Conhecimento básico de baterias de chumbo-ácido livre de manutenção
O nome normal da bateria livre de manutenção que as pessoas costumam dizer é chamado de bateria de chumbo-ácido selada regulada por válvula. A bateria de chumbo-ácido selada, regulada por válvula, tem um invólucro, uma tampa de válvula e um bloco de terminais visto de fora. O material de vedação ao redor dos terminais é vermelho e preto (ou azul) para indicar os eletrodos positivo e negativo. A bateria de 12V é dividida em seis células isoladas independentes, cada uma das quais possui um grupo de placas positivo e um grupo de placas negativo conectado pelos respectivos condutores de barramento. A placa da bateria de chumbo-ácido é como uma estrutura de concreto armado. Ela é formada pelo revestimento (ou laminação) de um material ativo no esqueleto do fio da liga: o material na placa positiva do eletrodo é o dióxido de chumbo (PbO2) e a placa negativa do eletrodo. Pb). Cada uma das placas positivas e negativas é intercalada com um material de microfibra poroso (também preenchido com material de sílica gel), no qual um eletrólito de ácido sulfúrico (H2SO4) é adsorvido, e o material de fibra (ou material de sílica gel) é reagido eletroquimicamente. O processo de transporte de fase líquida e transporte de fase gasosa no processo, que é rigidamente montado com os grupos de placas positivas e negativas para formar uma célula de bateria de 2V. Como as baterias de chumbo-ácido inevitavelmente geram hidrogênio e oxigênio durante o carregamento, elas geram pressão nas células quando estão muito e muito tarde para formar e formar água. Para garantir a operação normal e segura da bateria, cada célula possui sua própria válvula de descarga, que permite que o gás escape automaticamente quando a pressão é excessiva. Em comparação com a rica bateria de líquido preenchida com o corpo do eletrólito no tanque da bateria, a bateria de chumbo-ácido selada regulada por válvula contém apenas uma pequena quantidade de eletrólito no interior, que é uma bateria fraca de líquido. No entanto, devido à certa redundância do eletrólito envolvido e o uso razoável da pressão da válvula de descarga, a perda de água causada pelo escape do gás é extremamente pequena, de modo que o eletrólito da bateria controlada por válvula é basicamente da vida útil. processo. Não há necessidade de reabastecer, portanto as baterias de chumbo-ácido seladas reguladas por válvula também se tornaram baterias livres de manutenção.
Quanto custa a voltagem da bateria normal?
Costuma-se dizer que esta voltagem da bateria é de 12V. O 12v mencionado aqui refere-se ao parâmetro mais básico da bateria - o potencial nominal (unidade v). Uma bateria de chumbo-ácido tem um potencial nominal de 2v, e o potencial nominal de seis baterias de corda única é de 12v. A fonte de alimentação usada em veículos elétricos é geralmente composta de 2 a 5 baterias de 12V conectadas em série para formar baterias de 24v, 36v, 48v e 60v. Aqui, os valores teóricos determinados pelas características dos materiais ativos usados nas baterias são determinados. De fato, existem diferenças na tensão e no potencial nominal da bateria sob diferentes condições. Por exemplo, uma bateria normal de chumbo-ácido com um potencial nominal de 12v está no final do processo de carregamento, a polarização de carga atinge um valor máximo e a voltagem pode atingir 14,4V ou mais; no final da descarga, a polarização de descarga atinge um valor máximo. A tensão pode ser tão baixa quanto 9v. Depois que o carregamento ou a descarga for interrompido e deixado por algumas horas, a tensão de polarização (plano de concentração) desaparecerá completamente. O potencial desta bateria de 12v pode ser entre 13,8v (após o enchimento) e 11v (após a descarga). É causada por uma mudança no estado do material ativo dentro da bateria.
Qual é o significado da capacidade da bateria (Ah)?
A capacidade nominal da bateria, c, é o produto da corrente de descarga (A) e do tempo de descarga (h). Como o Ah obtido usando diferentes parâmetros de descarga para a mesma bateria é diferente, a fim de facilitar a descrição, a medição e a comparação da capacidade da bateria, as condições uniformes devem ser definidas antecipadamente. Na prática, a capacidade da bateria é definida como a quantidade de eletricidade fornecida pela corrente definida para descarregar a bateria até a tensão definida. Também pode ser dito que a capacidade da bateria é o produto do tempo decorrido entre descarregar a bateria para a tensão definida com a corrente definida e a corrente. Para definir condições uniformes, em primeiro lugar, de acordo com a diferença nas características e uso da construção da bateria, várias taxas de tempo de descarga são definidas. Os mais comuns são 20 horas e 10 horas, e a bateria do veículo elétrico é de 2 horas. Está escrito como C20. C10 e C2, onde C representa a capacidade da bateria, seguido por um número indicando o número de horas que a bateria é descarregada para uma tensão definida com uma corrente de uma certa intensidade. Assim, a corrente de descarga nominal é obtida dividindo-se o número de horas pela capacidade. Ou seja, baterias com a mesma capacidade e taxas de descarga diferentes têm uma corrente de descarga nominal muito diferente. Por exemplo, uma bicicleta elétrica tem uma capacidade de bateria de 10 Ah e uma taxa de descarga de 2 horas. Está escrito como 10 Ah2 e sua corrente de descarga nominal é 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A; e uma bateria para ligar um carro tem uma capacidade de 54 Ah. A taxa de descarga é de 20 horas, escrita como 54Ah20, sua corrente de descarga nominal é de apenas 54 (Ah) / 20 (h) = 2,7A! Em outras palavras, se as duas baterias são descarregadas com 5A e 2,7A respectivamente, deve durar 2 horas e 20 horas para cair para a tensão definida. A tensão definida acima refere-se à tensão de terminação (unidade V). A tensão de terminação pode ser simplesmente entendida como: a tensão da bateria cai durante a descarga para um valor mínimo que não cause danos. O valor da tensão de terminação não é fixo. Diminui à medida que a corrente de descarga aumenta. Quanto maior a corrente de descarga da mesma bateria, menor pode ser a tensão de terminação e vice-versa. Ou seja, quando a grande corrente é descarregada, a voltagem da bateria pode cair para um valor menor, e uma pequena descarga de corrente não é possível, caso contrário, danos podem ser causados. A intensidade atual da bateria durante a operação também é freqüentemente expressa em termos de ampliação, escrita como NCh. N é um múltiplo, C é o número de horas de capacidade e h é o número de horas especificado pela taxa de descarga. Aqui, o valor de h é usado apenas como um lembrete de que a bateria relevante pertence a essa taxa de tempo de descarga, então a bateria que descreve especificamente uma determinada taxa de tempo é que a ampliação é geralmente escrita na forma de NC sem anotar o padrão . Multiplicar o múltiplo N pela capacidade C é igual à corrente A. Por exemplo, 20Ah usa descarga de taxa 0.5c, 0.5 × 20 = 10A. Para outro exemplo de ângulo: uma capacidade de bateria de partida de carro 54Ah, corrente de saída medida é 5.4A, então sua taxa de descarga N é 5.4 / 54 = 0.1C.
Como funcionam as baterias de chumbo-ácido
1. geração de força eletromotriz da bateria acidificada ao chumbo
Depois que a bateria de chumbo-ácido é carregada, o eletrodo positivo chumbo dióxido (PB02), a ação de moléculas de água na solução de ácido sulfúrico, uma pequena quantidade de dióxido de chumbo e água para formar uma substância instável dissociável - hidróxido de chumbo (Pb (OH 4) O íon hidróxido está na solução e o íon chumbo (Pb4) permanece na placa positiva do eletrodo, portanto os elétrons estão ausentes na placa positiva do eletrodo. Depois que a bateria de chumbo-ácido é carregada, a placa negativa do eletrodo é chumbo (Pb), e o ácido sulfúrico no eletrólito (H2S04) A reação se transforma em íons de chumbo (Pb2), e os íons de chumbo são transferidos para o eletrólito, dois elétrons (2e) permanecendo na placa negativa. Courseware, quando o circuito externo não está conectado (circuito aberto da bateria), devido à ação química, não há elétron na placa do motor, e a placa negativa tem mais elétrons, e uma certa diferença de potencial é gerada entre as duas placas. Esta é a força eletromotriz da bateria.
2. Reação eletroquímica da bateria de chumbo-ácido durante a descarga
A bateria de chumbo-ácido é colocada na TV e a diferença de potencial da bateria atua no cátodo. Os elétrons na placa negativa entram na placa positiva através da carga para formar uma corrente. Ao mesmo tempo, uma reação química é formada dentro da bateria. Depois que dois elétrons são emitidos de cada átomo de chumbo na placa negativa do eletrodo, os íons chumbo gerados (Pb2) reagem com o íon sulfato (S04-2) no eletrólito para formar sulfato de chumbo insolúvel (PbS04) na placa do eletrodo. Os íons de oxigênio (0-2) hidrolisados pela placa positiva do eletrodo reagem com íons de hidrogênio (H) na solução eletrolítica para formar uma substância aquosa estável. Sob a ação do campo elétrico do íon sulfato e do íon hidrogênio existente no eletrólito, os eletrodos positivo e negativo da bateria são movidos respectivamente para formar uma corrente dentro da bateria, e todo o circuito é formado, e a bateria é continuamente descarregado para fora. A concentração de H2S04 diminui continuamente durante a descarga, o sulfato de chumbo (PbS04) nos eletrodos positivos e negativos aumenta, a resistência interna da bateria aumenta (o sulfato de chumbo não conduz eletricidade), a concentração de eletrólitos diminui e a força eletromotriz da bateria diminui.
3. Reação eletroquímica do processo de carregamento da bateria de chumbo-ácido
Ao carregar, a fonte de alimentação externa (pólo de carregamento ou retificador) deve ser conectada externamente para restaurar o material gerado pelas placas positivas e negativas após a descarga para o material ativo original e converter a energia elétrica externa em energia química para armazenamento. Na placa positiva do eletrodo, o sulfato de chumbo é dissociado em íons de chumbo divalente (Pb2) e íons negativos de sulfato (SO4-2) sob a ação da corrente externa. Como a fonte de energia externa atrai continuamente elétrons do eletrodo positivo, a segunda das placas de eletrodo positivas é colorida. O íon de chumbo de valência Pb2) libera continuamente dois elétrons para serem adicionados, torna-se íons de chumbo tetravalentes (Pb4) e continua a reagir com água, eventualmente produzindo dióxido de chumbo (PbO2) na placa positiva do eletrodo. Na placa negativa do eletrodo, o sulfato de chumbo é dissociado em íons de chumbo divalente (Pb2) e íons negativos de sulfato (SO4-2) sob a ação da corrente externa. Como o eletrodo negativo obtém continuamente elétrons da fonte de energia externa, o eletrodo livre próximo à placa do eletrodo negativo O íon de chumbo de valência (Pb2) é neutralizado para conduzir (Pb) e adere à placa negativa do eletrodo como eletrodo de veludo. No eletrólito, o eletrodo positivo gera continuamente íons livres de hidrogênio (H) e sulfato (SO4-2), e o eletrodo negativo gera continuamente íons sulfato (SO4-2). Sob a ação do campo elétrico, os íons de hidrogênio se movem para o eletrodo negativo e o sulfato é gerado. Os íons se movem em direção ao eletrodo positivo para formar uma corrente. No final do carregamento, sob a ação da corrente externa, a reação eletrolítica da água ocorrerá na solução.
4. Mudança de eletrólito após o carregamento e a descarga da bateria de chumbo-ácido
Pode ser visto do que foi dito acima que quando a bateria de chumbo-ácido é descarregada, o ácido sulfúrico no electrólito é continuamente reduzido, a água é gradualmente aumentada e a gravidade específica da solução é diminuída. Pode ver-se do que foi dito acima que quando a bateria de chumbo-ácido é carregada, o ácido sulfúrico no electrólito é continuamente aumentado, a água é gradualmente diminuída e a gravidade específica da solução é aumentada. No trabalho real, a carga da bateria de chumbo-ácido pode ser julgada de acordo com a mudança da gravidade específica do eletrólito. Uso e manutenção de baterias de chumbo-ácido livres de manutenção Nos últimos anos, com o aprofundamento da transformação de duas redes de sistemas de energia, fontes de alimentação de comutação de alta frequência e baterias de chumbo-ácido livres de manutenção fabricadas usando tecnologia de fonte de alimentação de comutação foram amplamente utilizado. No entanto, devido à experiência operacional insuficiente, a manutenção da fonte de alimentação CC, especialmente a bateria, não está no lugar, de modo que a confiabilidade da fonte de alimentação CC não pode ser efetivamente garantida.
Significado de bateria livre de manutenção
A principal vantagem da bateria de chumbo-ácido regulada por válvula é que o oxigênio gerado na placa de eletrodo positivo durante o carregamento é reduzido a água na placa de eletrodo negativo por reação de recombinação, e não é necessário adicionar água para manutenção durante o especificado vida de carga flutuante. Mantenha baterias de chumbo-ácido. Pode ser visto que a operação livre de manutenção é comparada apenas com a bateria comum, e o projeto de adicionar água pura ou água destilada para ajustar o nível de líquido do eletrólito é omitido durante a operação, e não é necessário remover todo o trabalho de manutenção .