Batteria al piombo-acido - dispositivo e principio di funzionamento, varietà

Il design e il funzionamento di una classica batteria al piombo-acido si basano sulle reazioni elettrochimiche reversibili di piombo e biossido di piombo con una soluzione acquosa di acido solforico: quando la batteria viene scaricata in un carico, ossido di piombo sul catodo e piombo sull'anodo, interagendo con anioni solforici, si trasforma in solfato di piombo ( il biossido di piombo viene ridotto al catodo, il piombo viene ossidato all'anodo).

Quando la batteria si sta caricando, il solfato di piombo sulle piastre si decompone in ioni, si forma ossido di piombo sul catodo e il piombo metallico di nuovo sull'anodo. In questo caso, la concentrazione della soluzione di acido solforico aumenta, poiché gli ioni di acido solforico riuniti con idrogeno formano nuovamente acido solforico. Pertanto, è possibile utilizzare la stessa batteria più e più volte, semplicemente ricaricandola di volta in volta.

Nel processo di scarica della batteria, la concentrazione di acido solforico diminuisce - la densità dell'elettrolita diminuisce. E quando, al termine della carica, la quantità di solfato di piombo sugli elettrodi è quasi esaurita, inizia il processo di elettrolisi dell'acqua. Questo fenomeno può essere osservato sotto forma di abbondanza di ossigeno e bolle di idrogeno, il che è un segno di sovraccarico di una batteria al piombo e molti automobilisti ne sono a conoscenza.

È meglio non consentire un tale fenomeno, perché in questo caso, in primo luogo, l'acqua viene consumata in modo irreversibile e, in secondo luogo, esiste il pericolo di esplosione. Quindi tutto normale Caricabatterie ridurre la corrente di carica al raggiungimento di una certa tensione ai terminali della batteria ricaricabile. Per quanto riguarda le perdite d'acqua, vengono tradizionalmente reintegrate aggiungendo acqua distillata alla batteria.

Infatti, nel caso di una batteria al piombo-acido da 12 volt, c'è una batteria di sei celle collegate in serie tra loro - celle. Una cella (la tensione massima di una di queste celle è di 2,17 volt) è costituita da due elettrodi e piastre di separazione - separatori, che non interagiscono chimicamente con l'elettrolita, ma impediscono il contatto tra gli elettrodi.

Gli elettrodi sono reticoli di piombo puri, con polvere di biossido di piombo pressata nel reticolo anodico e polvere di piombo pressata nel reticolo catodico. Le polveri vengono utilizzate qui per massimizzare l'area di interazione degli elettrodi con l'elettrolita, e quindi ottenere la massima capacità elettrica possibile della batteria, poiché gli elettrodi sono immersi nell'elettrolita. Le batterie da 3, 6 o 12 celle forniscono rispettivamente 6, 12 e 24 volt ai terminali della batteria.

Batteria avviamento auto (con elettrolita liquido)

Batterie per auto classiche - batterie acide, con elettrolita liquido, per una tensione nominale di 12 volt. Il coperchio di una tale batteria ha 6 fori con tappi per una facile manutenzione: puoi controllare la densità dell'elettrolita usando un idrometro, se necessario, aggiungere acqua distillata. La gamma di capacità va da 35 a 230 A * h; forniscono correnti di avviamento da 330 a 1500 A.

Il compito di una tale batteria è quello di avviare il motorino di avviamento al momento di avviare l'auto, nonché alimentare la rete di bordo (fari, dispositivi, consumatori di bordo attraverso l'accendisigari, ecc.) Le batterie di questo formato su elettrolita liquido stanno gradualmente diventando un ricordo del passato, lasciando il posto a batterie più moderne con elettrolito addensato .

Batterie al gel (GEL) per UPS, sistemi di sicurezza, ecc.

In gruppi di continuità (UPS, UPS) domestici (vedere - Come sono organizzati e funzionanti gli UPS?), nei circuiti di alimentazione dei sistemi di allarme e di altre applicazioni simili, sono batterie al piombo-acido sigillate con un elettrolita addensato - batterie al gel.

L'elettrolita acido liquido qui è addensato ad una consistenza pastosa con una soluzione acquosa alcalina di silicati di sodio (Na2Si2O4). Le batterie di questo tipo non richiedono manutenzione e si rabboccano con acqua distillata. Le batterie al gel sono disponibili con capacità da 1 a 100 A * h.

Tecnologia AGM

Una versione migliore della batteria al gel è una batteria al piombo esente da manutenzione con separatori porosi in fibra di vetro (Absorbent Glass Mat), che consente condizioni di carica e di funzionamento più severe. Una caratteristica distintiva della tecnologia AGM è l'uso di un aggregato poroso riempito con aggregato poroso impregnato di fibra di vetro.

I micropori di tale materiale non sono completamente riempiti di elettrolita e il volume privo di elettrolita viene qui utilizzato per la ricombinazione di gas. La batteria, prodotta dalla tecnologia AGM, presenta numerosi vantaggi: resistenza alle vibrazioni, prestazioni normali in qualsiasi posizione (l'importante è non avere il rovescio, poiché ci sono valvole di emergenza in cima).