Bago direktang paglukso upang malaman ang mga konseptong nauugnay sa lead acid na baterya, magsimula tayo sa kasaysayan nito. Kaya't, isang siyentipikong Pranses na nagngangalang Nicolas Gautherot noong taong 1801 ay naobserbahan na sa pagsusuri ng electrolysis, mayroong umiiral na kaunting kasalukuyang bilang kahit na may pagkakawat ng pangunahing baterya. Samantalang sa isang taon, noong 1859 isang siyentista na nagngangalang Gatson ay nakabuo ng lead acid na baterya at ito ang una na na-recharged sa pamamagitan ng daanan ng reverse current. Ito ang paunang bersyon ng ganitong uri ng baterya samantalang si Faure ay nagdagdag ng maraming mga pagpapahusay dito at sa wakas, ang praktikal na uri ng lead acid na baterya ay naimbento ni Henri Tudor noong 1886. Magkaroon tayo ng isang mas detalyadong talakayan sa ganitong uri ng baterya , pagtatrabaho, mga uri, konstruksyon, at mga benepisyo.

Ano ang Lead Acid Battery?

Ang lead acid na baterya ay nasa ilalim ng pag-uuri ng mga rechargeable at pangalawang baterya. Sa kabila ng kaunting proporsyon ng baterya sa lakas hanggang sa dami at lakas sa timbang, hinahawakan nito ang kakayahang makapaghatid ng tumataas na alon ng alon. Ito ay tumutugma na ang mga lead acid cell ay nagtataglay ng isang mataas na halaga ng lakas sa mga sukat ng timbang.

Ito ang mga baterya na gumagamit ng lead peroxide at sponge lead upang baguhin ang enerhiya ng kemikal sa elektrikal na enerhiya. Karamihan sa mga ito ay nagtatrabaho sa mga substation at power system dahil sa kadahilanan na nadagdagan ang mga antas ng boltahe ng cell at kaunting gastos.

Konstruksyon

Nasa konstruksyon ng lead acid na baterya , ang mga plato at lalagyan ay ang mahahalagang bahagi. Ang seksyon sa ibaba ay nagbibigay ng isang detalyadong paglalarawan ng bawat sangkap na ginamit sa konstruksyon. Ang lead acid baterya diagram ay

Lead Acid Battery Diagram

“ano ang pangunahing sangkap ng kuryente ”

Lalagyan

Ang bahagi ng lalagyan na ito ay itinayo gamit ang ebonite, kahoy na pinahiran ng tingga, baso, matitigas na goma na gawa sa bituminous element, mga ceramic material, o palsipikadong plastik na inilalagay sa itaas upang maalis ang anumang uri ng electrolyte debit. Samantalang sa ilalim na bahagi ng lalagyan, mayroong apat na tadyang na kung saan ang dalawa ay inilalagay sa positibong plato at ang iba pa sa negatibong plato.

Dito, ang prisma ay gumaganap bilang isang batayan para sa parehong mga plato at bilang karagdagan, inaalagaan nito ang mga plato mula sa maikling-circuit. Ang mga sangkap na ginamit para sa pagtatayo ng lalagyan ay dapat na malaya mula sa sulpuriko acid, hindi sila dapat yumuko o natunaw at hindi nagtataglay ng anumang uri ng mga impurities na humahantong sa pagkasira ng electrolyte.

Mga Plato

Ang mga plato sa lead acid na baterya ay itinayo sa ibang paraan at lahat ay binubuo ng mga katulad na uri ng grid na itinayo ng mga aktibong sangkap at tingga. Ang grid ay mahalaga upang maitaguyod ang kondaktibiti ng kasalukuyang at para sa pagkalat ng pantay na halaga ng mga alon sa mga aktibong sangkap. Kung mayroong hindi pantay na pamamahagi, pagkatapos ay magkakaroon ng loosening ng aktibong bahagi. Ang mga plate sa baterya na ito ay may dalawang uri. Iyon ay mga planta / nabuo na plate at Faure / paste na plate.

Ang nabuong mga plato ay pangunahing ginagamit para sa mga static na baterya at mayroon silang bigat at mahal din. Ngunit ang mga ito ay may mahabang tibay at ang mga ito ay hindi madaling kapitan ng pagkawala ng kanilang mga aktibong bahagi kahit na sa patuloy na pagsingil at paglabas ng mga proseso. Ang mga ito ay may kaunting kapasidad sa proporsyon ng timbang.

Habang ang naka-paste na proseso ay kadalasang ginagamit para sa pagtatayo ng mga negatibong plate kaysa sa mga positibong plate. Ang negatibong aktibong sangkap ay medyo kumplikado at nakakaranas sila ng kaunting pagbabago sa pagsingil at paglabas ng mga proseso.

Aktibong Bahagi

Ang sangkap na aktibong nagsasangkot sa mga proseso ng reaksyon ng kemikal na nangyayari sa baterya pangunahin sa oras ng pagsingil at paglabas ay tinatawag na isang aktibong sangkap. Ang mga aktibong sangkap ay:

Lead peroxide - Bumubuo ito ng positibong aktibong sangkap.
Sponge lead - Ang materyal na ito ay bumubuo ng negatibong aktibong sangkap
Diluted sulfuric acid - Pangunahin itong ginagamit bilang isang electrolyte

Maghihiwalay

Ito ay mga manipis na sheet na itinayo ng porous rubber, pinahiran na leadwood, at glass fiber. Ang mga separator ay nakaposisyon sa pagitan ng mga plato upang magbigay ng aktibong pagkakabukod. Mayroon silang isang naka-uka na hugis sa isang gilid at isang makinis na tapusin sa iba pang mga gilid.

Mga gilid ng baterya

Mayroon itong positibo at negatibong mga gilid na mayroong mga diametro na 17.5 mm at 16 mm.

Prinsipyo sa Paggawa ng Lead Acid Battery

Tulad ng sulfuric acid ay ginagamit bilang isang electrolyte sa baterya, kapag natunaw ito, ang mga molekula dito ay nakakalat bilang KAYA₄^-(mga negatibong ions) at 2H + (mga positibong ions) at magkakaroon ng libreng paggalaw. Kapag ang mga electrode na ito ay nahuhulog sa mga solusyon at nagbibigay ng isang supply ng DC, kung gayon ang mga positibong ions ay magkakaroon ng paggalaw at ilipat patungo sa direksyon ng negatibong gilid ng baterya. Sa parehong paraan, ang mga negatibong ions ay magkakaroon ng paggalaw at ilipat patungo sa direksyon ng positibong gilid ng baterya.

Ang bawat ions na hydrogen at sulfate ions ay nakakolekta ng isa at dalawang-electron at negatibong mga ions mula sa cathode at anode at mayroon silang reaksyon sa tubig. Bumubuo ito ng hydrogen at sulfuric acid. Samantalang ang nabuo mula sa mga nasa itaas na reaksyon ay tumutugon sa lead oxide at bumubuo ng lead peroxide. Nangangahulugan ito sa oras ng proseso ng pagsingil ang elemento ng lead cathode ay mananatili bilang lead mismo samantalang ang lead anode ay nabuo bilang lead peroxide na maitim na kayumanggi ang kulay.

Kapag wala DC supply at pagkatapos ay sa oras na ang isang voltmeter ay konektado sa pagitan ng mga electrodes, ipinapakita nito ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga electrode. Kapag may isang koneksyon ng kawad sa pagitan ng mga electrode, magkakaroon ng daanan ng kasalukuyang mula sa negatibo hanggang sa positibong plato sa pamamagitan ng isang panlabas na circuit na nangangahulugang ang cell ay nagtataglay ng kakayahang magbigay ng isang de-koryenteng anyo ng enerhiya.

Kaya, ipinapakita nito ang gumagana ang baterya ng lead acid senaryo

Iba't ibang Mga Uri

Ang mga uri ng baterya ng lead acid higit sa lahat ay ikinategorya sa limang uri at ipinaliwanag ang mga ito nang detalyado sa seksyon sa ibaba.

Uri ng Baha - Ito ang maginoo na uri ng pag-aapoy ng engine at may isang uri ng baterya ng traksyon. Ang electrolyte ay may libreng paggalaw sa seksyon ng cell. Ang mga taong gumagamit ng ganitong uri ay maaaring magkaroon ng kakayahang mai-access para sa bawat cell at maaari silang magdagdag ng tubig sa mga cell kapag natuyo ang baterya.

Type na Tinatakan - ang ganitong uri ng lead-acid na baterya ay isang maliit na pagbabago lamang sa binahaang uri ng baterya. Kahit na ang mga tao ay walang hawak na pag-access sa bawat cell sa baterya, ang panloob na disenyo ay halos kapareho sa binaha na uri ng isa. Ang pangunahing pagkakaiba-iba sa ganitong uri ay ang pagkakaroon ng sapat na halaga ng acid na kung saan ay tumitiis para sa nangyayari ng maayos na daloy ng mga reaksyong kemikal sa buong buhay ng baterya.

Uri ng VRLA - Ang mga ito ay tinawag Reguladong Mga Baterya ng Lead Acid na balbula na kung saan ay tinatawag din bilang isang selyadong uri ng baterya. Ang pamamaraan sa pagkontrol sa halaga ay nagpapahintulot para sa ligtas na ebolusyon ng O_dalawaat H_dalawamga gas sa oras ng pagsingil.

Uri ng AGM - Ito ang uri ng baterya ng nasisipsip na Glass Matte na nagpapahintulot sa electrolyte na tumigil malapit sa materyal ng plato. Ang ganitong uri ng baterya ay nagdaragdag ng pagganap ng proseso ng paglabas at singilin. Lalo na ginagamit ang mga ito sa mga application ng power sports at engine initiation.

“converter dc sa ac power ”

Uri ng Gel - Ito ang basang uri ng lead-acid na baterya kung saan ang electrolyte sa cell na ito ay may kaugnayan sa silica na ginagawang pagtigas ng materyal. Ang mga halaga ng recharge boltahe ng cell ay kumain ng kaunting kumpara sa iba pang mga uri at mayroon din itong higit na pagiging sensitibo.

Lead Acid Battery Chemical Reaction

Ang reaksyong kemikal sa baterya ay nangyayari pangunahin sa panahon ng paglabas at pag-recharging ng mga pamamaraan at sa proseso ng paglabas ay ipinaliwanag ito bilang mga sumusunod:

Kapag ang baterya ay ganap na natapos, pagkatapos ang anode at cathodes ay PbO_dalawaat Pb. Kapag nakakonekta ang mga ito gamit ang paglaban, ang baterya ay mapapalabas at ang mga electron ay may kabaligtaran na landas sa oras ng pag-charge. Ang H_dalawaAng mga ions ay may kilusan patungo sa anode at sila ay naging isang atom. Naaabot nito ang PbO_dalawa, sa gayon ay bumubuo ng PbSO₄na puti ang kulay.

Sa parehong paraan, ang sulpate ion ay may paggalaw patungo sa katod at pagkatapos maabot, ang ion ay nabuo sa SO₄. Ito ay tumutugon sa tingga katod kaya bumubuo ng lead sulfate.

“ano ang pagpapaandar ng transistor ”

PbSO₄+ 2H = PbO + H_dalawaO kaya

PbO + H_dalawaKAYA₄= PbSO₄+ 2H_dalawaO kaya

PbO_dalawa+ H_dalawaKAYA₄+ 2H = PbSO₄+ 2H_dalawaO kaya

Mga Reaksyong Kemikal

Sa panahon ng proseso ng recharging, ang cathode at anodes ay may kaugnayan sa negatibo at positibong mga gilid ng supply ng DC. Ang positibong H2 ions ay lumilipat sa direksyon ng katod at nakakakuha sila ng dalawang electron at form bilang H2 atom. Sumasailalim ito ng isang reaksyong kemikal na may lead sulfate at bumubuo ng lead at sulfuric acid.

PbSO₄+ 2H_dalawaO + 2H = PbSO₄+ 2 H_dalawaKAYA₄

Ang pinagsamang equation para sa parehong mga proseso ay kinakatawan bilang

Paglabas at Proseso ng Recharge

Dito, ang pababang arrow ay nagpapahiwatig ng paglabas at isang paitaas na arrow ay nagpapahiwatig ng proseso ng muling pagsingil.

Buhay

Ang pinakamainam na temperatura ng pagganap para sa lead acid na baterya ay 25⁰C na nangangahulugang 77⁰F. Ang pagtaas sa saklaw ng temperatura ay nagpapaikli ng mahabang buhay. A bawat panuntunan, para sa bawat pagtaas ng 80C sa temperatura, binabawasan nito ang kalahating buhay ng baterya. Habang ang isang kinokontrol na halaga ng baterya na gumana sa 25⁰Si C ay mayroong buhay ng baterya ng lead acid ng 10 taon. At kapag ito ay pinatatakbo sa 33⁰C, mayroon itong tagal ng buhay na 5 taon lamang.

Mga Application ng Lead Acid Battery

Ang mga ito ay nagtatrabaho sa emergency lightening upang magbigay ng lakas para sa mga sump pump.
Ginamit sa mga de-kuryenteng motor
Mga Submarino
Mga submarino ng nuklear

Ipinaliwanag ng artikulong ito ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng lead acid baterya, mga uri, buhay, konstruksyon, mga reaksyong kemikal, at aplikasyon. Bilang karagdagan, alamin kung ano ang bentahe ng lead acid na baterya at mga dehado sa iba`t ibang mga domain?