Základné vedomosti o batériách olovených kyselín bez údržby
Bežný názov bezúdržbovej batérie, ktorý často hovoria ľudia, sa nazýva ventil-regulovaná zapečatená olovnatá batéria. Ventilom regulovaná utesnená olovnatá akumulátorová batéria má kryt, ventilový kryt a svorkovnicu z vonkajšej strany. Tesniaci materiál okolo svoriek je červený a čierny (alebo modrý) na označenie kladných a záporných elektród. 12V batéria je rozdelená na šesť nezávislých izolovaných článkov, z ktorých každá má pozitívnu doskovú skupinu a skupinu záporných dosiek spojených príslušnými zbernicovými vodičmi. Doska olovenej akumulátorovej batérie je ako železobetónová konštrukcia. Vytvára sa nanášaním (alebo valcovaním) aktívneho materiálu na kostru z drôtu zo zliatinového drôtu. Materiál pozitívnej elektródovej dosky je oxid uhličitý (PbO2) a záporná elektródová platňa. Látka na ňom je sametový olovo ( pb). Každá z pozitívnych a negatívnych dosiek je rozptýlená poréznym materiálom z mikrovlákna (tiež naplneným materiálom silikagélu), v ktorom je adsorbovaný elektrolyt kyseliny sírovej (H2SO4) a elektrochemicky reaguje vláknitý materiál (alebo materiál silikagélu). Proces prenosu kvapalnej fázy a prepravy v plynnej fáze v procese, ktorý je pevne spojený s pozitívnymi a zápornými doskovými skupinami a vytvára 2V batériu. Keďže olovené batérie nevyhnutne vytvárajú vodík a kyslík počas nabíjania, vytvárajú tlak v bunkách, keď sú príliš veľa a príliš neskoro na to, aby vytvorili a vytvorili vodu. Aby sa zabezpečila normálna a bezpečná prevádzka batérie, každá bunka má svoj vlastný prepadový ventil, ktorý umožňuje plynu uniknúť automaticky, keď je nadmerný tlak. V porovnaní s bohatou kvapalnou batériou naplnenou telom elektrolytu v nádrži na batériu obsahuje uzavretá uzavretá olovnatá batéria s ventilom len malé množstvo elektrolytu vo vnútri, čo je slabá kvapalná batéria. Avšak vzhľadom na určitú redundanciu použitého elektrolytu a rozumné použitie tlaku prepadového ventilu je strata vody spôsobená únikom plynu extrémne malá, takže elektrolyt batérie riadenej ventilom je v zásade v živote proces. Nie je potrebné doplňovať, takže sa uzavreté uzatvorené olovené batérie tiež stali bezúdržbovými batériami.
Koľko je normálne napätie batérie?
Často sa hovorí, že toto napätie batérie je 12V. Tu spomenutý 12v sa vzťahuje na najzákladnejší parameter batérie - menovitý potenciál (jednotka v). Batéria olovených kyselín má nominálny potenciál 2v a menovitý potenciál šiestich jednoreťazových batérií je 12v. Zdroj napájania používaný v elektrických vozidlách sa zvyčajne skladá z 2 až 5 12V batérií zapojených do série a tvoria batérie 24v, 36v, 48v, 60v. Tu sa určujú teoretické hodnoty určené charakteristikami aktívnych materiálov použitých v batériách. V skutočnosti existujú rozdiely v napätí a menovitom potenciáli batérie za rôznych podmienok. Napríklad normálna olovnatá batéria s nominálnym potenciálom 12v je na konci nabíjacieho procesu, polarizácia nabíjania dosiahne maximálnu hodnotu a napätie môže dosiahnuť 14,4v alebo viac; na konci výboja dosiahne polarizácia výboja maximálnu hodnotu. Napätie môže byť až 9V. Po zastavení nabíjania alebo vybíjania a ponechaní niekoľko hodín zostane polarizačné napätie (plán koncentrácie) úplne zmiznuté. Potenciál tejto 12V batérie môže byť medzi 13,8v (po naplnení) a 11v (po vybíjaní). Je to spôsobené zmenou stavu aktívneho materiálu vo vnútri batérie.
Aký je význam kapacity batérie (Ah)?
Menovitá kapacita batérie, c, je výsledkom vybíjacieho prúdu (A) a času vybíjania (h). Vzhľadom na to, že Ah získané použitím rôznych parametrov vybíjania tej istej batérie je odlišné, aby sa uľahčilo opis, meranie a porovnanie kapacity batérie, je potrebné vopred stanoviť jednotné podmienky. V praxi je kapacita batérie definovaná ako množstvo elektrickej energie dané nastaveným prúdom na vybitie batérie na nastavené napätie. Možno tiež povedať, že kapacita akumulátora je výsledkom času, ktorý uplynul medzi vybíjaním akumulátora a nastaveným napätím s nastaveným prúdom a prúdom. Aby bolo možné nastaviť rovnomerné podmienky, najprv sa podľa rozdielu v charakteristikách konštrukcie a používaní batérie nastaví niekoľko časov vybíjania. Najbežnejšie sú 20 hodín a 10 hodín a batéria elektrického vozidla je 2 hodiny. Je napísaný ako C20. C10 a C2, kde C predstavuje kapacitu batérie, za ktorým nasleduje číslo udávajúce počet hodín, počas ktorých je batéria vybitá na nastavené napätie s prúdom s určitou intenzitou. Nameraný výbojový prúd sa teda získa vydelením počtu hodín kapacitou. To znamená, že batérie s rovnakou kapacitou a rôznymi rýchlosťami vypúšťania majú výrazne odlišný menovitý výbojový prúd. Napríklad elektrické bicykel má kapacitu batérie 10 Ah a rýchlosť vypúšťania 2 hodiny. Je napísaný ako 10 Ah2 a jeho menovitý vybíjací prúd je 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; a batéria na štartovanie auta má kapacitu 54 Ah. Výstupná rýchlosť je 20 hodín, zapísaná ako 54Ah20, jeho menovitý výbojový prúd je iba 54 (Ah) / 20 (h) = 2,7A! Inými slovami, ak sú obe batérie vybité 5A a 2,7A, malo by trvať 2 hodiny a 20 hodín, kým nedosiahne nastavené napätie. Uvedené nastavené napätie sa vzťahuje na koncové napätie (jednotka V). Konečné napätie možno jednoducho chápať ako: napätie batérie klesne počas vypúšťania na minimálnu hodnotu, ktorá nespôsobuje poškodenie. Hodnota koncového napätia nie je pevná. Pri výpadku prúdu sa znižuje. Čím väčší je vybíjací prúd tej istej batérie, tým nižšie môže byť koncové napätie a naopak. To znamená, že keď je veľký prúd vybíjaný, môže dôjsť k poklesu napätia akumulátora na nižšiu hodnotu a malé vypúšťanie prúdu nie je možné, inak by mohlo dôjsť k poškodeniu. Aktuálna intenzita batérie počas prevádzky je tiež často vyjadrená z hľadiska zväčšenia, zapísaného ako NCh. N je násobok, C je počet hodín kapacity a h je počet hodín určených rýchlosťou vypúšťania. Tu sa hodnota h používa len ako pripomienka, že príslušná batéria patrí k tejto dobe vybíjania, takže batéria, ktorá konkrétne opisuje určitú časovú rýchlosť, spočíva v tom, že zväčšenie je často napísané vo forme NC bez toho, , Vynásobením násobku N kapacitou C sa rovná prúdu A. Napríklad 20Ah používa rýchlosť 0,5k, 0,5 × 20 = 10A. Pre iný príklad uhla: kapacita akumulátora 54Ah, meraný výstupný prúd je 5,4A, potom jeho rýchlosť vypúšťania N je 5,4 / 54 = 0,1C.
Ako fungujú olovené batérie
1. Vytvorenie elektromotorickej sily olovenej batérie
Po nabití olovnatého akumulátora sa pozitívna elektróda vedie k oxidu uhličitému (PB02), pôsobenie molekúl vody v roztoku kyseliny sírovej, malé množstvo oxidu olovičitého a vody, aby sa vytvorila rozpustná nestabilná látka - hydroxid olovnatý (Pb (OH ) 4) Hydroxidový ión je v roztoku a vodivý ión (Pb4) zostáva na kladnej elektródovej doske, takže na kladnej elektróde nie sú prítomné žiadne elektróny. Po nabití olovnatého akumulátora je negatívna elektródová platňa elektróda (Pb) a kyselina sírová v elektrolyte (H2S04). Reakcia sa premení na ióny olova (Pb2) a ióny olova sa prenesú do elektrolytu, pričom dva elektróny (2e) zostávajúce na zápornej doske. V prípade, že externý obvod nie je pripojený (okruh s otvoreným akumulátorom), kvôli chemickému pôsobeniu nie je na doske motora žiadny elektrón a záporná doska má viac elektrónov a medzi týmito dvomi doskami sa vytvorí určitý potenciálny rozdiel. Toto je elektromotorická sila batérie.
2. Elektrochemická reakcia olovených kyselín pri výboji
Kábel olovnatých kyselín je umiestnený na televízore a potenciálny rozdiel batérie pôsobí na katódu. Elektróny na zápornej doske vstupujú do kladnej dosky cez zaťaženie a vytvárajú prúd. Súčasne sa v batérii vytvára chemická reakcia. Po vydaní dvoch elektrónov z každého vodiaceho atómu na negatívnej elektródovej doske generované olovené ióny (Pb2) reagujú so síranovým iónom (S04-2) v elektrolyte za vzniku nerozpustného síranu olovnatého (PbSO4) na elektródovej doske. Kyslíkové ióny (0-2) hydrolyzované pozitívnou elektródovou doskou reagujú s vodíkovými iónmi (H) v elektrolytickom roztoku za vzniku stabilnej vody. Pod pôsobením elektrického poľa síranového iónu a vodíkových iónov existujúcich v elektrolyte sa pozitívne a záporné elektródy batérie pohybujú tak, aby vytvorili prúd vnútri akumulátora a celý obvod je vytvorený a batéria je kontinuálne vybíjané smerom von. Koncentrácia H2SO4 klesá kontinuálne počas vybíjania, zvyšuje sa síran olovnatý (PbS04) na pozitívnych a negatívnych elektródach, zvyšuje sa vnútorný odpor batérie (síran olovnatý nevedie elektrickú energiu), znižuje sa koncentrácia elektrolytu a elektromotorická sila batérie klesá.
3. Elektrochemická reakcia procesu nabíjania olovených kyselín
Pri nabíjaní by mal byť externý zdroj napájania (nabíjací pól alebo usmerňovač) externe pripojený na obnovenie materiálu generovaného pozitívnymi a negatívnymi doskami po vypustení do pôvodného aktívneho materiálu a previesť externú elektrickú energiu na chemickú energiu na uskladnenie. Na pozitívnej elektródovej doske sa síran olovnatý pôsobením vonkajšieho prúdu disociuje na dvojmocné olovité ióny (Pb2) a síranové negatívne ióny (SO4-2). Pretože externý zdroj energie kontinuálne čerpá elektróny z pozitívnej elektródy, druhá pozitívna elektródová doštička je farebná. Vonový valenčný ión Pb2) kontinuálne uvoľňuje dva elektróny, ktoré sa majú pridať, stane sa tetravalentnými iónmi olova (Pb4) a naďalej reaguje s vodou a prípadne produkuje oxid uhličitý (PbO2) na pozitívnej elektródovej doštičke. Na negatívnej elektródovej doske sa síran olova disociuje pod pôsobením vonkajšieho prúdu na dvojmocné olovité ióny (Pb2) a sulfátovo-negatívne ióny (SO4-2). Pretože záporná elektróda priebežne získava elektróny z vonkajšieho zdroja energie, voľná elektróda v blízkosti zápornej elektródovej dosky. Vonový ión (Pb2) valencie je neutralizovaný na elektródu (Pb) a priľne k negatívnej elektródovej doštičke ako sametový vodič. V elektrolyte pozitívna elektróda kontinuálne generuje voľné vodíkové ióny (H) a síranové ióny (SO4-2) a negatívna elektróda kontinuálne generuje síranové ióny (SO4-2). Pod pôsobením elektrického poľa sa vodíkové ióny pohybujú na zápornú elektródu a vytvára sa síran. Ióny sa pohybujú smerom k pozitívnej elektróde a vytvárajú prúd. Na konci nabíjania sa pri pôsobení vonkajšieho prúdu v roztoku vyskytne elektrolytická reakcia vody.
4. Zmena elektrolytu po nabití a vybíjaní olovnatého akumulátora
Z vyššie uvedeného je zrejmé, že ak sa olovenina-akumulátor vybije, kyselina sírová v elektrolyte sa kontinuálne znižuje, voda sa postupne zvyšuje a špecifická hmotnosť roztoku sa znižuje. Z vyššie uvedeného je zrejmé, že keď je nabitá olovnatá batéria, kyselina sírová v elektrolyte sa kontinuálne zvyšuje, voda sa postupne znižuje a zvyšuje sa špecifická hmotnosť roztoku. V skutočnej práci sa môže náboj oloveného akumulátora posudzovať podľa zmeny špecifickej hmotnosti elektrolytu. Použitie a údržba batérií s olovenými kyselinami bez údržby V uplynulých rokoch sa pri prehĺbení dvojsieťovej transformácie energetických systémov uskutočnili vysokofrekvenčné spínacie zdroje a bezúdržbové olovené batérie vyrobené s použitím technológie spínaného napájania široko používané. Z dôvodu nedostatočných prevádzkových skúseností však údržba napájacieho zdroja jednosmerného prúdu, najmä batérie, nie je na mieste, takže spoľahlivosť napájacieho zdroja jednosmerného prúdu nemôže byť účinne zaručená.
Význam bezúdržbovej batérie
Hlavnou výhodou batérie olovených kyselín regulovaných ventilom je to, že kyslík generovaný na kladnej elektródovej doske počas nabíjania sa redukuje na vodu na negatívnej elektródovej doske rekombináciou a nie je potrebné pridávať vodu na údržbu počas špecifikovaného plniaca životnosť nabíjania. Udržiavajte olovené batérie. Je zrejmé, že bezúdržbová prevádzka sa porovnáva iba s obyčajnou batériou a projekt pridávania čistej vody alebo destilovanej vody na úpravu hladiny kvapaliny elektrolytu sa počas prevádzky vynechá a nie je nutné odstrániť všetky údržbové práce ,