Bateria de plom-àcid: dispositiu i principi de funcionament, varietats

El disseny i el funcionament d’una bateria de plom-àcid clàssica es basen en les reaccions electroquímiques reversibles de plom i diòxid de plom amb una solució aquosa d’àcid sulfúric: quan la bateria es descarrega a una càrrega, l’òxid de plom al càtode i el plom a l’ànode, interactuant amb els anions sulfúrics, es converteixen en sulfat de plom ( el diòxid de plom es redueix al càtode, el plom s’oxida a l’ànode).

Quan la bateria es carrega, el sulfat de plom de les plaques decau en ions, l’òxid de plom es forma al càtode i el plom metàl·lic de nou a l’ànode. En aquest cas, augmenta la concentració de la solució d’àcid sulfúric, ja que els ions d’àcid sulfúric que es reuneixen amb l’hidrogen formen de nou àcid sulfúric. Així, és possible utilitzar una i altra vegada la mateixa bateria, simplement recarregant-la de tant en tant.

En el procés de descàrrega de la bateria, la concentració d’àcid sulfúric disminueix: la densitat de l’electròlit disminueix. I quan, al final de la càrrega, gairebé esgota la quantitat de sulfat de plom dels elèctrodes, el procés d’electròlisi d’aigua comença a assumir-se. Aquest fenomen es pot observar en forma de bombolles d’oxigen i hidrogen en abundància, cosa que és un signe de sobrecàrrega d’una bateria d’àcid plom i molts motoristes en saben de primera mà.

És millor no permetre aquest fenomen, perquè en aquest cas, en primer lloc, l’aigua es consumeix de manera irreversible i, en segon lloc, hi ha un perill d’explosió. Per tant, tot normal carregadors redueix el corrent de càrrega en assolir un voltatge determinat als terminals de la bateria recarregable. Pel que fa a les pèrdues d’aigua, es reemplacen tradicionalment afegint aigua destil·lada a la bateria.

De fet, dins del cas d’una bateria de 12 volts-àcid de plom, hi ha una pila de sis cèl·lules connectades en sèrie entre si - cèl·lules. Una cel·la (el voltatge màxim d’una cèl·lula és de 2,17 volts) consta de dos elèctrodes i plaques de separació: separadors, que no interaccionen químicament amb l’electròlit, sinó que interfereixen en el contacte entre els elèctrodes.

Els elèctrodes són gelosies de plom pur, a més a més, la pols de diòxid de plom es pressiona a la gelosia dels ànodes i la pols de plom es pressiona a la gelosia catòdica. Aquí s'utilitzen pols per maximitzar l'àrea d'interacció dels elèctrodes amb l'electròlit, i obtenir així la major capacitat elèctrica possible de la bateria, ja que els elèctrodes estan immersos en l'electròlit. Les bateries de 3, 6 o 12 cèl·lules donen 6, 12 i 24 volts als terminals de la bateria, respectivament.

Bateria d’arrencada de cotxe (amb electròlit líquid)

Bateries de cotxes clàssics: bateries àcides, amb electròlit líquid, per a una tensió nominal de 12 volts. La tapa d’una bateria d’aquest tipus té 6 forats amb taps per facilitar-ne el manteniment; podeu comprovar la densitat de l’electròlit mitjançant un hidròmetre, si cal, afegir aigua destil·lada. El rang de capacitats és de 35 a 230 A * h; proporcionen corrents de partida de 330 a 1500 A.

La tasca d’una tal bateria és posar en marxa l’aparellador en el moment d’engegar el cotxe, així com alimentar la xarxa a bord (fars, dispositius, consumidors a bord a través de l’encenedor, etc.) Les bateries d’aquest format en electròlit líquid s’estan convertint progressivament en cosa del passat, donant pas a bateries més modernes amb electrolit espessit. .

Piles de gel (GEL) per a SAI, sistemes de seguretat, etc.

A les fonts d'alimentació ininterrompuda de la llar (SAI, SAI) (vegeu - Com s’organitzen i funcionen els SAI?), als circuits d’alimentació d’alimentació dels sistemes d’alarma i altres aplicacions similars, hi ha bateries de plom àcid segellades amb un electròlit espessit - bateries de gel.

L’electròlit d’àcid líquid s’engreixa aquí fins a una consistència similar a la pasta amb una solució aquosa alcalina de silicats de sodi (Na2Si2O4). Les bateries d’aquest tipus no requereixen manteniment ni rellotge amb aigua destil·lada. Les bateries gel estan disponibles en capacitats d’1 a 100 A * h.

Tecnologia AGM

Una millor versió de la bateria gel és una bateria sense àcid de plom sense manteniment amb separadors porosos de fibra de vidre (Absorbent Glass Mat), que permet condicions de funcionament i càrrega més severes. Una característica distintiva de la tecnologia AGM és l’ús d’un agregat porós ple d’amplificacions poroses amb fibra de vidre.

Els micropores d’un material d’aquest tipus no s’omplen completament amb electròlit i el volum lliure d’electrolit s’utilitza aquí per a la recombinació de gasos. La bateria, fabricada amb tecnologia AGM, presenta diversos avantatges: resistència a les vibracions, rendiment normal en qualsevol posició (el principal és no tenir cap per avall, ja que hi ha vàlvules d’emergència a la part superior).