Pengecas bateri Microtex Neos
Contents in this article

Pengecas Bateri - mengecas bateri asid plumbum

Bateri boleh ditakrifkan sebagai peranti elektrokimia yang boleh menukar tenaga kimia dalam bahan aktifnya kepada tenaga elektrik. Jika tindak balas yang membawa kepada penukaran satu bentuk tenaga kepada bentuk yang lain boleh diterbalikkan, maka kita mempunyai sel boleh dicas semula atau sekunder atau penyimpanan. Sel-sel tersebut boleh dicas semula berulang kali selepas setiap pelepasan untuk membalikkan arah tindak balas. Untuk bateri memberikan hayat reka bentuk yang dimaksudkan, ia mesti menerima pengecasan yang betul apabila perlu.

Sel-sel yang mempunyai tindak balas tidak dapat dipulihkan dipanggil sel primer.
Bateri asid plumbum terdiri daripada elektrod positif dan negatif yang dipisahkan oleh filem penebat yang dipanggil pemisah. Larutan cair asid sulfurik digunakan sebagai elektrolit. Bahan aktif positif ialah plumbum dioksida (PbO2) dan bahan aktif negatif ialah plumbum.
Sebelum kita menyelidiki butiran Pengecas Bateri, adalah perlu untuk memahami secara ringkas beberapa perkara berkaitan bateri.

Ampere ialah unit untuk arus (yang ditakrifkan sebagai aliran berterusan elektron). Apabila satu coulomb (atau satu ampere-saat) bergerak melepasi satu titik dalam satu saat, arus ditakrifkan sebagai 1 ampere.

Voltan boleh diambil sebagai daya penggerak untuk elektron mengalir dalam konduktor elektronik dan unitnya ialah volt. Apabila 1 ampere-saat mempunyai 1 joule tenaga, kita katakan ia mempunyai 1 volt beza keupayaan elektrik.

Kedua-dua istilah ini boleh diibaratkan seperti tangki air atas dalam sesebuah bangunan. Semakin tinggi ketinggian tangki air, semakin tinggi daya yang akan mengalir oleh air. Begitu juga, semakin banyak diameter paip yang membawa air dari tangki ke mata pengguna, semakin tinggi jumlah air yang diterima pengguna. Air yang mengalir dalam paip boleh dibandingkan dengan kadar aliran air.

Jam ampere (Ah) ialah jumlah elektrik, dan ia adalah hasil daripada arus dan masa.
1 Ah = 1 A *1 jam.
Watts (W) ialah kuasa, dan ia adalah hasil daripada arus dan volt. Unit yang lebih tinggi ialah kW (= 1000 W).

mega watt, MW (=1000 kW) dan Giga watts, GW (satu bilion W (1,000,000,000 Watts).1 W = 1 A * 1 V= VA.

Tenaga (Wh) ialah jumlah kuasa yang dibekalkan dalam masa unit. Unit yang lebih tinggi ialah kWj (= 1000 Wh)

jam megawatt, MWj (= 1000 kWj) dan Giga Watt-jam, GWj (=(satu bilion Wj (1,000,000,000 Watt-jam).

Unit GW digunakan untuk merujuk kepada output daripada stesen janakuasa besar. GWj digunakan untuk merujuk kepada kapasiti pengeluaran industri bateri kenderaan elektrik besar (EV) dan sistem penyimpanan bateri kapasiti besar Wh = 1 W* 1 h = 1 Wh
Dalam bahasa bateri, bateri boleh dikatakan mempunyai 1200 Wh (atau 1.2 kWh) jika voltannya ialah 12 dan kapasitinya dalam Ah ialah 100.
12 V * 100 Ah = 1200 Wh atau 1.2 kWj.

Kuasa yang dibekalkan oleh unit jisim bateri dipanggil kuasa khusus dan unit itu ialah W per kg.
Kuasa spesifik r = W/kg dan kW/kg.
Begitu juga, tenaga yang dibekalkan oleh unit jisim bateri dipanggil tenaga khusus dan unitnya ialah Wh per kg.
Tenaga tentu = Wh / kg dan kWj / kg. (Juga ditulis sebagai Wh kg-1)
Begitu juga, kuasa yang dibekalkan oleh unit isipadu bateri dipanggil ketumpatan kuasa dan unit itu ialah W per liter.
Ketumpatan kuasa = W / liter dan kW / liter.
Tenaga yang dibekalkan oleh unit isipadu bateri dipanggil ketumpatan tenaga dan unitnya ialah Wh per liter.
1 W = 1 J sesaat

Ketumpatan tenaga = Wh / liter dan kWj / liter. (Juga ditulis sebagai WL -1 atau W l -1 )

Tindak balas nyahcas-cas bagi sel asid plumbum ialah

Pb (NP) + PbO 2 (PP) + 2H 2 SO 4 Nyahcas ⇔ Cas PbSO 4 (PP) + PbSO 4 (NP) + 2H 2 O (Berdekatan PP)

Nota: NP = plat negatif= anod semasa nyahcas=penderma elektron semasa nyahcas. PP = plat positif = katod semasa nyahcas = penerima elektron semasa nyahcas

Peranan elektrod akan diterbalikkan semasa cas; anod akan berkelakuan sebagai katod dan sebaliknya. Penerima elektron kini akan melepaskan elektron dan penderma akan menerimanya.

Istilah tenaga bebas termodinamik ialah ukuran kerja yang boleh diekstrak daripada sistem. Dalam kes sel galvanik, kerja elektrik dilakukan melalui pergerakan zarah bercas disebabkan oleh interaksi kimia antara bahan tindak balas untuk menghasilkan hasil (produk).

Oleh itu, tenaga diberikan dari segi Δ G , perubahan dalam tenaga bebas Gibb , yang mewakili jumlah maksimum tenaga kimia yang boleh diekstrak daripada proses penukaran tenaga.

Jika E ialah emf (daya gerak elektrik atau voltan atau potensi) sel dan proses, yang sedang berlaku (iaitu, pelepasan sel asid plumbum ), dikaitkan dengan laluan n Faradays ( F ) setiap mol bahan tindak balas dari satu elektrod ke elektrod yang lain, maka kerja elektrik yang dilakukan oleh sel diberikan sebagai nFE . Peningkatan yang sepadan dalam tenaga bebas adalah sama dengan kerja elektrik yang dilakukan pada sistem. Oleh itu,

ΔG = nFE atau

ΔG = -nFE atau

-ΔG° = nFE°

(di bawah keadaan standard; E° merujuk kepada potensi elektrod standard atau voltan sel standard).

Persamaan Gibbs

(Apakah yang dimaksudkan dengan keadaan piawai? : 25°C atau Celsius (298.1°K atau Kelvin), tekanan 1 bar, dan aktiviti (yang boleh diambil kira-kira sebagai nilai kepekatan) spesies bertindak balas, Pb 2+ , adalah satu).

Persamaan ini dipanggil persamaan Gibbs.

Persamaan Gibbs menghubungkan voltan sel kepada perubahan tenaga bebas (DG). Jika tindak balas berlaku secara spontan (cth pelepasan sel asid plumbum ), Δ G adalah negatif (tenaga dibebaskan) dan emf adalah positif iaitu, cas nF akan mengalir secara spontan ke arah yang diandaikan dalam tindak balas sel.

Sebaliknya, jika Δ G adalah positif, ia membolehkan sistem melakukan fenomena elektrolisis (iaitu, semasa cas sel asid plumbum ).

EMF sel

Emf sel adalah sifat termodinamik intensif iaitu, bebas daripada kedua-dua jisim bahan tindak balas dan saiz sel. Sifat intensif (berbanding dengan sifat ekstensif ) tidak bergantung pada jisim bahan tindak balas dan oleh itu saiz bateri. Sama ada anda mempunyai beberapa miligram atau beberapa kilogram bahan, sistem akan menunjukkan voltan yang sama dan ia tidak boleh ditingkatkan dengan meningkatkan jisim bahan. Potensi elektrod individu ialah sifat elektrokimia yang wujud bagi bahan elektrod itu, dan seseorang tidak boleh mengubah nilainya dalam keadaan yang sama.

Contoh untuk sifat intensif ialah voltan elektrod dan sel; sebaliknya, sifat luas bergantung kepada jumlah bahan, contohnya, jisim, isipadu, tenaga, jam ampere dan jam watt. Oleh itu, 4.5 gram bahan aktif plumbum dioksida dalam sel asid plumbum akan menghantar satu jam ampere (Ah) secara teori, tetapi jika anda mempunyai 45 gram, ia akan menghantar sepuluh kali ganda Ah. Jadi, ia adalah harta yang luas; bur dalam kedua-dua kes potensi elektrod adalah sama, iaitu, 1.69 V. Hujah yang sama boleh dikemukakan untuk bahan aktif plumbum dan asid sulfurik.

Potensi sel piawai (E°) berkaitan dengan perubahan tenaga bebas piawai (DG°) seperti yang diberikan di atas.

Emf sel asid plumbum boleh ditentukan daripada ungkapan

ΣΔGº ƒ produk – ΣΔGº ƒ bahan tindak balas

Di mana ΔG° ƒ merujuk kepada tenaga bebas piawai pembentukan spesies yang bertindak balas.

Tenaga bebas pembentukan standard

Jadual 1

Tenaga bebas pembentukan piawai, ΔG° ƒ spesies kimia yang mengambil bahagian dalam tindak balas sel

( Hans Bode, Bateri Asid Plumbum, John Wiley, New York, 1977, Lampiran IV, hlm. 366. )

Bahan tindak balas/Produk Nilai Berangka (k kal mol−1 )
PbO2 -52.34
Pb 0
H2SO4 -177.34
PbSO4 -193.8
H2O -56.69

Reaksi keseluruhan ditulis sebagai

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 2PbSO 4 + 2H 2 O E° = 2.04 V.

ΔG° = ΣΔGº ƒ produk – ΣΔGº ƒ bahan tindak balas

Dengan menggantikan nilai masing-masing (yang kita perolehi daripada Buku Teks Standard, contohnya, [1. Hans Bode, Lead-Acid Bateri, John Wiley, New York, 1977, Lampiran IV, ms. 366 ]

= [2( 193 . 89) + 2( 56 . 69)] [0 ( 52 . 34) + 2( 177 . 34)]

= 94 . 14 kcal mol 1

= 94 . 14 kcal mol 1 × 4 . 184 kJ mol 1 (untuk menukar kcal kepada kJ darab dengan 4.184 )

= 393 . 88 kJ setiap mol

E° = -ΔG°/nF

= ( 393 . 88 × 1000) / 2 × 96485

= 2 . 04 V untuk sel asid plumbum

Voltan sel piawai bagi sel asid plumbum ialah 2.04 V

dan keseluruhan atau jumlah tindak balas sel sel asid plumbum ditulis sebagai:

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 Nyahcas⇔Cas PbSO 4 (PP) + PbSO 4 (NP) + 2H 2 O (Berdekatan PP)

Sebelum kita pergi ke butiran pengecasan dan pelepasan sel asid plumbum, kita harus mempunyai sedikit pengetahuan tentang istilah tertentu yang digunakan dalam Elektrokimia.

Kita sudah tahu maksud syarat standard .

Apabila kita mengganggu tindak balas sel (sama ada dalam arah hadapan atau arah songsang), kita katakan sel berada dalam keadaan terganggu dan bukan dalam keadaan keseimbangan.

Setiap kali sistem elektrokimia terganggu, akan sentiasa ada perbezaan daripada potensi piawai. Oleh itu, jika sel asid plumbum dipaksa dalam arah nyahcas voltan sel berkurangan dengan nilai tertentu, yang bergantung kepada magnitud arus. Semakin tinggi nilai semasa, semakin banyak sisihan daripada nilai piawai.

Sekarang voltan sel akan menjadi

E Cakera = E° – δV .

Nilai E Disch akan lebih rendah daripada E°.

Sebaliknya, jika sel dipaksa ke arah songsang (iaitu, mod pengecasan), voltan sel akan meningkat dengan nilai tertentu yang sekali lagi bergantung pada magnitud arus.

E Ch = E° + δV.

Nilai δV dipanggil voltan lampau atau lebihan potensi dan dilambangkan dengan simbol η .

Nilai δV akan menjadi negatif untuk tindak balas nyahcas dan positif untuk tindak balas cas.

Fenomena pemerosotan atau peningkatan voltan sel ini dipanggil polarisasi dan elektrod dikatakan berada dalam keadaan terkutub.

Jadi, kami menulis semula persamaan seperti berikut:

E Cakera = E° – η.

E Ch = E° + η.

Oleh itu ia dilihat bahawa semasa pelepasan

E Cakera< E° dan

Semasa caj

E Ch> E°.

Apakah sebab bagi sisihan voltan ini?

Terdapat beberapa punca penyelewengan ini:

  1. Kehilangan akibat rintangan dalaman (IR) (η ohmik )
  2. Polarisasi pengaktifan akibat pemindahan cas pada dua elektrod semasa permulaan proses η t .
  3. Polarisasi kepekatan disebabkan oleh kekurangan elektrolit dan spesies lain yang mengambil bahagian (η c ).

Kerugian akibat polarisasi IR boleh dikurangkan dengan menggunakan pengumpul arus elektrod dan elektrolit yang mempunyai kekonduksian yang lebih baik. Pemisah dengan rintangan yang lebih rendah juga akan membantu.

Polarisasi pengaktifan adalah berkaitan dengan pemindahan pembawa cas merentasi sempadan fasa elektrod dan proses ini ditetapkan sebagai tindak balas pemindahan. Voltan lampau pemindahan akibat tindak balas pemindahan caj pada kedua-dua elektrod boleh dikurangkan dengan sangat banyak dalam elektrod bateri dengan mempunyai struktur berliang yang serasi. Yang terakhir meningkatkan luas permukaan dalaman sebenar (luas permukaan BET, yang merangkumi kawasan liang, retak dan rekahan) berbanding dengan luas permukaan ketara yang diperoleh daripada pendaraban dimensi, panjang dan lebar) yang tersedia untuk tindak balas.

Ketumpatan semasa

Ini seterusnya mengurangkan ketumpatan arus (iaitu, ampere per cm persegi). Oleh itu, plat dengan keliangan agregat 40 % akan membawa kepada kerugian yang lebih tinggi disebabkan oleh polarisasi pengaktifan daripada plat dengan keliangan 50 %.

Polarisasi kepekatan (η c) akan menjadi lebih banyak jika hasil tindak balas (plumbum sulfat dan molekul air, dalam kes sel asid plumbum) tidak dipindahkan dari permukaan elektrod untuk memberi laluan kepada bahan tindak balas segar (contohnya ion plumbum daripada kedua-dua elektrod dan ion sulfat daripada elektrolit dalam kes sel asid plumbum). ηc akan menjadi lebih jelas menjelang akhir tindak balas nyahcas. Di dalam sel, pengangkutan ion dilakukan secara resapan dan dengan penghijrahan .

Resapan disebabkan oleh perbezaan dalam kepekatan, manakala migrasi disebabkan oleh daya medan elektrik.

Resapan boleh berlaku dalam sebahagian besar elektrolit atau pemisah: kerana ion dijana pada satu elektrod dan digunakan pada elektrod yang lain, ion perlu bergerak antara elektrod.

Ia juga berlaku dalam elektrod berliang semasa tindak balas elektrokimia berterusan. Hasil tindak balas boleh bergerak dalam jisim aktif ke lokasi terakhirnya melalui resapan.

Bahagian jumlah arus yang dibawa oleh spesies ionik tertentu (zarah bercas) melalui penghijrahan adalah fungsi nombor pemindahan mereka. Dalam elektrolit binari, dipisahkan kepada kation dan anion nombor pemindahan dikaitkan dengan persamaan

ɩ C + ɩ A = 1,

di mana ɩ C + ɩ A menandakan bilangan pengangkutan kation dan anion.

Nombor pemindahan bergantung pada kepekatan ion dan pada suhu. Dalam larutan garam binari mereka hampir hampir 0.5. Oleh itu kedua-dua spesies ionik berkongsi sama rata dalam kekonduksian ionik.

Penyimpangan yang ketara berlaku dalam asid dan alkali kuat disebabkan oleh mobiliti ionik proton (H + ) dan ion hidroksil (OH ) yang lebih tinggi. Nilai untuk asid sulfurik elektrolit bateri (terpisah kepada H + dan HSO 2- 4 ) dan kalium hidroksida (terpisah kepada K + dan OH ) diberikan di bawah. 4

ι H + = 0 . 9; ɩHSO4 2- = 0 . 1; ι K + = 0 . 22; ι OH- = 0 . 78

Nombor pemindahan ialah ukuran berapa banyak kepekatan ion tertentu dipengaruhi oleh penghijrahan disebabkan oleh aliran semasa. Nilai yang lebih kecil menunjukkan pengaruh yang lebih kecil pada proses migrasi dan nilai yang lebih tinggi menunjukkan pengaruh yang lebih besar terhadap proses migrasi.

2. D. Berndt, dalam Buku Panduan Teknologi Bateri, Ed. HA Kiehne, Edisi Kedua, 2003, Marcel Dekker, Inc., New York, Jadual 1.2.
3. JS Newman. Sistem Elektrokimia. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1991, hlm 255.
4. SU Falk, AJ Salkind. Bateri Penyimpanan Beralkali. New York: John Wiley & Sons, 1969, hlm 598

Untuk menjelaskannya, kita mesti memahami bagaimana tindak balas pelepasan berjalan. Sebaik sahaja terminal bateri disambungkan kepada radas pemakan, elektron mula mengalir dari plat negatif ke terminal positif melalui litar luaran. Di dalam sel, adalah kewajipan zarah bercas untuk menjaga aliran semasa. Zarah bercas ialah proton (H + ) dan ion bisulfat (HSO4).

Semasa nyahcas, ion HSO4 negatif (dalam kes ini, ion bisulfat daripada asid sulfurik elektrolit yang berdisosiasi sebagai H + dan HSO4 ) bergerak ke arah plat negatif. Ion negatif ini digabungkan dengan bahan aktif, Pb, menghasilkan, plumbum sulfat, PbSO 4 . Tindak balas juga menghasilkan ion hidrogen bercas positif yang dipanggil proton) yang berhijrah pergi. Kedua-dua elektron yang dibebaskan akibat tindak balas anodik bahan aktif plumbum, mencapai terminal positif melalui litar luaran.

Tindak balas plat negatif atau separuh sel negatif: Pb + HSO4 ⇄ Pb 2+ + SO4 2- +H + + 2e E°= -0.35 V

Ion plumbum bivalen dan ion sulfat serta-merta bergabung membentuk plumbum sulfat dan termendap pada plat negatif sebagai plumbum sulfat.

Setakat ini, kita telah melihat gambar tindak balas plat negatif.

Sekarang mari kita lihat apa yang berlaku serentak pada plat positif.

Elektron dari plat negatif, selepas mencapai terminal positif, bertindak balas dengan bela diri aktif positif, PbO 2 , untuk membentuk sulfat plumbum dan dua molekul air.

Plat positif atau tindak balas separuh sel positif: PbO 2 + 3H + + HSO4 + 2e ⇄ Pb 2+ + SO 4 2- + 2H 2 O E° = 1.69 V

Ion plumbum bivalen (Pb 2+ ) dan ion sulfat ( ) serta-merta bergabung untuk membentuk plumbum sulfat dan termendap pada plat positif sebagai plumbum sulfat.

Mekanisme pembubaran-pemendakan atau pembubaran-kerpasan

Jenis tindak balas ini, di mana plumbum dan plumbum dioksida larut sebagai ion plumbum dan segera dimendapkan sebagai plumbum sulfat pada elektrod masing-masing berlaku melalui mekanisme pembubaran-pemendakan atau pembubaran-kerpasan.

Sekarang dengan menggabungkan dua tindak balas separuh sel, kita ada

Plat negatif atau tindak balas separuh sel negatif: Pb + HSO4 ⇄ Pb 2+ + SO4 2- +H + + 2e

Plat positif atau tindak balas separuh sel positif: PbO 2 + 3H + + HSO4 + 2e ⇄ Pb 2+ + SO4 2- + 2H 2 O

Keseluruhan atau jumlah tindak balas: Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 Pelepasan⇔Cas 2PbSO 4 + 2H 2 O

Teori tindak balas ini telah dicadangkan oleh Gladstone dan Tribe pada tahun 1881, tetapi sel asid plumbum telah dicipta pada tahun 1859 oleh Raymond Gaston Planté, Ahli Fizik Perancis.

JH Gladstone and A. Tribe, Chemistry of the Planté and Fauré Accumulators, Nature , 25 (1881) 221 & 461.

JH Gladstone and A. Tribe, Chemistry of the Planté and Fauré Accumulators, Nature, 26 (1882) 251, 342 & 602; 27 (1883) 583

Tindak balas nyahcas akan diteruskan sehingga kira-kira separuh daripada bahan aktif ditukar kepada plumbum sulfat untuk kadar nyahcas yang perlahan, seperti kadar 20 atau 10 jam. Pada masa ini, kerintangan bahan aktif akan meningkat kepada nilai sedemikian sehingga pelepasan selanjutnya akan mengakibatkan penurunan voltan sel yang sangat cepat. Biasanya, voltan sel tidak dibenarkan pergi ke kurang daripada 1.75 V setiap sel.

Nyahcas dalam melebihi 80 % kedalaman nyahcas (DOD) akan menyukarkan cas semula berikutnya.

Sebaik sahaja plumbum larut sebagai ion plumbum semasa tindak balas nyahcas, ia bergabung dengan ion sulfat dan termendap pada plat negatif. Ion plumbum atau molekul sulfat plumbum tidak pergi jauh dari plat negatif. Ini kerana keterlarutan plumbum sulfat dalam larutan asid sulfurik cair adalah sangat rendah. Ia adalah dari susunan di atas 1 mg seliter, pemendapan ion plumbum bivalen kepada plumbum sulfat akan lebih cepat di tempat di mana terdapat kepekatan elektrolit yang tinggi. Apabila pelepasan berterusan, keterlarutan plumbum sulfat dalam elektrolit meningkat sehingga 4 mg seliter.

Hal ini demikian kerana asid menjadi lebih cair kerana pelepasan selanjutnya dan dalam asid cair tersebut, keterlarutan plumbum sulfat lebih tinggi, sehingga 4 mg seliter..
Sulfat plumbum yang dimendapkan akan terus berkembang kepada pelbagai saiz hablur baik pada permukaan mahupun rekahan dan celah-celah. . Filem ini akan tidak berterusan dalam struktur. Semasa proses nyahcas perlahan, bentuk struktur plumbum sulfat yang tidak berterusan ini membantu bahagian dalam bahan aktif untuk mengambil bahagian dalam tindak balas kerana ia menyediakan struktur terbuka yang memudahkan kemasukan ion. Oleh itu, proses pelepasan boleh diteruskan jauh ke dalam bahagian dalam plat.

Sebaliknya, pada kadar pelepasan yang tinggi, permukaan disekat oleh produk nyahcas, PbSO 4 , yang membentuk struktur berterusan tanpa sebarang pecah. Oleh itu, tindak balas selanjutnya dalam bahagian dalam plat terhalang dan itulah sebabnya kita tidak boleh mendapatkan kapasiti yang dijangka pada kadar nyahcas yang lebih tinggi.

Mengecas bateri asid plumbum

Semasa tindak balas pengecasan, fenomena terbalik berlaku, aliran arus diterbalikkan dan pengoksidaan mengambil
letakkan pada elektrod positif dan pengurangan pada elektrod negatif.

Jadual 2

Ciri-ciri kedua-dua elektrod semasa cas dan nyahcas

Elektrod Menyahcas mengecas
Plat Negatif Plumbum Berliang (Spongy).
Anod
Menyerahkan 2 elektron
Pb -2e- → Pb2+
Voltan berkurangan (menjadi kurang positif).
Ditukarkan kepada PbSO4
~ 40 % Pb + ~60% PbSO4
Katod
Menyerap 2 elektron
Pb2+ dalam PbSO4 mengambil 2 elektron
Voltan berkurangan (menjadi lebih negatif)
Dipulihkan kepada logam Pb
H2 berkembang semasa cas berlebihan
Plat Positif Plumbum dioksida berliang
Katod
Menyerap 2 elektron
Pb4+ (daripada PbO2) + 2e- → Pb2+
Voltan berkurangan (menjadi kurang positif).
Ditukarkan kepada PbSO4
~ 50 % PbO2 + ~ 50% PbSO4
Anod
Melepaskan 2 elektron
Pb2+ dalam PbSO4 menjadi PbO2
Ditukar semula kepada PbO2
Voltan meningkat
O2 berkembang semasa cas berlebihan

Rajah 1
Tukar nilai potensi sel asid plumbum semasa tindak balas cas dan nyahcas
Voltan sel ialah gabungan dua nilai pada mana-mana peringkat fungsi sel galvanik
Justeru
Voltan sel = Keupayaan elektrod positif – Keupayaan elektrod negatif
Oleh itu
Voltan litar terbuka sel asid plumbum atau voltan Keseimbangan = 1.69 – (-0.35) = 2.04 V
Pada atau hampir penghujung nyahcas, voltan sel, EDisch = 1.50 – (- 0.20) = 1.70 V
Pada atau berhampiran penghujung cas, voltan sel, ECh = 2.05 – (-0.65) = 2.70 V

Change-value-of-potential.jpg

Pengecas bateri - Pekali pengecasan

Bateri boleh dicas semula perlu dicas untuk mendapatkan kembali kapasiti Ah yang dibelanjakan dalam nyahcas sebelumnya.

Jumlah Ah yang diperlukan untuk membawa bateri ke keadaan dicas penuh sebelum ini berbanding dengan keluaran terdahulu adalah 10 hingga 15% lebih. Nisbah input cas kepada output sebelumnya dipanggil pekali cas

Pekali caj = Input Ah / Output sebelumnya Ah = ~ 1.1 hingga 1.2.

Iaitu, kira-kira 10 hingga 20 % Ah tambahan perlu dimasukkan untuk mengimbangi tindak balas sekunder, yang terdiri daripada tindak balas cas berlebihan pemisahan air dan tindak balas kakisan grid. Juga, sebahagian kecil akan hilang kerana rintangan dalaman.

Pengecas bateri - Pengecasan Kecekapan bateri asid plumbum

Kecekapan jam ampere

( Satu jam mper atau kecekapan coulombik dan kecekapan tenaga atau jam watt )

Daripada hujah-hujah di atas, dapat dilihat bahawa kita perlu mentakrifkan apa yang disebut “kecekapan pengecasan”.

Kecekapan jam ampere

Piawaian India IS 1651 menerangkan prosedur ujian seperti berikut:

  1. Bateri yang dicas penuh hendaklah dilepaskan pada kadar sepuluh jam kepada voltan akhir 1.85 volt setiap sel.
  2. Output Ah yang tepat hendaklah dikira.
  3. Bateri kini dicas semula dengan bilangan ampere-jam yang sama pada arus yang sama.
  4. Bateri kini tertakluk kepada pelepasan kedua seperti sebelum ini.
  5. Kecekapan Ah (Coulombik)= η Ah = Ah dihantar semasa nyahcas kedua / Input Ah.

Kecekapan tenaga atau watt-jam

Kecekapan watt-jam hendaklah dikira dengan mendarabkan kecekapan ampere-jam yang diperolehi seperti yang diterangkan di atas dengan nisbah purata nyahcas dan voltan cas semula.

Tenaga atau kecekapan jam watt = η Wh = η Ah * (Purata voltan nyahcas / Purata voltan cas)

Kecekapan jam ampere (atau coulombik) untuk mengecas sel asid plumbum dalam kes input bersamaan dengan 100% daripada nyahcas sebelumnya pada kadar yang sama adalah hampir sama dengan 95% dan kecekapan tenaga atau watt jam adalah kira-kira 85 -90%. Piawaian India (IS 1651) juga menetapkan kecekapan ampere jam minimum 90 % dan kecekapan watt jam minimum 75%.

Kecekapan pengecasan dihadkan oleh plat positif dan bukannya plat negatif. Apabila kira-kira tiga perempat daripada plumbum sulfat pada elektrod positif telah ditukar kembali kepada plumbum dioksida dan air tidak dapat meresap dengan cukup pantas ke dalam struktur berliang plat dalam, tindak balas sekunder seperti evolusi oksigen berlaku. Untuk beberapa tempoh masa, arus pengecasan diagihkan antara proses utama menukar PbSO 4 kepada PbO 2 dan tindak balas cas berlebihan sekunder. Jika pengecasan berterusan untuk masa yang cukup lama sehingga hampir semua plumbum sulfat akan ditukar kepada plumbum dioksida semua arus pengecasan pergi untuk tindak balas sekunder.

Mengecas Voltan pengecas bateri

Seperti yang dijelaskan sebelum ini

E Ch> E°.

Jadi, kita perlu membekalkan voltan yang lebih tinggi sedikit untuk memudahkan tindak balas ini. Biasanya, pengecas yang baik akan direka bentuk dengan sumber voltan yang cukup tinggi untuk mengecas. Ia adalah peraturan yang baik bahawa untuk sel 2 V seseorang mesti menyediakan sekurang-kurangnya 3 V supaya sel boleh mencapai cas penuh dengan mencapai voltan 2.7 V setiap sel. Tetapi kita mesti mengambil kira kerugian dalam kabel, dsb.

Oleh itu untuk bateri 12 V, pengecas bateri harus menyediakan sekurang-kurangnya 18 hingga 20 V.

Jika voltan ini dikurangkan kepada lebih rendah daripada 15 V. maka bateri tidak boleh mencapai keadaan cas penuh.

Semasa cas semula: 2PbSO 4 + 2H 2 O → PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4
Plumbum sulfat pada kedua-dua elektrod larut sebagai ion plumbum dan segera dimendapkan sebagai plumbum pada plat negatif dan sebagai PbO2 pada elektrod positif.

Pada plat positif

PbSO 4 + 2H 2 O → PbO 2 + 4H + +SO 4 ²- + 2e

Elektron bergerak ke plat negatif untuk tindak balas selanjutnya

Pada plat negatif

PbSO 4 + 2e → Pb +SO 4 ²-

Oleh kerana ion sulfat dihasilkan semula pada kedua-dua plat, ia bergabung dengan proton untuk membentuk asid sulfurik dan oleh itu graviti tentu elektrolit meningkat.

Bateri Bergas

Sehingga kini kami hanya melihat tindak balas yang berguna semasa proses pengecasan. Tetapi terdapat beberapa tindak balas sampingan atau tindak balas sekunder yang berlaku dalam tempoh caj berlebihan. Dua tindak balas sekunder atau sampingan utama ialah:

  1. Elektrolisis air dan
  2. Kakisan grid positif

Reaksi ini boleh diwakili seperti berikut:

Elektrolisis air

2H 2 O → O 2 ↑ + 2H 2 ↑ (Pada kedua-dua plat sel-sel asid plumbum elektrolit yang berlebihan)

Oksigen daripada plat positif dan hidrogen daripada plat negatif berkembang dan disalurkan keluar ke atmosfera melalui lubang palam bolong.

Tetapi dalam sel bateri asid plumbum yang dikawal injap (VRLA), oksigen memang berkembang, tetapi bukan hidrogen. Oksigen yang berkembang sedemikian juga tidak dibenarkan keluar tetapi meresap melalui lompang yang terdapat dalam pemisah tikar kaca serap (AGM) dan bertindak balas dengan bahan aktif negatif untuk menjana semula molekul air. Ini adalah langkah yang membolehkan sel VRLA berkembang maju tanpa menambah air.

2H 2 O → O 2 + 4H+ + 4e – Pada plat positif elektrolit Kebuluran atau sel VRLA

Kakisan grid positif dalam bateri asid plumbum

Dalam kedua-dua jenis sel asid plumbum, kakisan grid positif berlaku dengan cara yang sama:

Kakisan grid: Pb + 2H 2 O → PbO 2 + 4H + + 4e

Jika elektrod platinum berplatin dijadikan katod, hidrogen berkembang hampir pada tahap boleh balik

potensi hidrogen larutan. Dengan elektrod lain, contohnya plumbum, potensi yang lebih negatif diperlukan

untuk tindak balas ini berlaku.

Sehingga voltan sel mencapai nilai 2.3 V, terdapat penggasan yang boleh diabaikan. Tetapi gassing bermula pada 2.4 V setiap sel. Melebihi 2.4 V, pengegasan lebih banyak dan oleh itu kecekapan pengecasan akan berkurangan. Pada 2.5 V, pengegasan akan menjadi banyak, dan suhu elektrolit bateri akan mula meningkat. Kini terdapat pengegasan yang mencukupi untuk menyediakan pengadukan elektrolit dan graviti tentu mula menyamai. Apabila bateri melahu, graviti tentu elektrolit akan lebih tinggi sedikit di bahagian bawah berbanding di paras atas. Ini menjadi lebih teruk jika sel lebih tinggi.

Bateri asid plumbum boleh dicas pada sebarang kadar yang tidak membawa kepada pengegasan berlebihan, suhu tinggi dan voltan sangat tinggi di terminal. Bateri yang dinyahcas sepenuhnya boleh menyerap kadar cas yang tinggi pada permulaan pengecasan tanpa gas dan sebarang kenaikan voltan dan suhu yang ketara.

Pada suatu masa proses pengecasan, apabila hampir semua sulfat plumbum telah ditukar kepada plumbum dioksida dalam plat positif, tindak balas sekunder mengambil dominasi. Ini adalah tindak balas elektrolisis air dan kakisan grid positif, seperti yang diberikan sebelum ini.

Hakisan grid positif sedemikian bermula dari peringkat pembentukan (atau dalam kes pembentukan balang) dari caj pertama. Hakisan ini adalah aspek yang paling bertentangan dengan hayat bateri asid plumbum. Oleh kerana kakisan grid positif berlaku apabila sel memasuki kawasan cas, sebahagian daripada struktur grid akan ditukar kepada plumbum dioksida dan oleh itu berat grid turun sedikit pada setiap tempoh kakisan. Akhirnya, satu peringkat akan dicapai apabila elektron dari tapak tindak balas pada grid tidak dapat bergerak ke bar bas, kerana tiada ketersediaan struktur grid berterusan

Akibatnya, sebahagian daripada bahan aktif tidak boleh mengambil bahagian dalam proses pengeluaran tenaga dan kapasiti menurun, yang membawa kepada akhir hayat bateri.

Pengeluar sel asid plumbum cuba mengurangkan masalah ini dengan memasukkan unsur pengaloian yang meningkatkan rintangan kakisan aloi plumbum. Beberapa juzuk pengaloian tersebut ialah arsenik (As) dan perak (Ag) dalam peratusan pecahan. Sebagai peraturan, jumlah As adalah sekitar 0.2% dan Ag kira-kira 0.03 hingga 0.05% dalam aloi positif.

Pengecas bateri - makna penerimaan semasa

Penerimaan semasa ditentukan oleh reka bentuk sel. Sebagai contoh, bateri Ah serupa yang dipasang dengan bilangan plat yang lebih banyak (iaitu plat akan menjadi lebih nipis), boleh menerima arus pengecasan yang lebih tinggi kerana luas permukaan yang dipertingkatkan. Untuk prosedur terperinci untuk mengukur kecekapan cas bagi plat individu, pembaca dirujuk kepada artikel oleh K. Peters. [8]

Penerimaan cas bagi plat negatif adalah lebih besar daripada plat positif (Lihat Rajah 1) yang disebabkan terutamanya oleh strukturnya yang lebih kasar, lebih terbuka dan liang yang mudah menerima resapan asid ke dalam bahagian dalam plat. Positif mula dicaj berlebihan pada 70–80% SOC, bergantung pada beberapa faktor reka bentuk. Beberapa faktor reka bentuk parametrik dalaman ialah struktur liang, luas permukaan sebenar, dsb. Parameter luaran lain ialah arus pengecasan dalam ampere, suhu elektrolit, dsb.

Penerimaan cas bagi plat negatif adalah lebih tinggi dan ia masuk ke kawasan cas berlebihan pada tempoh yang agak lewat, 90% SOC [8. K. Peters, AI Harrison, WH Durant, Sumber Kuasa 2. Penyelidikan dan Pembangunan dalam Sumber Kuasa Elektrokimia Bukan Mekanikal, Pergamon Press, New York, Amerika Syarikat, 1970, hlm. 1–16.]

[9. pagi Hardman, Jurnal Sumber Kuasa Vol. 23, Tahun 1988, halaman, 128].

Coulombic-efficiency.jpg

Walau bagaimanapun, pada satu ketika, tindak balas sekunder bermula pada elektrod negatif, terutamanya pengurangan ion hidrogen (proton) kepada gas hidrogen dengan pemindahan elektron ringkas (berlaku pada potensi jauh lebih rendah daripada -350 mV iaitu potensi boleh balik plat negatif, E° nilai.), pada kira-kira -0.6 hingga 0.95 V:

2H + + 2e → H 2

Satu kekotoran penting yang terkumpul pada plat negatif ialah antimoni (Sb), yang dimendapkan disebabkan oleh fenomena yang dipanggil antimoni-migrasi dalam sel yang mengandungi jumlah antimoni yang lebih tinggi dalam grid. Walaupun antimoni adalah komponen penting dalam aloi grid untuk kebanyakan sel asid plumbum, ia mempunyai kesan negatif terhadap prestasi sel.

Semasa peringkat kakisan pengecasan (menuju penghujung cas setiap kitaran), grid positif berada di bawah serangan anodik dan antimoni masuk ke dalam larutan sebagai ion Sb 5+ , sebahagian daripadanya diserap oleh bahan aktif positif di mana ia menggalakkan pelepasan diri akibat pembentukan sel tempatan. Baki antimoni yang terlarut akan dimendapkan sebagai Sb 3+ pada permukaan katod (permukaan plat negatif) (“penghijrahan antimoni” ) dan disebabkan potensi hidrogen yang lebih rendah berbanding plumbum, ia menyebabkan evolusi hidrogen yang pramatang. Kemudian, semasa tempoh evolusi gas yang banyak, antimoni boleh, dalam keadaan yang menggalakkan, dibebaskan sedikit sebanyak sebagai gas stibin (SbH 3 ), apabila ia bergabung dengan proton.

Di bawah keadaan yang menggalakkan, tindak balas yang serupa dengan arsenik (As) juga mungkin berlaku dengan membebaskan arsin (AsH 3 ), yang merupakan gas beracun. Oleh itu, konstituen pengaloian ini secara semula jadi dielakkan di mana sel digunakan dalam persekitaran tertutup, seperti kapal selam.

Secara termodinamik, ini berlaku pada potensi yang lebih rendah daripada tindak balas pengecasan utama tetapi, seperti penjanaan oksigen pada elektrod positif, potensi lebihan untuk penjanaan hidrogen pada elektrod plumbum adalah agak besar (kira-kira -0.650 V) dan oleh itu pengecasan semula boleh sebahagian besarnya diselesaikan sebelum evolusi hidrogen bermula sepenuhnya.

Gas-gas ini dialihkan dari sel melalui lubang palam bolong. Kedua-dua plat dipengaruhi oleh kesan kekotoran pada potensi berlebihan, dan oleh itu pengecasan semula yang cekap sempurna bagi kedua-dua plat tidak dapat dilakukan. Sebagai contoh, jika anda menggabungkan potensi tindak balas evolusi oksigen dengan evolusi hidrogen, kita ada

1.95 + (-0.95) = 2.9 V untuk evolusi gas yang banyak.

Perkara lain yang perlu diberi perhatian ialah mengikut undang-undang asas, air harus terurai pada 1.23 V dan oksigen harus berkembang pada elektrod positif pada potensi ini. Tetapi ini tidak berlaku dalam sel praktikal. Sekiranya ia berlaku, kestabilan sel asid plumbum itu sendiri akan menjadi persoalan. Potensi plat positif piawai (E° = 1.69 V) adalah kira-kira 0.46V di atas voltan di mana air harus terurai (1.23V). Sebabnya sekali lagi overvoltage. Iaitu, voltan untuk evolusi oksigen pada plumbum dioksida dalam larutan asid sulfurik terletak jauh di atas nilai E° plat positif pada 1.95V.

Oleh itu, tindak balas evolusi oksigen pada plumbum dioksida dalam larutan asid sulfurik dihalang, iaitu 0.26 V (1.95-1.69 = 0.26) di atas nilai E° plat positif dan kira-kira 0.72 V di atas potensi penguraian air (1.95-1.23 = 0.72V) dan maka oksigen tidak berkembang sehingga nilai voltan lampau dicapai dalam larutan tulen.

Begitu juga, evolusi hidrogen pada plumbum dalam larutan asid sulfurik sangat dihalang kerana kelebihan hidrogen pada plumbum. Nilai overpotential ini adalah kira-kira 0.6 V lebih negatif dan berada di bawah potensi elektrod piawai plumbum dalam larutan asid sulfurik, E° = -0.35V. Oleh itu tindak balas evolusi hidrogen tidak akan menghalang cas penuh plat negatif sehingga nilai elektrod mencapai -0.95V dalam larutan tulen yang ketat. Inilah sebab mengapa plat negatif mempunyai kecekapan cas yang lebih baik daripada plat positif.

Tetapi, dalam sel praktikal, peringkat ini dicapai jauh sebelum voltan ini. Malah, 2.9 V ini tidak sama sekali direalisasikan dalam sel praktikal, kerana tindak balas akibat kekotoran mengambil dominasi dan seterusnya evolusi gas penuh mengikut isipadu (H 2 : O 2 = 2:1) dicapai pada kira-kira 2.6 V. Walau bagaimanapun, jika voltan pengecasan terkesan adalah terlalu tinggi, maka nilai 2.9 V ini boleh dicapai, terutamanya, bateri aloi bebas Sb boleh mencapai nilai 2.8 V dan dengan antimonial sel nilainya akan lebih rendah sebanyak 0,2 V, katakan 2.6 V.

Apabila kitaran diteruskan, nilai pengegasan akan sangat berkurangan dalam kes sel antimonial, manakala sel lain hampir bebas daripada kesan ini. Pengurangan drastik ini disebabkan oleh fenomena yang dipanggil “penghijrahan antimoni” seperti yang dijelaskan sebelum ini.

Sememangnya, perbezaan voltan bateri baharu dan bateri berkitar meningkat daripada 250 mV kepada 400 mV. Ini akan mengakibatkan ketidakupayaan bahan aktif untuk menerima cas dan hampir semua arus menjana hidrogen dan oksigen. Rajah 3 menggambarkan aspek ini [10. Hans Tuphorn, Bab 17, Rajah 17.2 dalam Buku Panduan Teknologi Bateri, Ed. HA Kiehne, Edisi Kedua, 2003, Marcel Dekker, Inc., New York.]

Battery-Charging-Duration-Hours.jpg

Bagaimanakah pengecas bateri 12v berfungsi?

Untuk mengecas bateri, plumbum keluaran positif disambungkan ke terminal positif bateri dan seterusnya negatif ke terminal negatif. Pengecas kemudiannya disambungkan ke bekalan utama AC melalui cara yang sesuai.

Input AC ditukar kepada DC oleh litar penerus yang mempunyai pengubah injak turun untuk menukar kepada voltan yang diperlukan. Penerus menukarkan arus ulang alik dua arah (AC) kepada aliran satu arah. Oleh itu, ia mengekalkan kekutuban malar merentasi beban. Konfigurasi penerus jambatan digunakan untuk membetulkan AC voltan rendah yang telah diturunkan ke DC dan selanjutnya dilicinkan oleh kapasitor elektrolitik bernilai tinggi (litar penapisan).

DC yang ditapis ini disalurkan ke litar elektronik yang mengawal voltan ke tahap malar dan digunakan pada bateri yang memerlukan pengecasan,

Pengecas mempunyai penunjuk untuk arus (ammeter), voltan (voltmeter), dan juga dalam kes khas pemasa dan meter ampere-jam.

Bateri dicas mengikut arahan pengilang

Prosedur pengecasan bateri - Pengecas Bateri

Bateri yang perlu dicas hendaklah dibersihkan di luar dengan teliti dan terminal, selepas mengeluarkan produk kakisan, jika ada, hendaklah diberi salutan nipis Vaseline putih. Paras elektrolit juga akan diperiksa. Tambah nilai tidak perlu dilakukan pada masa ini melainkan tahap di bawah ketinggian pemisah.

Pengecas yang dimaksudkan untuk mengecas bateri hendaklah mempunyai spesifikasi yang mencukupi, seperti voltan dan arus keluar. Sebagai contoh, bateri 12 V memerlukan voltan keluaran C sekurang-kurangnya 18 V. Arus yang diperlukan bergantung pada kapasiti bateri dan pada masa di mana bateri diperlukan untuk dicas. Biasanya, bateri akan dicas pada 0ne persepuluh ampere daripada kapasiti Ah bateri. Oleh itu, bateri 100 ah memerlukan sekurang-kurangnya output 10 ampere untuk pengecasan biasa. Jika ia akan dicas dengan cepat, keluaran 15 ampere akan diperlukan.

Input kira-kira 110% daripada kapasiti diperlukan untuk bateri yang dinyahcas sepenuhnya. Tetapi, jika bateri sudah dicas separa, kita harus tahu SOC. Walau apa pun, voltan dan graviti tentu adalah dua parameter penting yang perlu dipantau untuk menentukan keadaan cas. Nilai graviti tentu hendaklah dibaca daripada label pada bateri. Bateri yang dicas penuh biasanya akan mencapai 16.5 V dan lebih, jika ia dalam keadaan baik. Jika ia adalah bateri lama, voltan ini tidak boleh dicapai dengan mudah.

Ini terutamanya disebabkan oleh tindak balas sekunder seperti evolusi gas akibat elektrolisis air dalam elektrolit dan kesan pemanasan akibat rintangan terbina akibat terkumpul sulfat plumbum.

Bateri diletakkan pada bahan penebat seperti kepingan getah atau bangku kayu. Plumbum pengecas hendaklah mempunyai kapasiti pembawa arus yang mencukupi. Biasanya, dawai kuprum persegi 1mm boleh membawa arus terus (DC) 3 ampere dengan selamat. Selepas memastikan pengecas berada dalam kedudukan mati, petunjuk pengecas akan disambungkan ke terminal masing-masing, iaitu, positif kepada positif dan negatif kepada negatif. Bacaan voltan, graviti tentu dan suhu akan direkodkan dalam helaian log, model yang diberikan di bawah:

Templat rekod pengecasan bateri

Log-sheet-for-charging-a-battery-1.jpg

Bacaan hendaklah direkodkan setiap jam.

Bacaan kadmium akan menunjukkan sama ada plat tertentu telah mencapai cas penuh atau tidak. Elektrod rujukan kadmium ialah rod kadmium bertebat dengan wayar kuprum yang dipateri ke hujung atas. Hujung bawah akan direndam dalam elektrolit, supaya ia hanya menyentuh cecair, dan ia tidak boleh bersentuhan dengan plat atau bahagian plumbum lain di dalamnya.

Untuk plat positif bercas penuh, bacaan kadmium ialah 2.4 V dan lebih dan untuk plat negatif, tolak 0.2 V dan kurang.

Jadual 4

Tindak balas dalam sel asid plumbum dan bacaan potensi kadmium yang sepadan

Bacaan potensi kadmium

Reaksi Nilai Potensi Bacaan Kadmium
Potensi evolusi oksigen 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4e- 1.95 hingga 2.00 V 2.00 - (-0.4) = 2.4 V
Potensi Elektrod Piawai Plat Positif PbO2/PbSO4/H2SO4 1.69 V [1.69 – (-0.4) = 2.09 V]
Tamat pelepasan plat positif 1.40 hingga 1.5 V 1.40 – (-0.4) = 1.8 V
1.50 – (-0.4) = 1.9 V
Potensi Elektrod Hidrogen Standard (SHE) 2H+ + 2e- → H2 0.00 V 0.00 V
Tamat pelepasan plat negatif -0.15, -0.20, -0.25 V (Untuk ketumpatan arus yang berbeza) -0.15 – (-0.4) = 0.25 V -0.20 – (-0.4) = 0.20 V -0.25 – (-0.4) = 0.15 V
Potensi Elektrod Piawai Plat Negatif Pb/PbSO4/H2SO4 -0.35 V [-0.35 – (-0.4) = 0.05 V]
Nilai E° elektrod rujukan kadmium Cd/Cd2+ -0.40 V -0.40 V
Potensi evolusi hidrogen- 2H+ + 2e− →H2 (Untuk sel komersial) -0.60 V -0.60 – (-0.4) = -0.20
Potensi evolusi hidrogen 2H+ + 2e− →H2 Untuk sel eksperimen tulen -0.95 V -0.95 – (-0.4) = -0.55

Prinsip kerja pengecas bateri

Pada akhir pengecasan, bateri 12 V mungkin mencapai voltan terminal 16.5 dan ke atas. Selepas mengekalkan voltan terminal pada tahap ini selama sejam, pengecasan boleh ditamatkan. Apabila bateri hampir 16. 0 V, air yang diluluskan boleh ditambah, jika perlu.

Berhampiran penghujung pengecasan, gas berat akan diperhatikan dari bateri. Tiada api terbuka harus dibawa berhampiran bilik pengecasan. Gas berkembang mengikut nisbah gabungannya, iaitu hidrogen 2 bahagian dan oksigen 1 bahagian. Oleh itu, jika gas ini dibiarkan terkumpul di kawasan pengecasan tanpa pengudaraan yang betul, kemungkinan percikan api atau nyalaan terbuka akan menyalakan gas dan ia akan bergabung dengan keganasan letupan, merosakkan bateri dan persekitarannya dan juga mencederakan orang yang berdekatan. .

Had bawah untuk campuran letupan hidrogen dalam udara ialah 4.1%, tetapi, atas sebab keselamatan hidrogen tidak boleh melebihi 2% mengikut isipadu. Had atas ialah 74%. Letupan kuat berlaku dengan kekerasan apabila campuran mengandungi nisbah stoikiometri gas-gas ini (2 bahagian hidrogen kepada 1 oksigen). Keadaan ini diperolehi di dalam bateri yang terlalu mengecas dengan palam bolong disekru ketat pada penutup. Oleh itu, adalah dinasihatkan untuk memastikan palam bolong longgar di atas lubang bolong dan jangan skru dengan ketat.

Kaedah yang berbeza untuk mengecas bateri dan Jenis pengecas bateri yang berbeza

Walaupun terdapat pelbagai kaedah mengecas sel asid plumbum, kesemuanya mempunyai satu tujuan yang sama untuk menukar hasil tindak balas, iaitu plumbum sulfat pada kedua-dua plat kepada bahan aktif masing-masing, PbO 2 pada elektrod positif dan Pb pada elektrod negatif .

2 PbSO 4 + 2 H 2 O → PbO 2 + Pb + 2 H 2 SO 4

Terdapat beberapa varian dalam rejim pengecasan. Tetapi dalam semua kaedah ini, hanya dua prinsip asas digunakan: kaedah pengecasan arus malar dan voltan malar. Beberapa kaedah yang ada menggabungkan kedua-dua prinsip ini untuk mencapai matlamat mereka.

Pemilihan kaedah pengecasan yang sesuai bergantung pada jenis, reka bentuk dan keadaan perkhidmatan serta masa yang tersedia untuk pengecasan. Semua kaedah pengecasan ini menggunakan banyak kaedah untuk mengawal dan menyelesaikan proses pengecasan.

Kaedah ini boleh dikelaskan kepada yang berikut:

Jadual 5

Klasifikasi kaedah pengecas bateri yang berbeza & kaedah pengecasan bateri

Kaedah pengecasan bateri yang berbeza

Kaedah berasaskan arus malar (CC) Kaedah berasaskan voltan malar (CV atau CP) Kaedah gabungan Pengecasan tirus Kaedah khas
Kaedah pengecasan CC satu langkah Kaedah Voltan Malar Kaedah CC-CV Kaedah pengecasan tirus satu langkah 1. Caj awal
2. Caj penyamaan
3. Peluang mengecas
4. Pengecasan terkawal gas
5. Pengecasan menitik
6. Tingkatkan pengecasan
7. Pengecasan nadi
8. Pengecasan cepat atau pantas
Kaedah pengecasan CC dua langkah Kaedah CV terhad semasa atau diubah suai Kaedah pengecasan tirus dua langkah

Langkah tunggal Kaedah pengecasan berasaskan arus malar (kaedah CC) Pengecas bateri

Apabila pengecasan semula diperlukan untuk diselesaikan dalam masa yang singkat dan apabila pengguna ingin mengetahui input dari segi Ah, kaedah pengecasan arus malar boleh digunakan. Pengecasan arus malar diutamakan apabila output sebelumnya diketahui, supaya cas berlebihan 5-10% boleh berkesan untuk mengembalikan bateri kepada 100% SOC. Ini juga akan memastikan bahawa input yang betul diberikan supaya hayat bateri tidak terjejas teruk oleh cas berlebihan yang tidak wajar. Masa cas semula biasa untuk kaedah ini ialah 15 hingga 20 jam.

Dalam kaedah ini, arus dikekalkan malar sepanjang tempoh pengecasan.

Arus cas sebanyak 5 hingga 10% daripada kapasiti 20 jam disyorkan.

Untuk mengimbangi peningkatan emf belakang bateri semasa mengecas, arus pengecasan perlu dikekalkan malar sama ada dengan mengubah rintangan siri yang digunakan atau dengan meningkatkan voltan pengubah. Biasanya, rintangan siri diubah untuk memastikan pemalar semasa.

Kaedah ini adalah kaedah pengecasan yang paling mudah dan lebih murah. Tetapi ia mempunyai kelemahan kecekapan cas yang lebih rendah. Ini disebabkan oleh beberapa kuasa yang hilang dalam rintangan dan juga sebahagiannya disebabkan oleh arus yang digunakan untuk membelah air sebaik sahaja bateri mencapai 2.5 V setiap sel. Bateri mula bergas apabila bateri dicas kepada kira-kira 70 hingga 75% cas. Kaedah pengecasan ini sentiasa mengakibatkan pengecasan lebih sedikit dan pengecasan gas yang kuat terutamanya pada penghujung pengecasan.

Gambar umum untuk kaedah pengecasan arus malar diberikan Rajah 5 . Ciri-ciri pengecasan diberikan dalam Rajah 6

Figure-5.jpg
Figure-6.jpg

Kaedah pengecasan arus malar dua langkah Pengecas bateri

Dua kadar pengecasan, kadar permulaan dan kadar penamat, digunakan dalam kaedah pengecasan arus malar dua langkah. Kadar penamat biasanya separuh daripada kadar permulaan. Kadar penamat dimulakan apabila bateri mula menghasilkan gas. Ini biasanya kaedah pilihan yang digunakan untuk pengecasan bangku bateri. Ciri pengecasan boleh dilihat dalam Rajah 7 [11. PG Balakrishnan, Bateri Penyimpanan Plumbum, Scitech Publications (India) Pvt. Ltd., Chennai, 2011, muka surat 12.8].

Figure-7.jpg

Kaedah pengecasan voltan malar atau potensi Pengecas bateri

Kaedah pengecasan voltan malar atau potensi (CV atau CP) menggunakan voltan sumber yang dikekalkan pada tahap malar sepanjang tempoh pengecasan. Biasanya, voltan ini akan berada di antara 2.25 dan 2.4 V setiap sel.

Kaedah ini ialah kaedah yang disyorkan untuk mengecas sel dan bateri asid plumbum (VRLA) terkawal injap. Seseorang tidak perlu risau tentang kedalaman nyahcas (DOD) nyahcas sebelumnya apabila mengecas bateri VRLA dengan kaedah CV. Bateri VRLA boleh dicas tanpa sebarang kesan buruk dengan menggunakan voltan cas CV yang disyorkan pengeluar. Hampir semua pengeluar VRLAB mengesyorkan arus permulaan 0.25 hingga 0.30 C ampere.

Iaitu, untuk bateri 100 Ah, arus awal 25 hingga 30 ampere boleh dipilih. Arus yang lebih tinggi digunakan untuk mengecas bateri yang dinyahcas dalam manakala yang lebih rendah untuk bateri yang biasanya dinyahcas. Kesan voltan pengecasan yang lebih rendah ialah kenaikan suhu akan lebih rendah berbanding dengan bateri yang dicas, dengan arus yang lebih tinggi, tetapi masa yang diambil untuk pengecasan penuh akan lebih banyak.

Pada penghujung pengecasan, voltan bateri mencapai pariti dengan voltan terkesan arus pengecasan mengecil kepada nilai yang sangat rendah. Secara umum, arus pada hujung mungkin mencapai nilai 2 hingga 4 mA untuk setiap Ah kapasiti bateri. Pada 2.25 hingga 2.3 V setiap sel, tiada evolusi gas diperhatikan dalam bateri yang direka dengan betul. Walau bagaimanapun, pengegasan akan jelas pada 2.4 V setiap sel. Isipadu gas yang berkembang pada 2.4 V setiap sel adalah kira-kira 1000 ml dalam 40-50 minit untuk 6V/1500 Ah VRLAB

Mengikut Klausa 6.1.a. Piawaian Perindustrian Jepun, JIS 8702-1:1998, tempoh pengecasan adalah lebih kurang 16 jam atau sehingga arus tidak berubah lebih daripada 10 % daripada 20 jam kadar arus (I 20 ) ampere dalam masa dua jam berturut-turut[JIS 8702-1:1998] . Sebagai contoh, jika kapasiti 20 jam bateri (tanpa mengira voltan baterinya) ialah 60 Ah20 , maka caj akan selesai jika arus tidak berubah lebih daripada 300 mA (iaitu, I20 = 60 Ah /20 A = 3 A. Oleh itu, 0.1 daripada I20 = 0.3A)

Butiran caj CP bagi bateri VR ditunjukkan dalam Rajah

Kecekapan pengecasan adalah lebih baik daripada kaedah arus malar. Kelemahan kaedah ini ialah ia memerlukan voltan yang stabil pada longkang arus tinggi, yang mahal. Kaedah ini digunakan untuk operasi apungan sel pegun untuk aplikasi telekomunikasi dan UPS.

Figure-8.jpg
Figure-9.jpg

Pengecasan berpotensi berterusan diubah suai - Pengecas bateri

Dalam aplikasi industri, kaedah sedemikian digunakan di mana litar pengecasan adalah sebahagian daripada sistem. Contohnya kereta, UPS dll. Rintangan siri untuk mengehadkan arus disertakan dalam litar, yang nilainya dikekalkan sehingga voltan pratetap dicapai. Selepas itu voltan dikekalkan malar sehingga bateri dipanggil untuk melaksanakan tugasnya untuk membekalkan arus permulaan, kuasa kecemasan dll.

Pilihan rintangan siri tetap bergantung pada bilangan sel dalam bateri dan kapasiti jam amperenya dan pada tempoh yang tersedia untuk mengecas. Voltan yang digunakan dikekalkan malar pada kira-kira 2.6 hingga 2.65 volt setiap sel.

Semasa pengecasan berlangsung, arus pengecasan mula jatuh dari nilai awal. Apabila voltan meningkat secara beransur-ansur sehingga 2.35 hingga 2.40 volt setiap sel, voltan bergas cenderung meningkat dengan cepat dan oleh itu arus pengecasan jatuh pada kadar yang lebih cepat.

Caj potensi malar yang diubah suai adalah biasa untuk bateri berbasikal dalam seperti bateri cengkaman. Kilang-kilang biasanya menggunakan profil masa pelepasan-caj tetap seperti operasi 6 jam trak lif fork hingga kedalaman nyahcas (DOD) sebanyak 80% dan cas semula selama 8 jam. Pengecas ditetapkan untuk voltan pengegasan dan arus permulaan dihadkan kepada 15 hingga 20 A setiap 100 Ah. Arus mula meruncing pada voltan malar kepada kadar penamat 4.5 hingga 5 A setiap 100 Ah, yang kemudiannya dikekalkan hingga akhir cas. Jumlah masa pengecasan dikawal oleh pemasa.

Terdapat pengecas bateri yang mempunyai peruntukan untuk memastikan bateri disambungkan kepadanya walaupun selepas pengecasan selesai untuk mengekalkan bateri dalam keadaan dicas penuh. Ini dicapai dengan menyediakan tempoh singkat caj penyegaran setiap 6 jam untuk mengekalkan keadaannya

Butiran diberikan dalam Rajah 12 [ 12. Isu Khas Mengenai Bateri Asid Plumbum, J. Sumber Kuasa 2 (1) (1977/1978) 96-98]

Figure-10.jpg

Kaedah gabungan (kaedah CC-CV) - Pengecas bateri

Dalam kaedah ini pengecasan arus malar dan potensi malar digabungkan bersama. Kaedah ini juga dikenali sebagai kaedah pengecasan (IU) (I untuk arus dan U untuk voltan). Dalam tempoh awal pengecasan, bateri dicas pada mod arus malar sehingga bateri mencapai voltan bergas dan kemudian ditukar kepada mod potensi malar. Kaedah ini menghapuskan kesan merosakkan kaedah pengecasan arus malar pada akhir pengecasan.

Ciri-ciri pengecasan kaedah ini ditunjukkan dalam Rajah 11 di sebelah kanan.

Figure-11.jpg

Pengecasan tirus - Pengecas bateri

Maksud tirus ialah mencerun ke bawah. Seperti yang dinyatakan dengan jelas oleh istilah, arus dibenarkan untuk mengurangkan daripada nilai yang lebih tinggi kepada nilai yang lebih rendah, dengan menetapkan voltan cas permulaan pada kira-kira 2.1 V setiap sel dan tamat pada 2.6 V setiap sel. Nisbah nilai semasa pada voltan ini dirujuk sebagai nilai tirus.

Oleh itu, pengecas dengan output 50 A pada 2.1 V setiap sel dan 25 A pada 2.6 V setiap sel, digambarkan sebagai mempunyai ciri tirus 2:l.

Terdapat pengecasan tirus satu langkah dan kaedah pengecasan tirus dua langkah

Pengecasan tirus satu langkah - Pengecas bateri

Dalam jenis pengecasan ini, arus mengecil daripada nilai permulaan yang lebih tinggi kepada yang lebih rendah daripada kadar penamat, yang biasanya kira-kira 4 hingga 5% daripada kapasiti kadar 20 jam bateri. Pengegasan adalah fenomena yang diperlukan kerana ia membantu untuk menyamakan kecerunan ketumpatan elektrolit. iaitu, ia meneutralkan fenomena stratifikasi. Oleh itu, kadar penamat ditetapkan pada nilai yang cukup tinggi untuk membolehkan proses ini berlaku dan pada masa yang sama tidak menghakis grid positif secara berlebihan. Di sini, voltan keluaran pengecas ditetapkan pada kira-kira 2.7 volt setiap sel pada mulanya dan dibuat untuk turun kepada kira-kira 2.1 hingga 2.2 volt setiap sel pada penghujung tempoh pengecasan.

Arus pengecasan dibuat untuk mengecil perlahan-lahan sehingga voltan pengegasan (kira-kira 2.4 V setiap sel) dicapai (SOC = 75 hingga 80 %) dan mengecil pada kadar yang lebih cepat selepas itu. Biasanya, nisbah tirus ditetapkan pada 2:1 atau pada nisbah 1.7 hingga 1. Masa yang diambil untuk menyiapkan caj adalah sekitar 12 jam. Tempoh pengecasan selepas voltan pengegasan dicapai dikawal dengan memasukkan peranti pemasaan yang mula beroperasi apabila voltan pengegasan dicapai.

Tempoh pengecasan boleh dikurangkan kepada 8 hingga 10 jam, tetapi arus permulaan perlu dipertingkatkan, yang tidak boleh dilakukan tanpa mengambil kira ekonomi yang terlibat dan kemampuan pengguna.

Figure-12.jpg

Ciri-ciri pengecasan pengecasan tirus satu langkah ditunjukkan dalam Rajah 12

Figure-13.jpg

Pengecasan tirus dua langkah - Pengecas bateri

Kaedah pengecasan ini adalah serupa dengan pengecasan tirus satu langkah kecuali hakikat bahawa jumlah masa pengecasan dikurangkan kepada kira-kira 8 hingga 10j. Memandangkan bateri mampu menerima cas pada kadar yang lebih pantas apabila ia dinyahcas secara mendalam, arus tinggi digunakan pada langkah pertama sehingga bateri mencapai tahap pengegasan. Hampir 70 hingga 80% jam ampere yang akan dikembalikan kepada bateri diberikan kepada bateri pada langkah pertama pada kadar yang lebih cepat dan baki jam ampere dimasukkan ke dalam langkah kedua.

Ciri-ciri pengecasan bagi bateri 12V, 500 Ah dengan pengecasan tirus satu langkah ditunjukkan dalam Rajah 13

Kaedah pengecasan tirus adalah lebih popular untuk mengecas bateri cengkaman yang biasanya dinyahcas secara mendalam. Pengendali armada kenderaan elektrik, contohnya van penghantaran pos, kenderaan penghantaran susu, memerlukan pengecas bateri yang canggih untuk mendapatkan prestasi terbaik yang mungkin daripada bateri dan untuk melindungi pelaburan wang tunai yang besar yang terlibat.

Caj awal

Bateri asid plumbum baharu memerlukan pengaktifan dan proses pengecasan ini buat kali pertama dipanggil pengecasan pengisian awal. Bateri diisi dengan jumlah elektrolit yang diperlukan dan dicas sepenuhnya sebelum dihantar untuk penghantaran. Biasanya pengecasan awal ini dilakukan dengan kaedah pengecasan arus malar pada arus rendah untuk tempoh yang lama sehingga bateri mencapai voltan 16.5 V atau lebih untuk dicas penuh.

Pada masa kini, proses ini telah menjadi berlebihan kerana kita mendapat bateri yang dicas kilang sedia untuk digunakan atau bateri yang dicas kering yang hanya memerlukan penambahan elektrolit.

Caj penyamaan

Menyamakan cas Perbezaan sel ke sel adalah fakta yang perlu diterima. Tiada dua sel boleh sama dalam semua aspek. Perbezaan dalam berat bahan aktif, variasi kecil dalam graviti tentu elektrolit, keliangan elektrod, dll adalah beberapa perbezaan. Kerana sebab-sebab ini, setiap sel dalam bateri mempunyai ciri-cirinya sendiri; setiap satu memerlukan jumlah caj yang berbeza sedikit. Penyamaan cas sekali-sekala menjauhkan hayat bateri. Bateri automotif 12V diapungkan pada 14.4V. Bateri yang dicas penuh memerlukan tahap voltan 16.5 V, yang tidak pernah direalisasikan dalam perkhidmatan di atas kenderaan.

Oleh itu pengecasan penyamaan (juga dipanggil pengecasan bangku) diperlukan untuk memanjangkan hayat bateri automotif. Oleh itu, bateri yang menerima pengecasan bangku berkala setiap enam bulan mungkin hidup lebih lama daripada bateri yang tidak menerima cas bangku, sekurang-kurangnya 10-12 bulan. Kekerapan dan tahap penyamaan cas hendaklah dibincangkan dengan pengeluar bateri. Dengan pengecas yang telah diprogramkan, ‘cas penyamaan’ kadangkala tersedia melalui suis yang menyediakan arus rendah berterusan yang digunakan untuk menstabilkan voltan dan ketumpatan relatif elektrolit sel.

Begitu juga, bateri bekalan kuasa kecemasan UPS dan bateri trak forklift juga memerlukan caj penyamaan sedemikian. Bateri yang digunakan dalam penyongsang hanya dicas sehingga 13.8 hingga 14.4 V. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ini tidak mencukupi untuk menyamakan ketidakseimbangan antara sel dalam bateri. Bateri ini, jika diberi caj penyamaan berkala, akan bertahan lebih lama.

Bateri akan diberi caj penyamaan setiap enam bulan. Tetapi bateri cengkaman yang digunakan dalam bateri forklift harus diberi caj penyamaan sekali setiap kitaran keenam atau kesebelas, bergantung pada sama ada bateri itu baharu atau sudah tua. Bateri yang lebih baru boleh diberi caj penyamaan sekali setiap 11 kitaran dan yang lebih lama setiap kitaran ke- 6. Jika bateri menerima cas penuh biasa setiap hari, kekerapan cas penyamaan boleh dikurangkan kepada kitaran ke -10 dan ke -20. Caj penyamaan hendaklah ditamatkan apabila sel tidak menunjukkan peningkatan lanjut dalam bacaan voltan dan graviti tentu dalam tempoh 2 hingga 3 jam.

Baca artikel terperinci tentang caj Penyamaan di sini.

Caj peluang

Apabila kenderaan elektrik di luar jalan atau di atas jalan sedang dikendalikan secara intensif, memasukkan pengecas pada waktu rehat dan tempoh rehat ringkas lain juga boleh membantu memanjangkan syif kerja kenderaan yang berkesan dan dengan itu mengurangkan masa henti EV. Caj peluang ialah istilah yang diberikan kepada pengecasan separa tersebut semasa waktu makan tengah hari atau tempoh rehat.

Caj peluang sedemikian cenderung untuk mengurangkan hayat bateri. Bateri mengira cas tersebut dan nyahcas seterusnya sebagai satu kitaran cetek. Seboleh-bolehnya caj peluang harus dielakkan. Pengecasan biasa menyediakan 15 hingga 20 A setiap kapasiti 100Ah, manakala caj peluang memberikan arus yang lebih tinggi sedikit sebanyak 25 A setiap kapasiti 100Ah. Ia menghasilkan suhu yang lebih tinggi dan mempercepatkan kakisan grid positif. Dan dengan itu kehidupan akan berkurangan.

Pengecasan terkawal gas

Kekonduksian terma gas hidrogen yang berkembang digunakan untuk memantau arus pengecasan. Gas hidrogen, penyejuk yang sangat baik digunakan untuk menyejukkan unsur yang dipanaskan. Perubahan rintangan elemen pemanas digunakan untuk mengawal arus. Termistor juga boleh digunakan untuk mengawal arus. Kadangkala, kesan pemanasan akibat penggabungan semula gas hidrogen dan gas oksigen yang berkembang dalam sel atas pemangkin yang sesuai digunakan untuk mengendalikan suis haba untuk mengawal arus.

Pengecasan menitik

Dalam pengecasan berterusan, pengecas menyamakan kerugian akibat nyahcas sendiri dan nyahcas sekejap. Caj penyelenggaraan mengimbangi pelepasan diri. Kedua-dua mod operasi dicirikan oleh voltan terminal malar:

Caj penyelenggaraan 2.20 hingga 2.25 V setiap sel

Caj berterusan 2.25 hingga 2.35 V setiap sel

Bergantung pada umur dan keadaan bateri, ketumpatan arus 40 hingga 100 mA/100 Ah kapasiti nominal mungkin diperlukan semasa pengecasan penyelenggaraan (cas trickle).

Arus cas berterusan bergantung pada tahap yang besar pada profil beban. Bateri pada cas penyelenggaraan mesti dicas semula selepas setiap gangguan bekalan elektrik. Begitu juga dengan bateri yang dicas berterusan selepas beban yang tidak dirancang.

Tingkatkan pengecasan

Pengecasan Boost digunakan apabila bateri yang dinyahcas diperlukan untuk digunakan dalam kecemasan apabila tiada bateri lain tersedia dan SOC tidak mencukupi untuk kerja kecemasan. Oleh itu, bateri asid plumbum boleh dicas pada arus tinggi bergantung pada masa yang ada dan SOC bateri. Memandangkan pengecas pantas tersedia pada masa kini, pengecasan rangsangan sudah biasa hari ini. Biasanya pengecas rangsangan tersebut mula mengecas pada 100A dan mengecil kepada 80A. Perkara yang paling penting ialah suhu tidak boleh melebihi 48-50 o C.

Pengecasan nadi

Apakah pengecasan arus berdenyut?

Pengecasan dilakukan untuk tempoh yang sangat singkat iaitu, semasa mengikut masa dalam milisaat (ms), dan tempoh melahu mengikuti (masa luar dalam ms). Kadangkala pelepasan juga mungkin mendahului cas nadi.

Teknik arus berdenyut telah digunakan untuk pengecasan pantas sel asid plumbum automotif. Kesimpulan berikut telah dicapai:

  • Teknik arus berdenyut boleh memberikan kesan yang sangat berfaedah.
  • Ia meningkatkan kadar cas semula.
  • Ia mempunyai manfaat pada prestasi kitaran hayat bateri plumbum/asid, terutamanya apabila tepat masa lebih daripada 100 ms digunakan.
  • Selain itu, teknik ini juga boleh meremajakan sel yang telah dikitar dengan pengecasan arus yang berterusan.
  • Masa pengecasan semula boleh dikurangkan mengikut urutan magnitud, iaitu, daripada ~10 jam kepada ~1 jam
  • Hayat kitaran boleh ditingkatkan dengan faktor tiga hingga empat.
Rajah-14.jpg
  • Aplikasi pengecasan arus berdenyut pada bateri kitar (kapasiti = 80% nilai awal) boleh membangkitkan pemulihan dalam kapasiti bateri.
  • Kehilangan kapasiti pramatang berlaku dalam kedua-dua sel Pb-Sb dan Pb-Ca-Sn pada kadar nyahcas yang tinggi dengan pengecasan arus malar.

Untuk butiran lanjut, pembaca boleh merujuk kepada artikel oleh Lam dan lain-lain yang diberikan di atas.

Sel-sel dasar laut telah menjadi subjek pengecasan nadi [14. Melvyn James, Jock Grummett, Martin Rowan dan Jeremy Newman, Jurnal Sumber Kuasa 162 (2006) 878–883 879]. Penulis telah membuat kesimpulan bahawa

  1. Kapasiti boleh dipertingkatkan dengan pengecasan nadi. Peningkatan kapasiti ini

adalah dramatik untuk sel-sel baru yang agak baru. Tetapi untuk sel yang lebih tua (4-5 tahun) 15 atau lebih kitaran cas nadi diperlukan sebelum penambahbaikan kapasiti diperolehi.

  • Semakin tua sel telah mengalami sulfasi yang teruk, yang memerlukan lebih banyak kitaran untuk terurai.
  • Sesetengah sulfasi adalah mustahil untuk diterbalikkan.
  • Penggunaan pengecasan nadi juga menunjukkan bahawa cas pengegasan boleh dikurangkan dengan ketara.
  • Evolusi gas berkurangan dengan peningkatan frekuensi nadi. Ini lebih ketara dengan evolusi oksigen, yang merupakan faktor penting untuk bateri dasar laut yang mengalami hakisan plat positif kerana oksigen berkembang daripada plat positif semasa pengecasan gas.
  • Selepas penggunaan pengecasan nadi pada sel, kesan berfaedah kekal walaupun rutin pengecasan konvensional disambung semula.

Program caj nadi biasa ditunjukkan di bawah:

Rajah-15.jpg
Rajah-16.jpg

Penggunaan pengecasan nadi boleh membantu menghalang sulfat daripada membina dari semasa ke semasa. Ia mungkin dapat mengurangkan pengumpulan sulfasi dalam sel dengan pengecasan dan penyelenggaraan yang betul jika pengecasan nadi digunakan dari awal. Pengumpulan sulfasi yang telah berlaku tidak boleh diterbalikkan dengan kaedah ini. Jika sel sentiasa disamakan atau dicas berlebihan, ini merosakkan sel, mengurangkan kapasiti dan hayatnya. Microtex mengesyorkan menguji graviti spesifik bateri anda dengan kerap untuk mengetahui berapa lama ia akan bertahan, mengenal pasti mana-mana sel yang lemah atau gagal, dan mengesahkan keadaan casnya. Langkah-langkah berikut boleh diikuti sekiranya terkumpul sulfasi atau ketidakseimbangan cas.

Pengecasan cepat atau pantas - Pengecas bateri

Dua puluh lima tahun yang lalu, adalah dipercayai bahawa bateri asid plumbum tidak boleh dicas pada kadar yang tinggi kerana bahan aktif positif akan rosak tanpa diperbaiki. Adalah dipercayai bahawa pengecasan pantas akan mengakibatkan tahap hakisan grid dan pengegasan yang berlebihan, mengakibatkan kegagalan bateri VRLA yang awal dan pantas.

Caj pantas terbukti bukan sahaja menjimatkan masa dan tenaga, tetapi ia juga menghapuskan gas dan mengurangkan penyelenggaraan. Pengecasan pantas pertama kali dicadangkan oleh Kordesch pada tahun 1972 untuk sel Ni-Cd tertutup, [17. K. Kordesch, J. Electrochem. Soc., 113 (1972) 1053] kemudiannya dibangunkan pada tahun 1993 oleh Norvik Technologies di Kanada untuk bateri VRLA.

Minitcharger™ mereka membuktikan bahawa pengecasan semula bateri Ni-Cd yang dinyahcas dalam boleh dicapai dalam 5 hingga 10 minit [18. JK Nor, Paten AS 5,202,617(1993)].

Pada bahagian pertama 1990-an, Valeriote, Nor, dan Ettel dari Cominco, Kanada, memajukan teknologi ini kepada bateri asid plumbum konvensional [19. EM Valeriote, J. Nor, VA Ettel, Proc. Seminar Bateri Asid Plumbum Antarabangsa Kelima, Vienna, VA, Amerika Syarikat, 17-19 April 1991, ms 93-122]. Pada tahun 1994, Valeriote, Chang, dan Jochim membuktikan bahawa proses itu juga sesuai untuk bateri VRLA plat nipis [ M. Valeriote, TG Chang, DM Jochim, Proc. daripada Persidangan Bateri Tahunan ke- 9 tentang Aplikasi dan Pendahuluan, Long Beach, CA, Amerika Syarikat, Januari 1994, hlm. 33-38 ] .

Sejak awal tahun sembilan puluhan teknik ini telah digunakan untuk semua jenis bateri cengkaman [20. K. Nor dan JL Vogt, Proc. Persidangan Bateri Tahunan ke- 13 mengenai Permohonan dan Pendahuluan, 13-16 Januari 1998, Long Beach, CA, 191-197].

Kesan pengecasan yang sangat pantas pada dua jenis bateri plumbum/asid hibrid kitaran dalam berikut telah dikaji pada tahun 1994 menggunakan MinitchargerÔ (Norvik Traction Inc., Kanada) [21. TG Chang, EM Valeriote dan DM Jochim, J. Sumber Kuasa 48 (1994) 163-175].

  • Bateri hibrid yang dibanjiri (dirujuk sebagai “AP” dalam kerja ini) mempunyai grid positif yang diperbuat daripada aloi antimonial sebanyak 4.7% dan grid negatif jenis kembang yang diperbuat daripada aloi tinggi kalsium-rendah timah (Pb- 0.1 wt.% Ca -0.3wt.% Sn). Berat PAM ialah ~800 g, dan NAM ~ 540 g dalam setiap sel. Ia adalah jenis pelepasan dalam dan mempunyai kapasiti 80 Ah 20 , 54.4 Ah 5 dan 50.9 Ah 3 )
  • Bateri terkawal injap dengan grid positif tuangan graviti dibuat daripada aloi antimoni rendah (Pb -1.5wt. % Sb-0.3wt. % Sn (Bateri ini dirujuk sebagai bateri “ST” dalam kerja ini). Konfigurasi ialah 5P + 6N Grid negatif telah dibuang daripada aloi Pb-O.12wt. %Ca-O.4wt.% Sn. Bateri ini bertujuan untuk aplikasi kitaran dalam. Kapasiti bateri ialah 54.5 Ah5 dan 52.5 Ah 3

Didapati bahawa kedua-dua kadar cas semula 5 minit/50% dan 15 minit/80% boleh dicapai, dalam kes bateri yang dibanjiri, dengan kenaikan suhu yang agak boleh diterima. Berikutan 80% kedalaman nyahcas, sumber utama haba adalah ohmik semasa 40% pertama cas dikembalikan pada kadar yang sangat tinggi, 300 A (5 hingga 6 C 3 ampere). Suhu diagihkan secara tidak seragam dalam bateri. Selepas ini, polarisasi bukan ohmik menjadi semakin penting. Bagi bateri penggabungan semula hibrid, kitaran oksigen merupakan sumber haba yang besar semasa peringkat pengecasan kemudian, terutamanya berbanding dengan bateri bukan antimoni sebelumnya yang telah disiasat [21 TG Chang, EM Valeriote dan DM Jochim, J. Power Sumber 48 (1994) 163-175].

Pengecasan pantas bagi bateri yang dibanjiri dan VRLA

Jadual 6.

[21. TG Chang, EM Valeriote dan DM Jochim, J. Sumber Kuasa 48 (1994) 163-175].]

Bateri banjir Bateri terkawal injap
Kadar cas semula 5 minit/50% dan kadar cas semula 15 minit/80%. ya ya
Kenaikan suhu Boleh diterima Boleh diterima
Sumber haba Ohmic (sehingga 40% daripada cas) Kitaran oksigen adalah sumber haba yang besar semasa peringkat akhir cas
mengecas dicas pada voltan bebas rintangan tetap 2.45 V/sel (14.7 V/bateri) dicas pada voltan bebas rintangan tetap 2.45 V/sel (14.7 V/bateri)
semasa 250 hingga 300 A (5 hingga 6 C3 ampere) 250 hingga 300 A (5 hingga 6 C3 ampere)
Dalam 3 minit awal 1 V lebih tinggi daripada VRB
Pengurangan semasa Mula menurun daripada paras 300-A selepas 3 minit pengecasan Mula menurun daripada paras 300-A selepas 3 minit pengecasan
Suhu Pemanasan ohmik yang lebih tinggi dan kadar peningkatan suhu yang lebih tinggi; mula berkurangan selepas 4 minit Arus mula menurun hanya selepas 4 minit pengecasan, dan ia lebih tinggi daripada itu untuk jenis banjir sepanjang tempoh pengecasan yang lain.
Apabila arus untuk bateri VR berkurangan, kadar peningkatan suhu menjadi lebih besar. Selepas 6 minit, walaupun suhu masih meningkat, kadar kenaikan mula menurun. Suhu mula menurun perlahan hanya selepas kira-kira 20 minit pengecasan; dengan voltan bebas rintangan malar yang sama, bateri VR menerima arus yang lebih tinggi, yang menghasilkan lebih banyak haba. Tenaga yang dibelanjakan untuk kitaran oksigen sepenuhnya (100%) ditukar kepada haba, berbanding dengan kira-kira 40% untuk penguraian air sahaja.

Rajah 17. Pengecasan: V ref =2.45 V/sel; Semasa, I, =3OO A maks; DOD = 80%. [21. TG Chang, EM Valeriote dan DM Jochim, J. Sumber Kuasa 48 (1994) 163-175.]

Perbandingan Pengecasan pantas bagi bateri yang dibanjiri dan VRLA.

Figure-17.jpg

Jadual 7. Hayat Bateri dengan MinitCharger ®

[22. K. Tomantschger, EV Valeriote, JS Klarchuk, TG Chang, MJ Dewar, V. Ferrone, dan DM Jochim, Proc. 13Persidangan Bateri Tahunan ke atas Permohonan dan Pendahuluan, 13-16 Januari 1998, Long Beach, CA, 173-178.]

jenis bateri Hayat Kitaran Bateri
Pengecas bateri konvensional MinitCharger® Sumber
Sel Ni-Cd, jenis A 500 1400 INCO(1989)
Sel Ni-Cd, jenis B 450 1900 INCO(1996)
Sel Ni-MH, jenis A 400 1600 INCO (1996)
Sel Ni-MH, jenis B 1500 Lebih 4000 INCO (1996)
Bateri Daya tarikan asid plumbum, jenis VRLA 250 1500 COMINCO (1997)

Chang dan Jochim juga telah memperoleh keputusan yang sama. Mereka menggunakan bateri VRLA 12V (jenis luka berbentuk lingkaran) kepada ujian berbasikal cas konvensional dan cas pantas [21. TG Chang, EM Valeriote dan DM Jochim, J. Sumber Kuasa 48 (1994) 163-175. 23. Chang, TG, Jochim, DM, J. Sumber Kuasa, 91 (2000) 177-192]. Hayat kitaran ialah 250 kitaran untuk rejim cas konvensional dan 1000 kitaran untuk rejim cas pantas.

Caj yang sangat pantas telah dipenuhi dengan kejayaan besar dan menghasilkan kehidupan yang lebih tinggi. Satu tinjauan telah menunjukkan bahawa Pasukan Penyelidik Cominco [22. K. Tomantschger, EV Valeriote, JS Klarchuk, TG Chang, MJ Dewar, V. Ferrone, dan DM Jochim, Proc. 13ke Persidangan Bateri Tahunan mengenai Aplikasi dan Pendahuluan, 13-16 Januari 1998, Long Beach, CA, 173-178.] menjalankan tinjauan dan pasukan mendapati bahawa tiga puluh jenis bateri asid plumbum yang tersedia secara komersial mampu dicas semula kepada 50% dalam 5 minit, 80% dalam 15 minit, dan 100% dalam 30 minit. Dalam hal ini, prestasi VRLAB adalah lebih baik daripada bateri SLI yang dibanjiri.

Bahan aktif positif bercas konvensional dicirikan oleh zarah yang lebih besar dan banyak liang besar. Dalam plat bercas cepat tiada zarah besar, liang atau lompang diperhatikan. Plat bercas konvensional mempamerkan 2 m 2 /g luas permukaan PAM dan yang bercas pada arus tinggi menunjukkan nilai luas permukaan 3 m 2 /g walaupun selepas 900 kitaran [22. K. Tomantschger, EV Valeriote, JS Klarchuk, TG Chang, MJ Dewar, V. Ferrone, dan DM Jochim, Proc. Persidangan Bateri Tahunan ke- 13 mengenai Permohonan dan Pendahuluan, 13-16 Januari 1998, Long Beach, CA, 173-178 ] .

PAM dalam kes kedua mengembang hanya perlahan-lahan dan akibatnya kurang tekanan dikenakan pada pemisah dan plat negatif, sekali gus mengurangkan risiko seluar pendek “rendam” dalam pemisah dan ketumpatan NAM. Kesan dramatik cas pantas ialah apabila tertakluk kepada ujian kitaran hayat 12V/50Ah VR LAB berpusar (apabila diuji di bawah rejim pengecasan 10j dan 15 minit), bateri yang dicas secara konvensional boleh memberikan hanya 250 kitaran (hingga 80% daripada kapasiti awal) manakala mereka yang berada di bawah rejim cas pantas boleh memberikan kira-kira empat kali lebih kitaran.

Gambar SEM PAM & NAM plat konvensional dan cepat dicas

Figure-18.jpg

Keputusan yang sama telah diperolehi dalam kerja-kerja PT Moseley [Journal of Power Sources 73 _1998. 122–126] Projek ALABC-CSIRO No. AMC-009). Pengecasan bateri kadar tinggi bateri VRLA memulihkan bahan aktif positif dalam bentuk luas permukaan tinggi yang dicirikan oleh tabiat seperti jarum dan apabila bateri dicas semula pada kadar yang lebih rendah bahan aktif positif membentuk zarah yang lebih besar.

Figure-19.jpg

Gambar rajah pengecas bateri

Figure-20-1.jpg
Figure-21.jpg
Figure-22.jpg
Rajah-23.jpg
Figure-24.jpg
Rajah-25.jpg
Figure-26.jpg

Berapa lama anda boleh meninggalkan pengecas bateri pada bateri?

Ini bergantung kepada dua faktor:

  1. Sama ada pengecas hidup atau tidak?
  2. Sama ada terdapat peruntukan untuk memberikan caj menyegarkan sekejap dalam pengecas?

Jika pengecas dimatikan, mungkin tiada salahnya membiarkan bateri disambungkan ke pengecas, dengan syarat tiada mana-mana bahagian pengecas tidak berfungsi, seperti sambungan wayar AC yang salah yang menuju ke pengecas.

Walau bagaimanapun, jika pengecas dihidupkan, bateri sebaiknya diputuskan sambungannya supaya kesan buruk pengecasan berlebihan tidak mengurangkan hayat bateri.

Sekiranya terdapat peruntukan untuk memberikan cas menyegarkan sekejap dalam pengecas, seseorang boleh membiarkan bateri disambungkan ke pengecas. Ini akan membantu mengekalkan bateri dalam keadaan yang dicas sepenuhnya dan boleh digunakan pada bila-bila masa bateri diperlukan.

Bagaimanakah pengecas bateri kereta berfungsi?

Sistem elektrik automotif terdiri daripada komponen berikut:

Sistem permulaan, pencahayaan dan pencucuhan (sistem SLI) mempunyai kedua-dua komponen/peralatan mekanikal dan elektrik yang berfungsi serentak untuk menghidupkan enjin dan memastikan kenderaan beroperasi dengan baik.

Komponen utama ialah:

  1. Suis pencucuhan
  2. Bateri 12V atau 24 V.
  3. Motor Pemula DC tork tinggi (atau Motor engkol) dengan komponen yang berkaitan
  4. Susunan alternator-penerus
  5. Pengawal Voltan atau pengawal selia (Geganti potong dan potong)

Apabila pemandu menghidupkan suis pencucuhan, arus deras mengalir dari bateri ke motor penghidup melalui litar kawalan dan motor penghidup boleh memusingkan roda dan seterusnya kenderaan mula bergerak.

Tujuan motor penghidup adalah untuk membantu enjin mencapai kelajuan tertentu supaya ia boleh berfungsi. Oleh itu, penghidup membantu enjin mencapai kelajuan yang dimaksudkan untuk menjalankan kereta. Selepas ia selesai, pemula tidak lagi berguna dan dengan itu dimatikan.

Dalam pengecas bateri automatik, litar penderia voltan digabungkan untuk merasakan voltan bateri di bawah pengecasan. Pengecas secara automatik dimatikan apabila voltan bateri mencapai tahap optimum yang diperlukan.

Arus mengalir sepanjang kabel tunggal dari terminal positif bateri ke komponen yang dikuasakan, dan kembali ke bateri melalui badan logam kereta (yang dijadikan bumi, terminal negatif bateri disambungkan ke badan kereta). Badan disambungkan ke terminal bumi (terminal negatif) bateri dengan kabel tebal.

Arus yang dibekalkan oleh bateri ke motor penghidup adalah 3 hingga 4 kali ganda kapasiti bateri, 150 hingga 400 ampere). Iaitu, bateri membekalkan arus 3C hingga 4C ampere kepada motor penghidup. Oleh itu, kabel yang membawa arus ini hendaklah direka bentuk secukupnya untuk penurunan voltan paling sedikit. Dua fungsi utama sistem penyalaan kereta adalah untuk menghasilkan voltan yang mencukupi supaya ia boleh mencipta percikan api untuk campuran udara/bahan api dengan mudah dan kedua ia menjalankan kawalan ke atas pemasaan percikan dan menghantarnya ke silinder yang sesuai. Sistem penyalaan kereta biasa menghasilkan voltan antara 20000 volt dan 50000 volt daripada sumber 12 volt.

Saiz bateri berbeza mengikut kapasiti kereta. Oleh itu, untuk kereta kecil seperti Maruti 800 atau Alto, bateri 12V/33 Ah digunakan, manakala untuk trak Tata atau Benz 12V atau 24 V/180 Ah bateri digunakan.

Sistem pengecasan kereta biasanya menjana voltan antara 13.5 dan 14.4 volt apabila enjin berfungsi. Ia menghasilkan arus elektrik untuk mengendalikan lampu kereta, sistem muzik, pemanas, sistem elektrik enjin. Pada masa lalu, penjana DC digunakan dalam kereta. Pada awal 60-an, sistem penerus alternator menggantikan penjana DC kerana kelebihannya berbanding yang lain. Tetapi dengan kemajuan dalam bidang elektrik dan elektronik, semua kereta menggunakan susunan penerus alternator (AC dijana dan ditukar kepada DC.)

Dalam enjin penyalaan percikan, peranti diperlukan untuk menyalakan campuran udara-bahan api termampat pada penghujung lejang mampatan. Sistem pencucuhan memenuhi keperluan ini. Ia adalah sebahagian daripada sistem elektrik yang membawa arus elektrik pada voltan yang diperlukan ke palam pencucuh yang menghasilkan percikan pada masa yang betul. Ia terdiri daripada bateri, suis, gegelung pencucuh pengedar, palam pencucuh dan pendawaian yang diperlukan.

Enjin penyalaan mampatan, iaitu, enjin diesel tidak memerlukan sebarang sistem penyalaan, kerana, penyalaan sendiri campuran bahan api-udara berlaku apabila diesel disuntik ke dalam udara termampat pada suhu tinggi pada akhir lejang mampatan.

Untuk mengelakkan bateri daripada kehabisan, pengilang menggunakan pengatur voltan / Cut-Out. Ia menyambung/ memutuskan sambungan penjana daripada bateri.

Apabila output penjana lebih rendah daripada voltan bateri, maka ia memutuskan sambungan penjana daripada bateri. Sebaliknya, apabila output lebih tinggi, ia menyambungkan penjana kembali ke bateri. Oleh itu, ia menghalang bateri daripada menyahcas pada kelajuan enjin yang perlahan. Apabila voltan terminal bateri mencapai kira-kira 14.0 hingga 14.4 V. geganti potong memutuskan sambungan bateri daripada litar pengecasan.

Bolehkah saya memulakan kereta dengan pengecas bateri yang dipasang?

Jika seseorang tidak dapat menghidupkan kenderaan dengan bateri sedia ada, voltan DC yang sesuai boleh dibekalkan daripada pengecas dengan memasangkan petunjuk pengecas seolah-olah ia adalah terminal bateri lain yang serupa. Ini sama seperti memulakan kenderaan dengan melompat-mula. Langkah berjaga-jaga yang sewajarnya perlu diambil sebelum melakukan kerja ini. Bantuan daripada profesional mesti dicari.

Apakah pengecas terbaik berdasarkan aplikasi?

Pengecas Bateri Penyongsang

Penyongsang ialah peranti elektrik/elektronik yang menukarkan DC daripada bateri kepada AC untuk membekalkan keperluan rumah atau pertubuhan kecil. Penerus menjalankan fungsi terbalik. Iaitu penerus menukar AC kepada DC. DC ialah jenis arus elektrik yang diperlukan untuk mengecas bateri dan untuk mengendalikan beberapa peranti.

Penyongsang rumah biasanya mempunyai satu atau dua bateri 12 V bergantung pada keperluan kuasa setiap rumah.

Bekalan Kuasa Tanpa Gangguan (UPS) ialah peranti yang serupa, tetapi selang masa antara kegagalan kuasa sesalur dan penyambungan semula oleh UPS adalah serta-merta (kelewatan sifar masa), manakala dalam penyongsang kelewatan masa ialah 10-20 milisaat. Di sesetengah unit pengeluaran dan bank, kelewatan ini akan mengakibatkan kerugian besar dan memalukan pelanggan dan jurubank. Contohnya, dalam komputer meja rumah, skrin akan gelap apabila disambungkan kepada penyongsang, manakala anda tidak merasakan pemadaman kuasa dalam kes UPS.

Seperti yang kita ketahui dengan baik jika bateri dicas pada voltan lebih tinggi daripada 14.4 V setiap bateri 12 V, asap berbau busuk dan bau telur busuk yang tidak diingini akan terpancar daripada bateri, selain daripada pembentukan produk kakisan di sekeliling terminal dan penyambung., yang boleh menyusahkan pengguna, Oleh itu, bateri ini tidak dibenarkan mencapai voltan semasa cas lebih daripada lebih kurang 14.0 V dan nilai tetapan pilihan ialah 13.8 V. Kerana voltan cas yang berkurangan, kehilangan air akibat elektrolisis juga berkurangan, menyebabkan selang masa yang panjang antara dua tambah nilai dengan air yang diluluskan. Dan pembetulan gelombang penuh dengan penapis adalah tambahan yang baik.

Pengecas bateri untuk kereta

Sistem elektrik kereta mengendalikan pengecasan bateri SLI onboard. Seperti yang dibincangkan di bawah pengecasan yang diubah suai potensi pengecasan berterusan, sistem mempunyai rintangan yang disertakan dalam siri untuk mengekalkan arus lonjakan awal dalam had yang dibenarkan. Voltan pengecasan maksimum ialah 14.0 hingga 14.4 V untuk bateri 12 V. Bateri SLI sebagai bateri kitar cetek menerima cas apabila voltan turun ke tahap yang telah ditetapkan.

Untuk pengecasan, bateri disambungkan ke stator alternator melalui peranti elektronik yang dipanggil diod, yang membenarkan aliran hanya dalam satu arah, iaitu, arus dari stator ke bateri dan bukan dalam arah sebaliknya apabila alternator melahu. .

Oleh itu, ia menghalang pelepasan pek bateri yang tidak diingini.

Geganti potong bertindak sebagai pemutus litar antara sistem pengecasan dan bateri apabila alternator tidak menjana sebarang arus. Ia menghalang pelepasan bateri sekiranya penjana tidak berfungsi atau berjalan pada kelajuan yang sangat rendah.

Penambahan air berkala adalah keperluan penyelenggaraan dalam versi bateri terdahulu. Tetapi, bateri canggih mempunyai tahap pengegasan yang rendah dan penambahan air hampir dihapuskan, atau sekali dalam 12 hingga 18 bulan.

Pengecas bateri untuk aplikasi pegun

Bateri pegun ialah sumber bekalan kuasa kecemasan dalam beberapa pemasangan, di mana pecah bekalan kuasa walaupun untuk pecahan saat tidak boleh diterima. Pemasangan bateri besar yang dipanggil hanya untuk masa yang singkat untuk membekalkan kuasa dipanggil bekalan kuasa pegun atau siap sedia atau kecemasan. Ia digunakan dalam utiliti, peralatan suis dan persekitaran perindustrian lain. Bateri sedemikian digunakan untuk membekalkan kuasa untuk tempoh awal sehingga ia boleh menghidupkan penjana supaya ia boleh mengambil alih fungsi tersebut.

Walaupun terdapat beberapa jenis bateri asid plumbum (Bateri plat rata, bateri Planté, bateri plat kon, dll.) dan bateri nikel-kadmium (Ni-Cd) tersedia untuk aplikasi ini, kebanyakan pengguna lebih suka bateri pegun tiub jenis banjir , terutamanya, jenis OPzS, untuk tujuan ini.

Ciri yang paling penting bagi bank bateri pegun ialah bekalan segera kuasa bateri dalam kes kegagalan sesalur biasa. Disebabkan ini bateri mesti sentiasa dalam keadaan sedia untuk bertindak dicas penuh. Oleh itu, sistem pengecasan mendapat kepentingan. Kebolehpercayaannya sangat penting.

Bateri ini dicas apungan dengan mod potensi malar. Mereka datang dalam kumpulan voltan 24, 48, 72, 120 dan 130 V. Kapasiti mungkin berkisar antara 40 Ah hingga beberapa ribu jam ampere.

6 hingga 50 amp DC. Penggera terbina dalam disertakan untuk voltan DC tinggi, voltan DC rendah, kerosakan tanah positif dan negatif, dan penghujung nyahcas. Pengecas bateri industri mempunyai kawalan digital dan paparan LCD. Beberapa ciri keselamatan disertakan seperti perlindungan wayar pada semua terminal medan dan perlindungan input AC dan output DC penuh

Garis panduan mudah untuk membeli pengecas bateri

Berikut ialah garis panduan untuk memilih pengecas bateri:

  • Ketahui voltan bateri yang akan dicas. Untuk sel asid plumbum, untuk setiap sel, 3 volt diperlukan untuk pengecasan yang memuaskan dan normal. Oleh itu, untuk bateri 12 V, beli pengecas dengan output DC 20 V di terminal.
  • Datang ke butiran ampere (iaitu, semasa): daripada label bateri, ketahui kapasiti bateri. Jika kapasiti ialah 100 Ah pada kadar 10 jam, maka keluaran semasa 10% adalah mencukupi. Jadi, 10 Pengecas dicadangkan. Tetapi anda juga boleh menggunakan pengecas 15 A; maka kosnya akan menjadi lebih tinggi. Kelebihannya ialah bateri boleh dicas dalam masa yang lebih rendah. Bateri boleh menyerap arus yang lebih tinggi dalam tempoh awal. Jadi, anda boleh mengecasnya pada 15 A untuk input 50% pertama dan kemudian mengurangkan arus kepada 10 %.
  • Pengecas mungkin dilengkapi dengan voltmeter dan ammeter digital atau analog. Kemudahan tambahan ialah meter Ah digital. Juga, perlindungan kekutuban terbalik boleh ditambah. Ini akan melindungi kedua-dua bateri dan pengecas.
  • Penerus gelombang penuh dengan penapis adalah baik untuk mendapatkan hayat lebih lama daripada bateri. Pengecas sedemikian akan menghasilkan riak AC yang rendah dan oleh itu kakisan grid positif dan kenaikan suhu elektrolit semasa pengecasan akan menjadi lebih rendah.
  • Ringkasnya, untuk bateri 12 V/100 Ah, pengecas berkadar 20V/10 ampere dengan meter digital dan penapis dengan pembetulan gelombang penuh dan perlindungan kekutuban terbalik adalah pembelian yang bagus.

Pengecas bateri untuk kereta api

[Rujukan: Buku Panduan mengenai penerus elektronik 25 kW/4.5kW unit pengawal selia (ERRU) koc SG TL &AC,) September 2019. “Perkhidmatan Am: Lampu Kereta Api”, oleh Institusi Jurutera Elektrik Kereta Api (IREE), Kerajaan India, Kementerian Keretapi, Sept 2010.]

Ke mana sahaja anda pergi, elektrik diperlukan dan koc kereta api bukan pengecualian untuk lampu dan kipas yang beroperasi. Bagi jurulatih Berhawa Dingin (AC), jumlah elektrik yang cukup baik diperlukan untuk menjalankan unit penghawa dingin yang dipasang di dalam koc.

Salah satu kaedah konvensional untuk menjana elektrik ialah menggunakan alternator yang digerakkan oleh gandar koc kereta api dengan bateri berkapasiti ampere-jam yang mencukupi disambungkan selari untuk menyalurkan kuasa kepada koc semasa keadaan voltan rendah. Jurulatih jenis ini dipanggil jurulatih “Menjana Diri (SG)”.

Dalam koc SG ini, Rectifier terkawal penguat magnet merangkap Unit Pengawal Selia (RRU) digunakan pada mulanya untuk menukar output AC alternator kepada DC dan mengawal/mengawal voltan DC yang dijana melalui pengawalan arus medan alternator. Ini juga menghalang aliran balik arus daripada bateri ke alternator semasa tempoh bukan penjanaan.

Kuasa DC yang diperbetulkan dan dikawal ini digunakan untuk mengendalikan pelbagai peralatan dan aksesori elektrik di dalam koc dan untuk mengecas bateri.

Bateri asid plumbum berkapasiti 110 V / 120 Ah 10 disusun daripada 3 unit monoblok sel dalam koc tolok lebar (BG) dalam kotak underslung . Empat nombor kotak terminal suapan kecemasan untuk BG dan satu nombor untuk koc MG disediakan pada setiap dinding hujung untuk menyambungkan koc ke koc bersebelahan untuk menerima kuasa, sekiranya penjanaan gagal.

Kotak terminal kecemasan satu nombor disediakan secara berpusat pada setiap sisi bawah bingkai untuk memudahkan pengecasan bateri daripada sumber luaran. (Sebagai contoh, apabila kereta api melahu di platform persimpangan Keretapi). Untuk koc AC BG, alternator tanpa berus 18 kW / 25 kW digunakan. Dua alternator sedemikian digunakan dalam AC-2 Tier /AC-3 Tier / Kereta Kerusi dan hanya alternator digunakan dalam koc AC Pertama. Bateri berkapasiti 800 / 1100 Ah pada penarafan 10 jam digunakan dalam I AC / AC-2 Tier / AC-3 Tier/kereta kerusi BG Coaches.

Walaupun kereta api pertama di India bergerak sejauh 34 km dengan 400 orang pada 16 April 1883 dari Bori Bunder (kini dinamakan semula Mumbai CST) ke Thane, sistem pencahayaan kereta api (TL) melalui dinamo pacuan gandar yang dipelopori oleh M/s. J. Stone & Co. datang ke Indian Railways hanya pada tahun 1930. Alternator dinamo / tanpa berus dipacu dari gandar melalui tali pinggang rata / ‘V’, membekalkan beban apabila kereta api sedang bergerak dan mengecas bateri. Bateri membekalkan beban apabila kereta api melahu di platform dan di tempat lain.

Sistem berikut untuk lampu kereta api sedang digunakan –

1) Sistem pacuan gandar berfungsi pada bekalan DC 110 V.

2) Penjanaan pertengahan dengan penggunaan 415 V, penjanaan 3 Fasa AC 110 V.

3) Tamat pada penjanaan dengan penjanaan 3 Fasa 415 V dan penggunaan AC 110 V

4) Tamat pada penjanaan dengan penjanaan 3 Fasa 750 V dan penggunaan AC 110 V

Semua koc yang sedang dibina hanya mempunyai sistem 110 V. Koc yang dikendalikan dalam sistem 24 V telah pun ditukar kepada sistem 110 V.

Penarafan standard pada terminal keluaran DC ERRU untuk penarafan berbeza bagi alternator diberikan di bawah:

(i) 25 kW, 130V, 193A

(ii) 4.5 kW 128.5V 35A

ERRU dipasang pada rangka bawah koc dan direka bentuk untuk berfungsi dengan memuaskan dalam suhu antara -5 darjah hingga 55 darjah C dan 98% kelembapan relatif. Ia juga direka bentuk untuk berfungsi di kawasan yang sangat berdebu, untuk menahan getaran servis dan kejutan shunting.

Penghantaran kuasa adalah melalui tali pinggang V. Jumlah 12 No. (6 pada setiap sisi) dan 4 no. (hanya satu sisi) bersaiz C-122 disediakan pada alternator AC dan TL masing-masing. Kelajuan alternator berbeza dari 0 hingga 2500 RPM. Diameter roda koc ialah 915 mm apabila baru dan 813 mm apabila dipakai sepenuhnya, diameter roda baharu hendaklah dipertimbangkan untuk membuat pengiraan kelajuan kereta api dalam km/j sepadan dengan kelajuan potong dan Kelajuan Minimum untuk Output Penuh (MFO) kelajuan alternator.

Ciri-ciri keluaran unit penerus elektronik merangkap pengatur (ERRU) (kedua-dua 25 kW dan 4.5 kW) diberikan di bawah:

Voltan keluaran DC tanpa beban ialah maksimum 135 V, yang boleh ditetapkan pada 128 ± 0.5 V, 97 A (untuk bateri 1100 dan 650 Ah ) dan 128 ± 0.5, 19 A untuk bateri 120 Ah ) pada 1500 rpm (pertengahan antara kelajuan minimum dan maksimum), peraturan voltan ialah ± 2 %, kecekapan 95% (minimum). Riak voltan dikekalkan dalam 2 %. Variasi beban ialah 10 A hingga 193 A pada kelajuan 400 rpm hingga 2500 rpm (untuk bateri 1100 dan 650 Ah ) dan 350 RPM hingga 2500 rpm (bateri 120 Ah).

Untuk bateri kapasiti yang lebih tinggi, voltan pada beban lampau 15% ialah 120 V (minimum) pada 222 A, arus dihadkan kepada 230A (maksimum). Untuk bateri 120 Ah, voltan pada beban lampau 40 A ditetapkan pada 115 V (minimum).

Had semasa mengecas bateri ialah 220 A untuk bateri 1100 Ah, 130 A untuk bateri 650 Ah dan 24 A untuk bateri 120 Ah (maksimum). Dua parameter terakhir boleh ditetapkan daripada Universal Voltage Controller (UVC) serta dari Coach Indication Panel (CIP).

Untuk EERU 4.5 kW, variasi beban ialah 1 A hingga 37.5 A pada 350 RPM hingga 2500 rpm. Voltan pada beban lampau 40 A ialah 115 V (minimum), arus dihadkan kepada 43A (maksimum).

Kita dapat melihat bahawa arus pengecasan ialah 1100/220 = 5; 650/130= 5 dan 120/24 = 5. Iaitu arus pengecasan adalah terhad untuk semua bateri ini ialah C/5 ampere, voltan maksimum ialah 128 V. (iaitu, 16 % di atas OCV bank bateri).

Untuk butiran lanjut mengenai gambarajah blok The Overall Coach, pendawaian adalah seperti gambarajah berikut dan Rajah Blok Sistem Alternator-ERRU, pautan yang diberikan di bawah boleh dirujuk:

Pengecas bateri daya tarikan

Prestasi dan hayat bateri Forklift dipengaruhi oleh pengecas bateri daya tarikan dan kaedah pengecasan yang digunakan. Pengecas bateri forklift hendaklah dipilih mengikut voltan dan Ah bateri.

Pengecas bateri Forklift yang bagus

    • Harus mengehadkan kenaikan suhu semasa mengecas
    • Tanpa pengecasan berlebihan yang tidak wajar, pengecas mesti berhenti membekalkan arus ke bateri pada masa yang betul
    • Harus mempunyai kemudahan cas penyamaan (iaitu, mengecas pada arus yang lebih tinggi).
    • Dalam kes situasi berbahaya, kemudahan tutup automatik akan disediakan.
    • Harus boleh diprogramkan melalui mikropemproses atau PC.
    • Dalam sesetengah pengecas, pengadukan udara melalui paip udara nipis di dalam sel juga disediakan.

Julat voltan pengecasan berbeza dari 24 V hingga 96 V.

Arus bergantung pada kapasiti bateri, yang berkisar antara 250 Ah hingga 4000 Ah

Kaedah pengecasan bateri daya tarikan

Pengecasan tirus satu langkah: Pengecas memulakan kerjanya pada kira-kira 16A/100Ah dan tirus semasa apabila voltan sel meningkat. Apabila voltan sel mencapai 2.4V/sel, arus mengecil kepada 8A/100 Ah dan kemudian mencapai kadar penamat 3 hingga 4 A/100 Ah. Pengecasan dimatikan oleh pemasa. Ia mungkin mengambil masa kira-kira 11 hingga 13 jam (faktor input Ah 1.20) untuk 80 % bateri yang dinyahcas tanpa pengadukan udara.

Perbezaan masa pengecasan adalah disebabkan oleh variasi arus permulaan, iaitu jika arus permulaan ialah 16 A/100 Ah, tempohnya lebih kecil dan jika 12A/100Ah, tempohnya lebih. Dengan kemudahan pengadukan udara, tempoh dikurangkan kepada 9 hingga 11 jam (faktor input Ah 1.10).

Pengecasan tirus dua langkah (mod CC-CV-CC): Ia adalah penambahbaikan berbanding kaedah sebelumnya. Pengecas bermula dengan arus yang lebih tinggi iaitu 32 A / 100 Ah. Apabila voltan sel mencapai 2.4 V setiap sel pengecas secara automatik bertukar kepada mod tirus dan arus terus meruncing sehingga 2.6 V setiap sel dicapai dan arus pergi ke kadar penamat 3 hingga 4 A/100 Ah dan berterusan selama 3 hingga 4 Jam. Ia mungkin mengambil masa kira-kira 8 hingga 9 jam (faktor input Ah 1.20) untuk 80 % bateri yang dinyahcas tanpa pengadukan udara. Dengan kemudahan pengadukan udara, tempoh dikurangkan kepada 7 hingga 8 jam (faktor input Ah 1.10).

Mengecas bateri VRLA Bergel: (mod CC-CV-CC):

Pengecas bermula dengan arus 15 A / 100 Ah. Apabila voltan sel mencapai 2.35 V setiap sel pengecas secara automatik bertukar kepada mod tirus dan pengecas masuk ke mod CV pada voltan yang sama. Ini mengambil masa maksimum 12 jam. Langkah CV dikekalkan malar selagi arus cas menurun kepada nilai terhad 1.4 A/ 100 Ah. Fasa kedua mungkin berlangsung selama beberapa jam, maksimum 4 jam. Tempoh ini bergantung pada tempoh fasa pertama.

Pengecas bateri forklift frekuensi tinggi

Pengecas sedia ada biasanya terdiri daripada dua jenis: ferro-resonan dan penerus terkawal silikon (SCR). Ia lebih berpatutan, tetapi ia juga kurang cekap.
Pengecas bateri yang menggabungkan peranti kuasa pensuisan frekuensi tinggi, cth, MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-effect Transistor) dan IGBT (Transistor Bipolar Gate Terpencil) beroperasi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi talian (beberapa kHz hingga beberapa ratus kHz). Sebaliknya, MOSFET dan IGBT, dengan keupayaan hidup/mati sepenuhnya, boleh dikawal dengan tepat pada bila-bila masa untuk membolehkan pengecas menghasilkan output yang diingini. SCR ialah peranti separuh terkawal dengan pemadaman yang tidak terkawal.

Pengecas HF berfungsi sebagai pensuisan bekalan kuasa, yang bermaksud ia menghidupkan dan mematikan suis elektronik pada frekuensi tinggi (50-170 kHz).

Kelebihan teknologi HF ini termasuk:

Pengecas bateri frekuensi tinggi
Sehingga 170 kHz Frekuensi Tinggi Kerugian daripada penukaran adalah lebih rendah
Kecekapan pengecasan dipertingkat (87 hingga 95%) Kos tenaga yang lebih rendah (sehingga 20%) disebabkan oleh penjimatan tenaga
Arus riak AC dikurangkan Jangka hayat lebih lama disebabkan kenaikan suhu yang lebih rendah. Kos penyelenggaraan yang lebih rendah disebabkan kehilangan air yang lebih rendah
Ia boleh disesuaikan secara universal Bateri yang dibanjiri, AGM dan gel semuanya boleh dicas tanpa sebarang pengecasan berlebihan atau kurang pengecasan.
Saiz lebih kecil, berat lebih ringan dan lebih menjimatkan ruang Ia mempunyai ruang kaki yang lebih kecil dan boleh dipasang dengan mudah di atas kapal
Pengecas sedemikian tersedia dalam julat berbeza daripada pengecas untuk bateri 24 V hingga 80 V dengan arus pengecasan 40 hingga 300 A.

Pengecas bateri untuk aplikasi bateri perlombongan bawah tanah

Bateri perlombongan bawah tanah adalah terutamanya bateri asid plumbum kitaran dalam. Voltan biasa berjulat antara 48 dan 440 V, dan kapasiti antara 700 Ah hingga 1550 Ah.

Mengecas bateri ini adalah serupa dengan mengecas bateri daya tarikan. Bateri dicas pada
2.6 V pada mulanya dengan arus 21 A hingga 17 A setiap 100 Ah dan akhirnya 4.5 A setiap 100 Ah sebagai kadar penamat. Pengecasan boleh diselesaikan dalam masa 6 hingga 8 jam.

Bateri mematuhi IS 5154:2013 Bahagian 1 (IEC 60254-2006)

Pengecas bateri marin

Bateri untuk aplikasi marin boleh dikelaskan kepada dua jenis. Bateri pemula mempunyai plat yang lebih nipis dan mampu memberikan letupan kuasa yang besar untuk masa yang singkat. Jenis lain ialah bateri kitaran dalam yang digunakan untuk aplikasi marin lain seperti aksesori elektronik, motor trolling dan peralatan elektrik dan elektronik di atas kapal. Selain itu, bateri dwi-fungsi berfungsi sebagai bateri SLI dan bateri kitaran dalam. Pengecas khusus digunakan untuk bateri tertentu. Mod CC-CV harus digunakan pada bateri asid plumbum VR.

Terdapat juga pengecas yang boleh mengecas sehingga empat bateri serentak. Semua jenis bateri marin, bateri VR (kedua-dua AGM dan gelled) serta bateri banjir penyelenggaraan rendah boleh dicas.

Memandangkan bateri dan pengecas digunakan dalam bot, ia harus kekal kering dan mempunyai pengudaraan yang mencukupi. Ia juga hendaklah kalis air, kalis kejutan dan tahan getaran dan jika perlu dimeterai sepenuhnya. Selain itu, anda harus memastikan pengecas mempunyai ciri perlindungan kekutuban terbalik dan keupayaan kalis percikan.

Pengecas bateri untuk aplikasi solar

Disebabkan oleh variasi dalam penyinaran suria, keluaran panel SPV berubah-ubah. Hasilnya, penjejak titik kuasa maksimum digital (MPPT) disambungkan antara panel SPV dan bateri untuk memastikan proses pengecasan tanpa kebimbangan. MPPT ialah penukar DC ke DC elektronik yang direka untuk mengoptimumkan padanan antara tatasusunan suria (panel PV) dan bank bateri. Ia mengesan output DC daripada panel solar, menukarnya kepada AC frekuensi tinggi dan turun ke voltan dan arus DC yang berbeza untuk sepadan dengan keperluan kuasa bateri. Faedah mempunyai MPPT dijelaskan di bawah.

Kebanyakan panel PV dibina untuk output 16 hingga 18 volt, walaupun penarafan voltan nominal panel SPV ialah 12 V. Tetapi bateri 12 V nominal mungkin mempunyai julat voltan sebenar 11.5 hingga 12.5 V (OCV) bergantung kepada keadaan caj (SOC). Di bawah keadaan pengecasan, komponen voltan tambahan perlu dihantar ke bateri. Dalam pengawal cas biasa, kuasa tambahan yang dihasilkan oleh panel SPV dilesapkan sebagai haba, manakala MPPT mengesan keperluan bateri dan memberikan kuasa yang lebih tinggi jika kuasa yang lebih tinggi dihasilkan oleh panel SPV. Oleh itu, pembaziran, kurang caj dan caj berlebihan dapat dielakkan dengan menggunakan MPPT.

Suhu menjejaskan prestasi panel SPV. Apabila suhu meningkat kecekapan panel SPV berkurangan. (Nota: Apabila panel SPV terdedah kepada suhu yang lebih tinggi, arus yang dihasilkan oleh panel SPV akan meningkat, manakala voltan akan berkurangan. Oleh kerana penurunan voltan adalah lebih cepat daripada peningkatan arus, kecekapan panel SPV berkurangan.). Sebaliknya, pada suhu yang lebih rendah, kecekapan meningkat. Pada suhu yang lebih rendah daripada 25°C (iaitu suhu keadaan ujian standard ( STC ), kecekapan meningkat. Tetapi kecekapan akan mengimbangi dalam jangka masa panjang.

Please share if you liked this article!

Did you like this article? Any errors? Can you help us improve this article & add some points we missed?

Please email us at webmaster @ microtexindia. com

On Key

Hand picked articles for you!

tindak balas kimia bateri asid plumbum

Tindak balas kimia bateri asid plumbum

Tindak balas kimia bateri asid plumbum Prinsip kerja & tindak balas bateri asid plumbum Semua Bateri adalah sistem elektrokimia yang berfungsi sebagai sumber kuasa dan

penyelenggaraan bank bateri 2v

Penyelenggaraan Bank Bateri 2V

Panduan penyelenggaraan bank bateri 2V Ini ialah panduan umum untuk mendapatkan hayat super panjang daripada bank bateri anda. Sentiasa baca & ikut arahan pengeluar bateri

Bateri hidrida logam nikel FB

Bateri Hidrida Logam Nikel (Bateri NiMH)

Teknologi Bateri Hidrida Logam Nikel (bateri NiMh bentuk penuh) Kerja perintis pada Nickel Metal Hydride Battery telah dilakukan di Pusat Penyelidikan Battelle Geneva bermula selepas

Keselamatan bateri asid plumbum Microtex

Keselamatan bateri asid plumbum

Keselamatan bateri asid plumbum Keselamatan bateri asid plumbum harus diambil serius. Memandangkan ia adalah sumber kuasa DC ramai di antara kita menganggapnya tidak berbahaya &

Sertai Surat Berita kami!

Sertai senarai mel kami yang terdiri daripada 8890 orang hebat yang mengikuti perkembangan terkini kami tentang teknologi bateri

Baca Dasar Privasi kami di sini – Kami berjanji tidak akan berkongsi e-mel anda dengan sesiapa & kami tidak akan menghantar spam kepada anda. Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa.

Do you want a quick quotation for your battery?

Please share your email or mobile to reach you.

We promise to give you the price in a few minutes

(during IST working hours).

You can also speak with our VP of Sales, Balraj on +919902030022