باتری های اسید سرب از زمان اختراع آنها در اواسط قرن نوزدهم ، سنگ بنای فناوری ذخیره سازی انرژی بوده است. این منابع قدرت قابل اعتماد به طور گسترده در برنامه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. درک چگونگی کار باتری های اسید سرب برای بهینه سازی عملکرد آنها و گسترش طول عمر آنها ضروری است.
یک باتری اسید سرب از چندین مؤلفه اصلی تشکیل شده است که برای ذخیره و آزاد کردن انرژی الکتریکی به طور کارآمد با هم کار می کنند. عناصر اصلی عبارتند از:
صفحات: ساخته شده از دی اکسید سرب (صفحات مثبت) و سرب اسفنج (صفحات منفی) ، اینها در یک محلول الکترولیت غوطه ور هستند.
الکترولیت: مخلوطی از اسید سولفوریک و آب ، که واکنشهای شیمیایی لازم برای ذخیره انرژی را تسهیل می کند.
جداکننده ها: مواد عایق نازک بین صفحات مثبت و منفی قرار می گیرند تا از اتصال کوتاه در حالی که اجازه حرکت یونی را می دهد ، جلوگیری شود.
کانتینر: یک پوشش قوی که تمام اجزای داخلی را در خود جای داده است ، که به طور معمول از پلاستیک یا لاستیک بادوام ساخته شده است.
پایانه ها: باتری دارای دو پایانه است: مثبت و منفی. پایانه های مهر و موم شده به تخلیه جریان زیاد و عمر طولانی مدت کمک می کنند.
عملکرد یک باتری اسید سرب حول واکنشهای شیمیایی برگشت پذیر بین مواد فعال روی صفحات و محلول الکترولیت می چرخد.
در حین تخلیه ، روند زیر رخ می دهد:
اسید سولفوریک موجود در الکترولیت با صفحات مثبت (دی اکسید سرب) و منفی (سرب اسفنج) واکنش نشان می دهد. این واکنش سولفات سرب را در هر دو صفحه ایجاد می کند در حالی که الکترون ها را از طریق یک مدار خارجی آزاد می کند و جریان الکتریکی را تولید می کند. از آنجا که الکترون ها از صفحه منفی به صفحه مثبت از طریق بار خارجی می روند ، انرژی به دستگاه های متصل تأمین می شود.
در حین شارژ ، این روند معکوس می شود:
یک منبع تغذیه خارجی ولتاژ را در ترمینال های باتری اعمال می کند. ولتاژ کاربردی الکترون ها را به داخل صفحه منفی باز می گرداند در حالی که سولفات سرب را به اشکال اصلی خود تبدیل می کند - دی اکسید را بر روی صفحات مثبت و سرب اسفنج در صفحات منفی قرار می دهد. غلظت اسید سولفوریک با تقسیم مولکول های آب در طول الکترولیز افزایش می یابد.
این ماهیت چرخه ای اجازه می دهد تا باتری های اسید سرب چندین بار بدون تخریب قابل توجهی در هنگام نگهداری صحیح شارژ شوند.
تکنیک های مناسب شارژ
شیوه های شارژ مؤثر برای حفظ عملکرد بهینه در باتری های اسید سرب بسیار مهم است:
شارژ ولتاژ ثابت: این روش اجازه می دهد تا جایی که ولتاژ با یک مقدار ثابت حفظ می شود ، شارژ شود. مزیت این است که با تغییر وضعیت شارژ باتری ، جریان شارژ به طور خودکار تنظیم می شود.
شارژ سه مرحله ای: شامل بار فله (جریان ثابت) ، بار جذب (ولتاژ ثابت) و شارژ شناور (حالت نگهداری) ، این تکنیک شارژ کامل را بدون استرس بیش از حد بر روی اجزای باتری تضمین می کند.
نظارت بر دمای هنگام شارژ بسیار مهم است. درجه حرارت بالا می تواند فرآیندهای مضر مانند گاز گرفتن یا فراری حرارتی را تسریع کند.
روشهای تخلیه موثر
چرخه های تخلیه باید با دقت مدیریت شوند تا از تخلیه های عمیق که می تواند به سلامت باتری آسیب برساند ، جلوگیری شود:
در هر زمان ممکن از تخلیه بیش از 50 ٪ عمق تخلیه خودداری کنید. تخلیه های عمیق مکرر طول عمر کلی را به طور قابل توجهی کوتاه می کند.
باتری های اسید سرب برای ذخیره انرژی قابل اعتماد در کاربردهای مختلف ضروری است. کاربران با درک ساختار و اصول کار خود می توانند عملکرد را بهینه کرده و طول عمر خود را گسترش دهند. شارژ مناسب و نظارت بر تخلیه بسیار مهم است. اجرا کننده سیستم های نظارت بر باتری DFUN (BMS) تضمین می کند که باتری های اسید سرب بخشی اساسی از راه حل های ذخیره انرژی هستند. این سیستم ولتاژهای سلولی را کنترل می کند و جریان های شارژ/تخلیه را در تنظیمات چند سلولی کنترل می کند و شامل فعال سازی باتری و ویژگی های متعادل کننده باتری برای افزایش کنترل و نگهداری است.
