La batterie plomb-acide (VRLA) est une batterie de stockage dont les électrodes sont principalement constituées de plomb et de ses oxydes, et l'électrolyte est une solution d'acide sulfurique. Dans l'état de décharge d'une batterie au plomb, le composant principal de l'électrode positive est du dioxyde de plomb et le composant principal de l'électrode négative est du plomb ; à l'état chargé, le principal composant des électrodes positives et négatives est le sulfate de plomb. Divisé en batteries de type échappement et batteries au plomb sans entretien.
contenu
- 1. Qu'est-ce qu'une batterie plomb-acide
- 2. Le principe de fonctionnement des batteries au plomb
- 3. Méthode d'entretien de la batterie au plomb
1. Qu'est-ce qu'une batterie plomb-acide
La caractéristique la plus évidente des batteries au plomb est le couvercle d'étanchéité en plastique dévissé sur le dessus et le trou d'aération sur le dessus. Ces bouchons de remplissage sont utilisés pour remplir de l'eau pure, vérifier l'électrolyte et les gaz d'échappement. Théoriquement parlant, les batteries au plomb doivent vérifier la densité et le niveau de liquide de l'électrolyte lors de chaque entretien, et ajouter de l'eau distillée en cas de pénurie. Cependant, avec la modernisation de la fabrication de batteries sans souci, les batteries au plomb se sont développées en batteries au plomb sans entretien et en batteries colloïdales sans entretien, et il n'est pas nécessaire d'ajouter de l'électrolyte ou de l'eau distillée lors de l'utilisation des batteries au plomb. L'objectif principal est d'utiliser l'électrode positive pour générer de l'oxygène, qui peut être absorbé dans l'électrode négative pour atteindre le cycle de l'oxygène, ce qui peut empêcher la réduction de l'humidité. Les batteries au plomb et à l'eau sont principalement utilisées dans les tracteurs, les tricycles, le démarrage des voitures, etc., tandis que les batteries au plomb sans entretien ont une gamme d'applications plus large, notamment les alimentations sans coupure, l'alimentation des véhicules électriques, les batteries de vélos électriques, etc. -Les batteries acides sont divisées en décharge à courant constant (telle que l'alimentation sans interruption) et en décharge instantanée (telle que les batteries de démarrage de voiture) selon les besoins de l'application.
La batterie est principalement composée d'une plaque positive tubulaire, d'une plaque négative, d'un électrolyte, d'un séparateur, d'un réservoir de batterie, d'un couvercle de batterie, d'un poteau, d'un couvercle d'injection, etc. Les électrodes de la batterie ventilée sont composées de plomb et d'oxydes de plomb, et l'électrolyte est un aqueux solution d'acide sulfurique. Les principaux avantages sont stables Tension et bas prix; les inconvénients sont une faible énergie spécifique (c'est-à-dire l'énergie électrique stockée par kilogramme de batterie), une courte durée de vie et un entretien quotidien fréquent. Les batteries ordinaires à l'ancienne ont généralement une durée de vie d'environ 2 ans, et il est nécessaire de contrôler régulièrement la hauteur de l'électrolyte et d'ajouter de l'eau distillée. Cependant, avec le développement de la technologie, la durée de vie des batteries au plomb s'est allongée et la maintenance est devenue plus facile.
2. Le principe de fonctionnement des batteries au plomb
L'anode (PbO₂) et la cathode (Pb) de la batterie au plomb sont immergées dans l'électrolyte (acide sulfurique dilué) et de l'électricité 2V est générée entre les deux électrodes. Ceci est basé sur le principe de la batterie au plomb. Après la charge et la décharge, la cathode, l'anode et l'électrolyte seront Les changements suivants se sont produits :
(Anode) (Electrolyte) (Cathode) PbO₂+2H₂SO₄+Pb=PbSO₄+2H₂O+PbSO₄ (réaction de décharge). (Dioxyde de plomb) (Acide sulfurique) (Plomb éponge) La valence du Pb dans le PbO₂ diminue et se réduit, et des charges négatives circulent ; la valence du Pb dans le plomb spongieux augmente et les charges positives circulent.
(Anode) (Électrolyte) (Cathode) PbSO₄+2H₂O+PbSO₄=PbO₂+2H₂SO₄+Pb (réaction de charge) (doit être sous tension) (sulfate de plomb) (eau) (sulfate de plomb).
La valence du plomb dans le premier sulfate de plomb augmente et s'oxyde, et la charge positive s'écoule dans l'électrode positive ; la valence du plomb dans le deuxième sulfate de plomb diminue et est réduite, et la charge négative s'écoule dans l'électrode négative.
1. Modifications chimiques de la décharge : lorsque la batterie est connectée à un Circuit pour la décharge, l'acide sulfurique dilué réagira avec les matières actives sur les plaques d'anode et de cathode pour former un nouveau composé, le sulfate de plomb. Le composant acide sulfurique est libéré de l'électrolyte par la décharge, et plus la décharge est longue, plus la concentration d'acide sulfurique est faible. Le composant consommé est proportionnel à la quantité de décharge. Tant que la concentration d'acide sulfurique dans l'électrolyte est mesurée, c'est-à-dire que la densité est mesurée, la quantité de décharge ou l'électricité résiduelle peut être connue.
2. Modifications chimiques pendant la charge : Étant donné que le sulfate de plomb produit sur les plaques d'anode et de cathode pendant la décharge sera décomposé et réduit en acide sulfurique, plomb et dioxyde de plomb pendant la charge, la concentration d'électrolyte dans la batterie augmente progressivement. C'est-à-dire que la densité de l'électrolyte augmente et revient progressivement à la concentration avant la décharge.
Ce changement montre que le matériau actif de la batterie a été converti dans un état où il peut être à nouveau alimenté. Lorsque le sulfate de plomb aux deux pôles est transformé en matière active d'origine, il est égal à la fin de la charge, tandis que la plaque cathodique produit de l'hydrogène et la plaque anodique produit de l'oxygène. , Lors de la charge à l'étape finale, le courant est presque utilisé dans l'électrolyse de l'eau, de sorte que l'électrolyte sera réduit. À ce stade, il doit être complété avec de l'eau pure.
3. Méthode d'entretien de la batterie au plomb
1. La température ambiante a un impact plus important sur la batterie. Si la température ambiante est trop élevée, la batterie sera surchargée pour produire du gaz. Si la température ambiante est trop basse, la batterie sera sous-chargée, ce qui affectera la durée de vie de la batterie. Par conséquent, la température ambiante doit généralement être d'environ 25 °C et le flotteur de l'ASI Tension la valeur est également réglée en fonction de cette température. Dans les applications pratiques, la batterie est généralement chargée dans la plage de 5°C à 35°C. Une température inférieure à 5°C ou supérieure à 35°C réduira considérablement la capacité de la batterie et raccourcira la durée de vie de la batterie.
2. La profondeur de décharge a une grande influence sur la durée de vie de la batterie. Plus la profondeur de décharge de la batterie est profonde, moins le nombre de cycles qu'elle utilise est réduit, donc une décharge profonde doit être évitée pendant l'utilisation. Bien que l'UPS dispose d'une fonction de protection contre les faibles potentiels de batterie, généralement lorsqu'une seule batterie est déchargée à environ 10.5 V, l'UPS s'éteint automatiquement. Cependant, si l'onduleur subit une décharge à faible charge ou à vide, cela entraînera également une décharge profonde de la batterie.
3. Pendant le stockage, le transport et l'installation, la batterie perdra une partie de sa capacité en raison de l'autodécharge. Par conséquent, avant la mise en service après l'installation, la capacité restante de la batterie doit être évaluée en fonction de l'ouverture circuit tension de la batterie, puis différentes méthodes doivent être utilisées pour recharger la batterie. La batterie de stockage laissée en veille doit être rechargée tous les 3 mois. Vous pouvez juger de la qualité de la batterie en mesurant l'ouverture circuit tension de la batterie. Prenons l'exemple d'une batterie 12V. Si la tension en circuit ouvert est supérieure à 12.5 V, cela signifie que la batterie a plus de 80 % de stockage d'énergie. Si la tension en circuit ouvert est inférieure à 12.5 V, elle doit être rechargée immédiatement. Si la tension en circuit ouvert est inférieure à 12V, cela signifie que la batterie stocke moins de 20% de l'énergie électrique et la batterie est inutilisable.
4. Tension de charge. Étant donné que la batterie de l'UPS est un mode de fonctionnement de secours, le secteur est en état de charge dans des conditions normales et ne se déchargera qu'en cas de panne de courant. Afin de prolonger la durée de vie de la batterie, les chargeurs UPS sont généralement contrôlés par une limitation de tension et de courant constante. Une fois la batterie complètement chargée, elle passe à un état de charge flottante et la tension de charge flottante de chaque cellule est réglée sur environ 13.6 V. Si la tension de charge est trop élevée, la batterie sera surchargée, et vice versa, la batterie sera sous-chargée. La tension de charge anormale peut être causée par une mauvaise configuration de la batterie ou par un dysfonctionnement du chargeur. Par conséquent, lors de l'installation de la batterie, vous devez faire attention à l'exactitude des spécifications et de la quantité de la batterie, et ne pas mélanger des batteries de spécifications différentes et de numéros de lot différents. N'utilisez pas de chargeurs de qualité inférieure pour les chargeurs externes et tenez compte des problèmes de dissipation de chaleur lors de l'installation. À l'heure actuelle, afin d'améliorer encore la durée de vie de la batterie, l'onduleur avancé adopte une solution de gestion de batterie intelligente en trois étapes ABM (Advanced Battery Management), c'est-à-dire que la charge est divisée en trois étapes : charge initiale, charge flottante et repos : la première étape est l'équilibre actuel constant Charge, charge la capacité de la batterie à 90 % ; la deuxième étape est une charge flottante, chargez la capacité de la batterie à 100 %, puis arrêtez la charge ; la troisième étape est une décharge naturelle, dans cette étape, la batterie utilise son propre courant de fuite pour se décharger, jusqu'à la limite inférieure de tension spécifiée, puis répétez les trois étapes ci-dessus. Cette méthode modifie la charge complète précédente et maintient toujours la batterie dans un état de charge flottante pendant 24 heures par jour, prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie.
