Базовые знания о необслуживаемых свинцово-кислотных батареях

Базовые знания о необслуживаемых свинцово-кислотных батареях

Обычное название необслуживаемой батареи, которую часто говорят люди, называется герметичная свинцово-кислотная батарея с регулирующим клапаном. Герметичная свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием имеет корпус, крышку клапана и клеммную колодку, если смотреть снаружи. Уплотнительный материал вокруг клемм имеет красный и черный (или синий) цвет для обозначения положительного и отрицательного электродов. Батарея 12 В разделена на шесть независимых изолированных элементов, каждый из которых имеет группу положительных пластин и группу отрицательных пластин, соединенных соответствующими проводниками шины. Пластина свинцово-кислотного аккумулятора похожа на железобетонную конструкцию. Он формируется путем нанесения (или прокатки) активного материала на сетчатый каркас из легированной проволоки: материал на пластине положительного электрода представляет собой диоксид свинца (PbO2), а пластина отрицательного электрода. Вещество на нем представляет собой бархатный свинец ( Pb). Каждая из положительных и отрицательных пластин перемежается с пористым материалом из микроволокна (также заполненным материалом силикагеля), в котором электролит серной кислоты (H2SO4) адсорбируется, а материал волокна (или материал силикагеля) электрохимически реагирует. Процесс жидкофазного транспорта и газофазного транспорта в процессе, который плотно соединен с положительными и отрицательными группами пластин, чтобы сформировать аккумуляторную батарею на 2 В. Поскольку свинцово-кислотные батареи неизбежно генерируют водород и кислород во время зарядки, они создают давление в элементах, когда они слишком много и слишком поздно для образования и формирования воды. Чтобы обеспечить нормальную и безопасную работу батареи, каждый элемент имеет свой собственный перепускной клапан, который позволяет газу автоматически выходить при избыточном давлении. По сравнению с жидкой аккумуляторной батареей с высоким содержанием электролита, заполненной корпусом электролита в баке аккумуляторной батареи, герметичная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея с регулирующим клапаном содержит лишь небольшое количество электролита внутри, что является плохой жидкой аккумуляторной батареей. Однако из-за определенной избыточности включенного электролита и разумного использования давления перепускного клапана потеря воды, вызванная утечкой газа, чрезвычайно мала, так что электролит батареи с клапанным управлением находится в основном в сроке службы процесс. Не нужно пополнять запасы, поэтому герметичные свинцово-кислотные батареи с регулирующим клапаном также стали необслуживаемыми.

Насколько нормальное напряжение батареи?

Часто говорят, что это напряжение батареи составляет 12 В. Упомянутое здесь 12 В относится к самому базовому параметру батареи - номинальному потенциалу (единица v). Свинцово-кислотная батарея имеет номинальный потенциал 2В, а номинальный потенциал шести однорядных батарей - 12В. Электропитание, используемое в электромобилях, обычно состоит из 2–5 аккумуляторных батарей по 12 В, соединенных последовательно, чтобы сформировать аккумуляторные батареи 24 В, 36 В, 48 В, 60 В. Здесь определяются теоретические значения, определяемые характеристиками активных материалов, используемых в батареях. На самом деле, существуют различия в напряжении и номинальном потенциале батареи при разных условиях. Например, обычная свинцово-кислотная батарея с номинальным потенциалом 12 В находится в конце процесса зарядки, поляризация зарядки достигает максимального значения, а напряжение может достигать 14,4 В или выше; в конце разряда поляризация разряда достигает максимального значения. Напряжение может быть низким до 9 В. После прекращения зарядки или разрядки и оставления ее на несколько часов напряжение поляризации (план концентрации) полностью исчезает. Потенциал этой батареи 12 В может составлять от 13,8 В (после заполнения) до 11 В (после разрядки). Это вызвано изменением состояния активного материала внутри батареи.

Что означает емкость аккумулятора (Ач)?

Номинальная емкость батареи, c, является произведением тока разряда (A) и времени разряда (h). Так как Ah, полученный с использованием разных параметров разряда для одной и той же батареи, отличается, чтобы облегчить описание, измерение и сравнение емкости батареи, необходимо заранее установить единообразные условия. На практике емкость батареи определяется как количество электричества, заданное установленным током для разрядки батареи до установленного напряжения. Можно также сказать, что емкость батареи является произведением времени, прошедшего между разрядкой батареи до установленного напряжения с установленным током и током. Чтобы установить единообразные условия, во-первых, в соответствии с различием в характеристиках конструкции батареи и ее использовании, устанавливаются несколько скоростей разряда. Наиболее распространенными являются 20 часов и 10 часов, а батарея электромобиля - 2 часа. Это написано как C20. C10 и C2, где C представляет емкость батареи, за которой следует число, указывающее количество часов, в течение которых батарея разряжается до установленного напряжения с током определенной интенсивности. Таким образом, номинальный ток разряда получается путем деления количества часов на емкость. То есть аккумуляторы с одинаковой емкостью и разной скоростью разряда имеют значительно различающийся номинальный ток разряда. Например, электрический велосипед имеет аккумулятор емкостью 10 Ач и разрядку 2 часа. Он записывается как 10 Ач2, а его номинальный ток разряда составляет 10 (Ач) / 2 (ч) = 5 А; и аккумулятор для запуска автомобиля имеет емкость 54 Ач. Скорость разряда составляет 20 часов, записывается как 54Ah20, его номинальный ток разряда составляет всего 54 (Ач) / 20 (ч) = 2,7А! Другими словами, если две батареи разряжены с 5А и 2,7А соответственно, то для падения до установленного напряжения должно хватить на 2 часа и 20 часов. Вышеупомянутое установленное напряжение относится к напряжению замыкания (единица V). Напряжение завершения может быть просто понято как: напряжение батареи падает во время разряда до минимального значения, которое не вызывает повреждения. Значение напряжения прекращения не фиксировано. Он уменьшается с увеличением тока разряда. Чем больше ток разряда той же батареи, тем ниже может быть напряжение замыкания, и наоборот. То есть, когда разряжается большой ток, напряжение батареи может падать до более низкого значения, а разрядка небольшого тока невозможна, в противном случае возможно повреждение. Сила тока батареи во время работы также часто выражается в виде увеличения, записанного как НЧ. N - это кратное число, C - количество часов работы, а h - количество часов, определяемое скоростью разряда. Здесь значение h используется только в качестве напоминания о том, что соответствующая батарея относится к этой норме времени разряда, поэтому батарея, которая конкретно описывает определенный интервал времени, состоит в том, что увеличение часто записывается в форме NC без записи стандарта , Умножение кратного N на емкость C равно току A. Например, 20Ah использует скорость разряда 0,5c, 0,5 × 20 = 10A. Для другого примера угла: емкость пускового аккумулятора автомобиля 54Ач, измеренный выходной ток составляет 5,4 А, затем его скорость разряда N равна 5,4 / 54 = 0,1 ° С.

Как работают свинцово-кислотные батареи

1. Электродвижущая сила свинцово-кислотных аккумуляторов

После того, как свинцово-кислотная батарея заряжена, положительный электрод содержит диоксид свинца (PB02), действие молекул воды в растворе серной кислоты, небольшое количество диоксида свинца и воды с образованием диссоциируемого нестабильного вещества - гидроксида свинца (Pb (OH). ) 4) Гидроксид-ион находится в растворе, а ион свинца (Pb4) остается на пластине положительного электрода, поэтому электроны на пластине положительного электрода отсутствуют. После того, как свинцово-кислотная батарея заряжена, пластина отрицательного электрода представляет собой свинец (Pb), а серная кислота в электролите (H2S04). Реакция превращается в ионы свинца (Pb2), и ионы свинца переносятся в электролит, оставляя два электрона (2e), оставшиеся на отрицательной пластине. Конечно, когда внешняя цепь не подключена (разомкнутая цепь аккумулятора), из-за химического воздействия на плате двигателя нет электронов, и отрицательная пластина имеет больше электронов, и между двумя пластинами создается определенная разность потенциалов. Это электродвижущая сила батареи.

2. Электрохимическая реакция свинцово-кислотного аккумулятора при разряде

На телевизоре установлена свинцово-кислотная батарея, а разность потенциалов батареи воздействует на катод. Электроны на отрицательной пластине попадают в положительную пластину через нагрузку, образуя ток. В то же время внутри батареи образуется химическая реакция. После того как два электрона испускаются от каждого атома свинца на пластине отрицательного электрода, генерируемые ионы свинца (Pb2) реагируют с сульфат-ионом (S04-2) в электролите с образованием нерастворимого сульфата свинца (PbS04) на электродной пластине. Ионы кислорода (0-2), гидролизованные пластиной положительного электрода, реагируют с ионами водорода (H) в растворе электролита с образованием стабильного вещества воды. Под действием электрического поля сульфат-иона и иона водорода, присутствующего в электролите, положительный и отрицательный электроды батареи соответственно перемещаются, чтобы сформировать ток внутри батареи, и вся цепь формируется, и батарея является постоянно разряжается наружу. Концентрация H2S04 непрерывно уменьшается во время разряда, увеличивается сульфат свинца (PbS04) на положительном и отрицательном электродах, увеличивается внутреннее сопротивление батареи (сульфат свинца не проводит электричество), концентрация электролита уменьшается, а электродвижущая сила батареи уменьшается.

3. Электрохимическая реакция процесса зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

При зарядке внешний источник питания (зарядный столб или выпрямитель) должен быть подключен извне, чтобы восстановить материал, образованный положительными и отрицательными пластинами после разряда, в исходный активный материал и преобразовать внешнюю электрическую энергию в химическую энергию для хранения. На пластине положительного электрода сульфат свинца диссоциирует на двухвалентные ионы свинца (Pb2) и сульфат-отрицательные ионы (SO4-2) под действием внешнего тока. Поскольку внешний источник питания непрерывно потребляет электроны от положительного электрода, вторая из пластин положительного электрода окрашена. Валентный ион свинца Pb2) непрерывно высвобождает два добавляемых электрона, становится ионами четырехвалентного свинца (Pb4) и продолжает реагировать с водой, в конечном итоге образуя диоксид свинца (PbO2) на пластине положительного электрода. На пластине отрицательного электрода сульфат свинца диссоциирует на двухвалентные ионы свинца (Pb2) и отрицательные ионы сульфата (SO4-2) под действием внешнего тока. Поскольку отрицательный электрод непрерывно получает электроны от внешнего источника питания, свободный электрод рядом с пластиной отрицательного электрода Валентный ион свинца (Pb2) нейтрализуется в свинец (Pb) и прилипает к пластине отрицательного электрода в качестве бархатного свинца. В электролите положительный электрод непрерывно генерирует свободные ионы водорода (H) и сульфат-ионы (SO4-2), а отрицательный электрод непрерывно генерирует сульфат-ионы (SO4-2). Под действием электрического поля ионы водорода движутся к отрицательному электроду, и образуется сульфат. Ионы движутся к положительному электроду, образуя ток. В конце зарядки под действием внешнего тока в растворе будет происходить электролитическая реакция воды.

4. Замена электролита после зарядки и разрядки свинцово-кислотного аккумулятора.

Из вышесказанного видно, что при разряде свинцово-кислотного аккумулятора содержание серной кислоты в электролите непрерывно уменьшается, содержание воды постепенно увеличивается, а удельный вес раствора уменьшается. Из вышесказанного видно, что, когда свинцово-кислотный аккумулятор заряжается, серная кислота в электролите постоянно увеличивается, вода постепенно уменьшается, а удельный вес раствора увеличивается. При реальной работе заряд свинцово-кислотного аккумулятора можно судить по изменению удельного веса электролита. Использование и техническое обслуживание необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов В последние годы с углублением преобразования двух энергосистем систем высокочастотных импульсных источников питания и необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов, изготовленных с использованием технологии импульсного источника питания. широко используемый. Однако из-за недостаточного опыта эксплуатации обслуживание источника питания постоянного тока, особенно батареи, не выполняется, поэтому надежность источника питания постоянного тока не может быть эффективно гарантирована.

Значение необслуживаемой батареи

Основное преимущество регулируемой клапаном свинцово-кислотной батареи состоит в том, что кислород, образующийся на пластине положительного электрода во время зарядки, восстанавливается до воды на пластине отрицательного электрода в результате реакции рекомбинации, и нет необходимости добавлять воду для технического обслуживания в течение указанного времени. жизнь с плавающей зарядкой. Поддерживайте свинцово-кислотные батареи. Можно видеть, что необслуживаемая операция сравнивается только с обычной батареей, и проект добавления чистой воды или дистиллированной воды для регулировки уровня электролитной жидкости во время работы исключен, и нет необходимости удалять все работы по техническому обслуживанию. ,