teoria bateriei

Prezentare generală

baterii de pornire auto - o sursă chimică de curent, efectul care se bazează pe utilizarea unor procese electrochimice reversibile. Cea mai simplă baterie de plumb este format dintr-un electrod pozitiv de substanță activă este dioxid de plumb (culoare maro închis) și un electrod negativ substanță activă este un burete de plumb (gri). În cazul în care ambii electrozi sunt puse într-un vas cu un electrolit (soluție de acid sulfuric în apă distilată), apoi o diferență de potențial între electrozi.

La conectarea sarcinii la electrozii (chiuveta) curge un curent electric în circuit, iar bateria va fi descărcată. În timpul descărcării electrolitului acid sulfuric uzat, în timp ce electrolitul în apă este eliberată. Prin urmare, ca o descărcare a bateriei plumb concentrația acidului sulfuric scade, datorită căruia densitatea electrolitului scade. Când are loc încărcarea reacțiilor chimice inverse - este eliberat în acidul sulfuric electrolit și se consumă apă. Astfel electrolit ca taxa crește densitatea. Deoarece descărcarea și reîncărcarea densitatea electrolitului variază, atunci valoarea sa poate judeca gradul de încărcare a bateriei, iar această utilizare în practică.

Caracteristicile principale ale bateriei sunt forță electromotoare electrice, tensiune și capacitate.

electromotoare (EMF) a bateriei este diferența de potențial între electrozii de la circuitul său exterior deschis. Amploarea FME baterie de electrolit în stare de funcționare depinde de densitatea (gradul de încărcare) și variază de la 1,92 până la 2,15 volți.

tensiunea bateriei este diferența de potențial între bornele sale, măsurată în sarcină. Pentru tensiunea nominală a bateriei de plumb este primită cantitate egală cu 2 volți. Tensiunea la o baterie descărcată depinde de intensitatea curentului de descărcare, durata descărcării și temperatura electrolitului; este întotdeauna mai mică decât valoarea FME descărcarea bateriei sub un anumit prag, numită tensiune finală de descărcare este inacceptabilă, deoarece aceasta poate duce la inversarea polarității și distrugerea masei electrodului activ. Tensiunea în timpul încărcării, în principal depinde de gradul de încărcare a bateriei, temperatura electrolitului și întotdeauna mai mare decât FME

Capacitatea bateriei este cantitatea de energie emanate o baterie complet încărcată la capătul său de descărcare la o tensiune de descărcare admisibilă. Capacitatea bateriei este măsurată în amperi-oră și este definit ca produsul a curentului de descărcare (în amperi) privind timpul de descărcare (în ore). Capacitatea bateriei depinde de cantitatea de masă activă (numărul și dimensiunea electrozilor), curentul de descărcare, densitatea și temperatura electrolitului, durata de viață a bateriei și este o caracteristică importantă a performanței. La valori mari ale curenților de refulare la temperaturi joase de electrolit, precum și la sfârșitul vieții capacitanță da o baterie redusă. Pentru o capacitate nominală de capacitatea bateriei este luată, care trebuie dată când bateria descărcare curentă de 20 de ore sau 10 ore de descărcare, adică când valoarea curentului de descărcare este numeric egală cu 0,05 și 0,1, respectiv, valoarea nominală a capacității.

acumulator auto de pornire este format din șase baterii identice conectate în serie. Cu această conexiune, tensiunea nominală a bateriei este suma tensiunilor nominale ale bateriilor individuale, și este de 12 volți și o capacitate nominală a bateriei este aceeași ca și capacitatea de o baterie.

Aducerea bateria în stare de lucru

Tabelul 1. Cantitatea de apă și soluție de acid pentru a prepara 1 litru de electrolit

necesar al
densitate
electrolit,
g / cm³

număr
apă, L

număr
soluție
acid sulfuric,
densitate
1,40 g / cm, L

baterii auto, fabricate în stare uscată încărcată, pentru conducere starea de funcționare este necesară pentru a umple electrolit și electrozii măsurat după impregnarea densității electrolitului și face încărcarea bateriei. Atunci când temperatura aerului la -15 ° C, se toarna in densitatea electrolitului bateriei 1,24 g / cm³. La o temperatură de -15 ° până la -30 ° C a crescut densitatea la 1,26, și la o temperatură sub -30 ° - până la 1,28 g / cm.

Electrolit Densitatea dorită poate fi preparat direct dintr-un acid și apă. Cu toate acestea, este mai convenabil să se folosească o soluție a densității de acid a 1,40g / cm³. Cantitatea de apă și o soluție necesară pentru prepararea de 1 litru de electrolit indicată în tabelul 1. Acidul sulfuric nu este luată în considerare în litri și kilograme. Pentru a converti litri la kilograme, este necesar să se utilizeze un coeficient de 1,83.

Densitatea electrolitului este măsurată folosind un hidrometru. Se compune dintr-un cilindru cu un bec de cauciuc și sifon densimetru tub și (float). La determinarea densității electrolitului să fie comprimat cu suflantă mână capăt al tubului de aspirație hidrometru pentru a intra în electrolit și apoi eliberați treptat pere. După densimetru pop-up în scara lui pentru a determina densitatea electrolitului în baterie. În măsurătorile necesare pentru a se asigura că densitometrul să plutească liber în electrolit (nu „lipesc“ la pereții cilindrului).

Densitatea electrolit depinde de temperatura. Temperatura inițială a electrolitului este considerată a fi de 25 ° C Pentru fiecare densitate variație de temperatură de 15 ° C variază de la aproximativ 0,01 g / cm. Prin urmare, atunci când se măsoară densitatea electrolitului trebuie luat în considerare temperatura și să facă corecție corespunzătoare la citirile hidrometrului folosind tabelul 2.

Se toarnă electrolitul din baterie trebuie să fie prelinge, aplicarea de porțelan, plastic ebonită sau o cană de sticlă și o polietilenă sau pâlnie ebonită.

Tabelul 2. Modificări la citirile hidrometrului

temperatură
electrolit ° C

modificarea
indicații g / cm 3

Temperatura de electrolit trebuie să fie sub 15 ° C și nu mai mare de 25 ° C După turnarea electrolitului și impregnarea electrozilor este nu mai devreme de 20 min și nu mai târziu de 2 de control chasa efectuate densitate electrolit. Dacă electrolitul scade densitatea de maximum 0,03 g / densitate cm³ împotriva umplerii electrolitului, se poate utiliza bateria. Dacă densitatea electrolitului scade cu mai mult de 0,03 g / cc, bateria trebuie reîncărcată. Durata de încărcare În primul rând depinde de durata de depozitare a bateriei într-o formă uscată de la fabricație pentru a aduce în funcțiune. End float este determinată printr-o tensiune constantă a bateriei și densitatea electrolitului timp de 2 ore.

ÎNCĂRCARE

Bateriile reîncărcabile sunt încărcate atunci când sunt activate stare de funcționare, în timpul unui control al ciclului de formare, și periodic în timpul funcționării și a deversărilor sub limitele acceptabile. În pregătirea pentru densitatea de încărcare se măsoară și nivelul electrolitului în toate acumulatoarele bateriei. În baterii, în cazul în care nivelul este insuficient, acesta este adus înapoi la topping normală cu apă distilată (dar nu electrolitul!).

Taxa bateriilor de stocare de plumb ar trebui să fie efectuate de către sursa de curent continuu. În acest încărcător proiectat pentru încărcarea unei baterii de 12 volți ar trebui să ofere posibilitatea de a crește tensiunea de încărcare la 16,0-16,5 V, deoarece bateria nu necesită întreținere moderne în caz contrar nu poate fi încărcată este complet (până la 100% din capacitatea sa reală). plumb pozitiv (terminal), încărcătorul este conectat la borna pozitivă a bateriei, un negativ - negativ. În practică de funcționare, sunt, de obicei, una dintre cele două metode de încărcare a bateriei: taxa la curent constant sau la taxa de tensiune constantă. Ambele metode sunt echivalente în ceea ce privește impactul lor asupra longevității bateriei.

taxa de curent constant la o valoare curentă este făcută egală cu 0,1 ori mai mare decât capacitatea nominală de la regimul de descărcare de 20 de ore. De exemplu, capacitatea bateriei de 60 Ah curent de încărcare trebuie să fie egală cu 6 A. Pentru a menține un curent constant în timpul procesului de încărcare dispozitiv trebuie să controleze. Dezavantajul acestei metode - necesitatea unui control continuu și reglarea curentului de încărcare, și gazarea excesivă la sfârșitul încărcare. Pentru a reduce degazare și de a îmbunătăți gradul de încărcare a bateriei este reducerea în trepte a curentului oportun cu creșterea tensiunii de încărcare. Când tensiunea ajunge 14,4 V, curentul de încărcare este redus la jumătate (3 amperi pentru capacitatea bateriei de 60 Ah) și la un astfel de curent continuă să se încarce înainte de începerea gazarea. Când încărcarea bateriilor, care au deschideri pentru umplerea cu apă, este de dorit atunci când tensiunea de încărcare crește la 15 V reduce din nou curentul de două ori (1,5 Capacitatea bateriei de 60 Ah). Bateria este considerat complet încărcat atunci când curentul și tensiunea în timpul încărcării stocate, fără a schimba timp de 1-2 ore. Pentru baterii nu necesită întreținere moderne o astfel de condiție se produce atunci când tensiunea de 16,3-16,4 V, în funcție de compoziția aliajelor electrolit și Grile de puritate (la nivelul său normal).

Temperatura electrolitului în timpul crește bateriei, astfel încât este necesar să se controleze valoarea sa, mai ales spre sfârșitul încărcare. Dimensiunea acesteia nu trebuie să depășească 45 ° C. Dacă temperatura este mai sus, reduce la jumătate curentul de încărcare sau de a întrerupe o taxă pentru timpul necesar pentru răcirea electrolitului până la 30 ... 35 ° C

Dacă la sfârșitul densității electrolitului diferă de norma, este necesar să se facă reumplerea ajustarea de apă distilată, în cazurile în care mai mare decât densitatea de normală sau reumplerea densității acidului sulfuric de 1,40 g / cc când este mai mică decât în ​​mod normal. densitate de finisare se poate face numai la sfârșitul încărcare, atunci când densitatea electrolitului nu mai crește, și în „punctul de fierbere“ asigură o amestecare rapidă și completă. Numărul sângera electrolit și se adaugă apă sau o soluție acidă pentru fiecare baterie poate fi determinată utilizând tabelul de date 3. După corecție încărcare continuă timp de 30-40 minute, densitatea măsurată apoi din nou, iar dacă aceasta este diferită de norma, să-l frâneze.

Tabelul 3. Standarde exemplari cm³ finisare densitatea electrolitului în volumul de un litru

Densitatea electrolitului în baterie, g / cm3

Densitatea necesară, g / cm3

Nivelul electrolitului industriale se stabilește după ajustarea densității și nu mai devreme de 30 de minute după decuplarea bateriei de taxa. Dacă nivelul electrolitului este sub normal în bateria trebuie să adăugați un electrolit de aceeași densitate.

Atunci când încărcarea cu un nivel constant de încărcare de tensiune de încărcare a bateriei terminarea este direct dependentă de mărimea tensiunii de încărcare, care oferă un încărcător. Astfel, de exemplu, 24 de ore de încărcare continuă, la o tensiune de 14,4 V este complet descărcat baterie de 12 volți este încărcat la 75-85%, la o tensiune de 15 V - 85-90%, iar la o tensiune de 16 V - 95-97% . încărcați complet o baterie descărcată timp de 20-24 ore poate fi la un încărcător de tensiune 16,3-16,4 V. La început, curentul de comutare valoarea ei poate ajunge la 40-50 A sau mai mult, în funcție de rezistența internă (capacitate) și adâncimea de descărcare a bateriei. Prin urmare, schema de alimentare încărcător limitează curentul maxim de încărcare. Deoarece tensiunea de încărcare la bornele bateriei se apropie treptat tensiunea de încărcare și de încărcare valoarea actuală, respectiv, scade și se apropie de zero la sfârșitul încărcare. Aceasta permite taxa fără intervenție umană într-un mod complet automat. Criteriul de închidere în mod greșit taxa în astfel de dispozitive se consideră atingerea tensiunii la bornele bateriei la sarcina sa, egal cu 14,4 ± 0,1 V. În acest caz, de obicei semnalul verde care indică o tensiune de finală dorită, adică închiderea de încărcare. Cu toate acestea, pentru satisfăcătoare (90-95%) de baterie care nu necesită întreținere taxa moderne, prin intermediul unor astfel de încărcătoare cu o tensiune maximă de încărcare 14,4-14,5 V, necesită aproximativ o zi.

Metodă accelerată de încărcare combinată utilizată atunci când nevoia de încărcare completă a bateriei în timp scurt. taxa combinată accelerată se face în două etape. În prima fază de încărcare a bateriei se efectuează la o tensiune de încărcare constantă, a doua etapă - la un curent de încărcare constantă. Tranziția pentru a încărca bateria cu un curent de încărcare constantă se realizează în timp ce reducerea la prima etapă a taxei la o valoare 1.10 din container.

Ciclul de testare și de formare

Testarea și formarea ciclului se realizează pentru a monitoriza starea tehnică a bateriilor, verificați capacitatea de date de la acestea, repara bateriile rămas în urmă. Mai puțin dezvoltate sunt acele baterii baterii, parametrii sunt sub restul.

Atunci când ciclul de control efectuat de formare:

• încărcare completă preliminar;
• referință (formare), descărcarea de gestiune modul curent de 10 ore;
• încărcare completă finală.

Tabelul 4. Mărimea curentului de descărcare în timpul KTC

Curenți de descărcare, A

Preliminar de încărcare completă atunci când curentul de încărcare se face TCC, marimea 1/10 capacitatea bateriei. Înainte de a începe controlul descărcării temperaturii electrolitului trebuie să fie de 18 ... 27 ° C, Amplitudinea curentului de descărcare pentru bateria trebuie să fie specificate în tabelul 4.

Constanța curentului de descărcare trebuie respectate cu atenție în timpul descărcării. Deversarea se efectuează până la o tensiune finală de 10,2 V. Atunci când tensiunea scade la 11,1 Măsurătorile sunt realizate la fiecare 15 minute, iar când tensiunea scade la 10,5 Măsurătorile sunt efectuate în mod continuu până la sfârșitul încărcării.

Capacitatea de numărare, da bateria ca procent din valoarea nominală efectuate pe masă. Capacitatea reală, pentru a da un control la descărcarea, poate fi mai mică sau mai mare decât nominal. Finale Bateriile auto complete de încărcare efectuate normală de curent, în conformitate cu încărcare toate regulile cu reglaj fin densitatea electrolitului la sfârșitul taxei.