Pengetahuan dasar baterai asam timbal bebas perawatan
Nama reguler baterai bebas perawatan yang sering dikatakan orang disebut baterai timbal-asam tertutup yang diatur katup. Baterai asam timbal tersegel yang diatur katup memiliki selubung, penutup katup, dan blok terminal seperti yang terlihat dari luar. Bahan penyegel di sekitar terminal berwarna merah dan hitam (atau biru) untuk menunjukkan elektroda positif dan negatif. Baterai 12V dibagi menjadi enam sel terisolasi yang terpisah, masing-masing memiliki kelompok pelat positif dan kelompok pelat negatif yang terhubung oleh masing-masing konduktor bus. Pelat baterai timbal-asam seperti struktur beton bertulang. Bahan ini dibentuk dengan melapisi (atau menggulung) bahan aktif pada kerangka seperti-mesh pada kawat paduan: bahan pada pelat elektroda positif adalah timbal dioksida (PbO2), dan pelat elektroda negatif. Bahan di dalamnya adalah timbal beludru ( Pb). Setiap pelat positif dan negatif diselingi dengan bahan mikrofiber berpori (juga diisi dengan bahan silika gel), di mana elektrolit asam sulfat (H2SO4) diadsorpsi, dan bahan serat (atau bahan gel silika) direaksikan secara elektrokimia. Proses pengangkutan fase cair dan pengangkutan fase gas dalam proses tersebut, yang dirakit rapat dengan kelompok pelat positif dan negatif untuk membentuk sel baterai 2V. Karena baterai asam timbal secara tak terhindarkan menghasilkan hidrogen dan oksigen selama pengisian, mereka menghasilkan tekanan dalam sel ketika mereka terlalu banyak dan terlambat untuk membentuk dan membentuk air. Untuk memastikan pengoperasian baterai yang normal dan aman, setiap sel memiliki katup pelimpah sendiri, yang memungkinkan gas keluar secara otomatis ketika tekanannya berlebihan. Dibandingkan dengan baterai cair kaya yang diisi dengan badan elektrolit dalam tangki baterai, baterai asam timbal tersegel yang diatur katup hanya mengandung sejumlah kecil elektrolit di dalamnya, yang merupakan baterai cair yang buruk. Namun, karena redundansi tertentu dari elektrolit yang terlibat dan penggunaan yang wajar dari tekanan katup luapan, kehilangan air yang disebabkan oleh keluarnya gas sangat kecil, sehingga elektrolit baterai yang dikendalikan katup pada dasarnya ada dalam kehidupan. proses. Tidak perlu diisi ulang, sehingga baterai timbal-asam tersegel yang diatur-katup juga menjadi baterai bebas perawatan.
Berapa tegangan baterai normal?
Sering dikatakan bahwa tegangan baterai ini adalah 12V. 12v yang disebutkan di sini mengacu pada parameter baterai yang paling mendasar - potensi nominal (unit v). Baterai timbal-asam memiliki potensi nominal 2v, dan potensi nominal enam baterai single-string adalah 12v. Catu daya yang digunakan dalam kendaraan listrik umumnya terdiri dari 2 hingga 5 baterai 12v yang dihubungkan secara seri untuk membentuk baterai 24v, 36v, 48v, 60v. Di sini, nilai-nilai teoritis ditentukan oleh karakteristik bahan aktif yang digunakan dalam baterai ditentukan. Faktanya, ada perbedaan voltase dan potensial nominal baterai pada kondisi yang berbeda. Misalnya, baterai timbal-asam normal dengan potensi nominal 12v adalah pada akhir proses pengisian, polarisasi pengisian mencapai nilai maksimum, dan tegangan bisa mencapai 14,4v atau lebih tinggi; pada akhir pembuangan, polarisasi pembuangan mencapai nilai maksimum. Tegangan bisa serendah 9v. Setelah pengisian atau pemakaian dihentikan dan dibiarkan selama beberapa jam, tegangan polarisasi (rencana konsentrasi) benar-benar hilang. Potensi baterai 12v ini dapat antara 13.8v (setelah diisi) dan 11v (setelah pemakaian). Ini disebabkan oleh perubahan status bahan aktif di dalam baterai.
Apa arti kapasitas baterai (Ah)?
Kapasitas pengenal baterai, c, adalah produk dari arus keluaran (A) dan waktu pengosongan (h). Karena Ah yang diperoleh dengan menggunakan parameter pelepasan yang berbeda untuk baterai yang sama berbeda, untuk memudahkan deskripsi, pengukuran, dan perbandingan kapasitas baterai, kondisi yang seragam harus ditetapkan terlebih dahulu. Dalam praktiknya, kapasitas baterai didefinisikan sebagai jumlah listrik yang diberikan oleh arus yang disetel untuk melepaskan baterai ke tegangan yang disetel. Dapat juga dikatakan bahwa kapasitas baterai adalah produk dari waktu yang telah berlalu antara pemakaian baterai ke tegangan yang disetel dengan arus yang disetel dan arus. Untuk menetapkan kondisi yang seragam, pertama-tama, sesuai dengan perbedaan karakteristik dan penggunaan baterai konstruksi, beberapa tingkat waktu pengosongan diatur. Yang paling umum adalah 20 jam dan 10 jam, dan baterai kendaraan listrik adalah 2 jam. Itu ditulis sebagai C20. C10 dan C2, di mana C mewakili kapasitas baterai, diikuti oleh angka yang menunjukkan jumlah jam baterai dilepaskan ke voltase yang diatur dengan arus dengan intensitas tertentu. Dengan demikian, arus luahan pengenal diperoleh dengan membagi jumlah jam dengan kapasitas. Dengan kata lain, baterai dengan kapasitas yang sama dan laju buangan yang berbeda memiliki arus pelepasan nominal yang jauh berbeda. Sebagai contoh, sepeda listrik memiliki kapasitas baterai 10 Ah dan kecepatan pengosongan 2 jam. Ini ditulis sebagai 10 Ah2, dan nilai debit saat ini adalah 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; dan baterai untuk memulai mobil memiliki kapasitas 54 Ah. Tingkat debit adalah 20 jam, ditulis sebagai 54Ah20, arus keluaran terukurnya hanya 54 (Ah) / 20 (h) = 2,7A! Dengan kata lain, jika kedua baterai dikosongkan masing-masing dengan 5A dan 2.7A, itu harus berlangsung selama 2 jam dan 20 jam untuk jatuh ke tegangan yang ditetapkan. Tegangan set yang disebutkan di atas mengacu pada tegangan terminasi (unit V). Tegangan terminasi dapat dengan mudah dipahami sebagai: tegangan baterai turun selama pelepasan ke nilai minimum yang tidak menyebabkan kerusakan. Nilai tegangan terminasi tidak tetap. Ini berkurang dengan meningkatnya arus pembuangan. Semakin besar debit saat ini dari baterai yang sama, semakin rendah tegangan terminasi dapat, dan sebaliknya. Artinya, ketika arus besar dilepaskan, tegangan baterai dibiarkan turun ke nilai yang lebih rendah, dan debit arus kecil tidak mungkin, jika tidak kerusakan dapat disebabkan. Intensitas baterai saat ini selama operasi juga sering dinyatakan dalam hal perbesaran, ditulis sebagai NCh. N adalah kelipatan, C adalah jumlah jam kapasitas, dan h adalah jumlah jam yang ditentukan oleh laju pelepasan. Di sini, nilai h hanya digunakan sebagai pengingat bahwa baterai yang relevan termasuk dalam laju waktu pengosongan ini, sehingga baterai yang secara khusus menjelaskan laju waktu tertentu adalah bahwa pembesaran sering ditulis dalam bentuk NC tanpa menuliskan standar. . Mengalikan banyak N dengan kapasitas C sama dengan A. saat ini. Misalnya, 20Ah menggunakan debit laju 0,5c, 0,5 × 20 = 10A. Sebagai contoh sudut lain: mobil mulai baterai kapasitas 54Ah, arus keluaran yang diukur adalah 5.4A, maka tingkat debit N adalah 5.4 / 54 = 0.1C.
Cara kerja baterai timbal-asam
1. Pembangkit listrik gaya baterai asam timbal
Setelah baterai asam timbal diisi, timbal elektroda positif dioksida (PB02), aksi molekul air dalam larutan asam sulfat, sejumlah kecil timbal dioksida dan air untuk membentuk zat tidak stabil yang tidak dapat dipisahkan - timbal hidroksida (Pb (OH) ) 4) Ion hidroksida ada dalam larutan, dan ion timbal (Pb4) tetap berada pada plat elektroda positif, sehingga elektron tidak ada pada plat elektroda positif. Setelah baterai asam timbal diisi, pelat elektroda negatif adalah timbal (Pb), dan asam sulfat dalam elektrolit (H2S04) Reaksi berubah menjadi ion timbal (Pb2), dan ion timbal ditransfer ke elektrolit, meninggalkan dua elektron (2e) tersisa di lempeng negatif. Courseware, ketika sirkuit eksternal tidak terhubung (rangkaian baterai terbuka), karena aksi kimia, tidak ada elektron pada papan motor, dan plat negatif memiliki lebih banyak elektron, dan perbedaan potensial tertentu dihasilkan antara kedua pelat. Ini adalah kekuatan elektromotif baterai.
2. Reaksi elektrokimia baterai timbal-asam selama debit
Baterai timbal-asam ditempatkan di TV, dan perbedaan potensial aki terjadi pada katoda. Elektron pada plat negatif memasuki plat positif melalui beban untuk membentuk arus. Pada saat yang sama, reaksi kimia terbentuk di dalam baterai. Setelah dua elektron dipancarkan dari masing-masing atom timbal pada pelat elektroda negatif, ion timbal yang dihasilkan bereaksi dengan ion sulfat (S04-2) dalam elektrolit untuk membentuk sulfat timbal tidak larut (PbS04) pada pelat elektroda. Ion oksigen (0-2) dihidrolisis oleh plat elektroda positif bereaksi dengan ion hidrogen (H) dalam larutan elektrolitik untuk membentuk air zat yang stabil. Di bawah aksi medan listrik ion sulfat dan ion hidrogen yang ada dalam elektrolit, masing-masing elektroda positif dan negatif baterai digerakkan untuk membentuk arus di dalam baterai, dan seluruh rangkaian terbentuk, dan baterai terus keluar ke luar. Konsentrasi H2S04 menurun secara terus menerus selama pelepasan, timbal sulfat (PbS04) pada elektroda positif dan negatif meningkat, resistansi internal baterai meningkat (sulfat timbal tidak menghantarkan listrik), konsentrasi elektrolit menurun, dan gaya gerak listrik baterai berkurang.
3. Reaksi elektrokimia dari proses pengisian baterai timbal-asam
Saat mengisi daya, sumber daya eksternal (kutub atau penyearah pengisian) harus dihubungkan secara eksternal untuk mengembalikan bahan yang dihasilkan oleh pelat positif dan negatif setelah dibuang ke bahan aktif asli, dan mengubah energi listrik eksternal menjadi energi kimia untuk penyimpanan. Pada pelat elektroda positif, timbal sulfat dipisahkan menjadi ion timbal divalen (Pb2) dan ion negatif sulfat (SO4-2) di bawah aksi arus eksternal. Karena sumber daya eksternal terus-menerus menarik elektron dari elektroda positif, pelat elektroda positif kedua berwarna. Ion timbal valensi Pb2) terus-menerus melepaskan dua elektron yang akan ditambahkan, menjadi ion timbal tetravalen (Pb4), dan terus bereaksi dengan air, akhirnya menghasilkan timbal dioksida (PbO2) pada pelat elektroda positif. Pada pelat elektroda negatif, timbal sulfat dipisahkan menjadi ion timbal divalen (Pb2) dan ion negatif sulfat (SO4-2) di bawah aksi arus eksternal. Karena elektroda negatif terus menerus memperoleh elektron dari sumber daya eksternal, elektroda bebas dekat pelat elektroda negatif. Ion timbal valensi (Pb2) dinetralkan menjadi timah (Pb) dan melekat pada pelat elektroda negatif sebagai timah beludru. Dalam elektrolit, elektroda positif terus menerus menghasilkan ion hidrogen bebas (H) dan ion sulfat (SO4-2), dan elektroda negatif terus menerus menghasilkan ion sulfat (SO4-2). Di bawah aksi medan listrik, ion hidrogen pindah ke elektroda negatif, dan sulfat dihasilkan. Ion-ion bergerak menuju elektroda positif untuk membentuk arus. Pada akhir pengisian, di bawah aksi arus eksternal, reaksi elektrolitik air akan terjadi dalam larutan.
4. Ganti elektrolit setelah pengisian dan pemakaian baterai timbal-asam
Dapat dilihat dari atas bahwa ketika baterai asam timbal habis, asam sulfat dalam elektrolit terus berkurang, air secara bertahap meningkat, dan berat jenis larutan berkurang. Dapat dilihat dari atas bahwa ketika baterai asam timbal diisi, asam sulfat dalam elektrolit terus meningkat, air secara bertahap berkurang, dan berat jenis larutan meningkat. Dalam pekerjaan yang sebenarnya, muatan baterai timbal-asam dapat dinilai sesuai dengan perubahan berat jenis elektrolit. Penggunaan dan pemeliharaan baterai timbal-asam bebas perawatan Dalam beberapa tahun terakhir, dengan memperdalam transformasi dua-grid sistem tenaga, pasokan daya switching frekuensi tinggi dan baterai asam timbal bebas perawatan yang diproduksi menggunakan teknologi pasokan daya switching banyak digunakan. Namun, karena pengalaman operasi yang tidak memadai, pemeliharaan catu daya DC, terutama baterai, tidak ada, sehingga keandalan catu daya DC tidak dapat dijamin secara efektif.
Arti baterai bebas perawatan
Keuntungan utama baterai timbal-asam yang diatur katup adalah bahwa oksigen yang dihasilkan pada pelat elektroda positif selama pengisian dikurangi menjadi air pada pelat elektroda negatif melalui reaksi rekombinasi, dan tidak perlu menambahkan air untuk pemeliharaan selama waktu yang ditentukan. kehidupan biaya mengambang. Pertahankan baterai timbal-asam. Dapat dilihat bahwa operasi bebas perawatan hanya dibandingkan dengan baterai biasa, dan proyek penambahan air murni atau air suling untuk menyesuaikan tingkat cairan elektrolit dihilangkan selama operasi, dan tidak perlu menghapus semua pekerjaan pemeliharaan .