Оловно-киселинна батерия - Помощ за инженер, Схеми, принцип на действие, формули и изчисления

Оловно-киселинен акумулатор - в момента този тип батерии се счита за най-често срещан, намери широко поле на приложение като автомобилен акумулатор.

Как работи батерията

Принципът на действие, както беше споменато по-рано в статията за батериите, се основава на редокс електрохимична реакция. В този случай, върху реакцията на олово с оловен диоксид в среда със сярна киселина. По време на използването на батерията настъпва разряд - редукцията на оловен диоксид ще се случи на анода, а оловното окисление на катода.

Редокс химична реакция при анода:

Редокс химична реакция на катода:

По време на зареждането на батерията ще се случат точно обратните реакции, с освобождаване на кислород върху положителния електрод и освобождаване на водород върху отрицателния. Трябва да се има предвид, че при критични стойности, когато възникне зареждане и батерията е почти заредена, реакцията на електролиза на водата може да започне да преобладава, което ще доведе до постепенното й изтощаване.

В резултат на това можем да кажем, че при зареждане сярната киселина ще се освободи в електролита, което води до увеличаване на плътността на електролита, а когато се изхвърли, сярната киселина ще се консумира и плътността ще падне.

Оловно-киселинната батерия се състои от електроди, разделящи сепаратори (клетки, изолатори), които са в електролита. Самите електроди приличат на оловни решетки, само с различно активно вещество, положителният електрод има активно вещество - оловен диоксид (PbO2), отрицателният електрод - олово.

Фигура 1 - Общ изглед на оловно-киселинна батерия

Фигура 2 - Батерийна клетка с положителни и отрицателни електроди, разделени с сепаратори

На фигура 1 можете да видите в моноблока отделни клетки, които са подробно описани на фигура 2 - в които има положителни и отрицателни електроди, разделени с сепаратори.

Работа с нискотемпературни оловни батерии

За разлика от другите видове акумулатори, оловната киселина е повече или по-малко устойчива на студ, както виждаме по-късно - широко приложение в автомобилите. Оловно-киселинната батерия губи 1% от капацитета си за всеки градус, различен от + 20 ° C, което означава, че при 0 ° C капацитетът на оловно-киселинната батерия ще бъде само 80% от капацитета си. Това се дължи на увеличаване на вискозитета на електролита при ниски температури, поради което той не може нормално да тече към електродите и входящият електролит бързо се изчерпва.

За повечето батерии токът на зареждане трябва да бъде изписан на корпуса, приблизително, той може да бъде в диапазона от 0,1 до 0,3 от капацитета на батерията. По принцип е прието батерията да се зарежда с 10% ток от нейния капацитет за 10 часа. Максималното напрежение на зареждане не трябва да надвишава 2,3 ± 0,023 V за всяка от клетките на акумулатора. Тоест, можем да кажем, че за оловна батерия с напрежение 12 V, напрежението по време на зареждане не трябва да надвишава 13,8 ± 0,15 V.

Съхранение на оловни батерии

Оловните киселинни батерии трябва да се съхраняват само в заредено състояние. Съхраняването им в разредено състояние води до загуба на производителност.