Apa itu bateri asid plumbum: Jenis, Cara Kerja & Aplikasinya

Sebelum mengetahui secara langsung konsep yang berkaitan dengan bateri asid plumbum, mari kita mulakan dengan sejarahnya. Oleh itu, seorang saintis Perancis bernama Nicolas Gautherot pada tahun 1801 memerhatikan bahawa dalam ujian elektrolisis, terdapat jumlah arus minimum walaupun terdapat pemutusan bateri utama. Manakala pada tahun 1859, seorang saintis bernama Gatson mengembangkan bateri asid plumbum dan ini adalah yang pertama yang diisi semula melalui arus arus terbalik. Ini adalah versi awal bateri jenis ini sedangkan Faure kemudian menambahkan banyak peningkatan pada ini dan akhirnya, jenis praktikal bateri asid plumbum diciptakan oleh Henri Tudor pada tahun 1886. Mari kita perbincangan lebih terperinci mengenai jenis ini bateri , kerja, jenis, pembinaan, dan faedah.

Apakah bateri asid plumbum?

Bateri asid plumbum berada di bawah klasifikasi bateri boleh dicas semula dan sekunder. Walaupun jumlah tenaga bateri minimum dalam jumlah dan tenaga hingga berat, ia mampu memberikan arus lonjakan yang meningkat. Ini sesuai dengan sel-sel asid plumbum yang mempunyai kekuatan tinggi hingga berat badan.

Ini adalah bateri yang menggunakan plumbum peroksida dan span plumbum untuk menukar tenaga kimia menjadi tenaga elektrik. Ini kebanyakan digunakan di pencawang dan sistem kuasa kerana alasan mereka meningkatkan tahap voltan sel dan kos minimum.

Pembinaan

Di dalam pembinaan bateri asid plumbum , pinggan dan bekas adalah komponen penting. Bahagian di bawah memberikan penerangan terperinci mengenai setiap komponen yang digunakan dalam pembinaan. The gambarajah bateri asid plumbum adalah

Rajah Bateri Asid plumbum

Bekas

Bahagian bekas ini dibina dengan kayu ebonit, timbal, kaca, getah keras yang terbuat dari unsur bitumen, bahan seramik, atau plastik palsu yang diletakkan di bahagian atas untuk menghilangkan segala jenis pelepasan elektrolit. Manakala di bahagian bawah bekas, terdapat empat tulang rusuk di mana dua diletakkan di plat positif dan yang lain di plat negatif.

Di sini, prisma bertindak sebagai asas untuk kedua-dua plat dan juga melindungi plat dari litar pintas. Komponen yang digunakan untuk pembinaan bekas mestilah bebas daripada asid sulfurik, tidak boleh membengkok atau telap dan tidak menahan sebarang kekotoran yang menyebabkan kerosakan elektrolit.

Pinggan

Plat dalam bateri asid plumbum dibina dengan cara yang berbeza dan semuanya terdiri daripada jenis grid yang serupa yang dibina daripada komponen aktif dan plumbum. Grid sangat penting untuk mewujudkan kekonduksian arus dan untuk menyebarkan arus yang sama ke komponen aktif. Sekiranya terdapat pengedaran yang tidak rata, maka akan berlaku pelonggaran komponen aktif. Plat dalam bateri ini terdiri daripada dua jenis. Itu adalah plat plante / terbentuk dan plat Faure / ditampal.

Plat yang terbentuk digunakan terutamanya untuk bateri statik dan mereka juga mempunyai berat dan mahal. Tetapi mereka mempunyai ketahanan yang lama dan ini tidak mudah kehilangan komponen aktifnya walaupun dalam proses pengisian dan pengosongan berterusan. Ini mempunyai kapasiti minimum hingga bahagian berat.

Sementara proses yang ditampal kebanyakannya digunakan untuk pembinaan plat negatif daripada plat positif. Komponen aktif negatif agak rumit dan mereka mengalami sedikit pengubahsuaian dalam proses pengisian dan pengosongan.

Komponen Aktif

Komponen yang terlibat secara aktif dalam proses tindak balas kimia yang berlaku pada bateri terutamanya pada masa pengisian dan pengosongan disebut sebagai komponen aktif. Komponen aktif adalah:

• Plumbum peroksida - Ia membentuk komponen aktif positif.
• Sponge plumbum - Bahan ini membentuk komponen aktif negatif
• Asid sulfurik yang dicairkan - Ini digunakan terutamanya sebagai elektrolit

Pemisah

Ini dari kepingan nipis yang diperbuat daripada getah berliang, kayu timah bersalut, dan gentian kaca. Pemisah diletakkan di antara plat untuk memberikan penebat aktif. Mereka mempunyai bentuk berlekuk di satu sisi dan kemasan halus di tepi yang lain.

Tepi Bateri

Ia mempunyai sisi positif dan negatif yang mempunyai diameter 17.5 mm dan 16 mm.

Prinsip Kerja Bateri Asid Plumbum

Oleh kerana asid sulfurik digunakan sebagai elektrolit dalam bateri, ketika larut, molekul di dalamnya tersebar sebagai SO₄^-(ion negatif) dan 2H + (ion positif) dan ini akan mempunyai pergerakan bebas. Apabila elektrod ini dicelupkan ke dalam larutan dan memberikan bekalan DC, maka ion positif akan bergerak dan bergerak ke arah arah tepi negatif bateri. Dengan cara yang sama, ion negatif akan bergerak dan bergerak ke arah tepi positif bateri.

Setiap ion hidrogen dan sulfat mengumpulkan satu dan dua elektron dan ion negatif dari katod dan anod dan mereka mempunyai tindak balas dengan air. Ini membentuk hidrogen dan asid sulfurik. Manakala yang dikembangkan dari reaksi di atas bertindak balas dengan oksida plumbum dan membentuk peroksida plumbum. Ini bermaksud semasa proses pengisian unsur katod plumbum kekal sebagai plumbum itu sendiri sedangkan anoda plumbum dibentuk sebagai peroksida plumbum yang berwarna coklat gelap.

Apabila tidak ada Bekalan DC dan kemudian pada saat voltmeter disambungkan di antara elektrod, ia memaparkan perbezaan potensi antara elektrod. Apabila terdapat sambungan wayar di antara elektrod, akan ada arus arus dari plat negatif ke positif melalui litar luaran yang menandakan bahawa sel menahan keupayaan untuk memberikan bentuk tenaga elektrik.

Jadi, ini menunjukkan bateri asid plumbum berfungsi senario.

Jenis yang berbeza

The jenis bateri asid plumbum terutamanya dikategorikan kepada lima jenis dan ia dijelaskan secara terperinci di bahagian bawah.

Jenis Banjir - Ini adalah jenis pencucuhan enjin konvensional dan mempunyai jenis daya tarikan bateri. Elektrolit mempunyai pergerakan bebas di bahagian sel. Orang yang menggunakan jenis ini boleh mempunyai akses untuk setiap sel dan mereka dapat menambahkan air ke sel apabila bateri habis.

Jenis yang dilekatkan - bateri asid plumbum jenis ini hanyalah perubahan kecil kepada jenis bateri yang sudah habis. Walaupun orang tidak mempunyai akses ke setiap sel dalam bateri, reka bentuk dalamannya hampir sama dengan jenis satu yang dibanjiri. Variasi utama dalam jenis ini ialah terdapat cukup banyak asid yang menahan berlakunya aliran tindak balas kimia yang lancar sepanjang hayat bateri.

Jenis VRLA - Ini dipanggil Bateri asid plumbum terkawal injap yang juga disebut sebagai bateri jenis tertutup. Prosedur pengendalian nilai membenarkan evolusi O yang selamat_duadan H_duagas pada masa pengisian.

Jenis AGM - Ini adalah jenis bateri Absorbed Glass Matte yang membolehkan elektrolit berhenti berdekatan dengan bahan plat. Bateri jenis ini meningkatkan prestasi proses pelepasan dan pengecasan. Ini digunakan terutamanya dalam sukan sukan dan aplikasi permulaan enjin.

Jenis Gel - Ini adalah jenis bateri asid plumbum yang basah di mana elektrolit dalam sel ini berkaitan dengan silika yang menjadikan bahan menjadi kaku. Nilai voltan mengisi semula sel makan minimum jika dibandingkan dengan jenis lain dan ia juga mempunyai kepekaan yang lebih tinggi.

Tindak balas kimia bateri asid plumbum

Tindak balas kimia pada bateri berlaku terutamanya semasa kaedah pengosongan dan pengisian semula dan dalam proses pelepasan dijelaskan sebagai berikut:

Apabila bateri habis sepenuhnya, maka anod dan katod adalah PbO_duadan Pb. Apabila ini disambungkan menggunakan rintangan, bateri habis dan elektron mempunyai jalan yang berlawanan pada masa pengisian. The H_duaion mempunyai pergerakan ke arah anod dan mereka menjadi atom. Ia dapat dicapai dengan PbO_dua, dengan itu membentuk PbSO₄yang berwarna putih.

Dengan cara yang sama, ion sulfat bergerak ke arah katod dan setelah sampai, ion dibentuk menjadi SO₄. Ia bertindak balas dengan plumbum katod sehingga membentuk sulfat plumbum.

PbSO₄+ 2H = PbO + H_duaATAU

PbO + H_duaJADI₄= PbSO₄+ 2H_duaATAU

PbO_dua+ H_duaJADI₄+ 2H = PbSO₄+ 2H_duaATAU

Reaksi Kimia

Semasa proses pengisian semula, katod dan anod berkaitan dengan sisi negatif dan positif bekalan DC. Ion H2 positif bergerak ke arah katod dan mereka memperoleh dua elektron dan bentuk sebagai atom H2. Ia mengalami tindak balas kimia dengan sulfat plumbum dan membentuk plumbum dan asid sulfurik.

PbSO₄+ 2H_duaO + 2H = PbSO₄+ 2 H_duaJADI₄

Persamaan gabungan untuk kedua-dua proses tersebut ditunjukkan sebagai

Proses Pelepasan dan Pengisian Semula

Di sini, anak panah ke bawah menunjukkan pelepasan dan anak panah ke atas menunjukkan proses pengisian semula.

Kehidupan

Suhu berfungsi optimum untuk bateri asid plumbum ialah 25⁰C yang bermaksud 77⁰F. Peningkatan julat suhu memendekkan umur panjang. Sesuai peraturan, untuk setiap kenaikan suhu 80C, ia akan mengurangkan masa hayat bateri. Manakala bateri terkawal nilai yang berfungsi pada 25⁰C mempunyai hayat bateri asid plumbum dari 10 tahun. Dan apabila ini dikendalikan pada 33⁰C, ia mempunyai jangka hayat 5 tahun sahaja.

Aplikasi Bateri Asid Plumbum

• Ini digunakan dalam pencahayaan kecemasan untuk memberi kuasa untuk pam bah.
• Digunakan dalam motor elektrik
• Kapal selam
• Kapal selam nuklear

Artikel ini telah menerangkan prinsip, jenis, jangka hayat, pembinaan, tindak balas kimia dan aplikasi bateri asid plumbum. Selain itu, ketahui apa itu kelebihan bateri asid plumbum dan kekurangan dalam pelbagai domain?