Baterii pentru mașini. Akb. © Borisov Mihail. Caracteristicile electrice ale bateriilor Care este bateria EDF

Pagina 2 din 26

1.3 Principalele caracteristici electrice ale bateriilor

Putere electrică și tensiune . Puterea electrică (EMF) este diferența dintre potențialele de electrozi pozitivi și negativi cu un circuit extern deschis.
Valoarea EDC depinde în principal de potențialul electrodului, adică din proprietățile fizice și chimice ale substanțelor din care sunt fabricate plăcile și electrolitul, dar nu depind de mărimea plăcilor bateriei.
Bateria acidă EMF depinde de densitatea electroliților. Teoretic, este practic stabilită că EMF al bateriei cu o precizie suficientă pentru practică poate fi determinată prin formula
E \u003d 0,85 + g,
unde g este densitatea electrolitului la 15 ° C, g / cm 3 .
Pentru bateriile de pornire a acidului, în care densitatea electroliților variază de la 1,12 până la 1,29 g / cm 3 , EMF variază, respectiv, de la 1.97 la 2.14 V .
Este aproape imposibil să se măsoare EMF cu precizie absolută. Cu toate acestea, în scopurile practice ale ECD, aproximativ și suficient de cu siguranță pot fi măsurate cu un voltmetru având o rezistență internă ridicată (cel puțin 1000 ohmi la 1 b). În același timp, o ușoară cantitate va trece prin voltmetru.
Tensiunea bateriei este diferența dintre potențialul plăcilor pozitive și negative cu un lanț exterior închis, care include orice consumator al curentului, adică, când curentul este trecut prin baterie. În același timp, mărturia voltmetrului atunci când măsurați tensiunea va fi întotdeauna mai mică decât atunci când măsurați emf-ul și această diferență va fi mai mare încât curentul mai mare trece prin baterie.
EMF și tensiunea depind de o serie de factori. EMF variază de la densitatea și temperatura electrolitului. Tensiunea la rândul său depinde de EMF, dimensiunea curentului de descărcare (sarcină) și rezistența internă a bateriei.
Dependența EMF a bateriei de la densitatea electroliților (concentrația soluției H2SO4) este prezentată mai jos:

Densitatea electrolitului la 25 ° C,
g / cm3 .................................... 1.05 1,10 1,15 1, 20 1.25 1.28 1.30.
H2SO4,% ............................. 7.44 14,72 21,68 27.68 33.8 37,4 39,7
Baterie EMF, în .......... 1.906 1,960 2,005 2,048 2,095 2,125 2,144
Din această dependență, se poate observa că, cu o creștere a concentrației de acid sulfuric, EMF crește, de asemenea. Prin urmare, totuși, nu urmează acest lucru pentru a obține o EDF mai mare, este posibilă creșterea excesivă a densității electrolitului. S-a stabilit că bateriile de pornire funcționează destul de bine atunci când densitatea electroliților din ele este de 1,27 - 1,29 g / cm 3. În plus, electrolitul este o densitate de 1,29 g / cm 3 are cel mai mic punct de îngheț.
La schimbarea temperaturii electroliților, bateria EMF se schimbă și ea. Astfel, cu o schimbare a temperaturii de electroliți de la + 20 ° C până la -40 ° C, bateria este redusă de la 2,12 până la 2,096 V. Într-o măsură semnificativ mai mare, cu o modificare a temperaturii electroliților, modificările de tensiune, deoarece depinde nu numai de EMF, ci și de rezistența internă a bateriei, care scade semnificativ cu o scădere a temperaturii.
Între EDC, tensiune, rezistență internă și dimensiunea curentului de descărcare există următoarea dependență:
U \u003d e-ir,
Unde U - Voltaj;
E.- e. d. s. baterie;
I. - amploarea curentului de descărcare;
r.- Rezistența internă a bateriei.
Din această formulă, se poate observa că, cu o valoare constantă a EMF, măsurată cu un circuit deschis, tensiunea bateriei scade ca o creștere a descărcării curente.
Rezistență internă. Rezistența internă a bateriei este relativ mică, dar în cazul în care bateria este descărcată de rezistența curentă a unei valori mari, de exemplu, la pornirea pornirii motorului, rezistența internă a fiecărei baterii are o valoare foarte esențială.
Rezistența internă este alcătuită din rezistență la electroliți, separatoare și plăci. Componenta principală este rezistența la electroliți, care variază în funcție de modificarea temperaturii și concentrația de acid sulfuric.
Dependența rezistenței la electroliți cu o densitate de 1,30 g / cm3 la temperatură este prezentată mai jos:

Temperatură, ° С oh rezistență la electroliți · cm
+ 40 0,89
+ 25 1,28
+ 18 1,46
0 1,92
– 18 2,39
Așa cum se poate observa din datele date, cu o scădere a temperaturii de electroliți de la + 40 ° C până la -18 ° C, rezistivitatea crește cu 2,7 ori. Cea mai mică valoare a rezistivității are un electrolit cu o densitate de 1,223 g / cm3 la 15 ° C (soluție de 30% H2S04 în greutate).
A doua componentă a rezistenței în baterie este rezistența separatoarelor. Depinde în principal de porozitatea lor. Separatoarele sunt fabricate dintr-un material izolator electric, ale căror pori sunt umpluți cu electroliți, ceea ce determină electronica separatorului.
În acest sens, ar fi posibil să presupunem că, cu o schimbare a temperaturii, rezistența separatorului se va schimba în aceeași proporție ca rezistența la electroliți, dar acest lucru nu este așa. Unele tipuri de separatoare, de exemplu, separatoarele ebonite microporoase (MIJOR) nu sunt sensibile la schimbarea temperaturii.
Cel de-al treilea factor care conține în cantitatea totală de rezistență internă a elementului este masa activă și lattice a plăcilor pozitive și negative.
Rezistența plumbului spongios al plăcii negative este ușor diferită de rezistența materialului de zăbrele, în timp ce rezistența peroxidului de pitch a plăcii pozitive depășește rezistența la zăbrele de 10.000 de ori. Spre deosebire de rezistența la electroliți, rezistența la zăbrele scade cu o scădere a temperaturii. Dar, având în vedere faptul că rezistența electrolitului este de multe ori mai mare decât rezistența plăcilor, atunci scăderea rezistenței lor cu o scădere a temperaturii este foarte ușor compensată pentru scăderea generală a rezistenței la electroliză.
Rezistența plăcilor afectează gradul de baterii de încărcare. În procesul de descărcare, rezistența plăcilor crește, deoarece plumbul de sulfat, format pe plăci pozitive și negative, aproape nu conduce un curent electric.
În comparație cu alte tipuri de baterii, bateriile acide au o rezistență internă relativ mică, care determină utilizarea largă a bateriilor de pornire în transportul rutier.
Capacitate. Capacitatea bateriei este cantitatea de energie electrică care poate oferi o baterie complet încărcată la un anumit mod de descărcare, temperatură și tensiune finală. Capacitatea este măsurată în ceasuri amperi și sunt determinate prin formula
C \u003d iptp,
Unde DIN- capacitate și · h ;
Ip.- puterea curentului de descărcare și ;
tP.- timpul de descărcare, h .
Mărimea capacității bateriei este determinată în principal de următorii factori: modul de evacuare (curentul de descărcare), concentrația electrolitică și temperatura. Bateriile cu moduri de descărcare forțată dau o capacitate mai mică decât atunci când sunt descărcate moduri mai lungi (curenți mici).
Reducerea capacității modurilor de descărcare forțată are loc din următoarele motive.
În procesul de descărcare, transformarea masei active a plăcilor de plumb de sulfat apare nu numai pe suprafața plăcilor, ci și în interiorul lor. Dacă descărcarea este efectuată de un curent de o forță mică și încet, electrolitul are timp pentru a pătrunde în straturile adânci ale masei active, iar apa formată ca rezultat al reacției din pori are timp să se amestece cu vrac a electrolitului. Cu modurile de descărcare forțată, concentrația de acid sulfuric în electroliți din interiorul plăcilor este redusă semnificativ, electrolitul proaspăt nu are timp să pătrundă în adâncimea masei active, reacția este în principal pe suprafața plăcilor, deoarece Porii sunt blocați și straturi intra-sensibile de masă activă aproape nu participă la reacție. În același timp, ca urmare a unei creșteri semnificative a rezistenței interne a bateriei, tensiunea pe clemele sale scade brusc.
Cu toate acestea, după ce bateria este descărcată cu un mod forțat, după o mică pauză, acesta poate fi descărcat din nou. Acest lucru servește ca confirmare recunoscută că scăderea capacității bateriei în descărcarea cantității mari de debitul curent are loc ca urmare a utilizării incomplete a masei active a plăcilor.
În plus față de mărimea curentului de descărcare, concentrația de electroliți este afectată semnificativ de capacitatea bateriei, care determină potențialul plăcilor, rezistența electrică a electrolitului și vâscozitatea acestuia care afectează capacitatea de a pătrunde în electroliți în adâncime straturi de masă activă a plăcilor.
În procesul de descărcare, densitatea electrolitică scade la capătul descărcării la masa activă a plăcilor, este recepționat un acid insuficient, ca rezultat al căruia se poate imposibil de tensiunea bateriei și descărcarea ulterioară. Cu cât este mai mare diferența dintre concentrațiile de electroliți, care se află în afara plăcilor și electrolitului, care este în porii masei active, apare intens procesul de penetrare a acidului în porii plăcilor. În acest sens, utilizarea electrolitului cu o densitate mai mare, ar părea, ar trebui să crească recipientul. Dar, în realitate, excesiv densitate mare Nu conduce la o creștere a capacității, deoarece o creștere a densității electrolitului duce în mod inevitabil la o creștere a vâscozității electrolitului, ca rezultat al procesului de penetrare a electrolitului în profunzimea activității active Masa plăcilor se deteriorează și tensiunea pe clemele de picături ale bateriei.
A determinat asta cel mai mare recipient Are o baterie cu o densitate de electroliți de 1,27 - 1,29 g / cm3.
Capacitatea bateriei depinde, de asemenea, de temperatură. Cu o scădere a temperaturii, recipientul scade și crește cu creșterea. Acest lucru se datorează faptului că, cu o scădere a temperaturii, vâscozitatea electroliților crește, ca rezultat al căruia intră în plăci în cantități insuficiente.
Valorile vâscozității electroliților cu o densitate de 1,223 g / cm3, în funcție de temperatură, sunt prezentate mai jos:
Temperatură, ° С ............ +30 +25 +20 +10 0 - 10 - 20 - 30
Vâscozitate absolută
PZ (poise) ....................... 1.596 1,784 2,006 2,600 3,520 4,950 7,490 12,200
Capacitatea plăcilor pozitive și negative cu o schimbare a temperaturilor nu se schimbă în aceeași măsură. Dacă la temperatura normală, capacitatea elementului este limitată de plăci pozitive, apoi la temperaturi scăzute - negative, deoarece temperatura scade, rezervorul plăcii negative scade într-o măsură mult mai mare decât pozitiv.
Recent, capacitatea bateriilor la temperaturi scăzute a fost semnificativ crescută datorită utilizării unor separatoare sintetice mai subtile cu porozitate ridicată (până la 80%) și aditivi, așa-numita expansiune, la masa activă a plăcilor negative care îi dau un mare porozitate.
În plus față de categoria de descărcare, concentrația de electroliți și temperatură, capacitatea bateriei depinde de durata de viață a serviciului său, în timpul perioadei de depozitare în timpul căreia bateria era inactivă, de la prezența impurităților dăunătoare etc. Capacitatea de a Noua baterie reîncărcabilă care vine în funcțiune, prima dată (pentru durata de viață a garanției) crește, deoarece formarea plăcilor apare, după care rămâne constantă pentru o anumită perioadă și apoi începe să cadă treptat. Pierderea capacității bateriei la sfârșitul duratei de viață se datorează unei scăderi a porozității plăcilor negative și a pierderii masei active a plăcilor pozitive.
Dacă bateria încărcată a prelungit pentru o lungă perioadă de timp, atunci cu descărcarea sa, capacitatea dată va fi semnificativ mai mică. Acest lucru se datorează fenomenului natural al unei auto-descărcări în timpul bateriei inactiv.

Scopul bateriilor de pornire
Fundamentele teoretice ale transformării energiei chimice în electricitate
Descărcarea bateriei
Încărcare baterie
Consumul reactivilor principali de formare a TOK
Forta electromotoare
Rezistența interioară
Tensiunea în timpul încărcării și descărcării
Capacitatea bateriei
Energia și energia acumulatorului
Bateria auto-descărcare

Scopul bateriilor de pornire

Funcția principală a bateriei este un pornire a motorului fiabil. O altă funcție este un tampon de energie atunci când motorul funcționează. La urma urmei, împreună cu vizitele tradiționale de consum, au existat multe dispozitive suplimentare de service care îmbunătățesc confortul șoferului și siguranța traficului. Bateria compensează deficitul energetic atunci când se deplasează prin ciclul urban cu opriri frecvente și lungi, când generatorul nu poate asigura întotdeauna returnarea de energie necesară pentru a oferi pe deplin toți consumatorii incluși. A treia funcție de funcționare este o sursă de energie atunci când motorul este oprit. Cu toate acestea, utilizarea pe termen lung a aparatelor electrice în timpul unei parcări cu motor care nu funcționează (sau un motor care rulează în gol) conduce la o descărcare profundă a bateriei și o scădere bruscă a caracteristicilor sale de pornire.

Bateria este, de asemenea, proiectată pentru sursa de alimentare de urgență. Dacă generatorul nu reușește, îndreptarea, regulatorul de tensiune sau când centura de generatoare se rupe, ar trebui să asigure funcționarea tuturor consumatorilor necesari pentru a se deplasa în condiții de siguranță la cea mai apropiată sută.

Deci, bateriile de pornire trebuie să îndeplinească următoarele cerințe de bază:

Furnizați curentul de descărcare pentru lucrările de start, adică posedă o mică rezistență internă pentru pierderea internă minimă de tensiune în interiorul bateriei;

Furnizați numărul necesar de încercări de a porni motorul cu un set de durată, adică să aibă o rezervă necesară de energie a descărcării de demarcare;

Au o putere și o energie destul de mare, cu dimensiuni minim posibile și masa;

Au o rezervă de energie pentru consumatorii de energie atunci când motor cu handicap sau în caz de urgență (capacitate de rezervă);

Salvați stresul necesar funcționării starterului atunci când temperatura este redusă în limitele specificate (curent de defilare la rece);

Salvați pentru o perioadă lungă de timp la temperatura ambiantă (până la 70 "c);

Discutați o taxă pentru a restabili capacitatea petrecută la începutul motorului și nutriția altor consumatori, de la generator cu motorul care rulează (recepție de încărcare);

Nu necesită pregătire specială a utilizatorilor, întreținerea în timpul funcționării;

Au o rezistență mecanică ridicată corespunzătoare condițiilor de funcționare;

Mențineți caracteristicile de funcționare specificate pentru o lungă perioadă de timp în timpul funcționării (durata de viață);

Au o ușoară auto-descărcare;

Au un cost redus.

Fundamentele teoretice ale transformării energiei chimice în electricitate

Sursa chimică de curent este numită un dispozitiv în care, datorită fluxului de reacții chimice redox separate spadic, energia lor liberă este transformată în electric. Prin natura lucrării, aceste surse sunt împărțite în două grupe:

Surse de curent chimic primar sau elemente galvanice;

Surse secundare sau baterii electrice.

Sursele primare permit doar o utilizare unică, deoarece substanțele formate prin descărcarea lor nu pot fi transformate în materiale active sursă. Elementul galvanic complet descărcat, de regulă, nu este potrivit pentru o muncă ulterioară - este o sursă ireversibilă de energie.

Sursele de curent chimice secundare sunt surse reversibile de energie - după orice descărcare cea mai adâncă, performanța lor poate fi complet restabilită prin taxă. Pentru a face acest lucru, printr-o sursă secundară, este suficient să săriți curentul electric în direcția invers în care a procedat prin descărcare. În procesul de încărcare formată prin descărcarea substanței, transformați în materiale active inițiale. Deci, există o transformare repetată a energiei libere sursa chimică Curentul în energia electrică (descărcarea bateriei) și transformarea inversă a energiei electrice în energia liberă a sursei de curent chimic (încărcarea bateriei).

Trecerea curentului prin intermediul sistemelor electrochimice este asociată cu reacții chimice apărute (transformări). Prin urmare, între cantitatea de substanță care a intrat într-o reacție electrochimică și supusă transformărilor și cantitatea de energie electrică cheltuită sau eliberată, există o dependență care a fost instalată de Michael Faraday.

Conform primei legi a Faraday, masa substanței care a intrat într-o reacție de electrod sau debitul rezultat este proporțională cu numărul de energie electrică trecută prin sistem.

Conform celei de-a doua legi din Faraday, cu o cantitate egală de masa de inversare a substanțelor asupra sistemului de electricitate, ca echivalenți chimici.

În practică, o cantitate mai mică de substanță este supusă schimbării electrochimice decât în \u200b\u200bconformitate cu legile Faraday - în timpul pasajului curent, în plus față de principalele reacții electrochimice, există, de asemenea, paralel sau secundar (lateral), schimbarea masei de produse, reacții . Pentru a ține cont de influența unor astfel de reacții, a fost introdus conceptul de randament curent.

Ieșirea curentă este partea din cantitatea de energie electrică trecută prin sistem, care cade pe partea de reacție electrochimică principală

Descărcarea bateriei

Substanțele active ale unei baterii de plumb încărcate care implică participarea la procesul de formare a curentului sunt:

Pe un electrod pozitiv - dioxid de plumb (maro închis);

Pe un electrod negativ - plumb burete (gri);

Soluție apoasă electrolită de acid sulfuric.

O parte din moleculele de acid din soluția apoasă este întotdeauna disociată de ioni de hidrogen încărcați pozitiv și ioni de sulfat încărcați negativ.

Plumb, care este masa activă a electrodului negativ, este parțial dizolvată în electrolit și este oxidată în soluție cu formarea de ioni pozitivi. Eliberat Electronii în exces comunică încărcătura negativă a electrodului și începe să se deplaseze de-a lungul unei secțiuni închise a lanțului exterior la un electrod pozitiv.

Ionii de plumb încărcați pozitiv reacționează cu ioni de sulfat încărcat negativ, cu formarea de sulfat de plumb, care are o solubilitate nesemnificativă și, prin urmare, este depusă pe suprafața electrodului negativ. În procesul de descărcare a bateriei, masa activă a electrodului negativ este transformată din plumb spongios la un plumb de sulfat cu o schimbare gri până la gri deschis.

Dioxidul de plumb al electrodului pozitiv este dizolvat în electrolit într-o cantitate mult mai mică decât conducerea electrodului negativ. Când apa interacționează cu apă, se disociază (se dezintegrează în soluție pe particulele încărcate), formând ionii de plumb tetravalent și ioni de hidroxil.

Ionii raportează potențialul pozitiv al electrodului și, conectarea electronilor care au venit de-a lungul lanțului exterior din electrodul negativ sunt restaurate la ionii de plumb bivalent

Ionii interacționează cu ioni, formând un plumb de sulfat, care, în conformitate cu motivul de mai sus, este de asemenea depus pe suprafața electrodului pozitiv, așa cum a avut loc pe negativ. Masa activă a electrodului pozitiv ca rezultat este transformată din dioxid de plumb în sulfat de plumb cu o schimbare în culoarea sa de la maro închis în maro deschis.

Ca urmare a descărcării bateriei, a materialelor active și a electrozilor pozitivi și negativi se transformă în sulfat de plumb. În același timp, acidul sulfuric este consumat pe formarea de sulfat de plumb și apa este formată din ionii eliberați, ceea ce duce la o scădere a densității electroliților în timpul descărcării.

Încărcare baterie

În electroliți, ambii electrozi sunt prezenți în cantități mici de ioni de sulfat de plumb și sulfat de apă. Sub influența tensiunii sursei curent continuuDin care lanțul include o baterie încărcată, în circuitul extern, este instalată mișcarea direcțională a electronilor la ieșirea negativă a bateriei.

Ionii de plumb bivalent în electrodul negativ sunt neutralizați (restaurați) de doi electroni de doi electroni, transformând masa activă a electrodului negativ în plumbul de burete metalic. Ionii liberi rămași formează acid sulfuric

La electrodul pozitiv sub acțiunea curentului de încărcare, ionii de plumb bivalent oferă doi electroni, oxidând în tetravalent. Acesta din urmă, conectarea prin reacții intermediare cu două ioni de oxigen, formează dioxid de plumb, care este eliberat pe electrod. Ionii și aceleași ca în electrodul negativ formează acid sulfuric, astfel încât densitatea electroliților crește la încărcare.

Când procesele de transformare ale substanțelor din masele active ale electrozilor pozitivi și negativi se termină, densitatea electroliților încetează să se schimbe, ceea ce este un semn al sfârșitului încărcării bateriei. Cu o continuare suplimentară a încărcării, așa-numitul procedeu secundar apare - descompunerea electrolitică a apei pentru oxigen și hidrogen. Ținând din electroliți sub formă de bule de gaze, ele creează efectul fierberii sale intensive, care servește și ca semn al sfârșitului procesului de încărcare.

Consumul reactivilor principali de formare a TOK

Pentru a obține o capacitate într-o oră amperi, atunci când bateria este descărcată, pentru a participa la reacție:

4,463 g de dioxid de plumb

3,886 g de plumb spongios

3,660 g de acid sulfuric

Consumul teoretic total al materialelor pentru obținerea 1 A-H (consum specific al materialelor) de energie electrică va fi de 11,989 g / A-H, și capacitatea specifică teoretică - 83,41 A-HG.

Cu valoarea tensiunii nominale a bateriei 2, consumul teoretic specific de materiale pe unitate de energie este de 5,995 g / VTC, iar energia specifică a bateriei va fi de 166,82 W / kg.

Cu toate acestea, în practică este imposibilă realizarea utilizării integrale a materialelor active implicate în procesul de formare a curentului. Aproximativ jumătate din suprafața masei active nu este disponibilă pentru electroliți, deoarece servește ca bază pentru construirea unui cadru poros volum care asigură rezistența mecanică a materialului. Prin urmare, coeficientul real de utilizare a maselor active ale electrodului pozitiv este de 45-55% și un negativ 50-65%. În plus, o soluție de acid sulfuric 35-38% este utilizată ca electrolit. Prin urmare, valoarea consumului specific specific de materiale este semnificativ mai mare, iar valorile reale ale capacității specifice și energia specifică sunt semnificativ mai mici decât teoretice.

Forta electromotoare

Forța electromotoare (EMF) a bateriei E se numește diferența în potențialul său de electrod, măsurată cu un lanț extern deschis.

Bateria EMF constând din bateriile conectate la seria N.

EMF este măsurat printr-un voltmetru de înaltă rezistență (rezistență internă de cel puțin 300 ohms / c). Pentru aceasta, voltmetrul este atașat la ieșirile bateriei sau bateriei. În același timp, un curent de încărcare sau de descărcare nu trebuie să curgă prin baterie (baterie).

ECHILIBRIUM EMF al unei baterii de plumb, precum și orice sursă chimică de curent depinde de proprietățile chimice și fizice ale substanțelor implicate în procesul de formare a curentului și absolut independentă de mărimea și forma electrozilor, precum și de Numărul de masă activă și electroliți. În același timp, în bateria plumbului, electrolitul se implică direct în procesul de formare a curentului pe electrozii bateriei și își schimbă densitatea în funcție de gradul de încărcare a bateriilor. Prin urmare, ECHILIBRIUM EMF, care la rândul său este funcția de densitate

Schimbarea emf a bateriei de la temperatură este foarte mică și poate fi neglijată în timpul funcționării.

Rezistența interioară

Rezistența rezervată de bateria care curge în interiorul IT (încărcător sau descărcare) se numește rezistența internă a bateriei.

Rezistența materialelor active ale electrozilor pozitivi și negativi, precum și rezistența electrolitului variază în funcție de gradul de încărcare a bateriei. În plus, rezistența la electroliți este foarte semnificativ dependentă de temperatură.

Prin urmare, rezistența ohmică depinde, de asemenea, de gradul de încărcare a bateriei și de temperatura electroliților.

Rezistența polarizării depinde de rezistența curentului de evacuare și de temperatură și nu respectă legea OMA.

Rezistența internă a unei baterii și chiar o baterie formată din mai multe baterii conectate succesiv este ușor și se află în starea încărcată de numai câteva mii de ohm. Cu toate acestea, în timpul descărcării, se schimbă semnificativ.

Conductivitatea electrică a maselor active scade pentru un electrod pozitiv cu aproximativ 20 de ori și pentru negativ - de 10 ori. Conductivitatea electrică a electroliților variază, de asemenea, în funcție de densitatea sa. Cu o creștere a densității de electroliți de 1,00 până la 1,70 g / cm3, conductivitatea sa electrică este mai întâi crește la valoarea sa maximă și apoi scade din nou.

Descărcarea bateriei, densitatea electroliților scade de la 1,28 g / cm3 până la 1,09 g / cm3, ceea ce conduce la o scădere a conductivității sale electrice cu aproape 2,5 ori. Ca rezultat, rezistența ohmică a bateriei pe măsură ce crește. În descărcarea, rezistența ajunge la valoarea, mai mult de 2 ori mai mare decât amploarea sa în starea încărcată.

În plus față de starea de încărcare, temperatura are un efect semnificativ asupra rezistenței bateriilor. Cu o scădere a temperaturii, rezistența specifică a electroliților crește la o temperatură de -40 ° C devine de aproximativ 8 ori mai mare decât la +30 ° C. Rezistența separatoarelor crește, de asemenea, brusc cu o scădere a temperaturii și în același domeniu de temperatură crește de aproape 4 ori. Acesta este un factor determinant în creșterea rezistenței interne a bateriilor la temperaturi scăzute.

Tensiunea în timpul încărcării și descărcării

Diferența potențială a polilor bateriei (baterie) în procesul de încărcare sau deversare în prezența curentului în circuitul extern se numește tensiunea bateriei (baterie). Prezența rezistenței interne a bateriei duce la faptul că tensiunea sa la descărcare este întotdeauna mai mică decât EDC și când încărcarea este întotdeauna mai mare EDC.

La încărcarea bateriei, tensiunea la concluziile sale ar trebui să fie mai mult din ECD în cantitatea de pierderi interne.

La începutul încărcării, saltul de tensiune are loc la dimensiunea pierderilor ohmice din interiorul bateriei și apoi o creștere accentuată a tensiunii datorită potențialului de polarizare cauzat în principal de o creștere rapidă a densității electroliților în porii masei active . Apoi, există o creștere a tensiunii lente, datorită creșterii în principal a Bateriei datorită unei creșteri a densității electroliților.

După ce cantitatea principală de sulfat de plumb este transformată în PPCO și PLY, costurile de energie sunt cauzate din ce în ce mai mult de excesul de decompunere a apei (electroliza) de ioni de hidrogen și oxigen care apare în electrolit, crește în continuare diferența în potențialul de electrozi de variație. Aceasta duce la o creștere rapidă a tensiunii de încărcare, provocând accelerarea procesului de descompunere a apei. Ionii de hidrogen și oxigen formați în același timp nu interopera mai mult cu materiale active. Acestea sunt recombinate în molecule neutre și sunt excretate de la electrolit sub formă de bule de gaz (oxigenul este eliberat pe un electrod pozitiv, pe un hidrogen negativ), determinând "fierberea" electrolitului.

Dacă continuați procesul de încărcare, se poate observa că creșterea densității electrolitului și a tensiunii de încărcare este terminată practic, deoarece aproape toate sulfatul de plumb a reacționat, iar întreaga energie furnizată la baterie este acum petrecută numai pe Efectul procesului lateral - descompunerea apei electrolitice. Aceasta explică constanța tensiunii de încărcare, care servește ca unul dintre semnele finale ale procesului de încărcare.

După oprirea încărcării, aceasta este, oprirea sursei externe, tensiunea la ieșirile bateriei este redusă brusc la valoarea emfilibriului său EMF sau cu valoarea pierderilor interne Ohmice. Apoi, există o scădere treptată a EMF (datorită scăderii densității electroliților în porii masei active), care continuă până la alinierea completă a concentrației de electroliți în volumul bateriei și porii masei active, care corespunde stabilirii EMF EMF.

Când descărcarea bateriei, tensiunea de la cablurile sale este mai mică decât EDC prin valoarea scăderii interioare a tensiunii.

La începutul descărcării, tensiunea bateriei scade brusc prin amploarea pierderilor și polarizării provocate de o scădere a concentrației de electroliți în porii masei active, adică polarizarea concentrației. Apoi, cu un proces constant (staționar) de descărcare, o scădere a densității de electroliți în cantitatea de baterie, care determină o scădere treptată a tensiunii de descărcare. În același timp, se produce o modificare a raportului de sulfat de plumb în masa activă, ceea ce determină, de asemenea, o creștere a pierderilor ohmice. În acest caz, particulele de sulfat de plumb (având un volum de aproximativ trei ori mai mare în comparație cu particulele de plumb și dioxidul său, din care au fost formate) au închis porii masei active, care împiedică trecerea electrolitului în adâncimea Electrozi.

Aceasta determină o creștere a polarizării concentrației, ceea ce duce la o reducere mai rapidă a tensiunii de descărcare.

Când se oprește descărcarea, tensiunea la ieșirile bateriei se ridică rapid la cantitatea de pierderi Ohmice, atingând valoarea emfilibriului EMF. Schimbarea ulterioară a emf datorită niveluirii concentrației de electroliți în porii maselor active și în cantitatea bateriei duce la o setare treptată a ECHILIBRIUM EMF.

Tensiunea bateriei în timpul descărcării sale este determinată în principal de temperatura electrolitului și a puterii curentului de descărcare. După cum sa menționat mai sus, rezistența acumulatorului de plumb (bateriile) este ușor și în stare de sarcină este doar câteva. Cu toate acestea, la curenții de evacuare a demarorului, a căror rezistență este de 4-7 ori valoarea rezervor nominalPunerea internă a tensiunii are un efect semnificativ asupra tensiunii de descărcare. O creștere a pierderilor ohmice cu o scădere a temperaturii este asociată cu creșterea rezistenței la electroliți. În plus, vâscozitatea electroliților crește brusc, ceea ce face dificilă difuarea acestuia în porii masei active și crește polarizarea concentrației (adică crește pierderea tensiunii în interiorul bateriei datorită scăderii concentrației de electroliți în porii electrozilor).

La un curent de mai mult de 60 și dependența tensiunii de descărcare din rezistența curentă este aproape liniară la toate temperaturile.

Valoarea medie a tensiunii bateriei în timpul încărcării și descărcării este definită ca valorile medii de tensiune aritmetice măsurate la intervale egale.

Capacitatea bateriei

Capacitatea bateriei este cantitatea de energie electrică obținută de la baterie atunci când se descărcă la tensiunea finală instalată. În calculele practice, capacitatea bateriei este făcută pentru a exprima în AMPS-ORE (AH). Capacitatea de descărcare poate fi calculată, înmulțită cu puterea curentului de descărcare pe durata descărcării.

Containerul de evacuare pe care este calculat bateria și care este indicat de producător, se numește o capacitate nominală.

În plus, un indicator important conține, de asemenea, o capacitate a bateriei la încărcare.

Capacitatea de descărcare depinde de întreaga gamă a parametrilor structurali și tehnologici ai bateriei, precum și condițiile de funcționare a acestuia. Cei mai importanți parametri structurali sunt cantitatea de masă activă și electroliți, grosimea și dimensiunile geometrice ale electrozilor bateriei. Principalii parametri tehnologici care afectează capacitatea bateriei sunt formularea materialelor active și a porozității acestora. Parametrii operaționali - Temperatura electrolitului și puterea curentului de descărcare - au, de asemenea, un efect semnificativ asupra recipientului de evacuare. Un indicator generalizat care caracterizează eficiența bateriei este utilizarea materialelor active.

Pentru a obține o capacitate de 1 A-H, după cum sa menționat mai sus, 4,463 g de dioxid de plumb, 3,886 g plumb spongios și 3,66 g de acid sulfuric sunt teoretic necesari. Consumul specific teoretic al masei active a electrozilor este de 8,32 g / ah. În bateriile reale, consumul specific de materiale active la modul de evacuare de 20 de ore și temperatura de electrolidă de 25 ° C variază de la 15,0 până la 18,5 g / A-H, ceea ce corespunde coeficientului de utilizare a masei active de 45-55%. În consecință, consumul practic de masă activă depășește valorile teoretice de 2 sau de mai multe ori.

Cu privire la gradul de utilizare a masei active și, prin urmare, următorii factori majori afectează cantitatea de capacitate de descărcare.

Porozitatea masei active. Odată cu creșterea porozității, condițiile de difuzie ale electrolitului sunt îmbunătățite în adâncimea masei active a electrodului, iar suprafața reală crește, pe care are loc reacția de formare a curentului. Odată cu creșterea porozității, crește capacitatea de descărcare. Mărimea porozității depinde de dimensiunea particulelor pulberii de plumb și de formularea prepararii maselor active, precum și din suplimentele utilizate. Mai mult, creșterea porozității duce la o scădere a durabilității datorită accelerării procesului de distrugere a maselor active rezistente la nivel înalt. Prin urmare, amploarea porozității este aleasă de producători, luând în considerare nu numai caracteristici capacitive ridicate, dar și pentru a asigura durabilitatea necesară a bateriei în funcțiune. În prezent, porozitatea este considerată optimă în 46-60%, în funcție de scopul bateriei.

Grosimea electrozilor. Cu o scădere a grosimii, neuniformitatea încărcării straturilor exterioare și interioare a masei active a electrodului este redusă, ceea ce contribuie la o creștere a capacității de descărcare. În electrozii mai groși, straturile interioare ale masei active sunt utilizate foarte ușor, mai ales atunci când descărcarea curenților mari. Prin urmare, cu o creștere a curentului de descărcare, diferențele în capacitatea bateriilor având electrozii de diferite grosimi scade brusc.

Porozitatea și raționalitatea designului materialului separator. Odată cu creșterea porozității separatorului și a înălțimii coastelor sale, furnizarea de electroliți în decalajul interelectrode crește și condițiile de difuzie sunt îmbunătățite.

Densitatea electrolitului. Afectează capacitatea bateriei și durata de viață a acestuia. Cu o creștere a densității electrolitului, creșterea capacității de electrozi pozitivi, iar rezervorul de negativ, în special la o temperatură negativă, scade datorită accelerării pasivului electrodului. Densitatea crescută afectează, de asemenea, durata de viață a bateriei datorită accelerării proceselor de coroziune pe electrodul pozitiv. Prin urmare, densitatea optimă a electrolitului este stabilită pe baza setului de cerințe și condiții în care este operată bateria. De exemplu, densitatea de lucru a electrolitului 1,26-1,28 g / cm3 este recomandată pentru bateriile de pornire care funcționează într-o climă moderată și pentru districtele cu un climat fierbinte (tropical) de 1,22-1,24 g / cm3.

Puterea curentului de descărcare la care bateria trebuie evacuată continuu pentru un timp specificat (caracterizează modul de evacuare). Modurile de descărcare sunt împărțite condiționat în termen lung și scurt. Cu moduri lungi, descărcarea are loc cu curenți mici timp de câteva ore. De exemplu, descărcarea 5-, 10 și 20 de ore. Cu descărcări scurte sau de pornire, curentul este de mai multe ori capacitatea nominală a bateriei, iar descărcarea durează câteva minute sau secunde. Cu o creștere a curentului de descărcare, viteza de descărcare a straturilor de suprafață a masei active crește într-o măsură mai mare decât adâncă. Ca urmare, creșterea plumbului de sulfat în gura porilor este mai rapidă decât în \u200b\u200bprofunzime și este timpul să fie cumpărat cu sulfat mai devreme decât să reacționeze suprafața interioară. Datorită terminării difuzării electrolitului în interiorul porilor, reacția este oprită în acesta. Astfel, cu atât este mai mare curent de descărcare, cu atât capacitatea bateriei este mai mică și, prin urmare, coeficientul de utilizare a masei active.

Pentru a evalua lansatorii bateriilor, capacitatea lor este, de asemenea, caracterizată de numărul de descărcări de starter intermitente (de exemplu, o durată de 10-15 s cu întreruperi între ele în 60 de secunde). Capacitatea pe care bateria oferă descărcări intermitente depășește recipientul cu descărcarea continuă a aceluiași curent, mai ales când este pornit modul de evacuare.

În prezent, conceptul de capacitate de "backup" este utilizat în practica internațională de evaluare a caracteristicilor capacitive ale bateriilor de pornire. Se caracterizează timpul de descărcare al bateriei (în câteva minute) la puterea curentului de descărcare 25 A, indiferent de capacitatea nominală a bateriei. La discreția producătorului, este permisă stabilirea valorii capacității nominale la un mod de evacuare de 20 de ore în amperi-ore sau o capacitate de backup în câteva minute.

Temperatura electrolitului. Cu scăderea sa, capacitatea de evacuare a bateriilor este redusă. Motivul pentru aceasta este creșterea vâscozității electrolitului și a rezistenței sale electrice, care încetinește rata de difuzie a electrolitului în porii masei active. În plus, procesul de pasivare a electrodului negativ este accelerat cu o scădere a temperaturii.

Coeficientul de temperatură al rezervorului A prezintă modificarea capacității ca procent atunci când temperatura se modifică cu 1 ° C.

La testarea, capacitatea de descărcare obținută în timpul modului de descărcare pe termen lung din valoarea nominală de la temperatura de electrolidă este de +25 ° C.

Temperatura electrolitului la determinarea containerului pe un mod lung de descărcare în conformitate cu cerințele standardelor ar trebui să fie în intervalul de la +18 ° C până la +27 ° C.

Parametrii descărcării de pornire sunt evaluate pe durata de evacuare în minute și de tensiunea la începutul descărcării. Acești parametri sunt determinați pe primul ciclu la +25 ° C (verificarea bateriilor uscate) și pe ciclurile ulterioare la temperaturi -18 ° C sau -30 ° C.

Gradul de încărcare. Cu o creștere a gradului de încărcare, cu alte lucruri fiind egale, containerul crește și atinge valoarea maximă cu încărcarea completă a bateriei. Acest lucru se datorează faptului că, cu o încărcătură incompletă, numărul de materiale active de pe ambii electrozi, precum și densitatea electroliților, nu ating valorile lor maxime.

Energia și energia acumulatorului

Puterea bateriei W este exprimată în orele WATT și este determinată de produsul capacității sale de evacuare (încărcare) la tensiunea medie (încărcare).

Deoarece cu o modificare a modului de temperatură și descărcare, capacitatea bateriei și tensiunea sa de descărcare sunt modificate, apoi cu o scădere a temperaturii și creșterea curentului de descărcare, energia bateriei scade și mai semnificativ decât capacitatea sa.

În comparație cu sursele chimice de curent diferit în rezervoare, structuri și chiar de sistemul electrochimic, precum și în determinarea direcțiilor de îmbunătățire a acestora, utilizează indicatorul de energie specific, energia acoperită de masa unitară a bateriei sau volumul său. Pentru bateriile moderne de pornire fără plumb, o energie specifică la modul de evacuare de 20 de ore este de 40-47 W.

Cantitatea de energie dată de baterie pe unitate de timp se numește putere. Acesta poate fi determinat ca produs al dimensiunii curentului de descărcare pe tensiunea medie de descărcare.

Bateria auto-descărcare

Auto-descărcarea se numește scăderea capacității bateriilor cu un circuit extern deschis, care este, cu inacțiune. Acest fenomen este cauzat de procesele redox, care curg spontan atât pe electrozii negativi, cât și pe electrozi pozitivi.

Auto-descărcarea este deosebit de susceptibilă la un electrod negativ datorită dizolvării spontane a plumbului (masa activă negativă) într-o soluție de acid sulfuric.

Auto-descărcarea electrodului negativ este însoțită de eliberarea hidrogenului gazos. Viteza dizolvării spontane a plumbului crește semnificativ cu o creștere a concentrației de electroliți. Creșterea densității de electroliți de la 1,27 până la 1,32 g / cm3 conduce la o creștere a ratei de auto-descărcare a unui electrod negativ cu 40%.

Prezența impurităților diferitelor metale pe suprafața electrodului negativ are un efect foarte semnificativ (catalitic) pentru a crește viteza de încredere a conductei de plumb (datorită reducerii supratensiunii de eliberare a hidrogenului). Aproape toate metalele întâlnite sub formă de impurități în materii prime pentru baterii, electroliți și separatoare sau sub formă de aditivi speciali, contribuie la creșterea auto-descărcării. Constatarea pe suprafața electrodului negativ, facilitează condițiile de eliberare a hidrogenului.

O parte din impurități (sărurile metalelor cu valență variabilă) acționează ca purtători de taxe de la un electrod la altul. În acest caz, ionii metalici sunt restaurați pe un electrod negativ și sunt oxidați pe un pozitiv (un astfel de mecanism de auto-descărcare este atribuit ionilor de fier).

Auto-descărcarea unui material activ pozitiv se datorează reacției.

2 RO2 + 2H2S04 -\u003e PBSCU + 2H2O + O2 T.

Rata acestei reacții crește, de asemenea, odată cu creșterea concentrației de electroliți.

Deoarece reacția se realizează cu eliberarea de oxigen, viteza sa este în mare măsură determinată prin suprasolutirea oxigenului. Prin urmare, aditivii care reduc potențialul de izolare a oxigenului (de exemplu, antimoniu, cobalt, argint) vor contribui la viteza de creștere a reacției de încredere a dioxidului de plumb. Rata de auto-descărcare a materialului activ pozitiv este de mai multe ori mai mică decât rata de auto-descărcare a materialului activ negativ.

Un alt motiv pentru auto-descărcarea unui electrod pozitiv este diferența dintre potențialul materialului curentului și al masei active a acestui electrod. Microelementele electropate rezultate ca rezultat al acestei diferențe potențiale transformă conducerea plumbului debitului curent și dioxidul de plumb al masei active pozitive în sulfat de plumb.

De asemenea, descărcarea de descărcare poate apărea atunci când bateria este murdară sau inundată cu electroliți, apă sau alte lichide, care creează posibilitatea de descărcare prin filmul conductiv electric între polii bateriei sau jumperii săi. Acest tip de auto-descărcare nu diferă de curenții obișnuiți foarte mici la un lanț extern închis și elimină cu ușurință. Pentru a face acest lucru, este necesar să se conțină suprafața bateriilor curate.

Auto-descărcarea bateriilor depinde în mare măsură de temperatura electrolitului. Cu o scădere a temperaturii, auto-dezvăluirea scade. La temperaturi sub 0 ° C, noile baterii se opresc aproape. Prin urmare, stocarea bateriilor este recomandată în starea încărcată la temperaturi scăzute (până la -30 ° C).

În timpul funcționării, auto-descărcarea nu rămâne constantă și crește brusc până la sfârșitul duratei de viață.

Scăderea autocolozei este posibilă prin creșterea supratensiunii secțiunilor de oxigen și hidrogen pe electrozii bateriei.

Pentru aceasta, este necesar, în primul rând, să utilizați materiale mai curate pentru producerea bateriilor, reduceți conținutul cantitativ al elementelor de aliere în aliajele bateriei, utilizați numai

acidul sulfuric pur și distilat (sau aproape de acesta curat cu alte metode de purificare) apă pentru prepararea tuturor electroliților, atât în \u200b\u200bproducție, cât și în funcționare. De exemplu, din cauza unei scăderi a conținutului de antimoniu în aliajul de robinete curente de la 5% la 2% și utilizarea apei distilate pentru toate electroliții tehnologici, auto-descărcarea zilnică este redusă de 4 ori. Înlocuirea antimonei pe calciu vă permite să reduceți în continuare rata de auto-descărcare.

Reducerea descărcării de sine poate contribui, de asemenea, la aditivii substanțelor organice - inhibitori de auto-descărcare.

Utilizarea unui capac comun și a compușilor inter-elemente ascunse reduce în mare măsură viteza de descărcare auto-descărcare din curenții de scurgere, deoarece probabilitatea de comunicare galvanică între concluziile polului distilate îndepărtate este semnificativ redusă.

Uneori este auto-discordia numită o pierdere rapidă a rezervorului datorită unui scurtcircuit în interiorul bateriei. Un astfel de fenomen este explicat printr-o descărcare directă prin poduri conductive formate între electrozii de varietăți.

Aplicarea separatoarelor de plicuri în baterii non-servitoare

elimină posibilitatea de a formaliza scurtcircuite între electrozii de variemenă în timpul funcționării. Cu toate acestea, această probabilitate rămâne din cauza posibilelor eșecuri din echipament productie in masa. De obicei, un astfel de defect este detectat în primele luni de funcționare, iar acumulatorul este supus unui înlocuitor pentru garanție.

De obicei, gradul de auto-descărcare este exprimat ca procent din pierderea rezervorului pentru perioada stabilită de timp.

Prezentele actuale, standardele se caracterizează prin tensiunea descărcării de la început la -18 ° C după testare: inacțiune timp de 21 de zile la o temperatură de +40 ° C.

Baterie(Element) - constă din electrozii pozitivi și negativi (plăci de plumb) și separatoare care separă aceste plăci montate în carcasă și scufundate în electroliți (soluție de acid sulfuric). Acumularea de energie în baterie apare atunci când reacția chimică de oxidare este restabilită de electrozi.

Acumulator de acumulator Se compune din 2 sau mai multe secvențial sau (s) paralele cu secțiunile interconectate (baterii, elemente) pentru a furniza tensiunea și curentul dorit.Este capabil să acumuleze, să stocheze și să dea electricitate, pentru a asigura începutul motorului, precum și alimentarea aparatelor electrice atunci când motorul nu funcționează.

Baterie reîncărcabilă cu acid plumb - Baterie, în care electrozii sunt fabricați în principal din plumb, iar electrolitul este o soluție de acid sulfuric.

Masa activă- Aceasta este componenta electrozilor, care suferă schimbări chimice în timpul trecerii curentului electric în timpul încărcării de descărcare.

Electrod - Material conductiv capabil să producă curent electric atunci când reacția cu electrolitul.

Electrod pozitiv (anod) -electrodul (placa) Masa activă a căreia bateria încărcată constă din dioxid de plumb (PBO2).

Electrod negativ (catod) -electrodul, masa activă a căreia bateria încărcată constă din plumb spongios.

Grila de electroziacesta servește pentru a ține masa activă, precum și pentru alimentarea și eliminarea curentului la acesta.

Separator - Materialul folosit pentru a izola electrozii unul de celălalt.

Pole Concluziiserviți pentru încărcarea aprovizionării curente și pentru întoarcerea sa sub tensiunea generală a bateriei.

Conduce - (Рб) - element chimic al celui de-al patrulea grup al sistemului periodic D. I. Mendeleev, numărul secvenței 82, greutatea atomică 207.21, Valența 2 și 4. Plumb - metal albastru, proporția, într-o formă solidă de 11,3 g / cm 3 , scade la topire, în funcție de temperatură. Cele mai plastice dintre metale, este bine rulată la cea mai bună foaie și se duce ușor. Plumbul este ușor prelucrat, se referă la numărul de metale cu topire redusă.

Oxid de plumb (IV) (dioxid de plumb) PBO2 este o pulbere grea maro închisă având un miros caracteristic subtil de ozon.

Antimoniueste un metal alb argintiu-alb, cu o strălucire puternică, o structură cristalină. În contrast, plumbul este un metal solid, dar foarte fragil și ușor de zdrobit în bucăți. Antimonia este mult mai ușoară decât plumbul, cota sa este de 6,7 g / cm3. Apa și acizii slabi nu acționează asupra antimonei. Se dizolvă lent în acizi clorhidrați și sulfurici puternici.

Tuburi de celule Închideți găurile celulelor din capacul bateriei.

Tubul ventilației centraleservește pentru suprapunerea unei găuri de gaze-lingvistice în capacul bateriei.

Monobloc.- Acesta este un caz de baterie din polipropilenă separat de partiții în celule separate.

Apa distilataacesta completează bateria pentru a rambursa pierderile sale ca urmare a descompunerii apei sau a evaporării. Numai apa distilată trebuie utilizată pentru a elimina bateriile!

Electrolit Este o soluție de acid sulfuric în apă distilată, care umple volumele libere de celule și pătrunde în masa activă a electrozilor și separatoarelor.

Este capabil să efectueze un curent electric între electrozii imersați în ea. (Pentru banda de mijloc a Rusiei, o densitate de 1,27-1,28 g / cm3 la t \u003d + 20 ° C).

Electrolitul în mișcare redusă:Pentru a reduce pericolul de la spațierea electroliților din baterie, utilizați mijloace care reduc fluiditatea acestuia. Electrolitul poate fi adăugat substanțe care îl transformă în gel. O altă modalitate de a reduce mobilitatea electroliților este utilizarea de colegii de sticlă ca separatoare.

Deschideți bateria - O baterie având un tub cu o gaură prin care se umple apa distilată și produsele gazoase. Gaura poate fi echipată cu un sistem de ventilație.
Baterie închisă - Baterie, care este închisă în condiții normale, dar are un dispozitiv care permite eliberarea gazului atunci când presiunea internă depășește valoarea setată. De obicei, o umplere suplimentară a electrolitului într-o astfel de baterie nu este posibilă.
Baterie cu canelură uscată - Bateria stocată fără electroliți, plăci (electrozi) din care se află într-o stare încărcată uscată.

Tubular (Pacific) Placă - Placă pozitivă (electrod), care constă dintr-un set de tuburi poroase umplute cu masă activă.

Valva de siguranta - Detaliu al dopului de ventilație, care permite ieșirea gazului în cazul excesului de presiune internă, dar nu permite fluxului de aer în baterie.

Ampere-oră (a · H)- Aceasta este o măsură a energiei electrice egală cu produsul forței curente în amperi pentru timp în ore (rezervor).

Voltajul bateriei - Diferențe potențiale între ieșirile bateriei la descărcare.
Capacitatea bateriei - cantitatea de energie electrică dată de o baterie complet încărcată atunci când se evacuează până când se atinge tensiunea finală.

Rezistența interioară - Rezistența curentă printr-un element măsurat în OMAH. Se compune din rezistență la electroliți, separatoare și plăci. Componenta principală este rezistența la electroliți, care variază în funcție de modificarea temperaturii și concentrația de acid sulfuric.

Densitatea electrolitului - Ecaracteristicile corpului fizic egal cu raportul dintre masele sale la volumul ocupat. Se măsoară, de exemplu, în kg / l sau în g / cm3.

Durata de viata a bateriei - perioada lucrare utilă Baterii în condiții specifice.
Emplarea gazului - Formarea gazelor în procesul de electroliți de electroliți.

Auto-descărcarea - pierderea spontană a capacității rezervorului numai de baterie. Rata de auto-descărcare depinde de materialul plăcilor, impurităților chimice din electroliți, densitatea acestuia, de la puritatea bateriei și durata funcționării acestuia.

Baterie EMF.(Forța Electrică) este o tensiune la polul Concluziile unei baterii complet încărcate cu un circuit deschis, adică, cu absența completă a curenților de încărcare sau de descărcare.

Ciclu - o secvență de sarcină și de descărcare.

Formarea gazelor pe bateriile de plumb. Mai ales abundent se evidențiază în faza finală a încărcării bateriei de plumb.

Baterii de gel - Acestea sunt sigilate baterii cu plumb-acid (Nu este sigilată, deoarece o mică separare a gazelor atunci când apare supapele de deschidere), închise, complet întreținute (non-înlocuite) cu electrolit de acid în formă de gel (gel de uscare și gel electrolit gelat).

Tehnologia AGM. (Mat de sticlă absorbit) - Absorbția garniturilor din fibră de sticlă.

Întoarcerea în energie - raportul dintre cantitatea de energie dată în timpul descărcării bateriei, la cantitatea de energie necesară pentru sarcina inițială în anumite condiții. Rentabilitatea energiei pentru bateriile acide în condiții normale de funcționare este de 65%, iar pentru alcalina 55-60%.
Energie specifică - Energia care este dată bateriei atunci când este descărcată pe unitate a volumului V sau Mass M, adică W \u003d W / V sau W \u003d W / m. Energia specifică a bateriilor acide este de 7-25, nichel-cadmiu 11-27, nickel-fier 20-36, argint-zinc 120-130 W * h / kg.

Scurtcircuit în baterii Apare cu conexiunea electrică a plăcilor de polaritate diferită.

Bateriile sunt umplute cu acid sulfuric și în procedeul unui ciclu normal de descărcare-descărcare în ele, se disting gazele explozive (hidrogen și oxigenul). Pentru a evita rănirea personalului sau a deteriorării mașinii, respectă cu strictețe următoarele reglementări privind siguranța:

Înainte de a începe să lucrați cu toate componentele electrice ale mașinii, deconectați cablul de alimentare de la terminalul de baterie minus. Cu un cablu de putere minus, toate circuitele electrice din mașină vor fi deschise, ceea ce va împiedica închiderea accidentală a oricărei componente electrice pentru masă. Speranța electrică creează un potențial pericol de rănire și de incendiu.
Orice lucrare legată de baterie trebuie efectuată în ochelari de protecție.
Pentru a proteja împotriva acidului sulfuric, care este umplut cu o baterie, folosește îmbrăcăminte de protecție pe piele.
Nu încalcă reglementările de siguranță specificate în procedurile de întreținere atunci când accesați echipamentul utilizat pentru întreținerea și testarea bateriilor.
Este strict interzisă fumatul sau utilizarea focului deschis în imediata apropiere a bateriei.

Întreținerea bateriei actuale

Întreținerea curentă a bateriei este de a verifica curățenia cazului bateriei și, dacă este necesar, adăugați apă curată la acesta. Toți producătorii de baterii recomandă utilizarea apei distilate în acest scop, dar în cazul absenței sale, este posibil să se utilizeze apă potabilă cu săruri mici. Deoarece apa este singura componentă consumabilă a bateriei, pentru a încuraja acidul la baterie nu este permis. O parte din apa din electrolit este distrusă în procesul de încărcare și deversare a bateriei, dar acidul conținut în electroliți rămâne în bateria reîncărcabilă. Nu depășiți bateria cu un electrolit, deoarece în acest caz, bubbage normală (formarea gazului) care apare în electrolit în timpul procesului de baterie va duce la o scurgere de electroliți care cauzează coroziunea terminalelor bateriei, brațele de atașament și paletele. Bateriile reîncărcabile trebuie umplute cu un electrolit la o cilindru de aproximativ unu și jumătate (3,8 cm) sub partea superioară a gâtului de umplere.

Contactele cablurilor de alimentare conectate la baterie și bornele bateriei în sine trebuie examinate și curățate pentru a evita scăderea tensiunii asupra acestora. Unul dintre motive comune că motorul nu pornește, este slăbirea sau coroziunea contactelor cablurilor de alimentare conectate la bornele bateriei.

Smochin. Terminalul bateriei corect corectat

Smochin. Sa constatat că acest cablu de alimentare conectat la baterie a fost foarte corodat sub izolație. Deși coroziunea prin izolare a fost izolată, dar a rămas neobservată până când cablul a fost examinat cu atenție. Acest cablu este înlocuit.

Smochin. Verificați cu atenție toate bornele bateriei pentru semne de coroziune. În această mașină, două cabluri de alimentare sunt atașate la terminalul de baterie pozitiv cu un șurub lung. Aceasta este o cauză comună de coroziune, care determină o întrerupere a unui motor electric de pornire

Măsurarea EMF a bateriei

Forta electromotoare (EMF) este diferența dintre potențialele de electrozi pozitivi și negativi cu un circuit extern deschis.

Valoarea EDC depinde în principal de potențialul electrodului, adică Din proprietățile fizice și chimice ale substanțelor din care sunt fabricate plăci și electroliți, dar nu depind de dimensiunea plăcilor bateriei. Bateria acidă EMF depinde de densitatea electroliților.

Măsurarea puterii electromotoare (EMF) Bateria cu un voltmetru este o modalitate simplă de a determina gradul de încărcare. EMF al bateriei nu este un indicator care garantează performanța bateriei, dar acest parametru caracterizează complet starea bateriei, care este pur și simplu o inspecție. Bateria reîncărcabilă aspect Este destul de eficient, poate fi de fapt la fel de bun cum pare.

Această verificare se numește măsurători de tensiune muta inactivă (Verificarea EMF) Deoarece măsurarea se efectuează pe bornele bateriei fără o încărcătură conectată la aceasta, cu un curent de consum zero.

Dacă verificarea este efectuată imediat la sfârșitul încărcării bateriei sau în mașină la sfârșitul călătoriei, este necesar să eliberați bateria reîncărcabilă din emisia de polarizare înainte de măsurare. Polarizarea EMF este o creștere, comparativ cu normal, tensiune care apare numai pe suprafața plăcii bateriei. Polarizarea EMF dispare rapid când bateria funcționează sub sarcină, deci nu oferă o evaluare exactă a gradului de încărcare a bateriei.
Pentru a elibera bateria din polarizarea EMF, porniți farurile în modul o lumină îndepărtată Pentru un minut, și apoi, întoarceți-le și așteptați câteva minute.
Când motorul este oprit și restul echipamentului electric, cu ușa închisă (astfel încât lumina din cabină să fie oprită), conectați voltmetrul la bornele bateriei. Red, plus, firul de voltmetru conectați la terminalul plus al bateriei și negru, minus, firul la terminalul său minus.
Fixați citirea voltmetrului și comparați-o cu tabela de încărcare a bateriei. Tabelul de mai jos este adecvat pentru evaluarea gradului de încărcare a bateriei în valoarea EDC la temperatura camerei - de la 70 ° F până la 80 ° F (de la 21 ° C până la 27 ° C).

Masa

Baterie reîncărcabilă EMF (B)	Gradul de încărcare
12,6 V și mai sus	Percepute 100%
12,4	Percepute de 75%
12,2	Percepute de 50%
12	Percepute de 25%
11.9 și inferior	Cauza

Smochin. Voltmetrul prezintă tensiunea bateriei după un minut după lumina farurilor de pe (A). După oprirea farurilor, tensiunea măsurată pe bateria a fost recuperată rapid la 12,6 V (b)

NOTĂ

Dacă voltmetrul dă o citire negativă, atunci sau bateria este încărcată în polaritate inversă (și apoi să fie înlocuită) sau voltmetrul este conectat la baterie în polaritate inversă.

Măsurarea tensiunii bateriei reîncărcabile sub sarcină

Una dintre modalitățile cele mai exacte de a determina performanța bateriei este măsurarea tensiunii bateriei sub sarcină. În majoritatea testerii lansatoarelor și a caracteristicilor de încărcare ale bateriilor auto, un reostat de cărbune este utilizat ca o încărcătură a bateriei. Parametrii de încărcare sunt determinați de capacitatea nominală a bateriei reîncărcabile. Capacitatea nominală a bateriei se caracterizează prin valoarea curentului de pornire, care este capabilă să furnizeze o baterie la 0 ° F (-18 ° C) timp de 30 de secunde. Anterior, a fost utilizată caracteristica capacității nominale a bateriilor în ceasul AMPS. Măsurarea tensiunii bateriei sub sarcină se efectuează la valoarea curentului de descărcare egală cu jumătate din CSA nominală a bateriei curente sau a capacității nominale triple a bateriei în amperi-ore, dar nu mai puțin de 250 de amperi. Măsurarea tensiunii bateriei sub sarcină se efectuează după verificarea gradului încărcărilor sale de către intervalul încorporat sau prin măsurarea EMF a bateriei. Bateria trebuie încărcată cu cel puțin 75%. Încărcarea corespunzătoare este conectată la baterie și după 15 secunde de funcționare a bateriei, citirile de voltmetru sunt înregistrate sub sarcină când este conectată sarcina. Dacă bateria reîncărcabilă este bună, atunci mărturia voltmetrului ar trebui să rămână peste 9,6 V. Mulți producători de baterii recomandă măsurarea de două ori:

primele 15 secunde ale funcționării bateriei sub sarcină sunt utilizate pentru a exemplifica din polarizarea EMF.
al doilea 15 secunde - pentru a obține o estimare mai fiabilă a stării bateriei reîncărcabile

Între primul și al doilea ciclu de lucru sub sarcină, este necesar să se facă un extras de 30 de secunde pentru a da bateria pentru a restabili.

Smochin. Testerul caracteristicilor de pornire și încărcare ale bateriilor auto, eliberat de Bear Automotive, permite automat bateria verificată în mod curent în modul de funcționare timp de 15 secunde - pentru a scoate polarizarea EMF, apoi dezactivează încărcarea timp de 30 de secunde pentru a restabili bateria și pentru a conecta bateria încărcați pe 15 secunde. Afișajul tester afișează starea bateriei.

Smochin. TVA 40 Tester (voltarometru, model 40) de Sun Electric, conectat la baterie pentru testarea sub sarcină. Operatorul utilizând regulatorul curentului de încărcare stabilește cantitatea de curent de descărcare la ampermetru, egală cu jumătate din valoarea bateriei actualului CSA. Bateria funcționează sub sarcină timp de 15 secunde și la sfârșitul acestui interval de timp, tensiunea bateriei măsurată atunci când sarcina este conectată trebuie să fie mai mică de 9,6 V

NOTĂ

Unele testere pentru determinarea gradului de încărcare și eficiență a bateriei măsoară capacitatea bateriei. Respectați procedura de verificare stabilită de producătorul echipamentului de testare.

Dacă bateria nu a trecut testul sub sarcină, reîncărcați-l și repetați-l. În cazul în care a doua verificare sa încheiat fără succes, bateria este supusă înlocuirii.

Încărcare baterie

Dacă bateria este descărcată puternic, trebuie reîncărcată. Încărcarea bateriei, pentru a evita deteriorarea acestuia din cauza supraîncălzirii, este mai bine să se producă în modul de încărcare standard. Explicații privind modul standard de încărcare a bateriei sunt prezentate în figură.

Smochin. Acest dispozitiv de încărcare a bateriei este reglat pentru încărcarea bateriei cu un curent nominal de încărcare de 10 A. Încărcarea bateriei în modul standard, ca pe fotografia de mai sus, nu acționează atât de mult pe baterie, ca un mod de încărcare accelerat, în care Supraîncălzirea bateriei nu este eliminată batingul plăcilor bateriei

Trebuie amintit că pentru încărcarea unei baterii complet descărcate poate dura orele opt sau chiar mai mult. Inițial, este necesar să se mențină un curent de încărcare la aproximativ 35 A timp de 30 de minute - pentru a facilita începerea procesului de încărcare a bateriei. În modul de încărcare a bateriei accelerate, acesta este încălzit și crește riscul de acumulatori. În modul de încărcare accelerat, apare formarea de gaze îmbunătățită (hidrogen și izolarea oxigenului), ceea ce creează un pericol pentru sănătate și risc de incendiu. Temperatura acumulatorului acumulator nu trebuie să depășească 125 ° F (52 ° C, acumulatorul este fierbinte la atingere). Bateriile de încărcare este recomandată, de regulă, pentru a produce un curent de încărcare egal cu 1% din pașaportul actual SSO.

Modul de încărcare accelerat - un maxim de 15 a
Modul standard de încărcare - maxim 5 a

Se poate întâmpla cu fiecare!

Proprietar tOYOTA CAR. Bateria deconectată. După conectarea unei baterii noi, proprietarul a observat acest lucru bord Becul galben "Airbag" se aprinde, iar radioul a fost blocat. Proprietarul a achiziționat o mașină utilizată de la dealer și nu cunoștea codul secret de patru cifre necesar pentru a debloca radioul. Forțat să caute o modalitate de a rezolva această problemă, el a încercat să introducă trei numere diferite de patru cifre în speranța că una dintre ele este potrivită. Cu toate acestea, după trei încercări nereușite, radioul a fost complet deconectat.

Proprietarul supărat a făcut apel la dealer. Eliminarea problemei a costat mai mult de trei sute de dolari. Pentru a reseta semnalizarea "Airbagul" necesită un dispozitiv special. Radioul a trebuit să fie eliminat din mașină și să trimită la un alt stat la un centru de service autorizat și să se întoarcă pentru a reinstala în mașină.

Prin urmare, înainte de a opri bateria, asigurați-vă că sunteți de acord cu proprietarul mașinii - trebuie să vă asigurați că proprietarul este cunoscut pentru codul secret pentru includerea primului de radio codificat, care este utilizat simultan în sistemul de protecție al mașinii . Este posibil să fie necesar să utilizați dispozitivul de memorie de rezervă al receptorului radio atunci când bateria este dezactivată.

Smochin. Iată un gând bun. Tehnicianul a făcut o sursă de alimentare de rezervă dintr-un felinar vechi de baterii și un cablu cu un adaptor la priza brichetă. A conectat doar firele la concluziile bateriei care au avut un lanternă de baterie. Bateria lanternă este mai convenabilă decât bateria obișnuită de 9 volți - în cazul în care cineva vine să deschidă ușa mașinii la un moment dat când sursa de rezervă a memoriei este pornită în lanț. Bateria de 9 volți având un recipient mic în acest caz ar fi descărcat rapid, în timp ce capacitatea bateriei de lanternă este suficient de mare și este suficient să se asigure că chiar și atunci când iluminatul interior este pornit

Forta electromotoare

Forța electromotoare (EMF) a bateriei E se numește diferența în potențialul său de electrod, măsurată cu un lanț extern deschis.

Bateria EMF constând din bateriile conectate la seria N.

Este necesar să se distingă EMF-ul de echilibru al bateriei și eficiența non-echilibru a bateriei în timpul deschiderii lanțului înainte de stabilirea stării de echilibru (perioada procesului de tranziție). EMF este măsurat printr-un voltmetru de înaltă rezistență (rezistență internă de cel puțin 300 ohms / c). Pentru aceasta, voltmetrul este atașat la ieșirile bateriei sau bateriei. În același timp, un curent de încărcare sau de descărcare nu trebuie să curgă prin baterie (baterie).

Schimbarea emf a bateriei de la temperatură este foarte mică și poate fi neglijată în timpul funcționării.

Tensiunea în timpul încărcării și descărcării

La încărcarea bateriei, tensiunea la concluziile sale ar trebui să fie mai mult din ECD în cantitatea de pierderi interne. La începutul încărcării, saltul de tensiune are loc la dimensiunea pierderilor ohmice din interiorul bateriei și apoi o creștere accentuată a tensiunii datorită potențialului de polarizare cauzat în principal de o creștere rapidă a densității electroliților în porii masei active . Apoi, există o creștere a tensiunii lente, datorită creșterii în principal a Bateriei datorită unei creșteri a densității electroliților.

Când descărcarea bateriei, tensiunea de la cablurile sale este mai mică decât EDC prin valoarea scăderii interioare a tensiunii.

Tensiunea bateriei în timpul descărcării sale este determinată în principal de temperatura electrolitului și a puterii curentului de descărcare. După cum sa menționat mai sus, rezistența acumulatorului de plumb (bateriile) este ușor și în stare de sarcină este doar câteva. Cu toate acestea, cu curenții de evacuare a demarorului, a cărei rezistență este de 4-7 ori valoarea containerului nominal, scăderea interioară a tensiunii are un efect semnificativ asupra tensiunii de descărcare. O creștere a pierderilor ohmice cu o scădere a temperaturii este asociată cu creșterea rezistenței la electroliți. În plus, vâscozitatea electroliților crește brusc, ceea ce face dificilă difuarea acestuia în porii masei active și crește polarizarea concentrației (adică crește pierderea tensiunii în interiorul bateriei datorită scăderii concentrației de electroliți în porii electrozilor). La un curent de mai mult de 60 și dependența tensiunii de descărcare din rezistența curentă este aproape liniară la toate temperaturile.

Valoarea medie a tensiunii bateriei în timpul încărcării și descărcării este definită ca valorile medii aritmetice de tensiune măsurate la intervale egale

Întreținerea bateriei actuale

Măsurarea EMF a bateriei

Măsurarea tensiunii bateriei reîncărcabile sub sarcină

Încărcare baterie

Forta electromotoare

Tensiunea în timpul încărcării și descărcării

Alegerea editorilor