லீட் அமில பேட்டரி: வேலை செய்தல், கட்டுமானம் மற்றும் சார்ஜ் செய்தல் / வெளியேற்றுதல்

கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு சிறிய மற்றும் கையடக்க சாதனமும் ஒரு பேட்டரியைக் கொண்டுள்ளது. பேட்டரி என்பது ஒரு சேமிப்பக சாதனமாகும், அங்கு தேவைப்படும் போதெல்லாம் சக்தியை வழங்க ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது. இந்த நவீன மின்னணு உலகில் பல்வேறு வகையான பேட்டரிகள் கிடைக்கின்றன, அவற்றில் லீட் ஆசிட் பேட்டரி பொதுவாக அதிக மின்சாரம் வழங்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. வழக்கமாக லீட் ஆசிட் பேட்டரிகள் கடினமான மற்றும் கனமான கட்டுமானத்துடன் பெரிய அளவில் இருக்கும், அவை அதிக அளவு ஆற்றலை சேமிக்க முடியும் மற்றும் பொதுவாக வாகனங்கள் மற்றும் இன்வெர்ட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

லி-அயன் பேட்டரிகளுடன் போட்டியைப் பெற்ற பிறகும், லீட் அமில பேட்டரிகளின் தேவை நாளுக்கு நாள் அதிகரித்து வருகிறது, ஏனெனில் அவை லி-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடுகையில் மலிவானவை மற்றும் கையாள எளிதானவை. சில சந்தை ஆராய்ச்சிகளின்படி, இந்தியா லீட் ஆசிட் பேட்டரி சந்தை 2018-24 ஆம் ஆண்டில் CAGR இல் 9% க்கும் அதிகமாக வளரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. எனவே, இது ஆட்டோமேஷன், தானியங்கி மற்றும் நுகர்வோர் எலெக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றில் மிகப்பெரிய சந்தை தேவையைக் கொண்டுள்ளது. எலக்ட்ரிக் வாகனத்தின் பெரும்பகுதி லித்தியன் அயன் பேட்டரிகளுடன் வருகிறது, ஆனால் இன்னும் பல மின்சார இரு சக்கர வாகனங்கள் உள்ளன, அவை வாகனத்தை ஆற்றுவதற்கு லீட் ஆசிட் போர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.

முந்தைய டுடோரியலில் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் பற்றி நாங்கள் கற்றுக்கொண்டோம், இங்கே லீட் ஆசிட் பேட்டரிகளின் வேலை, கட்டுமானம் மற்றும் பயன்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வோம் . லீட் ஆசிட் பேட்டரிகளின் மதிப்பீடுகள், தேவைகள் மற்றும் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றை சார்ஜ் / டிஸ்சார்ஜ் செய்வது பற்றியும் அறிந்து கொள்வோம்.

லீட் ஆசிட் பேட்டரி கட்டுமானம்

லீட் ஆசிட் பேட்டரி என்றால் என்ன? லீட் ஆசிட் பேட்டரி என்ற பெயரை நாம் உடைத்தால் லீட், ஆசிட் மற்றும் பேட்டரி கிடைக்கும். ஈயம் ஒரு வேதியியல் உறுப்பு (சின்னம் பிபி மற்றும் அணு எண் 82). இது ஒரு மென்மையான மற்றும் இணக்கமான உறுப்பு. ஆசிட் என்றால் என்ன என்று எங்களுக்குத் தெரியும்; இது ஒரு புரோட்டானை தானம் செய்யலாம் அல்லது எலக்ட்ரான் ஜோடியை எதிர்வினையாற்றும்போது ஏற்றுக்கொள்ளலாம். எனவே, லீட் மற்றும் அன்ஹைட்ரஸ் பிளம்பிக் அமிலம் (சில நேரங்களில் தவறாக லீட் பெராக்சைடு என்று அழைக்கப்படுகிறது) கொண்ட ஒரு பேட்டரி லீட் ஆசிட் பேட்டரி என அழைக்கப்படுகிறது.

இப்போது, உள் கட்டுமானம் என்ன?

ஒரு லீட் ஆசிட் பேட்டரி பின்வரும் விஷயங்களைக் கொண்டுள்ளது, அதை நாம் கீழே உள்ள படத்தில் காணலாம்:

ஒரு லீட் ஆசிட் பேட்டரி ஒரு கடினமான ரப்பர் வழக்குடன் தட்டுகள், பிரிப்பான் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட், ஹார்ட் பிளாஸ்டிக் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

பேட்டரிகளில், தட்டுகள் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை என இரண்டு வகைகளாகும். நேர்மறை ஒன்று லீட் டை ஆக்சைடு மற்றும் எதிர்மறை ஒன்று கடற்பாசி லீட் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இந்த இரண்டு தட்டுகளும் ஒரு பிரிப்பான் பயன்படுத்தி பிரிக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு இன்சுலேடிங் பொருள். இந்த மொத்த கட்டுமானம் ஒரு எலக்ட்ரோலைட்டுடன் கடினமான பிளாஸ்டிக் வழக்கில் வைக்கப்பட்டுள்ளது. எலக்ட்ரோலைட் நீர் மற்றும் கந்தக அமிலம் ஆகும்.

கடினமான பிளாஸ்டிக் வழக்கு ஒரு செல். ஒரு ஒற்றை செல் கடை பொதுவாக 2.1 வி. இந்த காரணத்தினால், ஒரு 12 வி முன்னணி அமில பேட்டரி 6 கலங்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பொதுவாக 6 x 2.1V / Cell = 12.6V ஐ வழங்குகிறது.

இப்போது, கட்டண சேமிப்பு திறன் என்ன?

இது செயலில் உள்ள பொருள் (எலக்ட்ரோலைட் அளவு) மற்றும் தட்டின் அளவு ஆகியவற்றை மிகவும் நம்பக்கூடியது. லித்தியம் பேட்டரி சேமிப்பக திறன் mAh அல்லது மில்லியம்ப்-மணிநேர மதிப்பீட்டில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளதை நீங்கள் பார்த்திருக்கலாம், ஆனால் லீட் ஆசிட் பேட்டரி விஷயத்தில், இது ஆம்ப் மணிநேரம். இதை நாம் பின்னர் பகுதியில் விவரிப்போம்.

லீட் ஆசிட் பேட்டரியின் வேலை

லீட் ஆசிட் பேட்டரியின் வேலை வேதியியல் பற்றியது, அதைப் பற்றி தெரிந்து கொள்வது மிகவும் சுவாரஸ்யமானது. லீட் ஆசிட் பேட்டரியின் சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் நிலையில் மிகப்பெரிய இரசாயன செயல்முறை உள்ளது. நீர்த்த கந்தக அமிலம் H ₂ SO ₄ மூலக்கூறுகள் அமிலம் கரைக்கும்போது இரண்டு பகுதிகளாக உடைகின்றன. இது நேர்மறை அயனிகள் 2H + மற்றும் எதிர்மறை அயனிகள் SO ₄ - ஐ உருவாக்கும். நாம் முன்பு கூறியது போல், இரண்டு மின்முனைகள் தட்டுகளாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அனோட் மற்றும் கத்தோட். அனோட் எதிர்மறை அயனிகளைப் பிடிக்கிறது மற்றும் கேத்தோடு நேர்மறை அயனிகளை ஈர்க்கிறது. அனோட் மற்றும் எஸ்ஓ ₄ - மற்றும் கேத்தோடு 2 எச் + இன்டர்சேஞ்ச் எலக்ட்ரான்களுடன் இந்த பிணைப்பு மேலும் இது எச் 2 ஓ அல்லது தண்ணீருடன் (நீர்த்த கந்தக அமிலம், சல்பூரிக் அமிலம் + நீர்) மேலும் வினைபுரிகிறது.

பேட்டரி வேதியியல் எதிர்வினை இரண்டு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது, சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங்.

லீட் ஆசிட் பேட்டரி சார்ஜிங்

எங்களுக்குத் தெரியும், ஒரு பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய, முனைய மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமான மின்னழுத்தத்தை வழங்க வேண்டும். எனவே 12.6 வி பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய, 13 வி பயன்படுத்தப்படலாம்.

ஆனால் நாம் ஒரு முன்னணி ஆசிட் பேட்டரி வசூலிக்க போது என்ன உண்மையில் நடக்கக்?

சரி, நாம் முன்பு விவரித்த அதே வேதியியல் எதிர்வினைகள். குறிப்பாக, பேட்டரி சார்ஜருடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​சல்பூரிக் அமில மூலக்கூறுகள் இரண்டு அயனிகளாக, நேர்மறை அயனிகள் 2H + மற்றும் எதிர்மறை அயனிகள் SO ₄ - என உடைக்கப்படுகின்றன. ஹைட்ரஜன் கேத்தோடு பரிமாற்ற எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜனாக மாறுகிறது, இந்த ஹைட்ரஜன் கேத்தோடில் பிபிஎஸ்ஓ ₄ உடன் வினைபுரிந்து சல்பூரிக் அமிலம் (எச் ₂ எஸ்ஓ ₄) மற்றும் லீட் (பிபி) ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. மறுபுறம், SO ₄ - அனோடோடு எலக்ட்ரான்களை பரிமாறிக்கொண்டு தீவிர SO ₄ ஆக மாறுகிறது. இந்த SO ₄ ஆனோடை PbSO ₄ உடன் வினைபுரிந்து முன்னணி பெராக்சைடு PbO ₂ மற்றும் சல்பூரிக் அமிலத்தை (H ₂ SO _{4) உருவாக்குகிறது}). சல்பூரிக் அமிலத்தின் ஈர்ப்பை அதிகரிப்பதன் மூலமும், செல் சாத்தியமான மின்னழுத்தத்தை அதிகரிப்பதன் மூலமும் ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது.

மேலே விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, சார்ஜிங் செயல்பாட்டின் போது அனோட் மற்றும் கத்தோடில் பின்வரும் இரசாயன எதிர்வினைகள் நடைபெறுகின்றன.

கேத்தோடில்

PbSO ₄ + 2e ^- => Pb + SO ₄ ^2-

அனோடில்

PbSO ₄ + 2H ₂ O => PbO ₂ + SO ₄ ^2- + 4H ^- + 2e ^-

இரண்டு சமன்பாட்டிற்கு மேலே இணைந்தால், ஒட்டுமொத்த வேதியியல் எதிர்வினை இருக்கும்

2PbSO ₄ + 2H ₂ O => PbO ₂ + Pb + 2H ₂ SO ₄

லீட்-ஆசிட் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய பல்வேறு முறைகள் பொருந்தும். ஒவ்வொரு முறையும் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பிட்ட ஈய-அமில பேட்டரிக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். சில பயன்பாடு நிலையான மின்னழுத்த சார்ஜிங் முறையைப் பயன்படுத்துகிறது, சில பயன்பாடு நிலையான தற்போதைய முறையைப் பயன்படுத்துகிறது, அதேசமயம் டிக்கிள் சார்ஜிங் சில சந்தர்ப்பங்களில் பயனுள்ளதாக இருக்கும். பொதுவாக பேட்டரி உற்பத்தியாளர் குறிப்பிட்ட ஈய-அமில பேட்டரிகளை சார்ஜ் செய்வதற்கான சரியான முறையை வழங்குகிறது. லீட் ஆசிட் பேட்டரி சார்ஜிங்கில் நிலையான தற்போதைய சார்ஜிங் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

முன்னணி அமில பேட்டரியில் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் பொதுவான சார்ஜிங் முறை நிலையான மின்னழுத்த சார்ஜிங் முறையாகும், இது சார்ஜிங் நேரத்தின் அடிப்படையில் ஒரு சிறந்த செயல்முறையாகும். முழு சார்ஜ் சுழற்சியில் சார்ஜ் மின்னழுத்தம் மாறாமல் இருக்கும் மற்றும் பேட்டரி சார்ஜ் அளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் மின்னோட்டம் படிப்படியாக குறைகிறது.

லீட் ஆசிட் பேட்டரி வெளியேற்றம்

ஒரு முன்னணி அமில பேட்டரியின் வெளியேற்றம் மீண்டும் ரசாயன எதிர்விளைவுகளுடன் தொடர்புடையது. சல்பூரிக் அமிலம் நீர்த்த வடிவத்தில் பொதுவாக 3: 1 விகிதத்தில் நீர் மற்றும் கந்தக அமிலத்துடன் உள்ளது. சுமைகள் தட்டுகள் முழுவதும் இணைக்கப்படும்போது, ​​சல்பூரிக் அமிலம் மீண்டும் நேர்மறை அயனிகள் 2H + மற்றும் எதிர்மறை அயனிகள் SO _{4 ஆக} உடைகிறது. ஹைட்ரஜன் அயனிகள் PbO ₂ உடன் வினைபுரிந்து PbO மற்றும் தண்ணீரை H ₂ O. PbO H ₂ SO ₄ உடன் வினைபுரிய ஆரம்பித்து PbSO ₄ மற்றும் H ₂ O ஐ உருவாக்குகின்றன.

மறுபுறம் SO ₄ - அயனிகள் Pb இலிருந்து எலக்ட்ரான்களை பரிமாறிக்கொள்கின்றன, இது தீவிர SO ₄ ஐ உருவாக்குகிறது, இது PbSO _{4 ஐ} Pb உடன் வினைபுரியும்.

மேலே விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, வெளியேற்றும் செயல்பாட்டின் போது அனோட் மற்றும் கத்தோடில் பின்வரும் இரசாயன எதிர்வினைகள் நடைபெறுகின்றன. இந்த எதிர்வினை சார்ஜ் எதிர்வினைகளுக்கு நேர் எதிரானது:

கேத்தோடில்

Pb + SO ₄ ^2- => PbSO ₄ + 2e ^-

அனோடில்:

PbO ₂ + SO ₄ ^2- + 4H ^- + 2e ^- => PbSO ₄ + 2H ₂ O

இரண்டு சமன்பாட்டிற்கு மேலே இணைந்தால், ஒட்டுமொத்த வேதியியல் எதிர்வினை இருக்கும்

PbO ₂ + Pb + 2H ₂ SO ₄ => 2PbSO ₄ + 2H ₂ O.

அனோட் மற்றும் கேத்தோடு முழுவதும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் காரணமாக, தட்டுகள் முழுவதும் எலக்ட்ரான் சமநிலை பாதிக்கப்படுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் பின்னர் சுமை வழியாக பாய்கின்றன மற்றும் பேட்டரி வெளியேற்றப்படும்.

இந்த வெளியேற்றத்தின் போது, ​​நீர்த்த கந்தக அமில ஈர்ப்பு குறைகிறது. மேலும், அதே நேரத்தில், கலத்தின் சாத்தியமான வேறுபாடு குறைகிறது.

இடர் காரணி மற்றும் மின் மதிப்பீடுகள்

லீட் ஆசிட் பேட்டரி பாதுகாப்பாக பராமரிக்கப்படாவிட்டால் தீங்கு விளைவிக்கும். வேதியியல் செயல்பாட்டின் போது பேட்டரி ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குவதால், காற்றோட்டமான பகுதியில் பயன்படுத்தாவிட்டால் அது மிகவும் ஆபத்தானது. மேலும், தவறான சார்ஜிங் பேட்டரியை கடுமையாக சேதப்படுத்தும்.

லீட் ஆசிட் பேட்டரியின் நிலையான மதிப்பீடுகள் யாவை?

ஒவ்வொரு லீட்-அமில பேட்டரியும் நிலையான கட்டண மின்னோட்டத்திற்கான தரவுத்தாள் வழங்கப்படுகிறது மற்றும் மின்னோட்டத்தை வெளியேற்றும். பொதுவாக ஆட்டோமொடிவ் பயன்பாட்டிற்கு பொருந்தக்கூடிய 12 வி லீட்-ஆசிட் பேட்டரி 100Ah முதல் 350Ah வரை இருக்கலாம். இந்த மதிப்பீடு 8 மணி நேர நேரத்துடன் வெளியேற்ற மதிப்பீடாக வரையறுக்கப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, 160Ah பேட்டரி 8 மணிநேர இடைவெளியில் சுமைக்கு 20A விநியோக மின்னோட்டத்தை வழங்க முடியும். நாம் அதிக மின்னோட்டத்தை வரையலாம், ஆனால் அவ்வாறு செய்வது நல்லதல்ல. 8 மணிநேரத்திற்கு அதிகபட்ச வெளியேற்ற மின்னோட்டத்தை விட அதிக மின்னோட்டத்தை வரைவதன் மூலம் பேட்டரி செயல்திறனை சேதப்படுத்தும் மற்றும் பேட்டரி உள் எதிர்ப்பையும் மாற்றலாம், இது பேட்டரி வெப்பநிலையை மேலும் அதிகரிக்கும்.

மறுபுறம், சார்ஜிங் கட்டத்தின் போது, சார்ஜர் துருவமுனைப்பு குறித்து நாம் கவனமாக இருக்க வேண்டும், இது பேட்டரி துருவமுனைப்புடன் சரியாக இணைக்கப்பட வேண்டும். ஈய-அமில பேட்டரி சார்ஜிங்கிற்கு தலைகீழ் துருவமுனைப்பு ஆபத்தானது. ரெடிமேட் சார்ஜர் சார்ஜிங் மின்னழுத்தத்துடன் வருகிறது மற்றும் கட்டுப்பாட்டு விருப்பத்துடன் தற்போதைய மீட்டரை சார்ஜ் செய்கிறது. பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய பேட்டரி மின்னழுத்தத்தை விட அதிக மின்னழுத்தத்தை நாம் வழங்க வேண்டும். அதிகபட்ச கட்டண மின்னோட்டம் 8 மணிநேர வெளியேற்ற விகிதங்களில் அதிகபட்ச விநியோக மின்னோட்டத்திற்கு சமமாக இருக்க வேண்டும். அதே 12V 160Ah உதாரணத்தை நாம் எடுத்துக் கொண்டால், அதிகபட்ச விநியோக மின்னோட்டம் 20A ஆகும், எனவே அதிகபட்ச பாதுகாப்பான சார்ஜிங் மின்னோட்டம் 20A ஆகும்.

பெரிய சார்ஜிங் மின்னோட்டத்தை நாம் அதிகரிக்கவோ வழங்கவோ கூடாது, ஏனெனில் இது வெப்பம் மற்றும் வாயு உற்பத்தியை அதிகரிக்கும்.

லீட்-அமில பேட்டரி பராமரிப்பு விதிகள்

1. வெள்ளம் நிறைந்த ஈய-அமில பேட்டரிகளின் பராமரிப்பு அம்சம் நீர்ப்பாசனம் ஆகும். அதிக கட்டணம் வசூலிப்பது தண்ணீரைக் குறைப்பதால், அதை அடிக்கடி சரிபார்க்க வேண்டும். குறைந்த நீர் தட்டுகளில் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் பேட்டரியின் ஆயுட்காலம் குறைகிறது. தேவைப்படும்போது காய்ச்சி வடிகட்டிய அல்லது அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட தண்ணீரைச் சேர்க்கவும்.
2. துவாரங்களை சரிபார்க்கவும், அவை ரப்பர் தொப்பிகளால் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும், பெரும்பாலும் ரப்பர் தொப்பிகள் துளைகளுடன் மிகவும் இறுக்கமாக ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும்.
3. ஒவ்வொரு பயன்பாட்டிற்கும் பிறகு முன்னணி-அமில பேட்டரிகளை ரீசார்ஜ் செய்யுங்கள். ரீசார்ஜ் செய்யாமல் நீண்ட காலம் தட்டுகளில் சல்பேட்டிங் வழங்குகிறது.
4. பேட்டரியை உறைய வைக்காதீர்கள் அல்லது 49 டிகிரி சென்டிகிரேடிற்கு மேல் சார்ஜ் செய்ய வேண்டாம். குளிர்ச்சியான சுற்றுப்புற பேட்டரிகளில் உறைபனியைப் பொறுத்தவரை வெற்று பேட்டரிகளை விட முழு சார்ஜ் பேட்டரிகள் பாதுகாப்பாக இருப்பதால் முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும்.
5. ஒரு கலத்திற்கு 1.7V க்கும் குறைவான பேட்டரியை ஆழமாக வெளியேற்ற வேண்டாம்.
6. ஒரு முன்னணி அமில பேட்டரியை சேமிக்க, அதை முழுமையாக சார்ஜ் செய்ய வேண்டும், பின்னர் எலக்ட்ரோலைட்டை வடிகட்ட வேண்டும். பின்னர் பேட்டரி வறண்டு, நீண்ட காலத்திற்கு சேமிக்கப்படும்.