Alapvető ismeretek a karbantartásmentes ólom-akkumulátorokról
A karbantartást nem igénylő akkumulátor rendszeres neve, amit az emberek gyakran mondanak, szelepszabályozott zárt ólom-sav akkumulátornak nevezik. A szelep által szabályozott, zárt ólom-sav akkumulátor külső burkolattal, szelepfedéllel és kapocsléccel rendelkezik. A kapcsok körül lezáró anyag piros és fekete (vagy kék) a pozitív és negatív elektródák jelzésére. A 12V-os akkumulátor hat független izolált cellába van osztva, amelyek mindegyike pozitív lemezcsoporttal és egy negatív lemezcsoporttal van összekötve a megfelelő buszvezetőkkel. Az ólom-sav akkumulátor lemezt olyan, mint egy vasbetonszerkezet. Az ötvözethuzal hálószerű csontvázán lévő aktív anyag bevonásával (vagy hengerlésével) képződik: a pozitív elektródlemezen lévő anyag ólom-dioxid (PbO2) és a negatív elektróda lemez. Pb). A pozitív és negatív lemezek mindegyikét porózus mikroszálas anyaggal (szintén szilikagél anyaggal töltjük), amelyben kénsav (H2SO4) elektrolit adszorbeálódik, és a szálas anyag (vagy szilikagél anyag) elektrokémiai reakcióba lép. A folyékony fázisú szállítás és a gázfázisú szállítás folyamata a folyamatban, amely szorosan össze van kötve a pozitív és negatív lemezcsoportokkal, hogy egy 2V-os elemcellát képezzen. Mivel az ólom-sav akkumulátorok a töltés során elkerülhetetlenül hidrogént és oxigént termelnek, nyomásnövekedést okoznak a sejtekben, amikor túl sok és túl késő ahhoz, hogy víz alakuljon ki és képezzen. Az akkumulátor normál és biztonságos működésének biztosítása érdekében minden cellának saját túlfolyószelepe van, amely lehetővé teszi a gáz automatikus kilépését, amikor a nyomás túlzott. Az akkumulátortartályban az elektrolit testtel töltött gazdag folyadék akkumulátorral összehasonlítva a szelep által szabályozott zárt ólom-sav akkumulátor csak kis mennyiségű elektrolitot tartalmaz, ami egy gyenge folyadék akkumulátor. Az érintett elektrolit bizonyos redundanciája és a túlfolyó szelep nyomásának ésszerű alkalmazása miatt azonban a gáz elszabadulása okozta veszteség rendkívül kicsi, így a szelepvezérelt akkumulátor elektrolitja alapvetően az élettartam alatt van. folyamat. Nem kell feltölteni, így a szelep által szabályozott zárt ólom-sav akkumulátorok is karbantartást nem igénylő elemekké váltak.
Mennyibe kerül az akkumulátor feszültsége?
Gyakran azt mondják, hogy ez az akkumulátor feszültsége 12V. Az itt említett 12v az akkumulátor legalapvetőbb paraméterére utal - a névleges potenciálra (v egység). Az ólom-sav akkumulátor 2v névleges potenciállal rendelkezik, és a hat egyszálas elem névleges potenciálja 12v. Az elektromos járművekben használt tápegység általában 2-5 12v-es sorozatból áll, amelyek 24v, 36v, 48v, 60v akkumulátort alkotnak. Itt meghatározták az elemekben használt aktív anyagok jellemzői által meghatározott elméleti értékeket. Valójában különbségek vannak az akkumulátor feszültségében és névleges potenciáljában különböző körülmények között. Például egy 12v névleges potenciállal rendelkező normál ólom-akkumulátor a töltési folyamat végén van, a töltési polarizáció eléri a maximális értéket, és a feszültség elérheti a 14,4V vagy annál nagyobb értéket; a kisülés végén a kisülési polarizáció eléri a maximális értéket. A feszültség akár 9v lehet. A töltés vagy a kisütés után néhány órára leáll, és a polarizációs feszültség (koncentrációs terv) teljesen eltűnik. Ennek a 12v-es akkumulátornak a potenciálja 13,8v (töltés után) és 11v (a lemerülés után) lehet. Ennek oka az aktív anyag belsejében lévő akkumulátor állapotának megváltozása.
Mi az akkumulátor kapacitása (Ah)?
Az akkumulátor névleges kapacitása (c) a kisülési áram (A) és a kisülési idő (h) eredménye. Mivel ugyanazon akkumulátorhoz különböző kibocsátási paraméterek alkalmazásával kapott Ah eltérő, az akkumulátor kapacitásának leírása, mérése és összehasonlítása érdekében egységes feltételeket kell előre beállítani. A gyakorlatban az akkumulátor kapacitását úgy határozzák meg, mint a beállított áram által az akkumulátornak a beállított feszültségre való kisütéséhez adott áramot. Azt is elmondhatjuk, hogy az akkumulátor kapacitása az az idő, amely az akkumulátor lemerülése és a beállított áramerősség és az áram között eltelt idő. Az egységes feltételek meghatározása érdekében először is, az akkumulátor szerkezetének és használatának különbsége alapján több mentesítési idő van beállítva. A leggyakoribbak 20 óra és 10 óra, az elektromos jármű akkumulátor pedig 2 óra. C20-ként van írva. C10 és C2, ahol a C az akkumulátor kapacitását jelenti, majd azt a számot, amely azt jelzi, hogy hány órát töltött az akkumulátor egy meghatározott feszültségre, egy bizonyos intenzitású árammal. Így a névleges kisülési áramot úgy kapjuk meg, hogy az órák számát a kapacitással osztjuk. Ez azt jelenti, hogy az azonos kapacitású és eltérő kisülési sebességű akkumulátoroknál a névleges kisülési áram lényegesen eltérő. Például egy elektromos kerékpár 10 Ah akkumulátor kapacitással és 2 órás kisülési sebességgel rendelkezik. 10 Ah2-ben van írva, és névleges kisülési áramuk 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; és egy akkumulátor indításához egy autó kapacitása 54 Ah. A kisülés mértéke 20 óra, 54Ah20-ban írva, névleges kisülési áramja csak 54 (Ah) / 20 (h) = 2.7A! Más szavakkal, ha a két elemet 5A és 2.7A töltik ki, akkor 2 órát és 20 órát kell tartania, hogy a beállított feszültségre csökkenjen. A fent említett beállított feszültség a kimeneti feszültségre vonatkozik (V egység). A zárófeszültség egyszerűen értelmezhető: az akkumulátor feszültsége a kisülés során a minimális értékre csökken, ami nem okoz kárt. A végpont feszültség értéke nincs rögzítve. Ez csökken a kisülési áram növekedésével. Minél nagyobb az ugyanolyan akkumulátor kisülési áramja, annál alacsonyabb a végállás feszültsége, és fordítva. Ez azt jelenti, hogy amikor a nagy áramot lemerül, az akkumulátor feszültsége alacsonyabb értékre csökken, és egy kis áramkimaradás nem lehetséges, különben kár keletkezhet. Az akkumulátor működés közbeni aktuális intenzitása gyakran nagyításként is kifejezve, NCh-ként írva. N többszöröse, C a kapacitás órák száma, és h a kibocsátási sebesség által meghatározott órák száma. Ebben az esetben a h értéket csak arra emlékezteti, hogy az adott akkumulátor ezen kisülési idősebességhez tartozik, így az adott időarányt kifejezetten leíró akkumulátor azt jelenti, hogy a nagyítás gyakran az NC formában íródik anélkül, hogy leírná a szabványt . A többszörös N szorzása a C kapacitással megegyezik az A árammal. Például a 20Ah 0,5c sebességű kisülést használ, 0,5 × 20 = 10A. Egy másik szögre példa: az 54Ah-os autó indító akkumulátor kapacitása 5,4A, a kimeneti sebessége N 5,4 / 54 = 0,1C.
Hogyan működik az ólom-sav akkumulátor
1. Ólom-sav akkumulátor elektromotoros erő létrehozása
Az ólom-sav akkumulátor feltöltése után a pozitív elektród ólom-dioxid (PB02), a vízmolekulák hatása a kénsavoldatban, kis mennyiségű ólom-dioxid és víz képződik egy szétszórt instabil anyag - ólom-hidroxid (Pb (OH ) 4) A hidroxidion az oldatban van, és az ólomion (Pb4) a pozitív elektródlemezen marad, így az elektronok hiányoznak a pozitív elektródlemezen. Az ólom-sav akkumulátor feltöltése után a negatív elektródlemez ólom (Pb) és a kénsav az elektrolitban (H2S04) A reakció ólomionokká (Pb2) válik, és az ólomionok az elektrolitba kerülnek. két negatív lemezen maradt elektron (2e). A tananyag, amikor a külső áramkör nincs csatlakoztatva (akkumulátor nyitott áramkör), a kémiai hatás miatt nincs elektron a motorlapon, és a negatív lemeznek több elektronja van, és egy bizonyos potenciális különbség keletkezik a két lemez között. Ez az akkumulátor elektromotoros ereje.
2. Az ólom-sav akkumulátorának elektrokémiai reakciója a kisülés során
Az ólom-sav akkumulátor a TV-n van elhelyezve, és az akkumulátor potenciális különbsége a katódra hat. A negatív lemezen lévő elektronok a terhelésen keresztül a pozitív lemezbe kerülnek, hogy áramot képezzenek. Ugyanakkor kémiai reakció alakul ki az akkumulátor belsejében. Miután a negatív elektródlemezen lévő mindegyik ólom atomból két elektron kibocsátódik, a generált ólomionok (Pb2) az elektrolit szulfát-ionjával (S04-2) reagálnak az oldhatatlan ólom-szulfát (PbS04) előállítására az elektródlemezen. A pozitív elektródlemez által hidrolizált oxigén ionok (0-2) az elektrolit oldatban lévő hidrogénionokkal (H) reagálnak egy stabil anyagvíz előállítására. A szulfátion és az elektrolitban jelenlévő hidrogénion elektromos mezője hatására az akkumulátor pozitív és negatív elektródjait az akkumulátor belsejében mozgatják, és az egész áramkör kialakul, és az akkumulátor az akkumulátorban van. folyamatosan kifelé. A H2S04 koncentrációja folyamatosan csökken a kisülés során, a pozitív és negatív elektródákon levő ólom-szulfát (PbS04) megnő, az akkumulátor belső ellenállása növekszik (az ólom-szulfát nem vezet villamos energiát), az elektrolitkoncentráció csökken, és az elektrolitkoncentráció csökken, és az elektrolit koncentráció csökken. csökken.
3. Az ólom-sav akkumulátor töltési folyamatának elektrokémiai reakciója
A töltés során a külső tápegységet (töltőpólus vagy egyenirányító) külsőleg kell csatlakoztatni, hogy helyreállítsa a pozitív és negatív lemezek által előállított anyagot az eredeti aktív anyagba való kibocsátás után, és a külső elektromos energiát tárolás céljából vegyi energiává alakítsa. A pozitív elektródlemezen az ólom-szulfát disszociálódik kétértékű ólomionokká (Pb2) és szulfát-negatív ionokká (SO4-2) a külső áram hatására. Mivel a külső áramforrás folyamatosan vonja az elektronokat a pozitív elektródából, a második pozitív elektróda lemezek színesek. A Pb2 valens ólomion folyamatosan két hozzáadott elektront bocsát ki, tetravalens ólomionokká (Pb4), és továbbra is reagál vízzel, végül ólom-dioxidot (PbO2) termel a pozitív elektródlemezen. A negatív elektródlemezen az ólom-szulfát disszociálódik kétértékű ólomionokká (Pb2) és szulfát-negatív ionokká (SO4-2) a külső áram hatására. Mivel a negatív elektróda folyamatosan kap elektronokat a külső áramforrásból, a szabad elektródot a negatív elektródlemez közelében. A valencia ólomion (Pb2) az ólom (Pb) felé semlegesül, és a negatív elektródlemezhez mint bársony vezet. Az elektrolitban a pozitív elektróda folyamatosan szabad hidrogénionokat (H) és szulfátionokat (SO4-2) generál, és a negatív elektróda folyamatosan szulfátionokat (SO4-2) generál. Az elektromos mező hatására hidrogénionok mozognak a negatív elektródára, és szulfát keletkezik. Az ionok a pozitív elektród felé haladnak, hogy áramot képezzenek. A töltés végén külső áram hatására az oldatban elektrolitikus reakció lép fel.
4. Az elektrolit cseréje az ólom-akkumulátor töltése és kisütése után
A fentiekből kitűnik, hogy amikor az ólom-sav akkumulátor lemerül, az elektrolit kénsav folyamatosan csökken, a víz fokozatosan növekszik, és az oldat fajsúlya csökken. A fentiekből kitűnik, hogy az ólom-sav akkumulátor feltöltésekor az elektrolitban lévő kénsav folyamatosan növekszik, a vizet fokozatosan csökkenti, és az oldat fajlagos sűrűsége nő. A tényleges munkában az ólom-sav akkumulátor töltése az elektrolit fajsúlyának változása alapján megítélhető. A karbantartást nem igénylő ólom-sav akkumulátorok használata és karbantartása Az elmúlt években a tápellátási technológiákkal előállított nagyfrekvenciás kapcsoló tápegységek és karbantartást nem igénylő ólom-sav akkumulátorok elmélyítése révén az elmúlt években széleskörben használt. Azonban az elégtelen üzemi tapasztalat miatt az egyenáramú tápegység, különösen az akkumulátor karbantartása nem működik, így az egyenáramú tápegység megbízhatósága nem garantálható.
A karbantartásmentes akkumulátor jelentése
A szelep által szabályozott ólom-akkumulátor fő előnye, hogy a töltés során a pozitív elektródlemezen keletkező oxigén rekombinációs reakcióval a negatív elektródlemezen vízre redukálódik, és a megadott időtartam alatt nem szükséges a karbantartáshoz vizet adni. lebegő töltési élettartam. Az ólom-savas elemeket tartsa fenn. Látható, hogy a karbantartást nem igénylő működés csak a szokásos akkumulátorral hasonlítható össze, és a tiszta víz vagy desztillált víz hozzáadásának projektje az elektrolit folyadék szintjének beállításához elhagyásra kerül a művelet során, és nem szükséges eltávolítani az összes karbantartási munkát .