Kas ir svina-skābes akumulators?

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

Svina skābes akumulators ir uzlādējams akumulators, kas izmanto svinu un sērskābi. Svins tiek iegremdēts sērskābē, lai nodrošinātu kontrolētas ķīmiskās reakcijas.

Šī ķīmiskā reakcija ir akumulatora enerģijas ražošanas cēlonis. Pēc tam reakcija tiek apgriezta, lai uzlādētu akumulatoru.

Materiāli svina-skābes akumulatoriem

Galvenie aktīvie materiāli, kas nepieciešami svina-skābes akumulatoru izgatavošanai, ir:

Svina peroksīds (PbO2): tumši brūns, ciets un trausls materiāls, kas veido pozitīvu plāksni.

Sūkļa svins (Pb): tīrs svins mīksta sūkļa stāvoklī veido negatīvo plāksni.

Atšķaidīta sērskābe (H2SO4): spēcīga skābe un labs elektrolīts. Tas ir ļoti jonizēts, un lielākā daļa siltuma, kas izdalās atšķaidīšanas laikā, nāk no ūdeņraža jonu hidratācijas. Svina skābes akumulatoriem ar ūdeni: skābe=3:1.

Kā darbojas svina-skābes akumulatori?

Svina skābes akumulators ir izgatavots no svina peroksīda elektrodu plāksnes un sūkļa svina elektroda plāksnes, kas iegremdētas atšķaidītā sērskābē. Strāva ir ārēji savienota starp šiem dēļiem. Atšķaidītā sērskābē skābes molekulas sadalās pozitīvajos ūdeņraža jonos (H plus ) un negatīvajos sulfāta jonos (SO4 --). Kad tas sasniedz PbO2 plāksni, ūdeņraža joni saņem no turienes elektronus un kļūst par ūdeņraža atomiem, atkal uzbrūkot PbO2 un veidojot PbO un H2O (ūdeni). Šis PbO reaģē ar H2SO4, veidojot PbSO4 un H2O (ūdeni).

SO4 - joni (anjoni) pārvietojas uz elektrodu (anodu), kas savienots ar līdzstrāvas barošanas avota pozitīvo polu, kur tie atdos liekos elektronus un kļūs par brīvo radikālu SO4. Šis radikālais SO4 nevar pastāvēt viens pats; Tāpēc tas reaģē ar anoda PbSO4, veidojot svina peroksīdu (PbO2) un sērskābi (H2SO4).

Kad akumulators ir uzlādēts

Uzlāde ir elektroķīmiskās reakcijas maiņas process. Tas pārveido elektrisko enerģiju no lādētāja ķīmiskajā enerģijā akumulatorā. Tomēr akumulators neuzglabā enerģiju. Tas saglabā ķīmisko enerģiju, kas nepieciešama elektroenerģijas ražošanai.

Ja lādētāja spriegums ir augstāks par akumulatoru, akumulatora lādētājs maina strāvu. Lādētājs ģenerē pārāk daudz elektronu uz negatīvās plāksnes, un pozitīvie ūdeņraža joni tiek piesaistīti tiem. Ūdeņradis reaģē ar svina sulfātu, veidojot sērskābi un svinu. Kad lielākā daļa sulfāta pazūd, ūdeņradis paceļas no negatīvās plāksnes. Ūdenī esošais skābeklis reaģē ar svina sulfātu uz pozitīvās plāksnes, lai tas atkal kļūtu par svina dioksīdu. Kad reakcija drīz beigsies, no pozitīvās plāksnes paceļas skābekļa burbuļi. To sauc par asiņošanu.

Pašizlāde

Slikta svina-skābes akumulatoru īpašība ir tā, ka tās izlādējas pašas no sevis, pat ja tās netiek lietotas. Vispārējais īkšķis ir viens procents pašizlādes rādītājs dienā. Ātrums palielinās augstā temperatūrā un samazinās zemā temperatūrā.

Elektrolīta maiņa svina-skābes akumulatorā pēc uzlādes un izlādes

Kad svina akumulators ir izlādējies, sērskābe elektrolītā samazinās, ūdens saturs palielinās un šķīduma īpatnējais svars samazinās.

Kad svina-skābes akumulators ir uzlādēts, sērskābes daudzums elektrolītā nepārtraukti palielinās, ūdens pakāpeniski samazinās un šķīduma īpatnējais svars palielinās.

Faktiski elektrolīta īpatnējā smaguma izmaiņas nosaka svina-skābes akumulatora uzlādes stāvokli. Tāpēc ir svarīgi pastāvīgi laistīt akumulatoru, lai nodrošinātu, ka jūs to maksimāli izmantojat.