ساختار باتری اسیدی (ساختار باتری سربی اسیدی)
در این مقاله ساختار باتری اسیدی یا باتری سربی اسیدی توضیحدادهشدهاست.
ظروف باتری سرب اسید
از آنجاکه این محفظه باتری عمدتاً حاوی اسید سولفوریکاست ازاین روموادمورد استفاده در ساخت یک باتری سربی اسیدی باید در برابر اسید سولفوریک مقاومباشند. ظرف مواد نیز باید عاری از ناخالصی هاییباشد که برای اسید سولفوریک مضر هستند. به خصوص آهن و منگنز غیرقابلتحملهستند.لودسل کلی
شیشه ، چوب سرب ، ابونیت ، لاستیک سخت از ترکیب قیر ، مواد سرامیکی و پلاستیک های قالب دار دارای خصوصیات فوقهستند ، از این رو ظرف باتری سربی اسیدی از هر یک از این مواد ساختهشدهاست. ظرف محکم با پوشش محکم در بالای بستهشدهاست.لودسل کلی
پوشش بالا دارای سه سوراخاست ، یکی در انتهای آن برای پست ها و دیگری در وسط برای دریچه هوا و از طریق آن الکترولیت ریخته میشود و گازهاخارجمیشوند.
در پایین کف ظرف باتری سربی اسیدی ، دو دنده برای نگه داشتنصفحات باتری سربی اسیدی مثبت و دو میله دیگر برای نگه داشتن صفحات منفیوجوددارد. میلهها به عنوان تکیه گاه برای صفحات عملمیکنند و در عین حال آنها را از اتصال کوتاه محافظتمیکنند که ممکناست درنتیجه در اثر ریزش ماده فعال از صفحات به پایین ظرفایجادشود. ظرف اساسی ترین قسمتساخت باتری سربیاسیدیاست.
صفحات باتری سربی اسیدی
بطورکلی دو روش برای تولید مواد فعال سلول و اتصال آنها به صفحات سرب وجوددارد. این روش ها با نام مخترعینشان شناختهشدهاند.
صفحات پلانت [1]یا صفحات باتری سربی اسیدی تشکیلدادهشده.لودسل کلی
صفحات Faure [2]یا صفحات باتری سربی اسیدیچسبیده.
فرآیند پلانت
در این فرایند دو ورق سرب در H2SO4 رقیق غوطهورمیشود. هنگامی که یک جریان از یک منبع خارجی به داخل این سلول سربی اسیدی منتقلمیشود ، در اثر الکترولیز ، هیدروژن و اکسیژن تکاملمییابد. در آند ، حملات اکسیژن منجر به تبدیل آن به PbO2 میشود در حالی که کاتد بیتأثیر است زیرا هیدروژن نمی تواند هیچ ترکیبی با سربتشکیلدهد.
اگر سلولتخلیهشود ، صفحه پوشیده شده با پراکسید به کاتدتبدیلمیشود ، بنابراین هیدروژن روی آنتشکیلمیشود و بااکسیژن PbO2 ترکیبمیشود تا آب به این ترتیب شکلبگیرد،
قرمول
در عین حال ، اکسیژن به سمت آند میرود که سرباست و برای تشکیل PbO2 واکنش نشانمیدهد. از این رو آند با یک صفحه نازک از PbO2 پوشاندهمیشود.
با واژگونی مداوم جریان یا با شارژ و دشارژ ، فیلم نازک PbO2 ضخیم تر و ضخیم ترخواهدشد و قطب سلولی زمان بیشتری برای معکوس شدنخواهدداشت. دو صفحه سرب پس از قرارگرفتن در معرض صدها معکوسشدن ،یک پوسته پراکسید سرب به اندازه کافی ضخیم به دستمیآورند تا ظرفیت کافی را بدستبیاورد. این فرآیند ساخت صفحات مثبت به عنوان تشکیلشناختهمیشود. صفحات باتری سربی اسیدی منفی توسط همین فرآیندساختهمیشوند.لودسل کلی
مشاهدهمیشودکه از آنجا که ماده فعال روی صفحه پلانت از یک لایه نازک PbO2 بر روی و از سطح صفحه سرب تشکیلشدهاست، بنابراین برایبدست آوردنحجم قابل ملاحظهای ازآن که هر چه بزرگ تر باشد مطلوبتراست.
سطح صفحه باتری سربی اسیدی را میتوان با شیار زدن یا لمینیت افزایشداد. شکل یک صفحه مثبت پلانته را نشانمیدهد که از یک شبکه سرب خالص با سطوح ریز ریزتشکیلشدهاست. ساخت این صفحات شامل تعداد زیادی لمینیت عمودینازکاست که در فواصل توسط میله های اتصال افقیتقویتمیشوند. این افزایش سطح وسیعی را در پیدارد. ویژگی اصلی ساخت باتری سربی اسیدی ، قرار دادن حجم زیادی از مواد فعال یعنی PbO2 در صفحهفعالاست.
صفحات مثبت معمولاً توسط پروسه پلانتتولیدمیشوند و صفحات آن به صفحه پلنتمعروفاست. صفحات باتری سربی اسیدی منفی نیز میتوانند توسط این فرآیندتولیدشوند اما برای صفحه منفی این فرآیند غیرعملیاست.
صفحه فاور
در فرآیند فاور ، ماده فعال بجای اینکه بطورالکترولیت از ورقه سرب در فرآیند پلانتساختهشود ، بصورت مکانیکی ایجادمیشود. ماده فعال که به شکل سرب قرمز (Pb3O4) یا سنگین (PbO) یا مخلوط دو در نسبت هایمختلفاست ، به داخل محورهای یک شبکه سرب نازک پرسمیشود که به عنوان رسانای جریان نیز عملمیکند.لودسل کلی
پس از چسباندن شبکه ها با مواد فعال ، صفحات در محلول ضعیف اسید سولفوریک با وزن مخصوص 1.1 تا 1.2 ، خشک ، سخت شده و مونتاژ میشوند این عمل با عبور جریان بین آنها تشکیل میشوند. برای تشکیل صفحه منفی این صفحات بهعنوان کاتد متصلمیشوند. اکسیژن تکامل یافته در آند ، اکسید سرب (Pb3O4) را به پراکسید سرب (PbO2) تبدیلمیکند و هیدروژن تکامل یافته در کاتد باعث کاهش مونوکسید سرب (PbO) به سرب اسفنجی(Pb)میشود.
