معادلة الشحنة في بطارية الرصاص الحمضية
الهدف من معادلة الشحنة هو رفع جهد الشحن لبطارية الرصاص الحمضية إلى مستويات الغازات بحيث يتم شحن كل كبريتات الرصاص غير المحولة إلى ثاني أكسيد الرصاص والرصاص ، على التوالي ، في NAM و PAM.
معادلة الشحنة: معادلة البطاريات
تساعد الصيانة المناسبة لبطاريات الرصاص الحمضية في تحسين عمر البطارية. تعد معادلة الشحنة أحد أهم جوانب إجراء الصيانة هذا.
تعريف معادلة الشحنة
بالنسبة لمثل هذا النوع من البطاريات ، فإن القصد من معادلة الشحن هو إحضار جهد الشحن لبطارية 12 فولت إلى مستويات الغازات بحيث يتم شحن كل كبريتات الرصاص غير المحولة إلى الرصاص وثاني أكسيد الرصاص ، على التوالي ، في NAM و PAM. عندما يكون هناك غازات حرة وغزيرة ، تدخل جميع أيونات الكبريتات غير المشحونة في المنحل بالكهرباء وترفع كثافة الحمض.
يعطي فينال في كتابه الكلاسيكي العلاقة بين جهد الخلايا ومستويات الغاز.
مستويات الغازات والجهد الخلوي على المسؤول عن الخلايا المغمورة
(الاعتمادات: فينال ، جي دبليو ، بطاريات التخزين ، جون وايلي وأولاده ، نيويورك ، 1954 ، الصفحة 262)
| جهد الخلية (V) | مستوى الغاز | تكوين الغازات المتصاعدة H2 نسبه مئويه | تكوين الغازات المتصاعدة O 2 نسبه مئويه |
|---|---|---|---|
| 2.2 | لا غازات | - | - |
| 2.3 | طفيف | 52 | 47 |
| 2.4 | طبيعي | 60 | 38 |
| 2.5 | غزير | 67 | 33 |
وبالمثل ، فإن البطاريات غير المشحونة مبدئيًا بشكل صحيح في المصنع تتطلب مزيدًا من الشحن المعادل . يمكن إثبات ذلك من خلال زيادة الثقل النوعي للإلكتروليت في غضون بضعة أشهر من بدء تشغيل البطارية ، على سبيل المثال ، بطارية عاكس. عادة ، ستكون قيمة الثقل النوعي 1.240 قبل الشحن. بمجرد الوصول إلى هذه القيمة ، تتوقف بعض الشركات المصنعة عن الشحن وتفترض أن البطارية قد تم شحنها بالكامل.
في الواقع ، لو استمروا في الشحن الأولي أكثر ، لكانوا قد شهدوا ارتفاعًا كبيرًا في الجاذبية النوعية. يشير هذا الجانب من الشحن الأولي إلى وجود كبريتات الرصاص غير المشحونة في اللوحات. ساعدت هذه الكمية من كبريتات الرصاص على زيادة الثقل النوعي للإلكتروليت في عملية الشحن الإضافي.
كيف تساعد معادلة الشحنة؟
تساعد شحنة المعادلة في تحقيق العمر الافتراضي للبطارية ، وتجنب الفشل المبكر بسبب عدم كفاية الشحن. ستعيش البطارية التي تتلقى شحنة معادلة منتظمة لفترة أطول من البطارية التي لا تستقبلها. هذا صحيح بشكل خاص في حالة بطارية الرافعة الشوكية وبطارية السيارات وبطاريات العاكس. لقد رأينا أن إعطاء بطارية رافعة شوكية معادلة الشحن يضمن أداءً أفضل لبطارية الرافعة الشوكية. يعد تمديد عمر البطارية عن طريق التحكم في معادلة الشحن هو الطريقة الراسخة لتحسين أداء البطارية.
في بعض البلدان ، لا تتعرض بطاريات UPS وبطاريات الإمداد بالطاقة الثابتة لانقطاع التيار الكهربائي حتى لبضع دقائق في السنة. في مثل هذه الحالات ، ينصح مصنعو البطاريات المستهلك بإيقاف تشغيل مصدر التيار الكهربائي لبضع دقائق. هذا سوف يتجنب “التخميل العائم”.
ما هي شحنة معادلة البطارية
تنطبق جميع الجوانب التي تمت مناقشتها أعلاه على بطاريات VR أيضًا. الاختلاف الوحيد هو أن جهد الشحن لشحنة المعادلة أقل. يجب شحن البطاريات بما لا يزيد عن 14.4 فولت (لبطارية 12 فولت) أثناء الشحن المعادل. معدلات الغازات هي:
مستويات الغاز وفولتية تعويم الخلية في تهمة الخلايا المنظمة للصمام
معادلة جهد الشحن
| جهد الخلية (V) | مستوى الغاز | كفاءة إعادة التركيب (٪) | معدل الغازات * | معدل الغازات النسبي |
|---|---|---|---|---|
| 2.25 إلى 2.3 | الغازات التي لا تذكر | ~ 99.87 | ~ 0.0185 | ~ 1 |
| 2.4 | بعض الغازات | ~ 99.74 | ~ 0.037 | ~ 2 |
| 2.5 | القتل بالغاز | ~ 97.4 | ~ 0.37 | ~ 20 |
* cc / h / Ah / cell من: Credits: C&D Technologies : Technical Bulletin 41-6739، 2012.). 1 قدم مكعب = 28317 سم مكعب (= (12 * 2.54) 3 = 28316.85)
معادلة الشحن - كيف تختلف بطاريات VRLA عن بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة؟
الكيمياء الأساسية لنسختين من بطارية الرصاص الحمضية هي نفسها. تتشابه تفاعلات التفريغ ، لكن تفاعلات الشحن تختلف في خطواتها الوسيطة.
يتم تنفيس الغازات (الهيدروجين والأكسجين) التي نشأت بالقرب من نهاية الشحن في بطارية حمض الرصاص المغمورة. يتطور غاز الأكسجين على الصفيحة الموجبة لخلايا الواقع الافتراضي وينتقل بسهولة إلى اللوح السالب ويؤكسد الرصاص ، بسبب ارتفاع معاملات الانتشار في وسط غازي. هذا هو رد فعل سريع في خلايا الواقع الافتراضي. حركة الغازات هذه غير ممكنة في الخلايا المغمورة بسبب معاملات الانتشار المنخفضة. ستحدث ظروف مشابهة للخلايا المغمورة في خلايا الواقع الافتراضي أيضًا إذا كان AGM مشبعًا بالكامل وسيبدأ تفاعل إعادة تركيب الأكسجين فقط عندما تبدأ حالة الكهارل المتعطشة في التطور بسبب التحليل الكهربائي للماء وفقدان بعض الماء.
في الخلية المنظمة بالصمام ، يتم منع تطور الهيدروجين عن طريق تكوين كبريتات الرصاص أثناء الشحن. تأخذ كبريتات الرصاص هذه إمكانات الصفيحة السالبة إلى قيم أكثر إيجابية بحيث يتم تقليل تطور الهيدروجين إلى حد كبير. تُستخدم السبائك الخاصة أيضًا في الشبكة السلبية التي سيكون لها جهد هيدروجين أعلى.
معادلة الشحنة: تتميز بطاريات VRLA من ناحية البناء بالاختلافات التالية:
- حجم المنحل بالكهرباء أقل في بطارية VRLA. يتم الاحتفاظ بهذا الأمر عن قصد لأنه يجب أن يكون هناك ممر للأكسجين المتطور من PAM للاتصال بـ NAM عبر المسام غير المشبعة في فاصل الحصيرة الزجاجية (AGM). للتعويض عن الحجم المنخفض للإلكتروليت ، يتم استخدام حمض عالي الكثافة في بطاريات الواقع الافتراضي. سيعوض هذا أيضًا عن القدرات المنخفضة السعر المنخفض.
يتم ضغط العناصر بدرجة عالية في بطارية VRLA. يلعب هذا الجانب أهم دور في تحسين عمر البطاريات. يعد ضغط جدار الحاوية والفاصل اللوحي جزءًا لا يتجزأ من التصميم. هذا يضمن انتشار جيد للكهرباء بين الألواح والفاصل. يتم زيادة العمر أيضًا بسبب الانخفاض في تمدد المادة النشطة الإيجابية وما ينتج عن ذلك من فقد السعة.
- تحتوي بطاريات VRLA على صمام إغلاق أحادي الاتجاه في كل خلية أو قد يكون هناك صمام مشترك لبضع خلايا (خاصة في الخلايا ذات السعة الصغيرة). يعمل هذا الصمام متعدد الوظائف بالطريقة التالية:
أنا. يمنع الدخول العرضي للهواء الجوي (الأكسجين).
ثانيا. يساعد في نقل الأكسجين بمساعدة الضغط من PAM إلى NAM
ثالثا. يمنع الانفجار في حالة حدوث ضغط غير مبرر داخل البطارية بسبب الشحن غير المشروع أو تعطل الشاحن.
- يعتمد الأداء السليم لبطاريات VRLA على دورة الأكسجين الداخلية ، والتي تعتمد بدورها على هيكل مانع للتسرب: الغطاء الذي يغطي الختم والوعاء الذي يغطي الختم. تساعد دورة الأكسجين الداخلية في الحد من تطور الهيدروجين وبالتالي تقلل من فقد الماء.
دورة الأكسجين الداخلية
أثناء شحن بطارية VRLA:
في اللوحة الموجبة ، يتطور غاز O2 ويتم إنتاج البروتونات والإلكترونات.
2H2O → 4H + + O2 ↑ + 4e- ……… مكافئ. 1
يتطور غاز الأكسجين وأيونات الهيدروجين والإلكترونات نتيجة للتحليل الكهربائي للماء على الصفيحة الموجبة التي تمر عبر المسام الفارغة والمسام المملوءة بالغاز وقنوات الإلكتروليت في فاصل AGM (أو الشقوق الدقيقة في مصفوفة الإلكتروليت المبللة في حالة بطاريات VR المبللة) وتصل إلى الصفائح السالبة. يتحد هذا الغاز مع الرصاص في NAM ليصبح PbO والأكسجين المختزل يتحد مع أيونات الهيدروجين لتكوين الماء. يتحد هذا الأكسيد كيميائيًا مع أيونات الكبريتات لتكوين كبريتات الرصاص
2Pb + O2 → 2PbO
2PbO + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O
——————————————————
2Pb + O2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O + الحرارة ……… 2
—————————————————–
ولكن ، نظرًا لكون هذه عملية الشحن ، يجب تحويل كبريتات الرصاص التي يتم إنتاجها على هذا النحو مرة أخرى إلى رصاص ؛ يتولد حمض الكبريتيك عن طريق مسار كهروكيميائي عن طريق التفاعل مع البروتونات (أيونات الهيدروجين) والإلكترونات الناتجة عن تحلل الماء عند الصفائح الموجبة عند شحنها.
2PbSO 4 + 4H + + 4e – → 2Pb + 2H 2 SO 4 ……… مكافئ. 3
عندما يتم تحويل NAM إلى PbSO 4 أثناء الشحن ، تصبح إمكانات اللوحة السالبة أكثر إيجابية (كما في حالة التفريغ). هذا يساعد في إعاقة تفاعل تطور الهيدروجين. يتم إنتاج كميات صغيرة جدًا من غاز الهيدروجين ، لكن الصمام أحادي الاتجاه يضمن أن الضغط داخل الجرة لا يصل إلى مستويات خطيرة عن طريق تنفيس الهيدروجين في الغلاف الجوي ، وبالتالي حماية البطارية من الانتفاخ والعيوب الأخرى.
التفاعل الأخير يعيد التوازن الكيميائي للخلية. المجموع الصافي للتفاعلات (المعادل 1) إلى (المعادلة 3) يساوي صفرًا ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية المستهلكة أثناء الشحن إلى حرارة بدلاً من طاقة كيميائية [المرجع RF Nelson، Proc. الندوة الرابعة حول بطارية الرصاص الحمضية ، 25-27 أبريل 1990 ، سان فرانسيسكو ، الولايات المتحدة الأمريكية ، ILZRO ، Inc. ، 1990 ، ص 31-60].
الميزة الأكثر أهمية لخلية VRLA هي عدم الحاجة إلى إضافة الماء كإجراء صيانة. الميزة التالية هي أنها تطور كمية ضئيلة من الغازات أثناء تشغيلها ، بسبب إعادة التركيب بنسبة 100٪ تقريبًا عند الفولتية العائمة الموصى بها من 2.25 إلى 2.3 فولت لكل خلية. علاوة على ذلك ، لا توجد قيود على النقل في نقل هذه البطاريات من مكان إلى آخر.
البطاريات الأساسية والقابلة لإعادة الشحن
تُعرَّف البطارية بأنها جهاز كهروكيميائي يمكنه تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال وبالتالي العمل كمصدر للطاقة الكهروكيميائية. لكنها ليست مصدرًا دائمًا للقوة. ستزود البطارية بالطاقة فقط حتى تتوفر مواد فعالة كافية للحفاظ على تفاعلات إنتاج الطاقة. بمجرد أن يصل مستوى الجهد للبطارية إلى مستوى أدنى معين تحدده كيمياء النظام ، يجب عكس التفاعلات ، أي يجب أن تتلقى البطارية تيارًا مباشرًا. يسمى هذا العمل المتمثل في توفير تيار مباشر في الاتجاه العكسي للتفريغ للبطارية المفرغة لعكس تفاعلات التفريغ “الشحن”.
سيؤدي ذلك إلى تجديد المواد النشطة الأصلية من منتجات التفريغ وسيزيد أيضًا من جهد البطارية إلى قيم أعلى ، يتم تحديدها مرة أخرى بواسطة كيمياء النظام. ينطبق هذا البيان على البطاريات التي تسمى البطاريات الثانوية أو بطاريات التخزين. لا علاقة له بالخلايا الأولية مثل تلك المستخدمة في المشاعل الكهربائية وساعات اليد. يحدث انخفاض جهد البطارية أثناء التفريغ بسبب استنفاد المواد الفعالة وعدة أسباب أخرى.
وحدة مستقلة للبطارية تسمى “خلية”. البطارية عبارة عن مزيج من خليتين أو أكثر موصولين في عدة أشكال مختلفة للوصول إلى تصنيفات الجهد والسعة المصممة أو إجمالي كيلو وات في الساعة. الأكثر شيوعًا ، يتم استخدام بطارية أحادية الكتلة في السيارات وبطارية حمض الرصاص ذات السعة الصغيرة التي ينظمها الصمام ( VRLA ) والبطاريات الأنبوبية (حتى 12 فولت / 200 أمبير في الساعة) ؛ خارج هذه السعة ، تُستخدم الخلايا المفردة للحصول على تقييمات kWh المطلوبة من خلال دمجها في ترتيبات متسلسلة أو متسلسلة متوازية.
قد تحتوي بطارية الرصاص الحمضية التي تبلغ 48 فولت / 1500 أمبير في الساعة (أو 72 كيلو واط في الساعة) على 24 رقمًا من خلايا سعة 2 فولت / 1500 أمبير في الساعة متصلة بطريقة سلسلة بسيطة أو 48 خلية من خلايا سعة 2 فولت / 750 أمبير متصلة بطريقة متوازية. أي 24 خلية متصلة على التوالي لصنع بطارية 48V / 750Ah (أو 36 kWh). سيتم توصيل بطارية 48V / 750 أخرى بالتوازي مع البطارية الأولى لجعلها بطارية 48V / 1500 Ah (72 kWh).
مثال آخر من بطارية السيارة الكهربائية (EV) ليثيوم أيون (Li-ion):
اعتمادًا على حجم حزمة البطارية ، يستخدم صانع EV Tesla حوالي 6000 إلى 8000 خلية لكل عبوة ، كل خلية تتراوح من 3.6 فولت / 3.1 إلى 3.4 أمبير في الساعة لبناء حزمة بطارية 70 أو 90 كيلو واط في الساعة.
تستخدم بطارية تسلا EV 70 كيلو وات في الساعة حوالي 6000 خلية من خلايا نوع 18650 NCA من 3.7 فولت / 3.4 أمبير في الساعة ، متصلة بترتيب متسلسل متوازي معقد. يبلغ مداها 325 كم لكل شحنة. (يشير الشكل 18650 هنا إلى نوع معين من خلايا Li-ion ذات أبعاد تقريبية بطول (أو ارتفاع) 65 مم وقطرها 18 مم. يشير المصطلح “NCA” إلى مادة الكاثود المستخدمة في هذه الخلية ، على سبيل المثال ، N = نيكل ، C = كوبالت و A = الألومنيوم ، وهي مادة كاثود أكسيد النيكل والكوبالت والألومنيوم)
تحتوي العبوة 90 كيلو واط في الساعة على 7616 خلية في 16 وحدة. الوزن 540 كجم. يبلغ مداها 426 كم لكل شحنة.
مكونات خلية البطارية:
أهم مكونات البطارية هي:
أ. الأنود (لوحة سالبة)
ب. كاثود (لوحة موجبة)
ج. المنحل بالكهرباء (في بطارية حمض الرصاص ، يعتبر المنحل بالكهرباء أيضًا مادة نشطة ، ولكن ليس كذلك في معظم الأنظمة الأخرى)
الثلاثة المذكورة أعلاه تسمى المكونات النشطة
بالطبع ، هناك مكونات غير نشطة مثل
أ. إناء
ب. شبكات التجميع الحالية
ج. شريط ناقل أو أحزمة موصل
د. فواصل
ه. موصلات بين الخلايا
F. أعمدة المحطة ، إلخ
في بطارية الرصاص الحمضية ، يشارك المنحل بالكهرباء (حمض الكبريتيك المخفف) في تفاعل إنتاج الطاقة كما يتضح من تفاعل الخلية الوارد أدناه. يتم استهلاك حامض الكبريتيك لتحويل ثاني أكسيد الرصاص ويؤدي إلى كبريتات الرصاص وبالتالي تقل كثافة المنحل بالكهرباء مع استمرار تفاعل التفريغ. على العكس من ذلك ، عندما يتم شحن الخلية ، ترتفع كثافة الإلكتروليت مع استمرار تفاعل الشحنة. والسبب هو أن أيونات الكبريتات التي تمتصها كل من المواد النشطة أثناء التفريغ يتم إطلاقها في المنحل بالكهرباء وبالتالي تزداد كثافة الإلكتروليت.
ردود الفعل التفريغ والشحن
تكون تفاعلات الخلية أو البطارية الجلفانية خاصة بالنظام أو الكيمياء:
على سبيل المثال ، خلية حمض الرصاص:
Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 التفريغ شحن 2PbSO 4 + 2H 2 O E ° = 2.04 V
في خلية Ni-Cd
Cd + 2NiOOH + 2H 2 O التفريغ Charge Cd (OH) 2 + 2Ni (OH) 2 E ° = 1.32 V
في خلية Zn-Cl 2 :
تفريغ Zn + Cl 2 ↔ شحن ZnCl 2 E ° = 2.12 فولت
في خلية دانيال (هذه خلية أساسية ؛ لاحظ هنا عدم وجود أسهم قابلة للعكس)
Zn + Cu 2+ التفريغ ↔ شحن Zn 2+ + Cu (s) E ° = 1.1 فولت
معادلة جهد الشحن: المزيد عن شحن البطارية
كما هو موضح أعلاه ، لا تعد بطارية التخزين مصدرًا دائمًا للطاقة. بمجرد نفادها ، يجب إعادة شحنها للحصول على الطاقة منها مرة أخرى. من المتوقع أن تعطي البطاريات عمرًا معينًا يسمى متوسط العمر المتوقع. للحصول على العمر الافتراضي والموثوقية المصممة ، يجب شحن بطاريات التخزين وصيانتها بشكل صحيح وفقًا للتعليمات المقدمة من قبل الشركات المصنعة. يجب استخدام طرق الشحن المناسبة للحصول على أقصى عمر ممكن للبطارية.
التفاعلات في خلية حمض الرصاص:
أثناء التفريغ : PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 2PbSO 4 + 2H 2 O
سيستمر التفريغ فقط حتى توجد كميات معينة من المواد الموصلة في الزنزانة ؛ بعد ذلك سيكون معدل انخفاض الجهد سريعًا بحيث يتم الوصول إلى الجهد النهائي قريبًا. لذلك هناك ما يسمى بجهد القطع أو جهد النهاية ، والذي بعده لا ينبغي أن يستمر التفريغ. مزيد من التفريغ سيجعل إعادة الشحن أمرًا صعبًا وقد يؤدي إلى نتائج كارثية غير متوقعة.
يجب شحن البطاريات فور تفريغها بالمعدلات التي أوصت بها الشركة المصنعة أو وفقًا للتعليمات المقدمة من قبلهم.
ماذا يحدث أثناء التفريغ وتفاعلات الشحن داخل الخلية؟
المنحل بالكهرباء: 2H 2 SO 4 = 2H + 2HSO 4‾
اللوحة السلبية: Pb ° = Pb 2+ HSO 4 + 2e
Pb 2+ + HSO 4‾ = PbSO 4 ↓ + H +
⇑ ⇓
لوحة موجبة: PbO 2 = Pb 4+ + 2O 2-
الرصاص 4+ + 2 هـ = الرصاص 2+
Pb 2+ + 3H + + HSO 4‾ + 2O 2- = PbSO 4 ¯ ↓ + 2H 2 O
حمض الكبريتيك هو إلكتروليت قوي ، يتم تفكيكه على شكل أيونات الهيدروجين وأيونات ثنائي كبريتات (وتسمى أيضًا أيون كبريتات الهيدروجين).
عند بدء التفريغ ، يتأكسد الرصاص المسامي الموجود في اللوحة السالبة إلى أيونات الرصاص (Pb2 +) ولأنه دائمًا على اتصال مع حمض الكبريتيك بالكهرباء ، فإنه يتحول إلى كبريتات الرصاص (PbSO4) ؛ يتم ترسيب الأخير كمادة بيضاء على المسام والسطح وشقوق الصفائح السالبة. يكون التفاعل السابق (الرصاص الذي يتحول إلى أيونات الرصاص) ذو طبيعة كهروكيميائية بينما الأخير (أيونات الرصاص تتحول إلى كبريتات الرصاص) هو تفاعل كيميائي.
نقول أن الرصاص يذوب في صورة أيونات رصاص بالقرب من موقع التفاعل ويترسب فورًا على هيئة كبريتات الرصاص بعد الاندماج مع أيونات ثنائي كبريتات الإلكتروليت على المادة الفعالة السلبية (NAM). يسمى هذا النوع من التفاعل آلية الانحلال-الترسيب أو الذوبان-الترسيب في الكيمياء الكهربائية .
وبالمثل ، تتحد المادة الفعالة الإيجابية (PAM) مع الإلكترونات القادمة من NAM وتصبح أيونات الرصاص ، والتي تتحد مع أيونات ثنائي كبريتات من الإلكتروليت والترسبات على شكل كبريتات الرصاص على المادة النشطة الإيجابية ، باتباع نفس آلية الترسيب والتفكك.
أثناء إعادة الشحن: 2PbSO4 + 2H2O Charge → PbO2 + Pb + 2H2SO4
يتم تحويل نواتج التفاعل التي تم الحصول عليها أثناء التفريغ على الألواح الموجبة والسالبة إلى المواد الأصلية أثناء الشحن. هنا ، ردود الفعل لها تعيينات عكسية لتلك الخاصة بالتفريغ. تخضع اللوحة الموجبة للأكسدة ، بينما تخضع اللوحة القطبية المعاكسة للتخفيض.
معادلة الشحنة: عندما يكتمل الشحن الكامل
يُفترض أن البطاريات قد أكملت إعادة الشحن العادية إذا تم استيفاء الشروط التالية:
| معامل | بطارية حمض الرصاص المغمورة | بطارية حمض الرصاص المنظمة (VRLA) |
|---|---|---|
| شحن الجهد والتيار | يفترض هنا شحنة تيار ثابتة: يجب أن يكون جهد البطارية في نهاية الشحنة ثابتًا لتيار معين. قد تكون القيمة 16.2 إلى 16.5 فولت لبطارية 12 فولت | بالنسبة للجهد الثابت الثابت (لنقل 13.8 فولت إلى 14.4 فولت لبطارية 12 فولت) ، يجب أن يكون التيار ثابتًا لمدة ساعتين على الأقل |
| الثقل النوعي للكهارل | يجب أن تصل الثقل النوعي للكهارل أيضًا إلى قيمة ثابتة. ستعتمد هذه القيمة على البطارية المشحونة بالكامل عندما تم توفيرها من قبل الشركة المصنعة. | لا يمكن قياس الثقل النوعي للكهارل. |
| طبيعة الغازات | استخدام الغازات المنتظمة والغزيرة على كلا الصفيحتين. سيكون حجم الغازات المتصاعدة 1: 2 كما هو الحال في الماء ، أي حجمان من الهيدروجين لحجم واحد من الأكسجين. | عند مستويات جهد الشحن الموصى بها لـ VRLABs ، لوحظ إهمال بالغاز. عند 2.25 إلى 2.3 فولت لكل شحنة عائمة للخلية (Vpc) ، لم يلاحظ أي تطور للغاز. عند 2.3 Vpc ، قد ينبعث VRLAB بقوة 12 فولت 100 أمبير في الساعة من 8 إلى 11 مل / ساعة / 12 فولت. ولكن عند 2.4 Vpc يكون تقريبًا مزدوجًا ، بطارية 18 إلى 21 مل / ساعة / 12 فولت. (i. بطاريات pbq VRLA ، يناير ، 2010. ii. C&D Technologies: Technical Bulletin 41-6739، 2012.) |
معادلة الشحن: ما هو شحنة معادلة للبطارية
- تتطلب بطارية حمض الرصاص المجمعة حديثًا تعبئة أولية وشحن أولي.
- تتطلب البطارية الفارغة إعادة شحنها بشكل طبيعي.
- عادة لا تكون البطاريات المتصلة بالأجهزة والمعدات مشحونة بالكامل ، بمعنى أنها لا تصل إلى جهد الشحن الكامل> 16 فولت لبطارية 12 فولت. على سبيل المثال ، في تطبيق SLI (البدء والإضاءة والاشتعال) في السيارات ، يبلغ الحد الأقصى للجهد الذي يمكن أن تصل إليه البطارية حوالي 14.4 فولت لبطارية 12 فولت. وبالمثل ، فإن جهد شحن بطارية العاكس / UPS لا يتجاوز 13.8 إلى 14.4 فولت. في مثل هذه التطبيقات ، تستمر عملية تراكم كبريتات الرصاص غير المحولة في كل من الألواح الموجبة والسالبة مع زيادة عمر البطارية.
والسبب هو أن قيم الفولتية المشار إليها أعلاه ليست كافية لإعادة جميع المنتجات المفرغة إلى المواد الفعالة الأصلية. تتطلب هذه البطاريات إعادة شحن دورية لشحن جميع الخلايا بالكامل وإلى نفس المستوى. سيساعد هذا أيضًا في إزالة آثار التقسيم الطبقي للكهارل. يسمى هذا الشحن الإضافي للجهاز بشحن مقاعد البدلاء أو شحنة معادلة.
استنتاجات بشأن معادلة الرسوم:
معادلة الشحنة جزء من إجراءات الصيانة. يعتمد الحد الأقصى للجهد الذي يمكن عنده تنفيذ شحنة المعادلة على نوع بطارية الرصاص الحمضية ، سواء كانت من النوع المغمور أو من النوع VRLA. يمكن شحن النوع السابق من الخلايا بتيار ثابت إلى جهد 16.5 فولت لبطارية 12 فولت لجلب جميع الخلايا في البطارية إلى نفس المستوى.
ومع ذلك ، يجب شحن خلايا VRLA فقط بطريقة الجهد الثابت ويجب ألا يتجاوز هذا الجهد الكهربي الحد الأقصى الموصى به للجهد 14.4 فولت لبطارية 12 فولت. في حالة عدم توفر وسيلة شحن الجهد الثابت ، يمكن شحن بطاريات VRLA بتيار ثابت مع المراقبة المستمرة للجهد الطرفي (TV) للبطارية. عندما يقترب التلفزيون من مستوى 14.4 فولت أو يتجاوزه ، يجب تقليل تيار الشحن باستمرار حتى لا يُسمح للتلفزيون بتجاوز 14.4 فولت
