باتری سرب اسید چیست؟

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

باتری سرب اسید یک باتری قابل شارژ است که از سرب و اسید سولفوریک برای ایفای نقش استفاده می کند. سرب در اسید سولفوریک غوطه ور می شود تا امکان واکنش های شیمیایی کنترل شده را فراهم کند.

این واکنش شیمیایی عامل تولید انرژی باتری است. سپس واکنش معکوس می شود تا باتری شارژ شود.

مواد برای باتری های سرب اسید

مواد فعال اصلی مورد نیاز برای ساخت باتری های سرب اسیدی عبارتند از:

پراکسید سرب (PbO2): قهوه ای تیره، ماده سخت و شکننده است که صفحه مثبت را تشکیل می دهد.

سرب اسفنجی (Pb): سرب خالص در شرایط اسفنج نرم صفحه منفی را تشکیل می دهد.

اسید سولفوریک رقیق (H2SO4): یک اسید قوی و الکترولیت خوب است. به شدت یونیزه می شود و بیشتر گرمای آزاد شده در طول رقیق سازی از هیدراتاسیون یون های هیدروژن حاصل می شود. برای باتری های اسید سرب با آب: اسید=3:1.

باتری های سرب اسید چگونه کار می کنند؟

باتری سرب اسید از صفحه الکترود پراکسید سرب و صفحه الکترود سرب اسفنجی غوطه ور در اسید سولفوریک رقیق ساخته شده است. جریان خارجی بین این تخته ها وصل می شود. در اسید سولفوریک رقیق، مولکول‌های اسید به یون‌های هیدروژن مثبت (H پلاس) و یون‌های سولفات منفی (SO{0}}) تقسیم می‌شوند. هنگامی که به صفحه PbO2 می رسد، یون های هیدروژن الکترون ها را از آنجا دریافت می کنند و به اتم های هیدروژن تبدیل می شوند و دوباره به PbO2 حمله می کنند و PbO و H2O (آب) را تشکیل می دهند. این PbO با H2SO4 واکنش می دهد و PbSO4 و H2O (آب) را تشکیل می دهد.

یون‌های SO4 - (آنیون‌ها) به سمت الکترود (آند) متصل به قطب مثبت منبع تغذیه DC حرکت می‌کنند، جایی که الکترون‌های اضافی را رها کرده و به رادیکال آزاد SO4 تبدیل می‌شوند. این SO4 رادیکال نمی تواند به تنهایی وجود داشته باشد. بنابراین، با PbSO4 آند واکنش می دهد تا پراکسید سرب (PbO2) و اسید سولفوریک (H2SO4) تولید کند.

وقتی باتری شارژ می شود

شارژ فرآیند معکوس کردن واکنش الکتروشیمیایی است. انرژی الکتریکی شارژر را به انرژی شیمیایی در باتری تبدیل می کند. با این حال، باتری انرژی ذخیره نمی کند. انرژی شیمیایی مورد نیاز برای تولید برق را حفظ می کند.

اگر ولتاژ شارژر از باتری بیشتر باشد، شارژر باتری جریان را معکوس می کند. شارژر الکترون های زیادی روی صفحه منفی تولید می کند و یون های هیدروژن مثبت به سمت آنها جذب می شوند. هیدروژن با سولفات سرب واکنش می دهد و اسید سولفوریک و سرب تولید می کند. هنگامی که بیشتر سولفات ناپدید می شود، هیدروژن از صفحه منفی بالا می رود. اکسیژن موجود در آب با سولفات سرب روی صفحه مثبت واکنش می دهد تا دوباره به دی اکسید سرب تبدیل شود. هنگامی که واکنش در شرف اتمام است، حباب های اکسیژن از صفحه مثبت بلند می شوند. این خونریزی نامیده می شود.

خود تخلیه

یکی از ویژگی‌های بد باتری‌های سرب اسید این است که خود به خود تخلیه می‌شوند، حتی زمانی که استفاده نمی‌شوند. قاعده کلی این است که یک درصد میزان تخلیه خود در روز است. سرعت در دمای بالا افزایش می یابد و در دمای پایین کاهش می یابد.

تغییر الکترولیت باتری سرب اسیدی پس از شارژ و دشارژ

هنگامی که باتری سرب تخلیه می شود، اسید سولفوریک در الکترولیت کاهش می یابد، محتوای آب افزایش می یابد و وزن مخصوص محلول کاهش می یابد.

هنگامی که باتری سرب اسید شارژ می شود، اسید سولفوریک در الکترولیت به طور مداوم افزایش می یابد، آب به تدریج کاهش می یابد و وزن مخصوص محلول افزایش می یابد.

در واقع تغییر وزن مخصوص الکترولیت، وضعیت شارژ باتری سرب اسیدی را تعیین می کند. به همین دلیل مهم است که به طور مداوم باتری را آب کنید تا مطمئن شوید که از آن حداکثر استفاده را می‌کنید.