Základní znalosti o bezúdržbových olověných bateriích
Běžný název bezúdržbové baterie, který lidé často říkají, se nazývá uzavřená olověná kyselinová baterie, regulovaná ventilem. Uzavřená olověná-akumulátorová baterie s ventilem je opatřena krytem, víkem ventilu a svorkovnicí, jak je vidět zvenku. Těsnicí materiál kolem svorek je červený a černý (nebo modrý), který indikuje kladné a záporné elektrody. 12V baterie je rozdělena do šesti nezávislých izolovaných článků, z nichž každá má pozitivní skupinu desek a zápornou skupinu desek spojenou příslušnými sběrnicovými vodiči. Deska olově-kyselinové baterie je jako železobetonová konstrukce. Je tvořena povlékáním (nebo válcováním) aktivního materiálu na síťovinové kostře slitinového drátu: materiál na kladné elektrodové desce je oxid olovnatý (PbO2) a záporná elektrodová deska Látka na něm je sametová ocel ( Pb). Každá z kladných a záporných desek je rozptýlena porézním materiálem z mikrovláken (také naplněným materiálem silikagelu), ve kterém je adsorbován elektrolyt kyseliny sírové (H2SO4) a elektrochemicky reaguje vláknitý materiál (nebo materiál ze silikagelu). Proces přenosu kapalné fáze a přepravy v plynné fázi v procesu, který je těsně spojen s pozitivními a zápornými deskovými skupinami za účelem vytvoření 2V baterie. Vzhledem k tomu, že baterie olověných kyselin nevyhnutelně vytvářejí vodík a kyslík během nabíjení, vytvářejí tlak v buňkách, když jsou příliš mnoho a příliš pozdě na to, aby vytvořily a vytvořily vodu. Aby byl zajištěn normální a bezpečný provoz akumulátoru, má každá buňka svůj vlastní přepadový ventil, který umožňuje plynu uniknout automaticky, když je tlak příliš velký. Ve srovnání s bohatou tekutou baterií naplněnou tělesem elektrolytu v akumulátore obsahuje ventil-regulovaná utěsněná olověná-kyselinová baterie pouze malé množství elektrolytu uvnitř, což je špatná tekutá baterie. Nicméně kvůli určité nadbytečnosti použitého elektrolytu a rozumnému použití tlaku přepadového ventilu je ztráta vody způsobená únikem plynu extrémně malá, takže elektrolyt baterie řízené ventilem je v podstatě v životě proces. Není třeba doplňovat, takže uzavřené olověné akumulátory regulované ventilem se také stávají bateriemi bez údržby.
Kolik je normální napětí baterie?
Často se říká, že toto napětí baterie je 12V. Zde zmíněný 12v odkazuje na nejzákladnější parametr baterie - jmenovitý potenciál (jednotka v). Olověný akumulátor má jmenovitý potenciál 2v a jmenovitý potenciál šesti jednorázových baterií je 12v. Napájecí zdroj používaný v elektrických vozidlech se obvykle skládá z 2 až 5 12V baterií zapojených do série a tvoří tak akumulátory 24v, 36v, 48v, 60v. Zde jsou určeny teoretické hodnoty určené charakteristikami aktivních materiálů používaných v bateriích. Ve skutečnosti existují rozdíly v napětí a nominálním potenciálu baterie v různých podmínkách. Například normální olověný akumulátor s nominálním potenciálem 12V je na konci nabíjecího procesu, polarizace nabíjení dosahuje maximální hodnoty a napětí může dosáhnout 14,4v nebo vyšší; na konci výboje dosahuje polarizace výboje maximální hodnotu. Napětí může být až 9v. Po zastavení nabíjení nebo vybíjení a ponechání na několik hodin se polarizační napětí (plán koncentrace) zcela zmizí. Potenciál této 12V baterie může být mezi 13,8v (po naplnění) a 11v (po vybíjení). Je to způsobeno změnou stavu aktivního materiálu uvnitř baterie.
Jaký je význam kapacity baterie (Ah)?
Jmenovitá kapacita baterie, c, je součinem výbojového proudu (A) a doby vypouštění (h). Vzhledem k tomu, že hodnota Ah získaná použitím odlišných parametrů vypouštění pro stejnou baterii je odlišná, musí být předem nastaveny jednotné podmínky pro popis, měření a porovnání kapacity baterie. V praxi je kapacita baterie definována jako množství elektrické energie dané nastaveným proudem pro vybití akumulátoru na nastavené napětí. Dá se také říci, že kapacita baterie je součtem doby mezi vybíjením akumulátoru a nastaveným proudem a proudem. Aby bylo možné nastavit rovnoměrné podmínky, zaprvé, v závislosti na rozdílu v charakteristikách konstrukce akumulátoru a použití, se nastaví několik časů vybíjení. Nejběžnější jsou 20 hodin a 10 hodin a baterie elektrického vozidla je 2 hodiny. Je napsán jako C20. C10 a C2, kde C představuje kapacitu baterie, po níž následuje číslo udávající počet hodin, kdy je baterie vybitá na nastavené napětí s proudem určité intenzity. Tím je jmenovitý výbojový proud získán rozdělením počtu hodin o kapacitu. To znamená, že baterie se stejnou kapacitou a různými rychlostmi vypouštění mají daleko odlišný jmenovitý výbojový proud. Elektrické kolo má například kapacitu baterie 10 Ah a rychlost vyprazdňování 2 hodiny. Je napsán jako 10 Ah2 a jeho jmenovitý vybíjecí proud je 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; a baterie pro startování vozidla má kapacitu 54 Ah. Rychlost vypouštění je 20 hodin, zapsaná jako 54Ah20, jmenovitý výbojový proud je pouze 54 (Ah) / 20 (h) = 2,7A! Jinak řečeno, pokud jsou obě baterie vybité 5A a 2,7A, měla by trvat 2 hodiny a 20 hodin klesnout na nastavené napětí. Výše uvedené napájecí napětí se vztahuje na napájecí napětí (jednotka V). Napájecí napětí lze jednoduše chápat jako: napětí baterie během vypouštění klesne na minimální hodnotu, která nezpůsobuje poškození. Hodnota koncového napětí není pevná. Snižuje se tím, jak se zvyšuje proud výboje. Čím je větší výboj stejného akumulátoru, tím nižší může být koncové napětí a naopak. To znamená, že při vyprazdňování velkého proudu se napětí baterie může snížit na nižší hodnotu a malé proudové výboje není možné, jinak by mohlo dojít k poškození. Aktuální intenzita akumulátoru během provozu je také často vyjádřena z hlediska zvětšení, napsaného jako NCh. N je násobek, C je počet hodin kapacity a h je počet hodin určený rychlostí vypouštění. Hodnota h se zde používá pouze jako připomínka toho, že příslušná baterie patří k této době, takže baterie, která konkrétně popisuje určitou časovou rychlost, je, že zvětšení je často zapsáno ve formě NC bez zapisování standardního . Vynásobení násobku N kapacitou C se rovná proudu A. Například 20Ah používá výpadek 0,5k, 0,5 × 20 = 10A. Pro jiný příklad úhlu: počáteční kapacita akumulátoru 54Ah, měřený výstupní proud je 5,4A, jeho rychlost vypouštění N je 5,4 / 54 = 0,1C.
Jak fungují olověné baterie
1. Vytvoření elektromotorické síly olověné baterie
Po nabití olověné kyseliny se pozitivní elektrodový oxid uhličitý (PB02), působení molekul vody v roztoku kyseliny sírové, malé množství oxidu olovnatého a vody, aby se vytvořila rozpustná nestabilní látka - hydroxid olovnatý (Pb (OH ) 4) Hydroxidový iont je v roztoku a vodivý iont (Pb4) zůstává na kladné elektrodové destičce, takže elektrony na kladné elektrodové desce chybějí. Po nabití olověné kyseliny je záporná elektrodová destička olova (Pb) a kyselina sírová v elektrolytu (H2S04). Reakce se změní na olověné ionty (Pb2) a ionty olova se přenesou do elektrolytu dva elektrony (2e), které zůstaly na záporné desce. V případě, že externí obvod není připojen (okruh otevřeného akumulátoru), kvůli chemickému působení není na desce motorů žádný elektron a záporná deska má více elektronů a mezi oběma deskami je vytvořen určitý potenciální rozdíl. Toto je elektromotorická síla baterie.
2. Elektrochemická reakce olověné kyselinové baterie během vypouštění
Na televizoru je umístěn olověný akumulátor a potenciální rozdíl baterie působí na katodu. Elektrony na záporné desce vstupují do kladné desky přes zátěž a tvoří proud. Současně se uvnitř akumulátoru vytváří chemická reakce. Po vytažení dvou elektronů z každého olověného atomu na záporné elektrodové destičce generované olovnaté ionty (Pb2) reagují se síranovým iontem (S04-2) v elektrolytu za vzniku nerozpustného síranu olovnatého (PbSO4) na elektrodové desce. Kyslíkové ionty (0-2) hydrolyzované kladnou elektrodovou deskou reagují s vodíkovými ionty (H) v elektrolytickém roztoku za vzniku stabilní vody. Pod působením elektrického pole síranových iontů a iontů vodíku v elektrolytu se pozitivní a záporné elektrody akumulátoru pohybují tak, aby vytvořily proud uvnitř akumulátoru a celý okruh je vytvořen a akumulátor je kontinuálně vybíjené směrem ven. Koncentrace H2SO4 se během vypouštění plynule snižuje, síran olova (PbSO4) na kladných a záporných elektrodách se zvyšuje, vnitřní odpor baterie se zvyšuje (síran olovnatý nevede elektřinu), snižuje se koncentrace elektrolytu a elektromotorická síla akumulátoru snižuje.
3. Elektrochemická reakce nabíjení olověných kyselinových baterií
Při nabíjení by měl být externí napájecí zdroj (nabíjecí tyč nebo usměrňovač) externě připojen k obnovení materiálu generovaného kladnými a zápornými deskami po vypuštění do původního aktivního materiálu a převedení vnější elektrické energie na chemickou energii pro skladování. Na kladné elektrodové desce se síran olovnatý působením vnějšího proudu oddělí na dvojmocné olověné ionty (Pb2) a síranové negativní ionty (SO4-2). Vzhledem k tomu, že externí zdroj energie nepřetržitě čerpá elektrony z kladné elektrody, je druhá z pozitivních elektrodových desek barevná. Vonový vodivý iont Pb2) nepřetržitě uvolňuje dva elektrony, které se mají přidávat, stávají se tetravalentními olovnatými ionty (Pb4) a dále reagují s vodou, případně produkují oxid uhličitý (PbO2) na desce kladných elektrod. Na záporné elektrodové desce se síran olovnatý působí působením vnějšího proudu na dvojvazné ionty olova (Pb2) a síranové negativní ionty (SO4-2). Protože záporná elektroda nepřetržitě získává elektrony z externího zdroje energie, volná elektroda v blízkosti záporné elektrodové desky. Vonný iont (Pb2) valence se neutralizuje na olovo (Pb) a přilne k záporné elektrodové desce jako sametový vodič. V elektrolytu vytváří kladná elektroda kontinuálně volné vodíkové ionty (H) a síranové ionty (SO4-2) a záporná elektroda nepřetržitě generuje síranové ionty (SO4-2). Pod působením elektrického pole se vodíkové ionty pohybují na zápornou elektrodu a vytváří se síran. Ióny se pohybují směrem k kladné elektrodě a tvoří proud. Na konci nabíjení se vlivem působení vnějšího proudu v roztoku objeví elektrolytická reakce vody.
4. Změna elektrolytu po nabití a vybíjení olověné baterie
Z výše uvedeného je patrné, že když je olověný akumulátor vybit, kyselina sírová v elektrolytu se plynule snižuje, voda se postupně zvyšuje a měří se specifická hmotnost roztoku. Z výše uvedeného lze vidět, že při nabití olověné kyseliny se kyselina sírová v elektrolytu plynule zvyšuje, voda se postupně snižuje a zvyšuje se specifická hmotnost roztoku. Při skutečné práci může být nabíjení olověné akumulované baterie posouzeno podle změny specifické hmotnosti elektrolytu. Použití a údržba baterií s olověnými kyselinami bez údržby V uplynulých letech byly s prohloubením dvojmístné přeměny energetických systémů provedeny vysokofrekvenční spínací zdroje a bezúdržbové olověné akumulátory vyráběné technologií spínacího napájení široce užívaný. Z důvodu nedostatečné provozní zkušenosti však není údržba stejnosměrného napájecího zdroje, zejména baterie, na místě, takže spolehlivost stejnosměrného napájení nelze účinně zaručit.
Význam bezúdržbového akumulátoru
Hlavní výhodou ventilu regulované olověné baterie je to, že kyslík generovaný na kladné elektrodové destičce během nabíjení je redukován na vodu na záporné elektrodové desce rekombinací a není nutné přidávat vodu pro údržbu během specifikovaného plovoucí životnost nabíjení. Uchovávejte olověné baterie. Je zřejmé, že bezúdržbový provoz je porovnáván pouze s obyčejnou baterií a projekt přidávání čisté vody nebo destilované vody k úpravě hladiny kapaliny elektrolytu se během provozu vynechává a není nutné odstranit všechny údržbové práce .