Estructura básica y fundamentos de la batería de plomo ácido

En los últimos dos años, aunque las baterías de litio son muy populares en el mercado, en el sector de los triciclos eléctricos, durante bastante tiempo, no hay duda de que la batería de plomo-ácido mantendrá su dominio en la competencia del mercado.

En otras palabras, las baterías de plomo-ácido son la raíz de los triciclos eléctricos. Como conocedor de la industria de los triciclos eléctricos, hoy les daré más información sobre la estructura y los fundamentos de las baterías de plomo-ácido.

Las baterías de plomo-ácido se componen de partes importantes como placas positivas y negativas, separadores, recipientes de plástico, polos yválvulas de seguridad. El voltaje nominal de cada celda individual es de 2 V, por lo que una batería neumática de plomo-ácido de 6 V o 12 V generalmente se compone de 3 o 6 celdas en paquetes. Un conjunto de celdas independientes se ensamblan en paquetes para formar una batería competidora para funcionar como energía automotriz.

Aquí hay una mirada específica a los componentes de una batería de plomo-ácido.

1. Grupo de placa de batería

El grupo de placas de batería es la parte central de la batería porque su función es recibir la energía eléctrica cargada y liberar la energía eléctrica hacia el exterior, que se divide en dos tipos de placas positivas y negativas. La placa está compuesta por rejilla y material activo. La placa delgada tiene una mayor capacidad específica (la capacidad proporcionada por el tamaño de la placa) y mejora el rendimiento de arranque. El proceso de carga y descarga de la batería se logra mediante la reacción electroquímica entre las sustancias activas de las placas y el electrolito.

La función de la rejilla es acomodar las sustancias activas que se pegan para formar la placa, y el material de la rejilla es principalmente una aleación de plomo y antimonio que contiene entre un 5 % y un 7 % de plomo. Al agregar plomo a la viga, podemos mejorar el rendimiento de fundición y la resistencia mecánica, pero acelerará la precipitación de hidrógeno, lo que dará como resultado una descarga automática, lo que eventualmente conducirá a un consumo rápido de electrolito y una vida útil corta de la batería.

La sustancia activa es el componente principal en la reacción electroquímica. Cuando se completa el proceso de formación (el proceso de transformación de sustancias activas en las placas positiva y negativa se denomina proceso de formación), el dióxido de plomo poroso (PbO₂), las sustancias activas en la superficie de la placa positiva en su mayoría se volverán de color marrón rojizo y la esponjosa el plomo puro (Ph) tendrá un color bronce grisáceo.

Obtenga placas positivas y negativas ambas sumergidas en el electrolito, puede obtener una fuerza electromotriz (emf) de 2 V y para aumentar la capacidad de la batería, a menudo colocamos más placas positivas y negativas en el contenedor de la batería para ensamblar una celda de gran capacidad . Debido a las malas propiedades mecánicas de la placa positiva, cuando se activa la batería, habrá algunas diferencias entre los dos lados de las placas. La inconsistencia causará la deformación similar a un arco o el desprendimiento de las sustancias activas. Esa es la razón por la que siempre colocamos una placa negativa adicional dentro de una celda para equilibrar la descarga eléctrica.

2. Separador de batería

El papel delseparador de bateríaes separar las placas positiva y negativa sumergidas en la solución de ácido sulfúrico. Para reducir el volumen de la batería, las placas positiva y negativa deben estar juntas. Además, debemos asegurarnos de que las placas positiva y negativa estén separadas por las capas aislantes que generalmente están hechas de caucho, plástico, vidrio, fibra y otros materiales aislantes.

Aparte de jugar un papel aislante entre las placas positiva y negativa, ayuda a permitir que los iones positivos y negativos en el electrolito pasen sin problemas, ralentiza el desprendimiento de las sustancias activas de las placas positiva y negativa, y evita que las placas positivas vibren. daños y perjuicios. Por lo tanto, se requiere que el separador cumpla con dichos estándares: 60% de cobertura de orificios de ventilación, apertura pequeña, características resistentes a los ácidos, que contenga sustancias no peligrosas, resistente, con baja resistencia en electrolito con una característica de estabilidad química, etc. El lado con las ranuras deben estar perpendiculares a la parte inferior del contenedor de la batería mientras se ensambla la batería porque la reacción química de la placa positiva se vuelve violenta durante el proceso de carga y descarga.

En los últimos años, algunos fabricantes también han producido algunos separadores en forma de sobre para cubrir la placa positiva, que pueden prevenir eficazmente el desprendimiento de las sustancias activas.

3. electrolito

El electrolito puede provocar la ionización de las sustancias activas de las placas para generar la reacción electroquímica. El electrolito está compuesto por ácido sulfúrico especializado en baterías y agua destilada en cierta proporción. El electrolito general de la batería de plomo-ácido automotriz es ácido sulfúrico diluido con una densidad de (1.280±0.010) g/cm³ (25℃).

La densidad del electrolito tiene una gran influencia en el rendimiento y la vida útil de la batería. Para aumentar la capacidad de la batería y reducir el punto de congelación del electrolito, es necesario aumentar la densidad del electrolito. Sin embargo, una mayor densidad conducirá a una mayor viscosidad, lo que reducirá la capacidad de la batería. Además, es necesario especificar el valor de densidad del electrolito en diferentes condiciones climáticas.

Generalmente, por cada cambio de temperatura de 1℃, la densidad cambia en 0.0007g/cm³. Cuando la temperatura del electrolito aumenta, la densidad disminuye; cuando la temperatura disminuye, la densidad aumenta. Por lo tanto, la temperatura es un requisito previo para determinar el valor de densidad del electrolito. Los países de todo el mundo han estipulado la temperatura estándar para electrolitos y, en ese caso, nuestro país es 15 ℃, Japón 20 ℃, Europa y Estados Unidos son 25 ℃ y 30 ℃ respectivamente.

4. Contenedor de batería

Contenedor de bateríase utilizan para contener el electrolito y las placas, por lo que su forma suele ser cúbica larga, separada en 3 o 6 canales de una sola celda. En el borde superior de los canales de la celda hay un patrón de ranura especial para conectar el contenedor con la tapa y en la parte inferior del contenedor hay algunas tiras convexas para sostener el grupo de placas.

El caucho y el plástico de polipropileno son dos materiales principales para producir contenedores de baterías. El contenedor de caucho se caracteriza por su aislamiento a prueba de ácidos, calor, frío, vibraciones y considerable buena resistencia mecánica y otras ventajas, pero la pared del contenedor es más gruesa, generalmente de 10 mm; El recipiente de plástico de polipropileno no solo es resistente a los ácidos, al calor, a las vibraciones, sino también de alta resistencia, alta tenacidad, alta calidad, más pequeño, más delgado, en términos generales de 3,5 mm. Además, la forma y la apariencia son elegantes, transparentes, fáciles de termosellar y producir, por lo que los envases fabricados con polipropileno y plástico se han puesto de moda en los últimos años.

Las tapas de entrada de ácido de las baterías de una sola celda generalmente están diseñadas con una abertura para expulsar el hidrógeno y el oxígeno producidos por la electrólisis del agua durante el proceso de carga de la batería para que el gas no se acumule y aumente su presión interna, lo que provocaría la rotura del contenedor o incluso una explosión. Además, también podemos instalar el filtro de oxígeno alrededor de la abertura para evitar que se escape el vapor de agua y reducir la pérdida de agua.

5. Válvula de seguridad (para ventilación)

La válvula de seguridad es un componente clave de la batería regulada por válvula porque la calidad de la válvula de seguridad afecta directamente la vida útil, la uniformidad y la seguridad de la batería. De acuerdo con las normas pertinentes y el uso de baterías reguladas por válvulas, la válvula de seguridad debe cumplir las siguientes condiciones técnicas:

(1) Encienda la válvula unidireccionalmente.

(2) Sellado unidireccional: para evitar que el aire penetre en el interior de la batería.

(3) La diferencia entre las presiones de apertura y cierre de las válvulas de seguridad del mismo grupo de baterías no deberá exceder el 20% del valor promedio.

(4) La vida útil de la batería debe durar al menos 15 años.

(5) Función de filtrado: para evitar que el ácido o la neblina de ácido se escapen a través de la válvula de seguridad.

(6) A prueba de explosiones: el interior de la batería debe ser a prueba de explosiones cuando el exterior de la batería se expone a una llama abierta.

(7) Resistente a las vibraciones: durante el transporte y el uso, la válvula de seguridad no se soltará debido a las vibraciones y la acción repetida de apertura y cierre.

(8) resistente a los ácidos

(9) Resistente a altas y bajas temperaturas

6. Otros

Además de los componentes principales enumerados anteriormente, hay un conector de cable terminal, un conector entre celdas y otros accesorios.

El dispositivo de descarga de batería de una sola función es solo para el proceso de descarga y no se puede cargar, por lo que la batería debe cargarse por adelantado y luego descargarse, de modo que el costo de la prueba de carga y descarga sea relativamente más económico.

Máquina de carga y descarga¡El dispositivo AIO es conveniente y útil!