Loodzuuraccu - apparaat en werkingsprincipe, variëteiten

Het ontwerp en de werking van een klassieke loodzuuraccu zijn gebaseerd op de omkeerbare elektrochemische reacties van lood en looddioxide met een waterige oplossing van zwavelzuur: wanneer de batterij wordt ontladen tot een lading, leidt loodoxide bij de kathode en lood bij de anode, in wisselwerking met zwavelhoudende anionen, loodsulfaat ( looddioxide wordt gereduceerd aan de kathode, lood wordt geoxideerd aan de anode).

Wanneer de batterij wordt opgeladen, vervalt loodsulfaat op de platen in ionen, vormt zich loodoxide op de kathode en weer metaalachtig lood op de anode. In dit geval neemt de concentratie van de zwavelzuuroplossing toe, omdat zwavelzuurionen die zich herenigen met waterstof opnieuw zwavelzuur vormen. Het is dus mogelijk om steeds weer dezelfde batterij te gebruiken, deze eenvoudig van tijd tot tijd op te laden.

Tijdens het ontladen van de batterij neemt de concentratie zwavelzuur af - de dichtheid van de elektrolyt neemt af. En wanneer, aan het einde van het laden, de hoeveelheid loodsulfaat op de elektroden bijna is uitgeput, begint het proces van waterelektrolyse het over te nemen. Dit fenomeen kan worden waargenomen in de vorm van een overvloed aan zuurstof en waterstofbellen, wat een teken is van het overladen van een loodzuurbatterij, en veel automobilisten weten het uit de eerste hand.

Het is beter om een ​​dergelijk fenomeen niet toe te staan, omdat in dit geval ten eerste water onomkeerbaar wordt geconsumeerd, en ten tweede is er een explosiegevaar. Daarom allemaal normaal Chargers verminder de laadstroom bij het bereiken van een bepaalde spanning op de polen van de oplaadbare batterij. Wat betreft waterverliezen, deze worden traditioneel aangevuld door gedestilleerd water aan de batterij toe te voegen.

In het geval van een 12-volt loodzuuraccu is er een batterij van zes cellen in serie met elkaar verbonden - cellen. Eén cel (de maximale spanning van een dergelijke cel is 2,17 volt) bestaat uit twee elektroden en scheidingsplaten - scheiders, die geen chemische wisselwerking hebben met de elektrolyt, maar interfereren met het contact tussen de elektroden.

De elektroden zijn roosters van zuiver lood, bovendien wordt looddioxidepoeder in het anoderooster geperst en wordt loodpoeder in het kathodische rooster geperst. Poeders worden hier gebruikt om het interactiegebied van de elektroden met de elektrolyt te maximaliseren en daardoor de grootst mogelijke elektrische capaciteit van de batterij te verkrijgen, aangezien de elektroden in de elektrolyt zijn ondergedompeld. Batterijen van 3, 6 of 12 cellen geven respectievelijk 6, 12 en 24 volt op de batterijaansluitingen.

Startaccu voor auto's (met vloeibaar elektrolyt)

Klassieke autobatterijen - zuurbatterijen, met vloeibare elektrolyt, voor een nominale spanning van 12 volt. Het deksel van een dergelijke batterij heeft 6 gaten met pluggen voor onderhoudsgemak - u kunt de dichtheid van de elektrolyt controleren met een hydrometer, voeg indien nodig gedestilleerd water toe. Het bereik van capaciteiten is van 35 tot 230 A * h; ze bieden startstromen van 330 tot 1500 A.

De taak van een dergelijke batterij is om de starter te starten op het moment dat de auto wordt gestart, en om het boordnetwerk te voeden (koplampen, apparaten, consumenten aan boord via de sigarettenaansteker, etc.) Batterijen van dit formaat op vloeibare elektrolyt behoren geleidelijk tot het verleden en maken plaats voor modernere batterijen met verdikte elektrolyt .

Gelbatterijen (GEL) voor UPS, beveiligingssystemen, enz.

In huishoudelijke ononderbreekbare voedingen (UPS, UPS) (zie - Hoe zijn de UPS'en ingedeeld en werken ze?), in de voedingscircuits van alarmsystemen en andere vergelijkbare toepassingen, zijn verzegelde loodzuuraccu's met een verdikte elektrolyt - gel batterijen.

De vloeibare zure elektrolyt is hier verdikt tot een pasta-achtige consistentie met een waterige alkalische oplossing van natriumsilicaten (Na2Si2O4). Batterijen van dit type hebben geen onderhoud nodig en moeten worden bijgevuld met gedestilleerd water. Gelbatterijen zijn verkrijgbaar met capaciteiten van 1 tot 100 A * h.

AGM-technologie

Een betere versie van de gelbatterij is een onderhoudsvrije loodzuurbatterij met poreuze scheiders gemaakt van glasvezel (absorberende glasmat), die zwaardere oplaad- en bedrijfsomstandigheden mogelijk maakt. Een onderscheidend kenmerk van AGM-technologie is het gebruik van met glasvezel geïmpregneerde poreuze met aggregaat gevulde poreuze vulcompartimenten.

De microporiën van een dergelijk materiaal zijn niet volledig gevuld met elektrolyt en het volume zonder elektrolyt wordt hier gebruikt voor gasrecombinatie. De batterij, vervaardigd door AGM-technologie, heeft verschillende voordelen: trillingsbestendigheid, normale prestaties in elke positie (het belangrijkste is om geen ondersteboven te hebben, want er zijn noodkleppen bovenop).