Švino-rūgšties akumuliatorius - prietaisas ir veikimo principas, rūšys

Klasikinio švino-rūgšties akumuliatoriaus dizainas ir veikimas grindžiami grįžtamosiomis švino ir švino dioksido elektrocheminėmis reakcijomis su vandeniniu sieros rūgšties tirpalu: akumuliatoriui išsikrovus į krūvį, švino oksidas prie katodo ir švinas prie anodo, sąveikaujant su sieros anijonais, virsta švino sulfatu ( švino dioksidas sumažėja katode, o švinas oksiduojasi prie anodo).

Kai akumuliatorius kraunasi, plokštelių švino sulfatas skyla į jonus, katode susidaro švino oksidas, o antodo - vėl metalinis švinas. Tokiu atveju sieros rūgšties tirpalo koncentracija padidėja, nes sieros rūgšties jonai, susijungiantys su vandeniliu, vėl sudaro sieros rūgštį. Taigi tą pačią bateriją galima naudoti vėl ir vėl, tik kartkartėmis ją įkraunant.

Iškraunant akumuliatorių, sieros rūgšties koncentracija mažėja - mažėja elektrolito tankis. Kai pasibaigus įkrovimui švino sulfato kiekis ant elektrodų beveik išsenka, pradeda pereiti vandens elektrolizės procesas. Šis reiškinys gali būti stebimas kaip gausus deguonies ir vandenilio burbuliukų pavidalas, o tai rodo per didelę švino-rūgšties baterijos įkrovą ir daugelis automobilių vairuotojų apie tai žino iš pirmo žvilgsnio.

Geriau neleisti tokio reiškinio, nes tokiu atveju, pirma, vanduo negrįžtamai sunaudojamas, antra, kyla sprogimo pavojus. Todėl viskas normalu įkrovikliai sumažinkite įkrovimo srovę pasiekę tam tikrą įtampą įkraunamos baterijos gnybtuose. Vandens nuostoliai paprastai papildomi pridedant distiliuotą vandenį į akumuliatorių.

Iš tikrųjų 12 voltų švino-rūgšties akumuliatoriaus viduje yra šešių elementų, sujungtų nuosekliai vienas su kitu, akumuliatoriai. Vieną celę (maksimali vienos tokio elemento įtampa yra 2,17 volto) sudaro du elektrodai ir atskyrimo plokštės - separatoriai, kurie chemiškai nesąveikauja su elektrolitu, bet trukdo kontaktuoti tarp elektrodų.

Elektrodai yra grynos švino gardelės, švino dioksido milteliai įspausti į anodo gardelę, o švino milteliai suspausti į katodinę gardelę. Čia naudojami milteliai, siekiant maksimaliai padidinti elektrodų sąveiką su elektrolitu ir taip gauti kuo didesnę akumuliatoriaus elektrinę talpą, nes elektrodai yra panardinami į elektrolitą. 3, 6 arba 12 elementų baterijos akumuliatoriaus gnybtuose suteikia atitinkamai 6, 12 ir 24 voltus.

Automobilio starterio akumuliatorius (su skystu elektrolitu)

Klasikinės automobilių baterijos - rūgštinės baterijos su skystu elektrolitu, kurių vardinė 12 voltų įtampa. Tokios baterijos dangtelyje yra 6 skylės su kištukais, kad būtų lengva prižiūrėti - elektrolito tankį galite patikrinti naudodamiesi hidrometru, jei reikia, įpilkite distiliuoto vandens. Talpų diapazonas yra nuo 35 iki 230 A * h; jie teikia pradines sroves nuo 330 iki 1500 A.

Tokio akumuliatoriaus užduotis yra užgesinti starterį automobilio užvedimo metu, taip pat maitinti borto tinklą (žibintai, prietaisai, borto vartotojai per cigarečių degiklį ir kt.) Tokio formato akumuliatoriai ant skysto elektrolito pamažu tampa praeitimi, užleisdami kelią modernesnėms baterijoms su sutirštėjusiu elektrolitu. .

Gelio baterijos (GEL) UPS, apsaugos sistemoms ir kt.

Buitiniuose nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose (UPS, UPS) (žr. - Kaip UPS yra išdėstyti ir veikia?), signalizacijos sistemų ir kitų panašių programų maitinimo grandinėse yra uždaromos švino-rūgšties baterijos su sutirštintu elektrolitu - gelio baterijos.

Skystas rūgšties elektrolitas čia sutirštinamas iki pastos pavidalo konsistencijos vandeniniu šarminiu natrio silikatų tirpalu (Na2Si2O4). Tokio tipo baterijoms nereikia priežiūros ir jų reikia papildyti distiliuotu vandeniu. Gelio akumuliatoriai galimi nuo 1 iki 100 A * h.

AGM technologija

Geresnė akumuliatoriaus gelio versija yra be priežiūros reikalinga švino-rūgšties baterija su porėtais separatoriais, pagamintais iš stiklo pluošto (absorbento stiklo kilimėlio), kuris leidžia sunkesnes įkrovimo ir eksploatavimo sąlygas. Skiriamasis AGM technologijos bruožas yra stiklo pluoštu impregnuoto akyto užpildo, užpildyto akytojo užpildo, naudojimas.

Tokios medžiagos mikroporos nėra visiškai užpildytos elektrolitu, o dujų rekombinacijai naudojamas tūris, kuriame nėra elektrolito. Akumuliatorius, pagamintas naudojant AGM technologiją, turi keletą privalumų: atsparumas vibracijai, normalus veikimas bet kurioje padėtyje (svarbiausia, kad nebūtų apversta aukštyn kojomis, nes viršuje yra avariniai vožtuvai).