Akumulator kwasowo-ołowiowy - urządzenie i zasada działania, odmiany

Konstrukcja i działanie klasycznej baterii kwasowo-ołowiowej oparte są na odwracalnych reakcjach elektrochemicznych ołowiu i dwutlenku ołowiu z wodnym roztworem kwasu siarkowego: gdy akumulator jest rozładowywany do ładunku, tlenek ołowiu na katodzie i ołów na anodzie, oddziaływując z anionami siarkowymi, zamienia się w siarczan ołowiu ( dwutlenek ołowiu jest redukowany na katodzie, ołów jest utleniany na anodzie).

Podczas ładowania akumulatora siarczan ołowiu na płytkach rozpada się na jony, tlenek ołowiu tworzy się na katodzie, a metaliczny ołów ponownie na anodzie. W tym przypadku wzrasta stężenie roztworu kwasu siarkowego, ponieważ jony kwasu siarkowego ponownie łączące się z wodorem ponownie tworzą kwas siarkowy. W ten sposób można wielokrotnie używać tej samej baterii, po prostu ładując ją od czasu do czasu.

W trakcie rozładowywania akumulatora zmniejsza się stężenie kwasu siarkowego - maleje gęstość elektrolitu. A kiedy pod koniec ładowania ilość siarczanu ołowiu na elektrodach jest prawie wyczerpana, zaczyna się proces elektrolizy wody. Zjawisko to można zaobserwować w postaci dużej ilości pęcherzyków tlenu i wodoru, co jest oznaką przeładowania akumulatora kwasowo-ołowiowego, i wielu kierowców wie o tym z pierwszej ręki.

Lepiej nie dopuścić do takiego zjawiska, ponieważ w tym przypadku po pierwsze woda jest nieodwracalnie zużywana, a po drugie istnieje niebezpieczeństwo wybuchu. Dlatego wszystko normalne ładowarki zmniejszyć prąd ładowania po osiągnięciu określonego napięcia na zaciskach akumulatora. Jeśli chodzi o straty wody, są one tradycyjnie uzupełniane przez dodanie wody destylowanej do akumulatora.

W rzeczywistości w przypadku 12-woltowego akumulatora kwasowo-ołowiowego znajduje się akumulator sześciu ogniw połączonych szeregowo ze sobą - ogniwa. Jedno ogniwo (maksymalne napięcie jednego takiego ogniwa wynosi 2,17 V) składa się z dwóch elektrod i płyt separacyjnych - separatorów, które nie wchodzą w interakcje chemiczne z elektrolitem, ale zapobiegają kontaktowi między elektrodami.

Elektrody to czyste siatki ołowiowe, z proszkiem dwutlenku ołowiu wciśniętym w siatkę anodową i proszkiem ołowiu wciśniętym w siatkę katodową. Stosuje się tutaj proszki w celu maksymalizacji obszaru oddziaływania elektrod z elektrolitem, a tym samym uzyskania największej możliwej pojemności elektrycznej akumulatora, ponieważ elektrody są zanurzone w elektrolicie. Baterie 3, 6 lub 12 ogniw dają odpowiednio 6, 12 i 24 wolty na zaciskach akumulatora.

Akumulator rozruchowy samochodu (z ciekłym elektrolitem)

Klasyczne akumulatory samochodowe - akumulatory kwasowe, z ciekłym elektrolitem, na napięcie nominalne 12 woltów. Pokrywa takiej baterii ma 6 otworów z zatyczkami dla łatwej konserwacji - możesz sprawdzić gęstość elektrolitu za pomocą areometru, jeśli to konieczne, dodaj wodę destylowaną. Zakres wydajności wynosi od 35 do 230 A * h; zapewniają prądy rozruchowe od 330 do 1500 A.

Zadaniem takiego akumulatora jest uruchomienie rozrusznika w momencie uruchamiania samochodu, a także zasilanie sieci pokładowej (reflektory, urządzenia, konsumenci na pokładzie za pomocą zapalniczki itp.). Baterie tego formatu na ciekłym elektrolicie stopniowo stają się przeszłością, ustępując miejsca bardziej nowoczesnym akumulatorom z zagęszczonym elektrolitem .

Baterie żelowe (GEL) do UPS, systemów bezpieczeństwa itp.

W domowych zasilaczach awaryjnych (UPS, UPS) (patrz - Jak są rozmieszczone i działają zasilacze UPS?), w obwodach zasilających systemów alarmowych i innych podobnych zastosowaniach, są uszczelnione akumulatory ołowiowo-kwasowe z zagęszczonym elektrolitem - baterie żelowe.

Ciekły elektrolit kwasowy jest tutaj zagęszczany do konsystencji pasty wodnym alkalicznym roztworem krzemianów sodu (Na2Si2O4). Akumulatory tego typu nie wymagają konserwacji i uzupełniania wodą destylowaną. Akumulatory żelowe są dostępne w pojemnościach od 1 do 100 A * h.

Technologia AGM

Lepszą wersją akumulatora żelowego jest bezobsługowy akumulator kwasowo-ołowiowy z porowatymi separatorami wykonanymi z włókna szklanego (Absorbent Glass Mat), co pozwala na surowsze warunki ładowania i pracy. Charakterystyczną cechą technologii AGM jest zastosowanie porowatego porowatego kruszywa impregnowanego włóknem szklanym.

Mikropory takiego materiału nie są całkowicie wypełnione elektrolitem, a objętość wolna od elektrolitu jest tutaj wykorzystywana do rekombinacji gazu. Akumulator wyprodukowany w technologii AGM ma kilka zalet: odporność na wibracje, normalne działanie w dowolnej pozycji (najważniejsze, aby nie mieć odwróconej do góry nogami, ponieważ na górze znajdują się zawory awaryjne).