Kurşun Asit Akü Nedir: Tipleri, Çalışmaları ve Uygulamaları

Kurşun asitli akü ile ilgili kavramları doğrudan öğrenmeden önce, geçmişinden başlayalım. Bu nedenle, 1801 yılında Nicolas Gautherot adlı bir Fransız bilim adamı, elektroliz testinde, ana bataryanın bağlantısı kesildiğinde bile minimum miktarda akım olduğunu gözlemledi. Oysa 1859 yılında Gatson adında bir bilim insanı kurşun asit batarya geliştirdi ve bu, ters akım geçişiyle yeniden şarj edilen ilk batarya oldu. Bu, bu tür bir pilin ilk versiyonuydu, oysa Faure daha sonra buna birçok geliştirme ekledi ve son olarak, pratik tipte kurşun asitli pil 1886'da Henri Tudor tarafından icat edildi. pil , çalışma, türler, yapı ve faydalar.

Kurşun Asit Akü Nedir?

Kurşun asitli piller, şarj edilebilir ve ikincil piller sınıflandırmasına girer. Bataryanın enerji-hacim ve enerji-ağırlık oranlarındaki minimum oranlarına rağmen, daha yüksek dalgalanma akımları sağlama kapasitesine sahiptir. Bu, kurşun asit hücrelerinin ağırlık oranlarına göre yüksek miktarda güce sahip olduğu anlamına gelir.

Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kurşun peroksit ve sünger kurşun kullanan pillerdir. Bunlar, hücre voltaj seviyelerinin artması ve minimum maliyete sahip olmaları nedeniyle çoğunlukla trafo merkezlerinde ve güç sistemlerinde kullanılır.

İnşaat

İçinde kurşun asit batarya yapısı plakalar ve kaplar çok önemli bileşenlerdir. Aşağıdaki bölüm, yapımda kullanılan her bir bileşenin ayrıntılı bir açıklamasını sağlar. kurşun asit akü diyagramı dır-dir

Kurşun Asitli Akü Şeması

Konteyner

Bu kap kısmı ebonit, kurşun kaplı ahşap, cam, bitümlü elementten sert kauçuk, seramik malzemeler veya her türlü elektrolit deşarjını önlemek için üstüne yerleştirilen dövme plastikten yapılmıştır. Konteynerin alt kısmında ise, ikisi pozitif plaka üzerine ve diğerleri negatif plaka üzerine yerleştirilmiş dört adet nervür vardır.

Burada prizma hem plakalar için bir temel görevi görür hem de plakaları kısa devreden korur. Kabın yapımında kullanılan bileşenler sülfürik asit içermemeli, bükülmemeli veya geçirgen olmamalı ve elektrolit hasarına neden olacak herhangi bir kirlilik barındırmamalıdır.

Tabaklar

Kurşun asit bataryadaki plakalar farklı bir şekilde yapılmıştır ve hepsi, aktif bileşenlerden ve kurşundan yapılmış benzer tipte ızgaralardan yapılmıştır. Şebeke, akımın iletkenliğini sağlamak ve aktif bileşenlere eşit miktarda akım yaymak için çok önemlidir. Eşit olmayan dağılım varsa, aktif bileşen gevşeyecektir. Bu bataryadaki plakalar iki çeşittir. Bunlar plante / şekillendirilmiş plakalar ve Faure / yapıştırılmış plakalardır.

Oluşturulan plakalar çoğunlukla statik piller için kullanılır ve ayrıca ağır ve pahalıdırlar. Ancak uzun ömürlüdürler ve sürekli şarj ve deşarj işlemlerinde bile aktif bileşenlerini kaybetmeye eğilimli değildirler. Bunların ağırlık oranına göre minimum kapasitesi vardır.

Yapıştırılan işlem, pozitif plakalardan daha çok negatif plakaların yapımında kullanılır. Negatif aktif bileşen bir şekilde karmaşıktır ve şarj etme ve boşaltma işlemlerinde küçük bir değişiklik yaşarlar.

Aktif Bileşen

Pilde esas olarak şarj ve deşarj sırasında meydana gelen kimyasal reaksiyon işlemlerinde aktif olarak yer alan bileşen, aktif bileşen olarak adlandırılır. Aktif bileşenler şunlardır:

• Kurşun peroksit - Pozitif bir aktif bileşen oluşturur.
• Sünger kurşun - Bu malzeme negatif aktif bileşeni oluşturur
• Seyreltilmiş sülfürik asit - Bu esas olarak bir elektrolit olarak kullanılır

Ayırıcılar

Bunlar, gözenekli kauçuk, kaplamalı kurşun odun ve cam elyaftan yapılmış ince tabakalardır. Separatörler, aktif yalıtım sağlamak için plakaların arasına yerleştirilmiştir. Bir tarafta oluklu bir şekle ve diğer kenarlarda pürüzsüz bir yüzeye sahiptirler.

Pil Kenarları

17,5 mm ve 16 mm çapında pozitif ve negatif kenarlara sahiptir.

Kurşun Asit Akü Çalışma Prensibi

Aküde elektrolit olarak sülfürik asit kullanıldığı için çözündüğünde içindeki moleküller SO olarak dağılır.₄^-(negatif iyonlar) ve 2H + (pozitif iyonlar) ve bunların serbest hareketi olacaktır. Bu elektrotlar çözeltilere daldırıldığında ve bir DC kaynağı sağladığında, pozitif iyonlar bir harekete sahip olacak ve pilin negatif kenarına doğru hareket edecektir. Aynı şekilde, negatif iyonlar da bir harekete sahip olacak ve pilin pozitif kenarı yönünde hareket edecektir.

Her hidrojen ve sülfat iyonu, katot ve anottan bir ve iki elektronlu ve negatif iyonları toplar ve su ile reaksiyona girer. Bu, hidrojen ve sülfürik asit oluşturur. Yukarıdaki reaksiyonlardan geliştirilen ise kurşun oksit ile reaksiyona girerek kurşun peroksit oluşturur. Bu, şarj işlemi sırasında kurşun katot elemanının kurşun olarak kaldığı, kurşun anodun ise koyu kahverengi renkli kurşun peroksit olarak oluştuğu anlamına gelir.

Yokken DC kaynağı ve sonra elektrotlar arasına bir voltmetre bağlandığında, elektrotlar arasındaki potansiyel farkı gösterir. Elektrotlar arasında bir tel bağlantısı olduğunda, hücrenin bir elektrik enerjisi formu sağlama kabiliyetine sahip olduğunu belirten harici bir devre yoluyla negatiften pozitif plakaya akım geçişi olacaktır.

Yani bu, kurşun asit batarya çalışması senaryo.

Farklı şekiller

kurşun asit pil türleri esas olarak beş türe ayrılmıştır ve aşağıdaki bölümde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Su Basmış Tip - Bu, geleneksel motor ateşleme tipidir ve çekişli bir aküye sahiptir. Elektrolitin hücre bölümünde serbest hareketi vardır. Bu türü kullanan kişiler her hücreye erişim sağlayabilir ve piller kuruduğunda hücrelere su ekleyebilirler.

Mühürlü Tip - bu tür kurşun asitli akü, su basmış akü tipinde sadece küçük bir değişikliktir. İnsanların bataryadaki her bir hücreye erişimi olmasa da, iç tasarım neredeyse su basmış tipe benziyor. Bu türdeki ana varyasyon, pil ömrü boyunca kimyasal reaksiyonların düzgün akışına dayanabilecek yeterli miktarda asit bulunmasıdır.

VRLA Türü - Bunlara denir Valf Ayarlı Kurşun Asit aküler bunlar ayrıca kapalı bir pil türü olarak da adlandırılır. Değer kontrol prosedürü, O'nun güvenli gelişimine izin verir._ikive H_ikişarj anında gazlar.

AGM Türü - Bu, elektrolitin plaka malzemesinin yakınında durmasına izin veren Emilmiş Cam Mat tipi pildir. Bu tür bir batarya, deşarj ve şarj işlemlerinin performansını artırır. Bunlar özellikle güç sporları ve motor çalıştırma uygulamalarında kullanılmaktadır.

Jel Tipi - Bu hücredeki elektrolitin silika ile ilişkili olduğu ve malzemenin sertleşmesini sağlayan ıslak tip kurşun-asit aküdür. Hücrenin şarj voltajı değerleri diğer tiplere göre minimum seviyededir ve daha fazla hassasiyete sahiptir.

Kurşun Asit Akü Kimyasal Reaksiyonu

Aküdeki kimyasal reaksiyon esas olarak boşaltma ve şarj etme yöntemlerinde meydana gelir ve deşarj sürecinde şu şekilde açıklanır:

Pil tamamen boşaldığında anot ve katotlar PbO'dur._ikive Pb. Bunlar direnç kullanılarak bağlandığında, pil deşarj olur ve elektronlar şarj anında zıt yola sahiptir. H_ikiiyonlar anoda doğru hareket eder ve atom olurlar. PbO ile ulaşır_iki, böylece PbSO oluşturur₄beyaz renklidir.

Aynı şekilde sülfat iyonu da katoda doğru hareket eder ve ulaştıktan sonra iyon SO'ya dönüşür.₄. Kurşun ile tepki verir katot böylece kurşun sülfat oluşturur.

PbSO₄+ 2H = PbO + H_ikiVEYA

PbO + H_ikiYANİ₄= PbSO₄+ 2H_ikiVEYA

PbO_iki+ H_ikiYANİ₄+ 2H = PbSO₄+ 2H_ikiVEYA

Kimyasal Reaksiyonlar

Yeniden şarj işlemi sırasında, katot ve anotlar, DC kaynağının negatif ve pozitif kenarları ile bağlantılıdır. Pozitif H2 iyonları katot yönünde hareket eder ve iki elektron kazanarak H2 atomu oluştururlar. Kurşun sülfat ile kimyasal reaksiyona girerek kurşun ve sülfürik asit oluşturur.

PbSO₄+ 2H_ikiO + 2H = PbSO₄+ 2 H_ikiYANİ₄

Her iki süreç için birleşik denklem şu şekilde temsil edilir:

Boşaltma ve Yeniden Şarj İşlemi

Burada aşağı ok, boşaltımı ve yukarı ok, şarj işlemini gösterir.

Hayat

Kurşun asitli akü için optimum çalışma sıcaklığı 25'tir⁰C, 77 anlamına gelir⁰F. Sıcaklık aralığındaki artış ömrü kısaltır. Kural gereği, sıcaklıktaki her 80C artış için, pilin yarı ömrünü kısaltır. 25'te çalışan bir değer düzenlenmiş pil iken⁰C bir kurşun asit pil ömrü 10 yıl. Ve bu 33'te çalıştırıldığında⁰C, sadece 5 yıllık bir ömrü vardır.

Kurşun Asitli Akü Uygulamaları

• Bunlar, karter pompalarına güç sağlamak için acil durum aydınlatmasında kullanılır.
• Elektrik motorlarında kullanılır
• Denizaltılar
• Nükleer denizaltılar

Bu makale, kurşun asit batarya çalışma prensibini, türlerini, ömrünü, yapısını, kimyasal reaksiyonlarını ve uygulamalarını açıklamaktadır. Ek olarak, ne olduğunu bilin kurşun asit batarya avantajları ve dezavantajlar çeşitli alanlarda?