af glasfiber, cyklisk og bufferfunktion.	24612
VRLA	Vedligeholdelsesfri	Forseglet hus, undertiden lavet af calcium, udsender ikke gasser, bruges i buffertilstand.	24612
GEL VLRA	Vedligeholdelsesfri	Elektrolytten er silicagel, hvilket forlænger batteriets levetid, og batteriet fungerer i en buffertilstand.	24612243648
OPzV	Vedligeholdelsesfri	Elektroderne er rørformede i design, modstandsdygtige over for fuld afladning og har en levetid på cirka 22 år.	2

Anvendelse

1. Biler - syrebatterier bruges som startbatterier.
2. Computerudstyr - uafbrydelige strømforsyninger (UPS) giver dig mulighed for at gemme oplysninger i tilfælde af strømafbrydelse.
3. Industriel produktion - syrebatterier bruges som backup-strømkilder.

Opladning og generelle anbefalinger

1. Opladning skal udføres ved en temperatur på 20^ÅhMED.
2. Ladestrømmen bør ikke overstige 10% af batteriets nominelle kapacitet.
3. Til brug i køretøjer syrebatterier Ved lave temperaturer er det bedre at bruge den med et internt elektrisk varmesystem, fordi kapacitetApparatets effektivitet går tabt med 1%, når temperaturen falder med 1^ÅhMED.
4. Det anbefales ikke at opbevare syrebatterier ved temperaturer over 30^ÅhMed eller uden strøm skal batterierne først oplades fuldt.
5. Det er bedre at opbevare batteriet et koldt sted om vinteren, da selvafladningsprocessen vil være minimal, og det er nødvendigt at smøre den positive pol på forhånd.
6. Før brug, syrebatterier skal bringes ind i et rum med en temperatur på 20^ÅhFra 8-10 timer til at bringe den i funktionsdygtig stand.