Bateri asid plumbum

Bateri asid plumbum (VRLA) ialah bateri simpanan yang elektrodnya terutamanya diperbuat daripada plumbum dan oksidanya, dan elektrolitnya ialah larutan asid sulfurik. Dalam keadaan nyahcas bateri asid plumbum, komponen utama elektrod positif ialah plumbum dioksida dan komponen utama elektrod negatif ialah plumbum; dalam keadaan bercas, komponen utama elektrod positif dan negatif ialah plumbum sulfat. Terbahagi kepada bateri jenis ekzos dan bateri asid plumbum tanpa penyelenggaraan.

1. Apakah itu bateri asid plumbum

Ciri yang paling jelas bagi bateri asid plumbum ialah penutup pengedap plastik yang tidak diskru di bahagian atas dan lubang bolong di bahagian atas. Penutup pengisian ini digunakan untuk mengisi air tulen, memeriksa elektrolit dan gas ekzos. Secara teorinya, bateri asid plumbum perlu menyemak ketumpatan dan paras cecair elektrolit semasa setiap penyelenggaraan, dan menambah air suling jika terdapat kekurangan. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan pembuatan bateri teknologi, bateri asid plumbum telah berkembang menjadi bateri bebas penyelenggaraan asid plumbum dan bateri bebas penyelenggaraan koloid, dan tidak perlu menambah elektrolit atau air suling dalam penggunaan bateri asid plumbum. Tujuan utama adalah menggunakan elektrod positif untuk menjana oksigen, yang boleh diserap dalam elektrod negatif untuk mencapai kitaran oksigen, yang boleh menghalang pengurangan kelembapan. Bateri air asid plumbum kebanyakannya digunakan dalam traktor, basikal roda tiga, permulaan kereta, dsb., manakala bateri asid plumbum tanpa penyelenggaraan mempunyai julat aplikasi yang lebih luas, termasuk bekalan kuasa tidak terganggu, kuasa kenderaan elektrik, bateri basikal elektrik, dsb. -bateri asid dibahagikan kepada nyahcas arus malar (seperti bekalan kuasa tidak terganggu) dan nyahcas serta-merta (seperti bateri penghidup kereta) mengikut keperluan aplikasi.

Bateri terutamanya terdiri daripada plat positif tiub, plat negatif, elektrolit, pemisah, tangki bateri, penutup bateri, tiang, penutup suntikan, dll. Elektrod bateri yang dibuang terdiri daripada plumbum dan plumbum oksida, dan elektrolit adalah akueus larutan asid sulfurik. Kelebihan utama adalah stabil voltan dan harga rendah; kelemahannya ialah tenaga spesifik yang rendah (iaitu, tenaga elektrik yang disimpan setiap kilogram bateri), hayat perkhidmatan yang pendek dan penyelenggaraan harian yang kerap. Bateri biasa lama biasanya mempunyai jangka hayat kira-kira 2 tahun, dan perlu sentiasa memeriksa ketinggian elektrolit dan menambah air suling. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan teknologi, hayat bateri asid plumbum menjadi lebih lama dan penyelenggaraan menjadi lebih mudah.

2. Prinsip kerja bateri asid plumbum

Anod (PbO₂) dan katod (Pb) dalam bateri plumbum direndam dalam elektrolit (asid sulfurik cair), dan elektrik 2V dijana antara dua elektrod. Ini adalah berdasarkan prinsip bateri plumbum. Selepas mengecas dan menyahcas, katod, anod dan elektrolit akan Perubahan berikut telah berlaku:

(Anod) (Elektrolit) (Katod) PbO₂+2H₂SO₄+Pb=PbSO₄+2H₂O+PbSO₄ (tindak balas nyahcas). (Plumbum dioksida) (Asid sulfurik) (Plumbum span) Valensi Pb dalam PbO₂ berkurangan dan berkurangan, dan cas negatif mengalir; valens Pb dalam plumbum span meningkat, dan cas positif mengalir.

(Anod) (Elektrolit) (Katod) PbSO₄+2H₂O+PbSO₄=PbO₂+2H₂SO₄+Pb (tindak balas cas) (mesti bertenaga) (plumbum sulfat) (air) (plumbum sulfat).

Valensi plumbum dalam sulfat plumbum pertama meningkat dan teroksida, dan cas positif mengalir ke elektrod positif; valens plumbum dalam sulfat plumbum kedua berkurangan dan berkurangan, dan cas negatif mengalir ke elektrod negatif.

1. Perubahan kimia dalam nyahcas: Apabila bateri disambungkan ke luaran Litar untuk nyahcas, asid sulfurik cair akan bertindak balas dengan bahan aktif pada plat anod dan katod untuk membentuk sebatian baru, plumbum sulfat. Komponen asid sulfurik dibebaskan daripada elektrolit melalui pelepasan, dan semakin lama pelepasan, semakin nipis kepekatan asid sulfurik. Komponen yang digunakan adalah berkadar dengan jumlah pelepasan. Selagi kepekatan asid sulfurik dalam elektrolit diukur, iaitu, graviti tentu diukur, jumlah nyahcas atau sisa elektrik boleh diketahui.

2. Perubahan kimia semasa pengecasan: Oleh kerana sulfat plumbum yang dihasilkan pada plat anod dan katod semasa nyahcas akan terurai dan dikurangkan kepada asid sulfurik, plumbum dan plumbum dioksida semasa pengecasan, kepekatan elektrolit dalam bateri meningkat secara beransur-ansur. Iaitu, graviti tentu elektrolit meningkat dan beransur-ansur kembali ke kepekatan sebelum pelepasan.

Perubahan ini menunjukkan bahawa bahan aktif dalam bateri telah ditukar kepada keadaan di mana ia boleh dikuasakan semula. Apabila sulfat plumbum pada dua kutub ditukar kepada bahan aktif asal, ia sama dengan penghujung pengecasan, manakala plat katod menghasilkan hidrogen dan plat anod menghasilkan oksigen. , Apabila mengecas ke peringkat akhir, arus hampir digunakan dalam elektrolisis air, jadi elektrolit akan berkurangan. Pada masa ini, ia perlu ditambah dengan air tulen.

3. Kaedah penyelenggaraan bateri asid plumbum

1. Suhu persekitaran mempunyai kesan yang lebih besar pada bateri. Jika suhu ambien terlalu tinggi, bateri akan dicas terlebih dahulu untuk menghasilkan gas. Jika suhu ambien terlalu rendah, bateri akan kurang dicas, yang akan menjejaskan hayat perkhidmatan bateri. Oleh itu, suhu ambien biasanya diperlukan sekitar 25°C, dan UPS terapung voltan nilai juga ditetapkan mengikut suhu ini. Dalam aplikasi praktikal, bateri biasanya dicas dalam julat 5°C hingga 35°C. Lebih rendah daripada 5°C atau lebih tinggi daripada 35°C akan mengurangkan kapasiti bateri dan memendekkan hayat perkhidmatan bateri.

2. Kedalaman nyahcas mempunyai pengaruh yang besar pada hayat bateri. Semakin dalam kedalaman nyahcas bateri, semakin sedikit bilangan kitaran yang digunakan, jadi nyahcas dalam harus dielakkan semasa digunakan. Walaupun UPS mempunyai fungsi perlindungan berpotensi rendah bateri, secara amnya apabila satu bateri dinyahcaskan kepada kira-kira 10.5V, UPS akan ditutup secara automatik. Walau bagaimanapun, jika UPS berada di bawah nyahcas ringan atau nyahcas tanpa beban, ia juga akan menyebabkan nyahcas bateri yang dalam.

3. Semasa penyimpanan, pengangkutan dan pemasangan, bateri akan kehilangan sebahagian daripada kapasitinya akibat nyahcas sendiri. Oleh itu, sebelum digunakan selepas pemasangan, baki kapasiti bateri hendaklah dinilai mengikut terbuka litar voltan bateri, dan kemudian kaedah yang berbeza harus digunakan untuk mengecas semula bateri. Bateri simpanan yang telah dibiarkan siap sedia hendaklah dicas semula setiap 3 bulan. Anda boleh menilai kualiti bateri dengan mengukur bukaan litar voltan bateri. Ambil bateri 12V sebagai contoh. Jika voltan litar terbuka lebih tinggi daripada 12.5V, ini bermakna bateri mempunyai lebih daripada 80% simpanan tenaga. Jika voltan litar terbuka lebih rendah daripada 12.5V, ia perlu dicas dengan segera. Jika voltan litar terbuka lebih rendah daripada 12V, ini bermakna bateri menyimpan kurang daripada 20% tenaga elektrik dan bateri tidak boleh digunakan.

4. Mengecas voltan. Oleh kerana bateri UPS ialah mod operasi sandaran, sesalur kuasa berada dalam keadaan mengecas di bawah keadaan biasa dan hanya akan dinyahcas apabila kuasa gagal. Untuk memanjangkan hayat perkhidmatan bateri, pengecas UPS biasanya dikawal oleh voltan malar dan pengehadan arus. Selepas bateri dicas sepenuhnya, ia akan bertukar kepada keadaan cas terapung, dan voltan cas terapung setiap sel ditetapkan kepada kira-kira 13.6V. Jika voltan pengecasan terlalu tinggi, bateri akan dicas berlebihan, dan sebaliknya, bateri akan kurang dicas. Voltan pengecasan yang tidak normal mungkin disebabkan oleh konfigurasi bateri yang salah atau disebabkan oleh kerosakan pengecas. Oleh itu, apabila memasang bateri, anda mesti memberi perhatian kepada ketepatan spesifikasi dan kuantiti bateri, dan jangan campurkan bateri dengan spesifikasi yang berbeza dan nombor kelompok yang berbeza. Jangan gunakan pengecas yang lebih rendah untuk pengecas luaran, dan pertimbangkan isu pelesapan haba semasa memasang. Pada masa ini, untuk meningkatkan lagi hayat bateri, UPS termaju menggunakan penyelesaian pengurusan bateri pintar tiga peringkat ABM (Pengurusan Bateri Lanjutan), iaitu pengecasan dibahagikan kepada tiga peringkat: pengecasan awal, pengecasan terapung dan rehat: peringkat pertama adalah baki semasa malar Caj, cas kapasiti bateri kepada 90%; peringkat kedua ialah caj terapung, cas kapasiti bateri kepada 100%, dan kemudian hentikan pengecasan; peringkat ketiga adalah nyahcas semula jadi, dalam peringkat ini, bateri menggunakan arus bocor sendiri untuk dilepaskan, Sehingga voltan yang ditentukan had bawah, dan kemudian ulangi tiga peringkat di atas. Kaedah ini menukar cas penuh sebelumnya dan masih mengekalkan bateri dalam keadaan cas terapung selama 24 jam sehari, sekali gus memanjangkan hayat bateri.