סוללות עופרת-חומצה היו אבן יסוד בטכנולוגיית אחסון אנרגיה מאז המצאתן באמצע המאה ה -19. מקורות כוח אמינים אלה נמצאים בשימוש נרחב ביישומים שונים. ההבנה כיצד פועלות סוללות חומצה עופרת חיונית למיטוב הביצועים שלהן ולהרחיב את תוחלת החיים שלהן.
סוללה חומצת עופרת מורכבת מכמה רכיבי מפתח העובדים יחד לאחסון ולשחרר אנרגיה חשמלית ביעילות. האלמנטים העיקריים כוללים:
צלחות: מיוצרים מדו -חמצני עופרת (צלחות חיוביות) ועופרת ספוג (צלחות שליליות), אלה שקועים בתמיסת אלקטרוליט.
אלקטרוליט: תערובת של חומצה גופרתית ומים, המאפשרת את התגובות הכימיות הנחוצות לאחסון אנרגיה.
מפרידים: חומרי בידוד דקים ממוקמים בין הלוחות החיוביים והשליליים כדי למנוע מעגל קצר תוך מתן תנועה יונית.
מיכל: מעטפת חזקה המאכלסת את כל הרכיבים הפנימיים, המיוצרים בדרך כלל מפלסטיק או גומי עמיד.
מסופים: לסוללה שני מסופים: חיוביים ושליליים. מסופים אטומים תורמים לשחרור זרם גבוה ולחיי שירות ארוכים.
פעולת סוללת חומצת עופרת נסוב סביב תגובות כימיות הפיכות בין החומרים הפעילים על הלוחות לבין תמיסת האלקטרוליט.
במהלך השחרור מתרחש התהליך הבא:
החומצה הגופרתית באלקטרוליט מגיבה עם צלחות חיוביות (עופרת דו חמצני) והן שליליות (עופרת ספוג). תגובה זו מייצרת סולפט עופרת בשתי הלוחות תוך שחרור אלקטרונים דרך מעגל חיצוני, ומייצר זרם חשמלי. כאשר האלקטרונים זורמים מהצלחת השלילית לצלחת החיובית באמצעות עומס חיצוני, אנרגיה מסופקת למכשירים מחוברים.
במהלך הטעינה, תהליך זה מתהפך:
מקור כוח חיצוני מיישם מתח על מסופי הסוללה. המתח המופעל מחזיר אלקטרונים חזרה לצלחת השלילית תוך המרת עופרת סולפט חזרה לצורות המקוריות שלו - עולה דו חמצני על צלחות חיוביות וספוג מוביל על צלחות שליליות. ריכוזי חומצה גופרתית גדלים ככל שמולקולות המים מתפצלות במהלך אלקטרוליזה.
אופי מחזורי זה מאפשר לטעון סוללות חומצות עופרת מספר פעמים ללא השפלה משמעותית כאשר הם מתוחזקים כראוי.
טכניקות טעינה נכונות
נוהלי טעינה יעילים הם מכריעים לשמירה על ביצועים מיטביים בסוללות חומצות עופרת:
טעינה מתח קבוע: שיטה זו מאפשרת טעינה במקום בו המתח נשמר בערך קבוע. היתרון הוא שזרם הטעינה מותאם אוטומטית ככל שמצב הטעינה של הסוללה משתנה.
טעינה בת שלושה שלבים: הכוללת מטען בתפזורת (זרם קבוע), מטען ספיגה (מתח קבוע) ומטען צף (מצב תחזוקה), טכניקה זו מבטיחה טעינה יסודית ללא לחץ מוגזם על רכיבי הסוללה.
טמפרטורת הניטור במהלך הטעינה חיונית; טמפרטורות גבוהות יכולות להאיץ תהליכים מזיקים כמו גזים או בריחה תרמית.
שיטות פריקה יעילות
יש לנהל בזהירות את מחזורי הפריקה כדי להימנע משחרורים עמוקים העלולים לפגוע בבריאות הסוללה:
הימנע מפיזור מעבר לעומק של 50% מעמיק בכל הזדמנות אפשרית; פריקות עמוקות תכופות מקצרות את אורך החיים הכולל באופן משמעותי.
סוללות עופרת-חומצה חיוניות לאחסון אנרגיה אמין ביישומים שונים. על ידי הבנת המבנה ועקרונות העבודה שלהם, המשתמשים יכולים לייעל את הביצועים ולהרחיב את אורך החיים שלהם. ניטור טעינה ופריקה נאותים הם מכריעים. יישום מערכות ניטור סוללות DFUN (BMS) מבטיחות סוללות חומצת עופרת להישאר חלק חיוני של פתרונות אחסון אנרגיה. המערכת עוקבת אחר מתחי תאים בודדים, וזרמי טעינה/פריקה בתצורות מרובות תאים, וכוללת תכונות הפעלת סוללות ואיזון סוללות כדי לשפר את הבקרה והתחזוקה.
