Struttura di base e fondamenti della batteria al piombo

Negli ultimi due anni, anche se le batterie al litio sono state molto popolari sul mercato, nel settore dei tricicli elettrici, da molto tempo, non c'è dubbio che le batterie al piombo manterranno il loro dominio nella competizione di mercato.

In altre parole, le batterie al piombo sono la base dei tricicli elettrici. In qualità di esperto del settore dei tricicli elettrici, oggi ti fornirò maggiori informazioni sulla struttura e sui fondamenti della batteria al piombo.

Le batterie al piombo sono composte da parti importanti come piastre positive e negative, separatori, contenitori di plastica, poli evalvole di sicurezza. La tensione nominale di ogni singola cella è di 2V, quindi una batteria pneumatica al piombo da 6V o 12V è generalmente composta da 3 o 6 celle in pacchi. Una serie di celle indipendenti sono assemblate in pacchi per formare una batteria completa che funziona come energia automobilistica.

Ecco uno sguardo specifico ai componenti di una batteria al piombo-acido.

1. Gruppo piastre batteria

Il gruppo di piastre della batteria è la parte centrale della batteria perché il suo ruolo è ricevere l'energia elettrica carica e rilasciare l'energia elettrica verso l'esterno, che è divisa in due tipi di piastre positive e negative. La piastra è composta da griglia e materiale attivo. La piastra sottile ha una capacità specifica più elevata (la capacità fornita dalle dimensioni della piastra) e migliora le prestazioni dell'avviatore. Il processo di carica e scarica della batteria si ottiene mediante la reazione elettrochimica tra le sostanze attive sulle piastre e l'elettrolita.

Il ruolo della griglia è quello di accogliere le sostanze attive che vengono incollate insieme per formare la piastra, e il materiale della griglia è principalmente una lega di piombo-antimonio che contiene il 5%-7% di piombo. Aggiungendo piombo alla cinghia, possiamo migliorare le prestazioni di fusione e la resistenza meccanica, ma ciò accelererà la precipitazione dell'idrogeno, con conseguente scarica automatica, che alla fine porterà ad un rapido consumo dell'elettrolita e ad una breve durata della batteria.

Il principio attivo è il componente principale della reazione elettrochimica. Quando il processo di formazione è completo (il processo di trasformazione delle sostanze attive sulle piastre positiva e negativa è chiamato processo di formazione), il biossido di piombo poroso (PbO₂), le sostanze attive sulla superficie della piastra positiva, diventeranno per lo più bruno-rossastre e la superficie spugnosa il piombo puro (Ph) avrà colore grigio-bronzo.

Ottieni piastre positive e negative entrambe immerse nell'elettrolita, puoi ottenere 2 V di forza elettromotrice (fem) e per aumentare la capacità della batteria, spesso inseriamo più piastre positive e negative nel contenitore della batteria per assemblare una cella di grande capacità . A causa delle scarse proprietà meccaniche della piastra positiva, quando la batteria viene attivata, ci saranno alcune differenze tra i due lati delle piastre. L'incoerenza causerà la deformazione ad arco o la perdita delle sostanze attive. Questo è il motivo per cui mettiamo sempre una piastra negativa in più all'interno di una cella per bilanciare la scarica elettrica.

2. Separatore batteria

Il ruolo delseparatore di batterieconsiste nel separare le piastre positive e negative immerse nella soluzione di acido solforico. Per ridurre il volume della batteria, le piastre positive e negative dovrebbero essere ravvicinate. Inoltre dovremmo assicurarci che le piastre positive e negative siano separate dagli strati isolanti che solitamente sono fatti di gomma, plastica, vetro, fibra e altri materiali isolanti.

Oltre a svolgere un ruolo isolante tra le piastre positive e negative, aiuta a consentire agli ioni positivi e negativi nell'elettrolita di passare senza intoppi, a rallentare la dispersione delle sostanze attive delle piastre positive e negative e a prevenire le vibrazioni delle piastre positive danni. Pertanto è necessario che il separatore soddisfi tali standard: copertura dello sfiato del 60%, apertura piccola, caratteristiche di resistenza agli acidi, contenente sostanze non pericolose, robusto, con bassa resistenza dell'elettrolita con una caratteristica di stabilità chimica, ecc. Il lato con le scanalature devono essere perpendicolari al fondo del contenitore della batteria durante il montaggio della batteria poiché la reazione chimica della piastra positiva diventa violenta durante il processo di carica e scarica. Le scanalature consentono all'elettrolita di fluire su e giù in modo fluido e consentono alle bolle d'aria di circolare verso l'alto o verso il basso e di immagazzinare la parte di sostanze attive che si perde.

Negli ultimi anni alcuni produttori hanno prodotto anche dei separatori a forma di busta per coprire la piastra positiva, che possono prevenire efficacemente la dispersione delle sostanze attive.

3. Elettrolita

L'elettrolita può provocare la ionizzazione dei principi attivi delle piastre per generare la reazione elettrochimica. L'elettrolito è composto da acido solforico specifico per batterie e acqua distillata in una certa proporzione. L'elettrolito generale delle batterie al piombo per autoveicoli è acido solforico diluito con una densità di (1,280±0,010) g/cm³ (25℃).

La densità dell'elettrolito ha una grande influenza sulle prestazioni e sulla durata della batteria. Per aumentare la capacità della batteria e ridurre il punto di congelamento dell'elettrolito è necessario aumentare la densità dell'elettrolito. Tuttavia, una densità più elevata comporterà un aumento della viscosità, che ridurrà la capacità della batteria. Inoltre è necessario specificare il valore di densità dell'elettrolita in diverse condizioni climatiche.

Generalmente, per ogni variazione di temperatura di 1℃, la densità cambia di 0,0007 g/cm³. Quando la temperatura dell'elettrolita aumenta, la densità diminuisce; quando la temperatura diminuisce, la densità aumenta. Pertanto, la temperatura è un prerequisito per determinare il valore di densità dell'elettrolita. I paesi di tutto il mondo hanno stabilito la temperatura standard per l'elettrolito e, in tal caso, il nostro paese è 15 ℃, il Giappone 20 ℃, l'Europa e gli Stati Uniti sono rispettivamente 25 ℃ e 30 ℃.

4. Contenitore della batteria

Contenitore per batterievengono utilizzati per contenere l'elettrolita e le piastre, quindi la sua forma è solitamente cubica lunga, separata in 3 o 6 vaschette unicellulari. Sul bordo superiore delle vaschette delle celle sono presenti speciali scanalature per collegare il contenitore con il coperchio e sul fondo del contenitore sono presenti alcune strisce convesse per sostenere il gruppo piastre.

La gomma e la plastica polipropilene sono due materiali principali per produrre contenitori per batterie. Il contenitore in gomma è caratterizzato da resistenza agli acidi, al calore, al freddo, alle vibrazioni, isolamento e notevole resistenza meccanica e altri vantaggi, ma la parete del contenitore è più spessa, generalmente 10 mm; il contenitore in plastica di polipropilene non è solo resistente agli acidi, al calore, alle vibrazioni, ma anche ad alta resistenza, elevata tenacità, alta qualità, più piccolo, più sottile, in generale 3,5 mm. Inoltre, la forma e l'aspetto sono eleganti, trasparenti, facili da termosaldare e produrre, quindi negli ultimi anni sono diventati di moda i contenitori in plastica e polipropilene.

I coperchi per l'immissione dell'acido delle batterie a cella singola sono generalmente progettati con un'apertura per espellere l'idrogeno e l'ossigeno prodotti dall'elettrolisi dell'acqua durante il processo di ricarica della batteria per evitare che il gas si accumuli e faccia aumentare la pressione interna, con conseguente rottura del contenitore o addirittura un'esplosione. Inoltre possiamo anche installare il filtro dell'ossigeno attorno all'apertura per impedire la fuoriuscita del vapore acqueo e ridurre la perdita d'acqua.

5. Valvola di sicurezza (per lo sfiato)

La valvola di sicurezza è un componente chiave della batteria regolata da valvola perché la qualità della valvola di sicurezza influisce direttamente sulla durata, sull'uniformità e sulla sicurezza della batteria. Secondo le norme pertinenti e l'uso di batterie regolate da valvola, la valvola di sicurezza deve soddisfare le seguenti condizioni tecniche:

（1）Aprire la valvola unidirezionalmente.

（2） Sigillatura unidirezionale: per impedire la penetrazione dell'aria all'interno della batteria.

（3）La differenza tra le pressioni di apertura e chiusura delle valvole di sicurezza dello stesso gruppo di batterie non deve superare il 20% del valore medio.

（4）La durata della batteria dovrebbe durare almeno 15 anni.

（5）Funzione di filtraggio: per impedire la fuoriuscita di acido o nebbia acida attraverso la valvola di sicurezza.

（6）A prova di esplosione: l'interno della batteria deve essere a prova di esplosione quando l'esterno della batteria è esposto a una fiamma libera.

（7）Resistente alle vibrazioni: durante il trasporto e l'uso, la valvola di sicurezza non si allenta a causa delle vibrazioni e delle ripetute azioni di apertura e chiusura.

（8）Resistente agli acidi

（9）Resistente alle alte e alle basse temperature

6. Altri

Oltre ai componenti principali sopra elencati, sono presenti connettori del cavo terminale, connettori intercella e altri accessori.

Il dispositivo di scaricamento della batteria a funzione singola serve solo per il processo di scarica e non può essere caricato, quindi la batteria deve essere caricata in anticipo, quindi scaricata, in modo che il costo dei test di carica e scarica sia relativamente più economico.

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