ما هي بطارية جل أنبوبي؟
هناك مزايا مميزة لتكنولوجيا بطاريات الرصاص الحمضية مقارنة ببطارية ليثيوم أيون والأنظمة الكهروكيميائية الأخرى. تعد القدرة على تحمل التكاليف والموثوقية وقابلية إعادة التدوير والسلامة من القضايا الرئيسية في اختيار البطارية المناسبة لتطبيق معين وستحرز بطاريات الرصاص الحمضية درجة عالية في هذه الفئات. ومع ذلك ، هناك عيب عند استخدام بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية المغمورة لتطبيقات الدورة العميقة. هذه هي الصيانة اللازمة لملء البطاريات بسبب فقد المياه بالغاز. في العديد من التطبيقات ، كما هو الحال في تطبيقات بطارية الجر ، هناك حاجة لإعادة شحن البطارية بالكامل في إطار زمني محدود.
سيتطلب هذا عادةً جهدًا أعلى مما يؤدي بدوره إلى انهيار وفقدان الماء من المنحل بالكهرباء من خلال الغاز. ستتطلب بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة تعبئة المياه ، مما يتسبب في إزعاج وتكاليف وفي التركيبات الكبيرة التي تتطلب غالبًا معدات استخراج باهظة الثمن. هناك أيضًا عيوب أخرى ، خاصةً مع النقل والتخزين والتخلص. يُصنف الحمض السائل الموجود في بطارية الرصاص الحمضية على أنه مادة خطرة للنقل. في حين أن هذا لا يعتبر مشكلة داخل الصناعة ، التي تعمل باستخدام إجراءات آمنة ومثبتة ، فمن الأفضل بكثير تجميد الحمض لمنع الانسكابات.
الفرق بين الجل والبطارية الأنبوبية
ما الفرق بين بطارية الجل والبطارية العادية؟ هذا سؤال كثيرا ما نطرحه علينا. في البطارية الأنبوبية التي تغمرها المياه ، يتدفق الحمض بحرية داخل الخلايا. توجد فتحة تهوية في الأعلى يتم من خلالها إضافة الماء لتعويض الخسائر الطبيعية التي تحدث بسبب الغازات. يجب استخدام البطارية المغمورة أو البطارية المهواة في وضع رأسي.
بطارية اللوح الأنبوبي – كيف يتم تجميد الحمض في بطاريات Gel و AGM
إحدى النتائج المحظوظة لتجميد الحمض هو أنه يخلق القدرة على إعادة تجميع غازات الهيدروجين والأكسجين التي يتم إنتاجها من انهيار الماء داخل البطارية عند الشحن. هناك طريقتان رئيسيتان لتثبيت الحمض:
- استخدام بساط زجاجي ماص الذي يثبت الحمض في مكانه يسمى بطاريات AGM VRLA &
- الآخر ، إضافة مسحوق السيليكا الناعم لصنع هلام كما هو الحال في بطارية حمض الرصاص هلام الاسطواني
كلتا الطريقتين ، على الرغم من اختلافهما الشديد ، تحقق هدف التثبيت في بطاريات Gel و AGM.
كما أنها توفر فائدة إضافية تتمثل في إعادة تجميع الغازات المنبعثة في الشحن لإصلاح المياه ، وبالتالي التخلص من الحاجة إلى إجراءات صيانة إضافة الماء المذكورة سابقًا لبطاريات الرصاص الحمضية المغمورة. من بين هاتين الطريقتين ، يُعرف استخدام الإلكتروليت المملوء بالسيليكا عالميًا باعتباره أفضل حل لتصميمات بطارية الرصاص الحمضية الأنبوبية ذات التفريغ العميق. هناك سببان رئيسيان لذلك: الأول هو أن استخدام الإلكتروليت المتبلور يسمح باستخدام لوحة الرصاص الموجبة الأنبوبية ، والتي يُعرف أنها توفر أفضل خصائص الدورة العميقة لبطاريات الرصاص الحمضية. السبب الثاني هو أنه يتم تجنب التقسيم الطبقي للحمض المرتبط بالتفريغ العميق وإعادة الشحن بجهد محدود دون استخدام الغاز ، في بطارية الهلام الأنبوبية.
هذه مزايا مهمة إذا كان لديك متطلبات دورة عميقة كما هو الحال في تطبيقات البطاريات الشمسية. يوفر استخدام بطاريات لوحة الرصاص الأنبوبية أقوى تصميم لبطاريات هلامية الرصاص الحمضية مع أعلى قدرة دورة عميقة لجميع تصميمات حمض الرصاص. تعتبر مقاومة التقسيم الطبقي في بطارية الهلام الأنبوبية ذات فائدة كبيرة في العديد من التطبيقات التي تعمل في حالة الشحن الجزئي (PSoC) مثل الطاقة الاحتياطية ، UPS وأسواق البيئة النظيفة للطاقة الشمسية.
تكنولوجيا بطارية هلام أنبوبي
تتمثل المزايا الرئيسية لبطاريات الجل الأنبوبية في عدم الحاجة إلى شحن البطارية. فلماذا يعتبر عدم وجود ميزة إضافية مثل هذه الميزة؟ عليك أن تفكر في مشاكل صيانة بطاريات الرصاص الحمضية في المواقع البعيدة التي يصعب الوصول إليها. في البطاريات التي غمرتها المياه ، إذا نسيت ملؤها بالماء ، فقد تجف وتفشل. يمكن أن تكون تكلفة صيانة هذه البطاريات المغمورة بزيارات شهرية أو ربع سنوية منتظمة عالية جدًا. بالنسبة إلى الأعمال التجارية ، يمكن أن يجعل هذا التثبيت غير اقتصادي.
عيوب البطارية الأنبوبية؟ لا أحد!
مصنعي بطاريات الجل الاسطوانية في الهند
سعر بطارية هلام أنبوبي
الجانب الآخر من هذه العملة باهظة الثمن هو الصيانة ، لا سيما في البيئات التجارية حيث تعد موثوقية المعدات مفتاحًا لتوفير خدمة موثوقة ومنتظمة. إذا فشلت البطاريات في تشغيل المعدات الأساسية بسبب نقص الصيانة ، فقد تكون التداعيات على المصداقية والسمعة كبيرة. بالنسبة للمستخدم الخاص ، يمكن أن يكون محبطًا بنفس القدر. على سبيل المثال ، ليس من السهل أحيانًا الوصول إلى البطاريات المثبتة والحصول على الماء المقطر ، ناهيك عن الاحتفاظ بسجل وسجلات لمطالبات الضمان المحتملة. وبالطبع ، هناك موقف حيث نكون مشغولين للغاية ويمكن أن يكون الوصول إلى البطاريات وصيانتها تمرينًا مستنزفًا للوقت حقًا.
هناك أيضًا تلك البيئات النظيفة حيث يمكن أن ينتج عن شحن البطاريات أبخرة ضارة أو حتى متفجرة ، خاصة في الأماكن الضيقة. هذا مناسب للبطاريات المستخدمة في النسخ الاحتياطي للكمبيوتر وتطبيقات المعدات الطبية حيث يتم حفظ البطاريات في خزانات أو داخل معدات معقدة وحساسة. لإزالة الأدخنة من بطاريات الشحن ، من الضروري أحيانًا تركيب معدات استخراج باهظة الثمن لإزالة غاز الهيدروجين المتفجر والأبخرة الحمضية المسببة للتآكل من الأماكن الضيقة في الخزانات أو المعدات.
لا يتقدم في التسرب في بطارية الجل الاسطوانية VRLA
هناك أيضًا تطبيقات بيئة نظيفة كما هو الحال في المستشفيات وتخزين المواد الغذائية. في هذه البيئات ، يمكن أن تلوث الروائح والغازات المسببة للتآكل الطعام أو تضر بصحة الإنسان. إذا نظرنا مرة أخرى إلى تطبيقات المستهلكين ، فإن آخر شيء يحتاجون إليه هو بطارية في منازلهم أو مرآبهم أو بنك الطاقة الشمسية ، والتي تنتج غازات متفجرة أو أبخرة أكالة عند الشحن.
بطاريات الجل هي بطاريات محكمة الغلق. لا تسرب. لا يوجد خطر من تسرب الحمض. فهي لا تحتاج إلى صيانة. تصنفهم على أنهم غير خطرين للنقل ، عن طريق السكك الحديدية أو الجو. لا يوجد أي تآكل في المحطات.
تتمتع بطاريات الجل الأنبوبية بعمر طويل جدًا
لا يوجد خطر حدوث تسرب في بطارية هلام أنبوبي حيث أن الإلكتروليت في شكل هلام. يمكن استخدام بطارية الجل الأنبوبية في أي اتجاه لأنها لا يمكن أن تتسرب. إذا سقطت بطارية الجل الأنبوبية أو تحطمت ، فلن يكون هناك انسكابات حمضية. لن يكون هناك أي ضرر بيئي ناتج عن الانسكاب العرضي للحمض مثل البطارية المغمورة. بطارية الجل الاسطوانية مقاومة للاهتزازات والصدمات. لا تطلق غازات قابلة للانفجار كما هو الحال في تركيبات بنوك البطاريات الكبيرة للبطاريات المغمورة.
يتعافى من التفريغ العميق بسرعة
تتعافى بشكل أسرع من التفريغ العميق أو إذا تركت مفرغة على مدى فترة طويلة. لديهم عمر ضخم وتأتي مجانية الصيانة!
العيب الوحيد لبطارية الجل الاسطوانية هو التكلفة الأولية مقارنة بالبطارية المغمورة أو بطارية AGM. عادة ما تكلف بطارية الجل الأنبوبية 30 إلى 40٪ أكثر من البطاريات العادية. على الرغم من أن هذه التكلفة تبدو أكثر ، إلا أنه يتم تعويضها بسهولة من خلال عائد الاستثمار كما هو موضح أعلاه. بخلاف التكلفة هناك مزايا فقط!
بطاريات جل أنبوبية - ميزة تصميم مهمة
إذن ، كيف يعمل هذا المزيج من لوحة الرصاص الأنبوبية والكهارل GEL؟ لكي نفهم ، علينا أن ننظر إلى عدة عناصر تساهم في خصائص البطارية ، وهي:
إلكتروليت مثبت في شكل هلام لضمان عدم الانسكاب وأيضًا لتمكين نقل الهيدروجين والأكسجين المنطلق عند الشحن (والذي يتم الاحتفاظ به داخل البطارية تحت الضغط) ليتم إعادة تجميعه لتكوين الماء. تمتد فائدة التثبيت إلى أبعد من ذلك ، فهو يمنع تكوين طبقات حامضية بكثافات مختلفة داخل الخلايا ، تسمى طبقات الحمض.
في البطاريات المغمورة وأحيانًا تصميمات AGM VRLA ، يمكن أن ينخفض حمض الكبريتيك ذو الجاذبية الأكثر كثافة المنتج في ألواح الرصاص أثناء الشحن إلى قاع الخلية عن طريق الجاذبية ، مما يترك حمض الجاذبية النوعية الأضعف في الأعلى. تعاني البطاريات في هذه الحالة من فشل مبكر بسبب كبريتات البطارية وفقدان القدرة المبكر (PCL) وتآكل الشبكة. تتغلب بطاريات الجل الاسطوانية على هذه المشكلة عن طريق “تبلور” الحمض ولا تعاني من التقسيم الطبقي الحمضي – وهو وضع خطير للفشل في الخلايا الطويلة جدًا التي يجب أن تظل عموديًا. ميكروتكس لديها مصنع لتصنيع بطاريات الجل الاسطوانية مستورد من ألمانيا ويستخدم السيليكا المستوردة عالية الجودة لإعطاء عمر وأداء لا هوادة فيه لبطارية الجل الأنبوبية الخاصة بهم.
تستخدم البطاريات الزجاجية الماصة أو بطاريات AGM حصيرة زجاجية مثل الإسفنج للاحتفاظ بحمض الكبريتيك داخل الخلية. لا يوجد حمض كبريتيك حر ويطلق عليه عمومًا بطارية حالة إلكتروليت جائعة. تستخدم أنواع البطاريات AGM ألواح الرصاص المسطحة للأقطاب الموجبة والسالبة ، والتي على عكس الألواح الموجبة الأنبوبية تكون أكثر عرضة للتآكل. تتمتع بطاريات AGM بعمر أقل مقارنة بأنواع الهلام الأنبوبي للبطاريات.
تستخدم أنواع الهلام الأنبوبي للبطارية التصميم الأنبوبي للوحة الرصاص للبطارية.
هذا في الأساس عبارة عن عمود فقري من سبائك الرصاص المصبوب بالضغط بدلاً من شبكة مصبوبة بالجاذبية ، والتي يتم تغطيتها بقفاز من القماش ثم مملوءة بالمادة النشطة الإيجابية (PAM). يمكن أن يكون هذا إما مسحوق أكسيد الرصاص الجاف أو ملاط أكسيد الرصاص الرطب. يتميز تصميم البطاريات الأنبوبية للوحة بميزتين: الأولى هي أن لديها مساحة سطح أعلى ملامسة لحمض الكبريتيك لإعطاء استخدام أفضل للمواد (بنسبة تصل إلى 60٪). (كما رأينا في الصورة أعلاه). السبب الثاني هو أن أنواع الهلام الأنبوبي من البطاريات وخلايا 2 فولت تتمتع بأعلى دورة حياة لمجموعة بطاريات الرصاص الحمضية بالكامل.
أنبوبي مقابل بطارية هلام
هناك مزايا مميزة لتكنولوجيا بطاريات الرصاص الحمضية مقارنة ببطارية ليثيوم أيون والأنظمة الكهروكيميائية الأخرى. تعد القدرة على تحمل التكاليف والموثوقية وقابلية إعادة التدوير والسلامة من القضايا الرئيسية في اختيار البطارية المناسبة لتطبيق معين وستحرز بطاريات الرصاص الحمضية درجة عالية في هذه الفئات. ومع ذلك ، هناك عيب عند استخدام بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية المغمورة لتطبيقات الدورة العميقة. هذه هي الصيانة اللازمة لملء البطاريات بسبب فقد المياه بالغاز. في العديد من التطبيقات ، كما هو الحال في تطبيقات بطارية الجر ، هناك حاجة لإعادة شحن البطارية بالكامل في إطار زمني محدود.
سيتطلب هذا عادةً جهدًا أعلى مما يؤدي بدوره إلى انهيار وفقدان الماء من المنحل بالكهرباء من خلال الغاز. ستتطلب بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة تعبئة المياه ، مما يتسبب في إزعاج وتكاليف وفي التركيبات الكبيرة التي تتطلب غالبًا معدات استخراج باهظة الثمن. هناك أيضًا عيوب أخرى ، خاصةً مع النقل والتخزين والتخلص. يُصنف الحمض السائل الموجود في بطارية الرصاص الحمضية على أنه مادة خطرة للنقل. في حين أن هذا لا يعتبر مشكلة داخل الصناعة ، التي تعمل باستخدام إجراءات آمنة ومثبتة ، فمن الأفضل بكثير تجميد الحمض لمنع الانسكابات.
بطارية حمض الرصاص الهلامية الأنبوبية - كيف يتم تجميد الحمض في بطاريات Gel و AGM
إحدى النتائج المحظوظة لتجميد الحمض هو أنه يخلق القدرة على إعادة تجميع غازات الهيدروجين والأكسجين التي يتم إنتاجها من انهيار الماء داخل البطارية عند الشحن. هناك طريقتان رئيسيتان لتثبيت الحمض:
- استخدام بساط زجاجي ماص الذي يثبت الحمض في مكانه يسمى بطاريات AGM VRLA &
- الآخر ، إضافة مسحوق السيليكا الناعم لصنع هلام كما هو الحال في بطارية حمض الرصاص هلام الاسطواني
كلتا الطريقتين ، على الرغم من اختلافهما الشديد ، تحقق هدف عدم الحركة في بطاريات الهلام والبطاريات.
كما أنها توفر فائدة إضافية تتمثل في إعادة تجميع الغازات المنبعثة مقابل الشحن لإصلاح المياه ، وبالتالي إزالة الحاجة إلى إجراءات صيانة إضافة الماء المذكورة سابقًا لبطاريات الرصاص الحمضية المغمورة. من بين هاتين الطريقتين ، فإن استخدام الإلكتروليت المغطى بالسيليكا معترف به عالميًا باعتباره أفضل حل لتصميمات بطاريات الرصاص الحمضية الأنبوبية ذات التفريغ العميق. هناك سببان رئيسيان لهذا: الأول هو أن استخدام الإلكتروليت المتبلور يسمح باستخدام لوحة الرصاص الموجبة الأنبوبية ، والتي يُعترف بها على أنها توفر أفضل خصائص الدورة العميقة لبطاريات الرصاص الحمضية. السبب الثاني هو أنه يتم تجنب التقسيم الطبقي للحمض المرتبط بالتفريغ العميق وإعادة الشحن بجهد محدود دون استخدام الغاز ، في بطارية الهلام الأنبوبية.
هذه مزايا مهمة إذا كان لديك متطلبات دورة عميقة كما هو الحال في تطبيقات البطاريات الشمسية. يوفر استخدام بطاريات لوحة الرصاص الأنبوبية أقوى تصميم لبطاريات هلامية الرصاص الحمضية مع أعلى قدرة دورة عميقة لجميع تصميمات حمض الرصاص. تعتبر مقاومة التقسيم الطبقي في بطارية الهلام الأنبوبية ذات فائدة كبيرة في العديد من التطبيقات التي تعمل في حالة الشحن الجزئي (PSoC) مثل الطاقة الاحتياطية ، UPS وأسواق البيئة النظيفة للطاقة الشمسية.
بطاريات الجل الاسطوانية - حياة طويلة
لا يوجد خطر حدوث تسرب في بطارية هلام أنبوبي حيث أن الإلكتروليت في شكل هلام. يمكن استخدام بطارية الجل الأنبوبية في أي اتجاه لأنها لا يمكن أن تتسرب. إذا سقطت بطارية الجل الأنبوبية أو تحطمت ، فلن يكون هناك انسكابات حمضية. لن يكون هناك أي ضرر بيئي ناتج عن الانسكاب العرضي للحمض مثل البطارية المغمورة. بطارية الجل الاسطوانية مقاومة للاهتزازات والصدمات. لا تطلق غازات قابلة للانفجار كما هو الحال في تركيبات بنوك البطاريات الكبيرة للبطاريات المغمورة.
بطاريات الجل الاسطوانية – استعادتها من التفريغ العميق بسرعة
تتعافى بشكل أسرع من التفريغ العميق أو إذا تركت مفرغة على مدى فترة طويلة. لديهم عمر ضخم وتأتي صيانة مجانية!
العيب الوحيد لبطارية الجل الاسطوانية هو التكلفة الأولية مقارنة بالبطارية المغمورة أو بطارية AGM. عادة ما تكلف بطارية الجل الأنبوبية 30 إلى 40٪ أكثر من البطاريات العادية. على الرغم من أن هذه التكلفة تبدو أكثر ، إلا أنه يتم تعويضها بسهولة من خلال عائد الاستثمار كما هو موضح أعلاه. بخلاف التكلفة هناك مزايا فقط!
بطاريات الجل الاسطوانية – التصاميم الرئيسية
إذن ، كيف يعمل هذا المزيج من لوحة الرصاص الأنبوبية والكهارل GEL؟ لكي نفهم ، علينا أن ننظر إلى العديد من العناصر التي تساهم في خصائص البطارية ، وهي:
إلكتروليت مثبت في شكل هلام لضمان عدم الانسكاب وأيضًا لتمكين نقل الهيدروجين والأكسجين المنطلق عند الشحن (والذي يتم الاحتفاظ به داخل البطارية تحت الضغط) ليتم إعادة تجميعه لتكوين الماء. تمتد فائدة التثبيت إلى أبعد من ذلك ، فهو يمنع تكوين طبقات حامضية بكثافات مختلفة داخل الخلايا ، تسمى طبقات الحمض.
في البطاريات المغمورة وأحيانًا تصميمات AGM VRLA ، يمكن أن ينخفض حمض الكبريتيك ذو الجاذبية الأكثر كثافة المنتج في ألواح الرصاص أثناء الشحن إلى قاع الخلية عن طريق الجاذبية ، مما يترك حمض الجاذبية النوعية الأضعف في الأعلى. تعاني البطاريات في هذه الحالة من فشل مبكر بسبب كبريتات البطارية وفقدان القدرة المبكر (PCL) وتآكل الشبكة. تتغلب بطاريات الجل الاسطوانية على هذه المشكلة عن طريق “تبلور” الحمض ولا تعاني من التقسيم الطبقي الحمضي – وهو وضع خطير للفشل في الخلايا الطويلة جدًا التي يجب أن تظل عموديًا. ميكروتكس لديها مصنع لتصنيع بطاريات الجل الاسطوانية مستورد من ألمانيا ويستخدم السيليكا المستوردة عالية الجودة لإعطاء عمر وأداء لا هوادة فيه لبطارية الجل الأنبوبية الخاصة بهم.
تستخدم البطاريات الزجاجية الماصة أو بطاريات AGM حصيرة زجاجية مثل الإسفنج للاحتفاظ بحمض الكبريتيك داخل الخلية. لا يوجد حمض كبريتيك حر ويطلق عليه عمومًا بطارية حالة إلكتروليت جائعة. تستخدم أنواع البطاريات AGM ألواح الرصاص المسطحة للأقطاب الموجبة والسالبة ، والتي على عكس الألواح الموجبة الأنبوبية تكون أكثر عرضة للتآكل. تتمتع بطاريات AGM بعمر أقل مقارنة بأنواع الهلام الأنبوبي للبطاريات.
تستخدم أنواع الهلام الأنبوبي للبطارية التصميم الأنبوبي للوحة الرصاص للبطارية.
هذا في الأساس عبارة عن عمود فقري من سبائك الرصاص المصبوب بالضغط بدلاً من شبكة مصبوبة بالجاذبية ، والتي يتم تغطيتها بقفاز من القماش ثم مملوءة بالمادة النشطة الإيجابية (PAM). يمكن أن يكون هذا إما مسحوق أكسيد الرصاص الجاف أو ملاط أكسيد الرصاص الرطب. يتميز تصميم البطاريات الأنبوبية للوحة بميزتين: الأولى هي أن لديها مساحة سطح أعلى ملامسة لحمض الكبريتيك لإعطاء استخدام أفضل للمواد (بنسبة تصل إلى 60٪). (كما رأينا في الصورة أعلاه). السبب الثاني هو أن أنواع الهلام الأنبوبي من البطاريات وخلايا 2 فولت تتمتع بأعلى دورة حياة لمجموعة بطاريات الرصاص الحمضية بالكامل.
مساحة اللوحة الموجودة في المسافة الخطية من أ إلى ج تعتمد على طول اللوحة L
بافتراض أن طول اللوحة L سيكون هو نفسه لكل من اللوحتين ، فسيتم تحديد منطقة تلامس حمض الكبريتيك لسطح لوح واحد لكل من تصميمات اللوح المسطح واللوح الأنبوبي على التوالي من خلال:
الطول من a إلى c (AC) مضروبًا في L وطول القوسين ab و bc في L
منطقة تلامس جانب واحد للوحة مسطحة = ca x L
منطقة تلامس جانب واحد للوحة أنبوبية = (قوس أب + قوس ق سي) × L × (عدد الأنابيب -1)
منطقة التلامس الحمضي لسطح واحد من اللوح المسطح = L x ca
منطقة التلامس الحمضي لسطح واحد من اللوح الأنبوبي = (L x Π x ca) / 2
نسبة مساحة اللوحة الأنبوبية إلى مساحة اللوحة المسطحة = (L x Π x ca) / 2 (L x ca)
زيادة المساحة النظرية التقريبية للوحة الأنبوبية / المسطحة = Π / 2 = 1.6
هذا يتجاهل حواف اللوحة وإطار الشبكة للوحة المسطحة
في ظل ظروف اختبار الدورة العميقة القياسية (80٪ عمق التفريغ) ، يمكن لبعض الخلايا 2 فولت في التصميمات الأنبوبية تحقيق أكثر من 2000 دورة قبل أن تنخفض السعة إلى 80٪ من قيمتها الأصلية. تضمن السبيكة المقاومة للتآكل المستخدمة في العمود الفقري الإيجابي أطول عمر يمكن تحقيقه لأي بطارية جل أنبوبية 2 فولت VRLA في السوق. تصنع ميكروتكس سبائك الرصاص الخاصة بها لضمان أعلى جودة وأفضل المواصفات لبطارياتها 2 فولت. يضمن استخدام سبيكة كالسيوم الرصاص المُحسَّنة ذات المحتوى العالي من القصدير منع الأعطال المبكرة للبطارية بسبب النمو الإيجابي للشبكة وتآكل العمود الفقري بشكل فعال.
هذه ليست أرخص المواد ولا يتم تصنيعها ذاتيًا بالطريقة الأكثر ملاءمة للحصول على مكونات بطارية هلام أنبوبي حمض الرصاص ، ولكنها توفر أفضل شكل من أشكال التحكم لتلبية معايير الجودة المطلوبة التي تشتهر بها بطاريات هلام ميكروتكس الأنبوبية . سبائك الرصاص والكالسيوم المصنوعة خصيصًا والمستخدمة في الصفائح الأنبوبية الموجبة والألواح السالبة المسطحة تقضي تقريبًا على غازات الهيدروجين والأكسجين الناتجة عن الشحن. نظرًا لأن أحجام الغاز المنتجة ليست مفرطة (كما هو الحال مع التصميمات التقليدية للبطاريات المغمورة) ، يمكن إعادة تجميعها لتكوين الماء ضمن ضغط التشغيل لبطارية SMF. نظرًا لأن سبائك ميكروتكس تنتج القليل جدًا من الغاز ، يتم منع حدوث عطل سابق لأوانه بسبب فقد الماء.
يتم إنتاج غاز الهيدروجين والأكسجين عند الأقطاب السالبة والموجبة على التوالي عند تكسير الماء أثناء الشحن. التفاعلات المبسطة لبطارية الرصاص الحمضية التي تتضمن الأكسجين السالب وأيونات الهيدروجين الموجبة الناتجة عند تحليل الماء بالكهرباء هي:
• تحلل الماء عند الشحن: H2O = 2H + + O-
• تفاعل تطور الغاز على اللوح الموجب: 2O- – 2e = O2 Gas
• تفاعل تطور الغاز على اللوح السالب: 2H + + 2e = H2 Gas
من هذه المعادلات المبسطة ، يمكننا أن نرى أن الأكسجين المشحون وأيونات الهيدروجين الناتجة عن انهيار الماء في محلول كأنواع أيونية.
ثم يجذبهم إلى الأقطاب الكهربائية ذات الشحنة المعاكسة حيث (بسبب الكيمياء الكهربية لعملية الشحن) يتم تقليل الهيدروجين باكتساب إلكترون ويتأكسد الأكسجين بفقد إلكترون. ولأن الغازات تُحبس بعد ذلك ، يُفقد الماء من الإلكتروليت. ومع ذلك ، فإن تصميم بطارية الجل الأنبوبية يحتوي بكفاءة على هذه الغازات داخل الفراغات التي تم إنشاؤها في الإلكتروليت المعطل والذي أصبح الآن جيوب غاز صغيرة. تخزن هذه الجيوب بشكل فعال الغازات التي تصبح خزانات لإعادة التركيب اللاحق لتكوين الماء.
تتطلب بطارية الجل الاسطوانية مواد بناء عالية الجودة: على وجه الخصوص ، يتم تصنيع القفاز متعدد الأنابيب (أكياس PT) المستخدمة في اللوحة وفاصل PVC بواسطة ميكروتكس وفقًا للمواصفات الأكثر تطلبًا الموجودة في صناعة بطاريات الرصاص الحمضية. هذا يضمن ضغط انفجار عالي في قفاز PT Bags لمقاومة التغيرات الدورية في الحجم للمادة الفعالة. يمكن أن يؤدي هذا التغيير في الحجم إلى سفك اللصق وفقدان السعة إذا تم استخدام مواد ذات درجة أقل مع أكياس PT ذات قوة انفجار أقل.
وبالمثل ، فإن فاصل PVC المختبَر بالوقت من ميكروتكس يتميز بمسامية مثالية ، وانكماش منخفض ، وثبات عالي في حمض الكبريتيك. هذا يضمن أن بطارية الجل الأنبوبية ستفي بمعايير التصميم الخاصة بها مع الحد الأدنى من المقاومة الداخلية وعمر الخدمة المضمون ، حتى في ظل الظروف الشاقة للغاية.
عدم المساومة على مواصفات المواد للمكونات المشتراة مثل صمام تخفيف الضغط المستخدم للتحكم في الضغط الداخلي للخلية. ما لم يكن لصمامات تنفيس الضغط بالضبط نفس ضغوط الفتح ، فقد يكون هناك فقدان للماء من بعض الخلايا بسبب تسرب الغازات. يؤدي هذا إلى اختلال التوازن بين الخلايا الفردية لبطارية هلامية أنبوبية تؤدي إلى فشل مبكر. يضمن استخدام المكونات عالية الجودة وجود حد أدنى من المقاومة الداخلية لتغير الخلايا أثناء تشغيل بطارية هلام أنبوبي.
وبالمثل ، تستخدم الموصلات والحاويات أفضل المواد اللازمة للوظيفة ويتم توفيرها من قبل الشركات المصنعة المعتمدة وفقًا لمواصفات ميكروتكس الصعبة. إن تصميمات ومواد البناء والمواصفات ميكروتكس للمكونات المشتراة هي نتيجة عقود من الخبرة والعمل عن كثب مع الموردين والعملاء ودعمهم. إن هذا النهج المخصص وغير المساومة لرضا العملاء هو الذي يساعد على تمييز ميكروتكس عن منافسيها.
توازن جيد للمواد الفعالة داخل بطارية الجل الأنبوبية.
يعتمد أداء وعمر أي بطارية حمض الرصاص في أي تصميم بشكل حاسم على كمية المواد الفعالة الثلاثة: المادة النشطة الإيجابية (PAM) ، والمواد النشطة السلبية (NAM) والحمض. في بطارية حمض الرصاص المشحونة بالكامل ، فإن PAM عبارة عن ثاني أكسيد الرصاص و NAM عبارة عن رصاص إسفنجي نقي. تتفاعل هذه مع إلكتروليت حامض الكبريتيك لتكوين كبريتات الرصاص والماء في تفاعل البطارية التالي:
• PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
• (بام) (نام) (حمض) (لوحات مفرغة) (ماء)
يُعرف هذا باسم نظرية الكبريتات المزدوجة وتتنبأ بالحد الأدنى من المواد الفعالة المطلوبة لتوفير السعة المقدرة للبطارية.
ومع ذلك ، هذا هو العالم الحقيقي وليس النظري. من الناحية العملية ، ستؤثر الخصائص الفيزيائية وجودة المواد وجودة عمليات التصنيع أيضًا على كمية المواد المطلوبة ومدة بقاء البطارية في الخدمة. تتمتع PAM بكفاءة أقل من NAM وتصل إلى 20٪ ، وقد تكون هناك حاجة إلى المزيد لتوفير نفس السعة مثل المادة السلبية. يضاف إلى ذلك استخدام المواد ، فكلما زاد الاستخدام انخفض متوسط العمر المتوقع. لتعقيد الأمور ، يتغير التوازن الأمثل عند التفكير في إعادة تركيب بطارية جل أنبوبية.
قامت ميكروتكس ، بالتعاون مع خبراء ألمان وبريطانيين دوليين ، بتحسين المواد وعملية التصنيع لتحقيق أفضل توازن ممكن بين مواد الألواح ومحتوى حمض الكبريتيك في بطارية الهلام الأنبوبية الخاصة بها. من الإنصاف أن نقول إن الأداء والعمر المتوقع لبطارية الجل الأنبوبية ربما يكون موضع حسد لبقية صناعة بطاريات الرصاص الحمضية.
تتمثل الجوانب المهمة الأخرى لفائدة بطارية الجل الأنبوبية في مداها وأحجامها. هناك العديد من التطبيقات في الغالب ذات السعات والجهود ومتطلبات الأداء المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك الحاويات أو المساحات التي يجب تركيب البطاريات فيها ، وفي هذه الحالات ، تعتبر مهارة الشخص الذي يقوم بتركيبها أيضًا أحد الاعتبارات المهمة. في هذا الصدد ، غطت ميكروتكس جميع القواعد ، مجموعة بطارية هلام ميكروتكس الأنبوبية واسعة النطاق من خلايا بطارية الهلام أحادية الكتلة بجهد 12 فولت و 2 فولت في مجموعة متنوعة من الأحجام والسعات لتلبية المتطلبات الصارمة حتى لمحطات الطاقة النووية.
إن بنوك بطارية الجل الأنبوبية معزولة تمامًا ومصممة لتحمل الأحمال العالية اللازمة لعمليات التفريغ العرضية أو المتكررة ذات المعدل المرتفع. توفر المجموعة الكاملة لبطارية الجل الأنبوبية 2 فولت OPzV تطبيقات مثل الاتصالات والطاقة الشمسية والاحتياطية والمفاتيح الكهربائية وأجهزة التحكم ومحطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية ومحطات الطاقة النووية والحرارية ومحطات نقل الكهرباء الفرعية مع طاقة احتياطية موثوقة ودائمة وتخزين الطاقة.
لا توجد مشكلة بالنسبة للفرق الفنية والتصنيعية المصنوعة حسب الطلب أو البطاريات ذات الحجم القياسي في حاويات فولاذية معزولة. تتوفر المساعدة الفنية عالية المستوى دون أي تكلفة إضافية لمساعدة العملاء في تصميم التركيب الأمثل والأكثر فعالية من حيث التكلفة لمتطلباتهم. ويشمل ذلك تصميم وتركيب الأرفف والمرفقات الزلزالية للمنطقة 4 في مباني العملاء.
