Syrebatterier og deres egenskaper

Et batteri er en strømkilde der energien fra en kjemisk reaksjon omdannes til elektrisk energi under utlading, og omvendt under lading. Hovedforskjellen fra et konvensjonelt batteri er evnen til å gjenopprette energi ved opplading. For å lade må en likestrøm påføres i motsatt retning av utladingen.

Blybatterier ble oppfunnet på 1800-tallet og er fortsatt de mest populære batteriene over hele verden på grunn av deres lave kostnad og høye effektivitet. Enheten består av et hus og to elektroder med motsatt polaritet, nedsenket i en elektrolytt – en syreløsning – derav navnet blybatterier (AKB – Rechargeable Acid Batteries). Blybatterier er også kjent som blybatterier på grunn av materialet elektrodene er laget av.

Hvordan fungerer de?

Batteriet fungerer ved den elektrokjemiske prosessen der bly og blydioksid reagerer i en vandig svovelsyreløsning. Når elektrodene blir belastet, oppstår det en kjemisk reaksjon mellom blydioksidet og svovelsyren (H₂).₂SÅ₄, samt oksidasjonsreaksjonen av bly til blysulfat. Under utladning reduseres blydioksid ved katoden ("-"), og bly oksideres ved anoden ("+"). Under lading skjer omvendte kjemiske reaksjoner og vannelektrolyse, som frigjør oksygen ved anoden og hydrogen ved katoden.

Interaksjonsreaksjonene som oppstår i batteriet kan beskrives med to formler:

1. PbO₂ + Pb + 2H₂SÅ₄ → 2PbSO4₄ + 2 timer₂O — utflod.
2. 2PbSO4₄ + 2 timer₂O → PbO₂ + Pb + 2H₂SÅ₄ — ladning.

Under utladning skjer prosessen med dannelse av blysulfat i de aktive massene til anoden og katoden, og forbruket av svovelsyre H₂₂SÅ₄ og en reduksjon i elektrolyttettheten. Under lading skjer det reverserte reaksjoner, svovelsyre dannes, og elektrolyttettheten øker. Slutten av ladeprosessen kjennetegnes av at transformasjonen av stoffer ved elektrodene er fullført og elektrolyttendringene opphører. Hvis ladingen fortsetter, oppstår en uønsket vannnedbrytningsreaksjon (elektrolyse), som frigjør oksygen- og hydrogenbobler i elektrolytten, noe som resulterer i en illusjon av koking. Hvis dette skjer, må destillert vann tilsettes batteriet for å gjenopprette elektrolytten.

Design

Syrebatterier har forblitt uendret i sin grunnleggende interne design i over hundre år.

            Batterienes design inkluderer:

1. Elektrodene er i form av flate gitter laget av bly, med blydioksidpulver (PbO) presset inn i cellene.₂) på anoden, metallisk blypulver (Pb) på katoden.
2. Separatoren er et porøst dielektrikum som skiller elektrodene fra hverandre og forhindrer kortslutninger.
3. Elektrolytt er svovelsyre fortynnet med vann (destillert) H₂SÅ₄, elektroder og en separator er plassert i den. Maksimal elektrisk ledningsevne oppnås ved en temperatur på 20^ÅC er svovelsyrekonsentrasjonen 35 %, noe som tilsvarer en elektrolytttetthet på 1,26 g/cm³. Den indre motstanden er minimal, og tapene i enheten reduseres betydelig. I lavtemperaturklima kan løsningstettheten øke til 1,29 g/cm³–1,31 g/cm³. Å øke syreløsningens konsentrasjon forhindrer at elektrolytten fryser, og det dannes is inne i dekselet, noe som kan skade elektrodene og ødelegge batteriet.

Hovedkarakteristikker, parametere

1. Kapasitet (nominell) - mengden elektrisk energi som syrebatterier kan gi, målingen skjer i utladningsøyeblikket, under belastning med lav forbruksstrøm, måleenheter - A*h.
2. Startstrøm – viser batteriets evne til å levere høy strøm ved en temperatur på -18^ÅI et halvt minutt.
3. Kapasitet (reserve) - viser tidsperioden der syrebatterier leverer en strøm på 25 A opptil en spenning på 10,5 V.
4. Den laveste spenningsverdien for et utladet batteri er 1,75–1,8 V.
5. Driftstemperaturområde — — 40^Åfra - + 40^ÅMED.

Varianter

I henhold til driftsmodus kan syrebatterier deles inn i tre grupper:

1. Syklisk modus – opererer i en syklus med full utlading og full lading, med jevnlig frakobling av batteriet fra strømkilden. Antallet 100 % utladingssykluser er begrenset, og regnes som den mest alvorlige modusen.
2. Buffermodus er en mye brukt modus som er skånsom mot batteriet; den tillater ikke full utlading og kjennetegnes av konstant tilkobling til en strømkilde.
3. Blandet - en kombinasjon av buffer- og sykliske moduser, men mesteparten av driftstiden brukes i buffermodus.

De vanligste blybatteriene som er tilgjengelige på markedet kan deles inn i følgende typer:

Utsikt	Service	Beskrivelse	Spenning, V
Bly-syre	Betjent	Bilbatterier finnes i følgende typer: lavantimon, antimon, syre-kalsium og hybrid.	612
AGM VRLA	Vedlikeholdsfritt	Separatorene er laget av glassfiber, syklisk og buffermodus.	24612
VRLA	Vedlikeholdsfritt	Forseglet hus, noen ganger laget av kalsium, avgir ikke gasser, brukes i buffermodus.	24612
GEL VLRA	Vedlikeholdsfritt	Elektrolytten er silikagel, som forlenger batteriets levetid, og batteriet fungerer i buffermodus.	24612243648
OPzV	Vedlikeholdsfritt	Elektrodene er rørformede i utforming, motstandsdyktige mot full utladning og har en levetid på omtrent 22 år.	2

Søknad

1. Bil - syrebatterier brukes som startbatterier.
2. Datautstyr - avbruddsfri strømforsyning (UPS) lar deg lagre informasjon i tilfelle strømbrudd.
3. Industriell produksjon - syrebatterier brukes som reservestrømkilder.

Lading og generelle anbefalinger

1. Ladingen må utføres ved en temperatur på 20^ÅMED.
2. Ladestrømmen bør ikke overstige 10 % av batteriets nominelle kapasitet.
3. For bruk i kjøretøy syrebatterier Ved lave temperaturer er det bedre å bruke den med et internt elektrisk varmesystem, fordi kapasitetApparatets effektivitet går tapt med 1 % når temperaturen synker med 1^ÅMED.
4. Det anbefales ikke å oppbevare syrebatterier ved temperaturer over 30^ÅMed, eller utladet, må batteriene først lades helt opp.
5. Det er bedre å oppbevare batteriet på et kaldt sted om vinteren, siden selvutladingsprosessen vil være minimal, og det er nødvendig å smøre den positive polen på forhånd.
6. Før bruk, syrebatterier må bringes inn i et rom med en temperatur på 20^ÅFra 8–10 timer for å få den i driftsklar stand.