Kurşun asit piller

Kurşun asitli akü (VRLA), elektrotları esas olarak kurşun ve oksitlerinden oluşan ve elektroliti sülfürik asit çözeltisi olan bir depolama aküsüdür. Kurşun asitli bir akünün deşarj durumunda, pozitif elektrotun ana bileşeni kurşun dioksittir ve negatif elektrotun ana bileşeni kurşundur; yüklü durumda pozitif ve negatif elektrotların ana bileşeni kurşun sülfattır. Egzoz tipi akülere ve bakım gerektirmeyen kurşun-asit akülere ayrılmıştır.

1. Kurşun-asit akü nedir

Kurşun-asit akülerin en belirgin özelliği üst kısımdaki vidasız plastik sızdırmazlık kapağı ve üst kısımdaki havalandırma deliğidir. Bu doldurma kapakları saf su doldurmak, elektrolit ve egzoz gazı kontrolü yapmak için kullanılır. Teorik olarak kurşun-asit akülerin her bakım sırasında elektrolitin yoğunluğunu ve sıvı seviyesini kontrol etmesi, eksiklik olması durumunda damıtılmış su eklenmesi gerekir. Ancak pil üretiminin gelişmesiyle birlikte teknolojiKurşun-asit aküler, kurşun-asit bakım gerektirmeyen akülere ve koloidal bakım gerektirmeyen akülere dönüşmüştür ve kurşun-asit akülerin kullanımında elektrolit veya damıtılmış su eklenmesine gerek yoktur. Ana amaç, nemin azalmasını önleyebilecek oksijen döngüsüne ulaşmak için negatif elektrotta emilebilen oksijeni üretmek için pozitif elektrotu kullanmaktır. Kurşun-asitli su bataryaları çoğunlukla traktörlerde, üç tekerlekli bisikletlerde, araba çalıştırmada vb. kullanılırken bakım gerektirmeyen kurşun-asit bataryalar, kesintisiz güç kaynakları, elektrikli araç gücü, elektrikli bisiklet bataryaları vb. dahil olmak üzere daha geniş bir uygulama alanına sahiptir. -asit aküler, uygulama ihtiyaçlarına göre sabit akım deşarjı (kesintisiz güç kaynağı gibi) ve anlık deşarj (araba marş aküleri gibi) olarak ikiye ayrılır.

Akü esas olarak boru şeklindeki pozitif plaka, negatif plaka, elektrolit, ayırıcı, akü tankı, akü kapağı, kutup, enjeksiyon kapağı vb.'den oluşur. Havalandırmalı akünün elektrotları kurşun ve kurşun oksitlerden oluşur ve elektrolit sulu bir maddedir. sülfürik asit çözeltisi. Ana avantajlar istikrarlı Voltaj ve düşük fiyat; dezavantajları ise düşük spesifik enerji (yani, pilin kilogramı başına depolanan elektrik enerjisi), kısa servis ömrü ve sık günlük bakımdır. Eski moda sıradan pillerin ömrü genellikle yaklaşık 2 yıldır ve elektrolitin yüksekliğini düzenli olarak kontrol etmek ve damıtılmış su eklemek gerekir. Ancak teknolojinin gelişmesiyle birlikte kurşun-asit akülerin ömrü uzadı ve bakımı kolaylaştı.

2. Kurşun-asit akülerin çalışma prensibi

Kurşun aküdeki anot (PbO₂) ve katot (Pb), elektrolite (seyreltik sülfürik asit) batırılır ve iki elektrot arasında 2V elektrik üretilir. Bu kurşun akü prensibine dayanmaktadır. Şarj ve deşarjdan sonra katot, anot ve elektrolit aşağıdaki değişiklikler meydana gelecektir:

(Anot) (Elektrolit) (Katot) PbO₂+2H₂SO₄+Pb=PbSO₄+2H₂O+PbSO₄ (deşarj reaksiyonu). (Kurşun dioksit) (Sülfürik asit) (Sünger kurşun) PbO₂'deki Pb'nin değeri azalır ve azalır ve negatif yükler akar; Süngerimsi kurşundaki Pb'nin değeri artar ve pozitif yükler akar.

(Anot) (Elektrolit) (Katot) PbSO₄+2H₂O+PbSO₄=PbO₂+2H₂SO₄+Pb (yük reaksiyonu) (enerji verilmeli) (kurşun sülfat) (su) (kurşun sülfat).

Birinci kurşun sülfattaki kurşunun değeri artar ve oksitlenir ve pozitif yük, pozitif elektrota akar; ikinci kurşun sülfattaki kurşunun değeri azalır ve azalır ve negatif yük, negatif elektrota akar.

1. Deşarjdaki kimyasal değişiklikler: Akü harici bir elektriğe bağlandığında Devre deşarj için seyreltik sülfürik asit, yeni bir bileşik olan kurşun sülfatı oluşturmak üzere anot ve katot plakaları üzerindeki aktif malzemelerle reaksiyona girecektir. Sülfürik asit bileşeni, deşarj yoluyla elektrolitten salınır ve deşarj ne kadar uzun olursa, sülfürik asit konsantrasyonu da o kadar ince olur. Tüketilen bileşen deşarj miktarıyla orantılıdır. Elektrolit içindeki sülfürik asit konsantrasyonu ölçüldüğü, yani özgül ağırlığı ölçüldüğü sürece deşarj miktarı veya kalan elektrik bilinebilir.

2. Şarj sırasındaki kimyasal değişiklikler: Deşarj sırasında anot ve katot plakalarında oluşan kurşun sülfat, şarj sırasında ayrışarak sülfürik asit, kurşun ve kurşun dioksite indirgeneceğinden, aküdeki elektrolit konsantrasyonu giderek artar. Yani, elektrolitin özgül ağırlığı artar ve yavaş yavaş deşarj öncesindeki konsantrasyona döner.

Bu değişiklik, bataryadaki aktif maddenin tekrar çalıştırılabilecek duruma dönüştürüldüğünü gösteriyor. İki kutuptaki kurşun sülfat orijinal aktif maddeye dönüştürüldüğünde şarjın bitimine eşit olurken, katot plakası hidrojen, anot plakası ise oksijen üretir. , Son aşamaya kadar şarj edilirken, akım neredeyse suyun elektrolizinde kullanılır, dolayısıyla elektrolit azalacaktır. Şu anda saf su ile takviye edilmelidir.

3. Kurşun-asit akü bakım yöntemi

1. Ortam sıcaklığının akü üzerinde daha büyük etkisi vardır. Ortam sıcaklığı çok yüksekse, akü gaz üretmek için aşırı şarj edilecektir. Ortam sıcaklığı çok düşükse pil yetersiz şarj olur ve bu da pilin servis ömrünü etkiler. Bu nedenle ortam sıcaklığının genellikle 25°C civarında olması gerekir ve UPS yüzdürülür. Voltaj değeri de bu sıcaklığa göre ayarlanır. Pratik uygulamalarda pil genellikle 5°C ila 35°C aralığında şarj edilir. 5°C'den düşük veya 35°C'den yüksek sıcaklık, pilin kapasitesini büyük ölçüde azaltacak ve pilin servis ömrünü kısaltacaktır.

2. Deşarj derinliğinin pil ömrü üzerinde büyük etkisi vardır. Pilin deşarj derinliği ne kadar derin olursa, kullandığı döngü sayısı o kadar az olur, bu nedenle kullanım sırasında derin deşarjdan kaçınılmalıdır. UPS'in akü düşük potansiyeli koruma fonksiyonu olmasına rağmen, genellikle tek bir akü yaklaşık 10.5V'a kadar deşarj olduğunda UPS otomatik olarak kapanacaktır. Ancak KGK'nın hafif yükte deşarj veya yüksüz deşarj altında olması da akünün derin deşarjına neden olacaktır.

3. Depolama, taşıma ve kurulum sırasında pil kendi kendine deşarj nedeniyle kapasitesinin bir kısmını kaybedecektir. Bu nedenle kurulum sonrası kullanıma alınmadan önce pilin kalan kapasitesi açık değere göre değerlendirilmelidir. devre Pilin voltajı belirlenmeli ve daha sonra pili şarj etmek için farklı yöntemler kullanılmalıdır. Beklemede bırakılan akü her 3 ayda bir şarj edilmelidir. Açıklığı ölçerek pilin kalitesini değerlendirebilirsiniz. devre pilin voltajı. Örnek olarak 12V pil alın. Açık devre voltajı 12.5V'un üzerinde ise akünün %80'den fazla enerji depolaması olduğu anlamına gelir. Açık devre voltajı 12.5V'tan düşükse hemen şarj edilmelidir. Açık devre voltajının 12V'tan düşük olması, pilin elektrik enerjisinin %20'sinden azını depoladığı ve pilin kullanılamaz durumda olduğu anlamına gelir.

4. Şarj voltajı. UPS aküsü yedek çalışma modu olduğundan, normal şartlarda şebeke şarj durumundadır ve ancak elektrik kesildiğinde deşarj olur. Akünün ömrünü uzatmak için UPS şarj cihazları genellikle sabit voltaj ve akım sınırlaması ile kontrol edilir. Pil tamamen şarj edildikten sonra değişken şarj durumuna geçecek ve her hücrenin değişken şarj voltajı yaklaşık 13.6V'a ayarlanacaktır. Şarj voltajı çok yüksekse akü aşırı şarj olur ve bunun tersi de akü yetersiz şarj olur. Anormal şarj voltajı, yanlış akü konfigürasyonundan veya şarj cihazının arızalanmasından kaynaklanabilir. Bu nedenle pili takarken pil özellikleri ve miktarının doğruluğuna dikkat etmeli, farklı özellikteki ve farklı parti numaralı pilleri karıştırmamalısınız. Harici şarj cihazları için kalitesiz şarj cihazları kullanmayın ve kurulum sırasında ısı dağılımı sorunlarını dikkate alın. Şu anda, akü ömrünü daha da artırmak için gelişmiş UPS, ABM (Gelişmiş Akü Yönetimi) üç aşamalı akıllı akü yönetimi çözümünü benimser; yani şarj işlemi üç aşamaya ayrılır: ilk şarj, değişken şarj ve dinlenme: ilk aşama sabit akım dengesidir Şarj edin, pil kapasitesini %90'a kadar şarj edin; ikinci aşama değişken şarjdır, pil kapasitesini %100'e kadar şarj edin ve ardından şarjı durdurun; üçüncü aşama doğal deşarjdır, bu aşamada pil, belirtilen voltaj alt sınırına kadar deşarj olmak için kendi kaçak akımını kullanır ve ardından yukarıdaki üç aşamayı tekrarlayın. Bu yöntem, önceki tam şarjı değiştirir ve pili günde 24 saat boyunca değişken şarj durumunda tutar, böylece pilin ömrünü uzatır.