Nguồn gốc của pin axit chì
Contents in this article

Nguồn gốc của pin axit chì

Đúng như vậy khi nói rằng pin là một trong những phát kiến lớn đã kết hợp với các công nghệ khác để hình thành thế giới công nghiệp hiện đại. Từ công nghiệp đến gia dụng cho đến mục đích sử dụng cá nhân, chúng đã thực sự mang lại cho chúng ta những quyền tự do và những khả năng không thể thực hiện được nếu không có bộ lưu trữ năng lượng di động và cố định.

Đối với bất kỳ con người hiện đại nào, rất rõ ràng rằng sự xâm nhập của pin vào ngày càng nhiều khía cạnh của cuộc sống hàng ngày của chúng ta đang gia tăng nhanh chóng, từ một tế bào sử dụng một lần trong các thiết bị cầm tay như kiềm AA cho chuột máy tính hoặc một ô nút không khí bằng kẽm được sử dụng trong đồng hồ đeo tay, đến Hệ thống lưu trữ năng lượng pin megawatt quy mô lưới (BESS). Mặc dù có rất nhiều hóa học và ứng dụng, nhưng hóa học pin axit chì vẫn là, sau 160 năm kể từ khi phát minh ra, nó vẫn là nguồn cung cấp năng lượng dự trữ dồi dào nhất trên hành tinh. Quả sung. 1 cho thấy cơ cấu doanh số bán pin theo loại và MWh bán ra trong 27 năm qua

ắc quy

Điều này gây ngạc nhiên cho một số người nghĩ rằng li-ion là công nghệ bán chạy nhất. Điều này đúng nhưng chỉ về giá trị, không phải ở dung lượng. Do chi phí trên mỗi kWh cao hơn nên pin Lithium-ion có giá trị bán hàng cao hơn và doanh thu lớn hơn so với pin axit chì. Tuy nhiên, đây là một trong những lý do mà pin axit chì (LAB) đã tồn tại quá lâu trong môi trường thương mại đầy cạnh tranh và thay đổi.

Trong blog này, chúng tôi xem xét sự phát minh ra pin axit chì – một loại pin lưu trữ điện hóa và truy tìm nguồn gốc của nó qua lịch sử, từ những ví dụ đầu tiên được biết đến về pin điện hóa cho đến phiên bản VRLA và lưỡng cực hiện đại.

Năm 1749, Benjamin Franklin, polymath Hoa Kỳ, lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ “pin” để mô tả một tập hợp các tụ điện được liên kết mà ông sử dụng cho các thí nghiệm của mình với điện. Các tụ điện này là những tấm kính được phủ kim loại trên mỗi bề mặt. Các tụ điện này được tích điện bằng máy phát điện tĩnh và phóng điện bằng cách chạm kim loại vào điện cực của chúng. Việc liên kết chúng với nhau trong một “cục pin” tạo ra dòng điện xả mạnh hơn. Ban đầu có nghĩa chung là “một nhóm hai hoặc nhiều vật thể giống nhau hoạt động cùng nhau”, như trong một khẩu đội pháo, thuật ngữ này được sử dụng cho các cọc điện áp và các thiết bị tương tự trong đó nhiều tế bào điện hóa được kết nối với nhau.

Pin axit chì là một thiết bị lưu trữ điện hóa và như vậy có nguyên tắc cung cấp dòng điện và điện áp giống như tất cả các pin điện hóa khác, một số trong số đó có trước việc sử dụng pin axit chì như một phương pháp lưu trữ và cung cấp điện. Tuy nhiên, nó là loại pin đầu tiên có thể sạc lại được. Điều này có nghĩa là nó có thể được sử dụng nhiều lần và trở lại trạng thái sạc đầy khi được yêu cầu. Chính điều này đã khiến nó trở nên khác biệt so với các nhà hóa học pin khác cùng thời.

Quay trở lại thời điểm tế bào điện hóa đầu tiên được phát minh là một vấn đề gây tranh cãi. Có một phát hiện ở Babylon cổ đại mà một số người cho rằng đó là một tế bào điện hóa đang hoạt động. Quả sung. 2 là hình ảnh của thứ được gọi là “Pin Baghdad”. Không có sự đồng thuận rằng những bình này được sử dụng làm pin cũng như không có bất kỳ mục đích điện hóa nào. Tuy nhiên, nếu chứa đầy chất điện phân như axit axetic, chúng sẽ tạo ra dòng điện và hiệu điện thế. Hai kim loại khác nhau trong một chất dẫn ion – làm thế nào chúng có thể không?

Dù trường hợp thực tế là gì, chúng ta cần phải tua nhanh gần 3.000 năm tới thế kỷ 18 khi hai người Hà Lan, Musschenbroek và Cunaeus, cùng với nhà khoa học người Đức Ewald Georg von Kleist, đã tạo ra một phiên bản hoạt động của chiếc bình Leydon. Đây thực chất là một tụ điện và vẫn không phải là một cục pin thực sự. Chính Allesandro Volta, người Pháp, người đã phát minh ra cái mà chúng ta gọi là tế bào điện hóa đầu tiên vào năm 1800, ngày nay được gọi là Volta’s Pile, Đây thực chất là một tháp thẳng đứng gồm các đĩa đồng và kẽm xen kẽ với vải ngâm nước muối giữa chúng, Hình 3

Các vấn đề thực tế với pin đầu tiên này là khá rõ ràng (quần đùi bên do chất điện phân bị rò rỉ, giữ ẩm cho vải, v.v.). Tuy nhiên, nó đã tạo ra một cú sốc đáng kể và khi kết nối chuỗi giữa các tế bào riêng lẻ được thực hiện, nó gây ra một cú sốc thậm chí còn lớn hơn. Tuy nhiên, đó không phải là cách lý tưởng để lưu trữ và cung cấp điện. Một số cải tiến đã được thực hiện đối với thiết kế cho phép pin được tạo ra bằng cách kết nối các tế bào chứa trong các lọ thủy tinh riêng lẻ và chính người Scotland – William Cruickshank, người đã chế tạo hộp và đặt các tấm pin nằm nghiêng thay vì xếp chồng lên nhau. Nó được gọi là pin máng và trên thực tế, là tiền thân của hầu hết các cấu tạo pin hiện đại.

Tuy nhiên, vấn đề lớn với một trong hai thiết kế này là chúng không thể sạc lại được. Một lần phóng điện và bạn phải đặt các đĩa và chất điện phân mới vào và bắt đầu lại. Không thực sự là một giải pháp thiết thực để lưu trữ và cung cấp điện.

Mãi đến năm 1859, một người Pháp, Gustav Planté, đã phát minh ra tế bào điện hóa có thể sạc lại đầu tiên trên thế giới. Đây là một tờ chì kép được quấn theo hình xoắn ốc được ngăn cách bởi một dải cao su, được ngâm trong chất điện phân axit sulfuric và được đựng trong một lọ thủy tinh. Hình. 4.

Các tấm được tích điện để dẫn và chì điôxít với các dây tháo rời được gắn vào mỗi tấm chì. Hiệu điện thế giữa các tấm là 2 vôn. Nó cung cấp điện áp và dòng điện duy trì cao hơn so với cọc điện áp, nhưng quan trọng hơn, nó có thể được sạc lại từ nguồn điện mà không cần thay thế bất kỳ thành phần nào. Khả năng sạc lại và điện áp cao hơn và thời lượng dòng điện dài hơn của hóa chất này xuất hiện vào thời điểm thuận lợi trong quá trình công nghiệp hóa và giúp phổ biến viễn thông và điện dự phòng nơi nguồn cung cấp điện không đáng tin cậy.

Mặc dù pin đã trở thành một thứ nổi tiếng trong ngành kinh doanh cung cấp năng lượng, nhưng nó vẫn bị giới hạn về dung lượng. Điều này vẫn còn là một vấn đề cho đến khi một bước đột phá lớn trong việc thương mại hóa pin axit chì được thực hiện vào năm 1880 bởi Camille Alphonse Fauré. Để tăng thời gian của dòng điện trong quá trình phóng điện của nó, ông đã có ý tưởng phủ lên các tấm chì một lớp keo ôxít chì, axit sunfuric và nước. Sau đó, ông phát triển quy trình bảo dưỡng, theo đó các tấm tráng được đưa vào một bầu không khí ấm, ẩm.

Trong những điều kiện này, hỗn hợp nhão tạo thành các sunfat chì cơ bản, chúng cũng phản ứng với các điện cực chì để tạo thành một liên kết có điện trở thấp. Sau đó, các tấm được tích điện trong axit sunfuric và hỗn hợp đóng rắn được chuyển thành vật liệu hoạt động điện hóa. Điều này cho công suất cao hơn nhiều so với tế bào Planté ban đầu.

Cũng trong năm 1881, Ernest Volkmar đã thay thế dây dẫn tấm bằng chì bằng cách sử dụng lưới chì. Thiết kế dạng lưới này có lợi ích kép là cung cấp nhiều không gian hơn cho vật liệu hoạt động, mang lại pin dung lượng cao hơn và cũng cho phép liên kết tốt hơn vật liệu hoạt động với lưới điện.

Hai lợi ích này mang lại điện trở thấp hơn và pin mạnh mẽ hơn với mật độ năng lượng cụ thể cao hơn. Scudamore Sellon đã cải thiện điều này bằng cách thêm antimon vào dây dẫn để làm cho lưới điện đủ cứng để xử lý cơ học và thực sự bắt đầu đưa ra tốc độ sản xuất nhanh hơn. Thực tế, năm 1881 là một năm đổi mới sản phẩm được thúc đẩy bởi những ứng dụng mới xuất hiện cho nguồn cung cấp điện di động, như chiếc xe điện đầu tiên chạy bằng pin sạc, chiếc xe tay ga 3 bánh của Gustave Trouvé đạt vận tốc đáng kinh ngạc 12km / giờ.

Một cơn ác mộng bảo hiểm! Năm 1886, chiếc tàu ngầm đầu tiên chạy bằng pin axit chì đã được hạ thủy ở Pháp. Chúng tôi cũng có thiết kế dạng ống đầu tiên của tấm pin axit chì, được thiết kế bởi SC Currie, mang lại tuổi thọ chu kỳ và mật độ năng lượng tốt hơn.

Đến nay, ắc quy axit chì đang trên đà phát triển và vào năm 1899, Camille Jenatzy đã đạt vận tốc 109 km / h trong một chiếc ô tô điện chạy bằng ắc quy axit chì. Với sự phát triển vượt bậc về năng lượng điện, bao gồm việc lắp đặt hệ thống phân phối điện ở Paris vào năm 1882 và sự xuất hiện của máy điện báo Morse ở Hoa Kỳ, rõ ràng là pin axit chì phải được sản xuất theo kiểu thương mại thích hợp.

pin axit chì Nguồn gốc

Bắt đầu hiện đại hóa cấu tạo pin axit chì

Thiết kế hiện có và quy trình sản xuất ôxít chì không dễ dàng trở thành phương pháp sản xuất hàng loạt. Nhu cầu về pin axit chì trong thời đại này đã nhanh chóng vượt xa khả năng sản xuất. Các phương pháp sản xuất thân thiện mới và thiết kế pin đã được yêu cầu khẩn cấp. Bước đột phá đầu tiên đến vào năm 1898 khi George Barton được cấp bằng sáng chế cho một phương pháp mới và nhanh hơn nhiều để sản xuất oxit chì được sử dụng để làm vật liệu hoạt tính do Fauré phát minh. Barton đã sử dụng phương pháp truyền thống là nung chảy và oxy hóa chì bằng cách sử dụng không khí nóng. Sự đổi mới của ông là tạo ra những giọt nhỏ mịn được tạo ra bằng cách khuấy trộn chì nóng chảy, sau đó được đưa vào một luồng không khí ẩm chảy nhanh.

  • Điều này có lợi thế kép là tăng tốc đáng kể quá trình và cung cấp kích thước hạt mịn hơn nhiều so với phương pháp truyền thống yêu cầu nghiền thêm để tạo ra sản phẩm phù hợp với vật liệu hoạt động của pin. Mãi đến 30 năm sau, một quy trình thay thế đã được phát minh bởi Genzo Shimadzu thuộc Tổng công ty Shimadzu.
  • Phương pháp của ông là đúc những viên chì nhỏ và cho vào một máy nghiền bi quay với luồng khí nóng thổi qua. Điều này tạo ra ôxít bề mặt trên cốm, giòn và bong ra sau đó được nghiền thành bột mịn. Tốc độ dòng khí được kiểm soát để mang các kích thước hạt cụ thể ra khỏi máy nghiền và lưu trữ chúng trong các xilô sẵn sàng cho quá trình trộn bột nhão.

  • Những phương pháp ban đầu để tạo ra oxit chì cho ngành công nghiệp pin vẫn chưa được áp dụng trong gần một thế kỷ. Những phát triển gần đây trong việc tìm kiếm các phương pháp tái chế pin thân thiện với môi trường hơn (kết tủa chì từ dung dịch chì axetat) trong tương lai có thể cung cấp các phương pháp sản xuất thay thế, nhưng hiện tại, vẫn chưa có phương pháp thay thế thực tế nào.
    Thiết kế của Gaston Planté không phải là giải pháp thiết thực cho một loại pin sản xuất hàng loạt. Ngay cả những cải tiến của Fauré và Scotsman William Cruickshank, những người đã đặt các phần tử tấm Planté vào các ngăn hộp để tạo thành một loại pin nối tiếp, cũng không mang lại độ tin cậy cũng như khả năng sản xuất hàng loạt.

Chính kỹ sư kiêm nhà phát minh người Luxembourg Henri Owen Tudor là người có công phát triển thiết kế thực tế đầu tiên của pin axit chì vào năm 1866. Ông đã thành lập nhà máy sản xuất đầu tiên của mình ở Rosport, Luxembourg và tiếp tục cùng các nhà đầu tư khác thiết lập các nhà máy trên khắp châu Âu. Chìa khóa thành công của ông là một tấm pin mạnh mẽ hơn, có tuổi thọ cao hơn so với thiết kế hiện có.

pin axit chì hoạt động

Vào khoảng thời gian này, Genzo Shimadzu đang thành lập nhà máy sản xuất pin axit chì đầu tiên ở Nhật Bản và sản xuất pin axit chì dạng tấm dán có dung lượng 10 Ah. Đây là sự khởi đầu của công ty Nhật Bản đã trở nên quen thuộc, pin GS. Cả hai công ty đều đi tiên phong trong các quy trình hiện đại và mang lại cho pin axit chì độ tin cậy và tuổi thọ cao hơn.

Thế kỷ 20 cung cấp nhiều nâng cấp cho pin axit chì. Việc nâng cấp bắt đầu với các vật liệu xây dựng. Cho đến vài thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20, hộp đựng pin bao gồm các hộp gỗ được lót bằng cao su hoặc cao su. Vào đầu những năm 1920, kỹ thuật đúc cao su cứng (ebonite) đã được cải thiện đến mức có thể cung cấp các hộp cao su cứng nhiều ô, không rò rỉ, cho các ô chứa axit chì nối tiếp với nhau. Việc sử dụng các nắp đậy kín cao độ giúp có thể bịt kín các đầu nối chì trên cùng giữa các ô. Việc xây dựng này, kết hợp với các tấm ngăn cách bằng gỗ và các tấm rất dày, kéo dài cho đến đầu những năm 1950.

Tuổi thọ pin axit chì

Sự phát triển bên trong pin không hoàn toàn đứng yên trong giai đoạn này. Máy tách sợi xenlulo, được ngâm tẩm với nhựa đã trở thành một lựa chọn nhẹ và có sức đề kháng thấp hơn cho máy tách gỗ. Những ưu điểm này và sự dịch chuyển axit thấp hơn của nó đã mang lại nhiều khả năng thiết kế hơn cho phép công suất cao hơn và hiệu suất xả tốc độ cao tốt hơn. Những cải tiến đối với hợp kim chì-antimon đã tạo ra một mạng lưới chắc chắn hơn, có thể chịu được nhiều quy trình tự động hơn và cuối cùng cho phép dán máy. Các chất phụ gia trong chất dán như carbon cho tấm âm và sợi xenlulo trong vật liệu hoạt tính tấm dương , đã tăng đáng kể tuổi thọ chu kỳ của pin axit chì.

Tuy nhiên, vào đầu những năm 1950, khi chất dẻo bắt đầu trở thành một phần không thể thiếu trong lối sống hiện đại của chúng ta, vật liệu và phương pháp chế biến pin thực sự bắt đầu thay đổi. Các đặc tính vật lý và hóa học, cộng với nhiều loại nhựa khác nhau có sẵn, có nghĩa là các phương pháp sản xuất và chế tạo pin có thể được đại tu nghiêm túc vào nửa sau của thế kỷ 20. Thêm vào đó, những tiến bộ trong luyện kim của các hợp kim chì được sử dụng trong chế tạo lưới điện, và ngành công nghiệp pin đã trải qua một sự tăng tốc nghiêm trọng trong việc cải thiện hiệu suất và giá thành sản phẩm của mình trong thời kỳ này.

Thực sự rất khó để biết bắt đầu liệt kê những diễn biến quan trọng nhất từ đâu, vì vậy có lẽ một thứ tự thời gian sẽ là thích hợp nhất. Phần lớn điều này là hồi ức cá nhân chứ không phải là sự kiện lịch sử trực tiếp, nhưng nó đủ chính xác để tính toán hợp lý các bước công nghệ dẫn đến thiết kế pin axit chì hiện nay. Tôi nghĩ rằng quay trở lại những năm 1960, chúng ta đã chứng kiến việc dán tấm bằng máy và đúc lưới bán tự động đạt tiêu chuẩn cao hơn về độ chính xác và kiểm soát.

Điều này dẫn đến việc thay thế dần phương pháp đúc thủ công và dán thủ công bằng phương pháp dán lưới khuôn cuốn sách và phương pháp dán băng tải bằng bay – lăn nhanh hơn nhiều cho các tấm đơn hoặc tấm kép. Cả hai kỹ thuật này đều cho mức sản xuất cao hơn và kiểm soát tốt hơn trọng lượng và kích thước của lưới điện cũng như vật liệu hoạt động. Tác động ban đầu của việc này là tiết kiệm tiền cả về chi phí lao động và vật liệu. Hiệu quả thứ cấp là nó mở đường cho các dải dung sai hẹp hơn mà pin tái tổ hợp yêu cầu.

Tất nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện được vì sự kết nối xuyên tường của các dây đai pin bên trong các tế bào. Kỹ thuật hàn ép này là một anh hùng thầm lặng của thế giới kỹ thuật pin. Về bản chất, nó là một thiết bị rất thông minh sử dụng giá trị điện trở của quá trình cất cánh xen kẽ chì được nung chảy bằng điện nóng chảy để xác định thời điểm lỗ phân vùng xen kẽ đã được lấp đầy bằng chì.

Phương pháp này đã loại bỏ phần đầu chì nặng và đắt tiền và cho phép sử dụng tấm gương được gia nhiệt đơn giản hơn nhiều để niêm phong hộp và nắp. Điều này là không cần lật ngược bộ phận lắp ráp như với các phương pháp nhựa và keo. Phương pháp lắp ráp này không chỉ giúp cải thiện tỷ lệ sản xuất và giảm chi phí, mà còn hầu như loại bỏ một nguyên nhân chính dẫn đến việc trả lại bảo hành: rò rỉ axit.

Những tiến bộ trong công nghệ phân tách cũng hỗ trợ kỹ thuật của các phương pháp sản xuất tốt hơn cũng như giải quyết một dạng lỗi phổ biến của pin, đó là ngắn mạch bên trong. Ban đầu, độ cứng cơ học của xenlulo và sau đó là các máy phân tách nhựa pvc thiêu kết cho phép tự động xếp các gói pin. Điều này dẫn đến sự phát triển của dây đeo đúc và tự động lắp ráp pin axit chì. Đây là một tiến bộ lớn. Phương pháp ghép tấm cho đến thời điểm này luôn được đốt bằng tay, sử dụng khuôn thanh cái chia nhỏ với các khe để các tấm được chèn bằng tay. Sau đó, chúng được hàn thủ công với nhau bằng cách nấu chảy một thanh hợp kim chì vào khuôn bằng đèn khò oxy-axetylen.

Điều này vẫn còn được sử dụng ngày nay nhưng hầu hết chỉ giới hạn trong các loại pin công nghiệp lớn hơn, khó xử lý bằng thiết bị tự động. Ngoài năng suất thấp, nó còn là một nguyên nhân chính gây ra lỗi bảo hành trong ngành. Bởi vì các tấm được hàn thẳng đứng, có khả năng chì nóng chảy có thể rò rỉ từ các khe hở trên khuôn thanh cái xuống giữa các tấm để tạo ra ngắn mạch ngay lập tức hoặc trong tương lai.

Sơ đồ ắc quy axit chì

Phương pháp đúc trên dây đeo, đặc biệt đối với pin SLI nhỏ hơn, đã thay thế tất cả, trừ thao tác đốt tay thủ công. Mặc dù là một tùy chọn đắt tiền, nhưng nó không cho phép chạy chì và nếu sử dụng cách làm sạch vấu và thông lượng chính xác, cũng mang lại vấu có điện trở thấp hơn, tốt hơn cho mối hàn dây đeo. Một cải tiến khác cho quá trình này là phương pháp xếp chồng lên nhau. Sự ra đời của thiết bị tách polyetylen có tính linh hoạt cao và có thể hàn được có nghĩa là pin có thể được chế tạo với các tấm hoàn toàn cách ly.

Trong phương pháp này, các tấm dương hoặc âm có thể tự động được đưa vào dải phân cách, dải được gấp lại và cắt xung quanh tấm và sau đó sử dụng nhiệt, siêu âm hoặc gấp mép, tạo thành một con dấu hoàn chỉnh xung quanh tấm. Phương pháp này, kết hợp với dây đeo đúc và lắp nhóm tự động vào hộp pin, mang lại tỷ lệ sản xuất cao, bảo hành thấp và có lẽ quan trọng nhất là làm giảm đáng kể mức độ phơi nhiễm chì của người vận hành.

Cho đến những năm 1970, ắc quy axit chì có một số sai sót nghiêm trọng. Đây là những chi phí bảo trì cao do thất thoát nước với việc sản xuất khói axit và khí nổ. Đây là một chi phí nghiêm trọng đối với nhiều hoạt động công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp xe nâng, đòi hỏi các phòng sạc đặc biệt với quy trình chiết xuất và bổ sung nước liên tục để ngăn chặn tình trạng cạn kiệt ắc quy. Giải pháp cho những vấn đề này bắt đầu xuất hiện vào những năm 1970 khi các nhà sản xuất pin chuyển sang sử dụng hợp kim antimon thấp cho pin xe hơi.

Các loại pin chì

Mặc dù điều này ban đầu là để tiết kiệm chi phí, nhưng người ta đã sớm phát hiện ra rằng kết hợp với việc sạc máy phát điện xoay chiều được điều khiển bằng điện áp trong ô tô, lượng nước hao hụt từ pin và do đó việc bảo trì cần phải giảm đáng kể. Không lâu sau, hợp kim chì-antimon đã giảm xuống 1,8% Sb so với 11% được sử dụng trong nửa đầu thế kỷ. Về bản chất, điều này đã tạo ra pin SLI ngập nước, không cần bảo dưỡng.

Ý tưởng sử dụng hợp kim chì có lượng khí thấp bắt đầu có động lực vào những năm 80 khi pin axit chì điện phân bị chết đói bắt đầu xuất hiện trong hộp chứa pin quen thuộc hiện nay sử dụng các tấm và thiết kế lưới giống như phạm vi ngập nước tiêu chuẩn. Đây là một loại pin hoàn toàn kín sẽ không bị mất nước hoặc giải phóng khí nổ. Hydro và oxy được tạo ra ở các điện cực sẽ được giữ trong pin trong một chất điện phân cố định và được tái kết hợp để tạo thành nước.

Axit được cố định bằng cách trộn với silica để tạo thành GEL hoặc được giữ ở dạng huyền phù trong một thiết bị tách tấm thủy tinh hấp thụ nén cao. Mặc dù pin axit chì điều chỉnh van đã được sử dụng thương mại từ những năm 1960 (Sonnenschein sau đó là Gates), những thiết kế này sử dụng chì nguyên chất cho lưới điện, loại pin này rất mềm. Điều này có nghĩa là khả năng thiết kế và phương pháp xử lý bị hạn chế.

Các hợp kim mới đã được thiết kế để loại bỏ hoàn toàn antimon và thay thế canxi như một chất làm cứng. Điều này đã làm tăng hiệu quả tiềm năng quá mức của hydro và oxy trên chì lên trên ngưỡng sạc 2,4 volt cho mỗi cell, cho phép sạc lại trong vòng 15 giờ hoặc hoạt động một chu kỳ mỗi ngày. Tuy nhiên, những vấn đề nghiêm trọng đã xảy ra vào đầu những năm 1980 khi lỗi pin lớn do mất dung lượng sớm hoặc PCL đã ảnh hưởng rất nhiều đến hầu hết các công ty sản xuất pin. Đây thực sự là sự suy giảm dung lượng rất nhanh do pin axit chì gây ra trong vài tuần hoặc vài tháng đầu tiên kể từ khi được đưa vào sử dụng.

Cuối cùng nó đã được giải quyết vào những năm 1990 với việc đưa thiếc vào hợp kim chì. Hành động chính xác của thiếc trên giao diện và tính toàn vẹn của vật liệu đang hoạt động còn gây tranh cãi, nhưng nó đã được tìm thấy là có tác dụng. Một tác dụng phụ là nếu sự cân bằng giữa thiếc và canxi trong lưới điện dương bị sai, thì điều này có thể dẫn đến sự cố ăn mòn nghiêm trọng của lưới điện. Công trình của David Prengaman vào những năm 90 đã giải quyết vấn đề này và giờ đây chúng ta đang tận hưởng loại pin axit chì không có vấn đề và không cần bảo dưỡng.

Van ắc quy axit chì được điều chỉnh

pin axit chì hình 9 đến 12

Máy móc sản xuất ắc quy axit chì

Trong những năm 1980, thiết kế hình ống của tấm cũng đã trải qua một số thay đổi cơ bản. Từ khi thành lập vào năm 1910 cho đến giữa những năm 60, nó đã sử dụng các xi lanh cao su xốp riêng lẻ gắn trên các gai của lưới điện để giữ vật liệu hoạt động. Điều này đã được thay thế bằng việc sử dụng các ống sợi thủy tinh (pg) ngâm tẩm nhựa riêng lẻ. Do tỷ lệ phế liệu cao và khó khăn vật lý khi xử lý sản phẩm này trong môi trường sản xuất hàng loạt, găng tay dệt thoi đa phương đã được phát triển. Điều này đã tạo ra một đơn vị duy nhất của lưới không được lấp đầy và chất mang vật chất đang hoạt động.

Đến những năm 1980, Túi PT nhiều ống đã gần như thay thế hoàn toàn từ ống pg chỉ còn được sử dụng do tính kinh tế sai lầm là có chi phí thấp hơn. Găng tay PT Túi hiện đã cho phép tự động hóa phân đoạn đúc và chèn cột sống của sản xuất tấm. Những phát triển sau đó vào cuối những năm 80 đã mở rộng điều này để lấp đầy tấm bằng vật liệu hoạt tính.

Chính Hadi là người đã đi đầu trong việc sản xuất một dây chuyền hoàn toàn tự động từ đúc xương sống đến chiết rót, đóng nắp và làm khô / đóng rắn các tấm. Trong thời kỳ này, các phương pháp tự động hóa, ướt hoặc đầy bùn cũng được giới thiệu. Những phương pháp này tốt hơn nhiều so với quan điểm về sức khỏe và an toàn vì chúng làm giảm nguy cơ dẫn đến các vấn đề về không khí đối với các chất thay thế bột khô.

Thiên niên kỷ thứ hai đã tập trung vào các vấn đề mới đối với pin axit chì. Việc dừng khởi động và một số ứng dụng khác đã nêu rõ các vấn đề đối với pin axit chì bị ngập nước hoạt động ở trạng thái tích điện một phần (PSoC). Do đó, vật liệu hoạt tính trong các tấm trở nên thô hơn với diện tích bề mặt hiệu dụng thấp hơn. Do đó, vật liệu ít phản ứng hơn, cho công suất thấp hơn và khả năng phóng điện tốc độ cao thấp hơn.

Để chống lại vấn đề quan trọng này, công việc đang diễn ra liên tục để tìm ra các chất phụ gia, cụ thể là cacbon ở các dạng khác nhau để ngăn chặn hiện tượng thô này và cải thiện độ dẫn điện của vật liệu hoạt động. Điều này cũng cải thiện việc chấp nhận điện tích (quan trọng trong việc sử dụng khi bắt đầu sử dụng) cũng như cung cấp hạt nhân cho quá trình kết tủa trong điều kiện PSoC để ngăn chặn quá trình thô hóa hạt AM. Một số thành công đã được báo cáo, nhưng không có bằng chứng xác thực nào cho thấy những chất phụ gia đắt tiền này đã được sử dụng phổ biến.

Công việc quan trọng đã được thực hiện bởi các nhà cung cấp phụ gia và các nhà sản xuất phân tách để cải thiện cả PSoC và hiệu suất điện của pin axit chì. Các thiết kế máy tách mới ngăn chặn sự phân tầng của axit trong điều kiện PSoC đang được bán trên thị trường, cũng như các thiết bị tách với các chất phụ gia tích hợp để giúp giảm sự thô của hạt trong vật liệu hoạt động. Điều này ngày càng trở nên quan trọng khi thị trường SLI truyền thống thay đổi để thích ứng với sự gia tăng của xe điện và các biến thể hybrid của nó.

Ứng dụng pin axit chì

Khi động cơ đốt trong bắt đầu biến mất khỏi các con đường của chúng ta và thị trường xe điện tiếp tục mở rộng, pin axit chì, mặc dù vẫn là công nghệ bán chạy nhất trong các thị trường lưu trữ năng lượng hiện nay, sẽ phải trải qua nhiều quá trình thích ứng hơn nữa. Các thiết kế mới, chẳng hạn như phiên bản lưỡng cực cung cấp công suất và mật độ năng lượng cao hơn nhiều và chi phí thấp hơn do sử dụng ít chì hơn đáng kể trong cấu tạo của chúng.

pin axit chì hình 13 & 14

Sự gia tăng của các thị trường mới, đặc biệt là lĩnh vực lưu trữ năng lượng, mang đến cơ hội mới cho pin axit chì. Tập trung vào vòng đời chu kỳ tốt hơn, hiệu quả năng lượng và chi phí thấp hơn sẽ mang lại ROI hấp dẫn hơn nhiều cho những doanh nghiệp lắp đặt hệ thống quy mô lưới. Bất chấp sự suy giảm thị trường SLI do lĩnh vực EV đang phát triển, ắc quy axit chì vẫn có tiềm năng thị trường rất lớn. Tuy nhiên, nó phụ thuộc nhiều vào tiếp thị cũng như công nghệ. Các hệ thống pin mới, đặc biệt là pin Lithium ion, vẫn có những lo ngại về môi trường do thiếu cơ sở hạ tầng tái chế hoặc thải bỏ do chi phí ban đầu cao.

Điều này có thể đồng nghĩa với một cú sốc cuối đời đắt đỏ nếu áp dụng chi phí xử lý pin, điều này đối với nhiều công ty có khoản đầu tư lớn vào pin có thể là đáng kể. Điều này và chi phí mua cao có nghĩa là ROI cho pin lithium ion kém hấp dẫn hơn nhiều so với pin axit chì trong hầu hết các ứng dụng hiện có và mới nổi. Ví dụ, trong thị trường xe điện, nhiều chủ sở hữu xe kéo điện không muốn chi phí đầu tư cho pin lithium ion và hài lòng khi sử dụng đối tác pin axit chì ngập nước của nó.

Tóm lại, những gì chúng ta có thể nói là pin axit chì vẫn đang phát triển để đáp ứng các ứng dụng mới và môi trường thị trường mới. Với các phương pháp tái chế pin axit chì mới, rẻ hơn và an toàn hơn với môi trường đang được phát triển, đây vẫn là loại pin thân thiện với môi trường, đáng tin cậy và an toàn nhất mà bạn có thể mua. Và nó đi kèm với một mức giá rất thấp. Hãy nghĩ đến điều đó vào lần tiếp theo khi bạn so sánh giữa các hóa chất pin cạnh tranh.

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!

Axit chì an toàn cho pin Microtex

Chì axit an toàn

Chì axit an toàn An toàn của ắc quy axit chì cần được coi trọng. Vì nó là nguồn điện một chiều nên nhiều người

Thiết bị khai thác hầm lò chạy bằng pin Microtex

Khai thác pin đầu máy

Pin Microtex cho thiết bị khai thác hầm lò chạy bằng pin Trong blog này, chúng tôi xem xét các yêu cầu đối với nhiệm

Phao sạc

Sạc nổi

Pin dự phòng & Sạc nổi Ắc quy được sử dụng trong nguồn điện khẩn cấp dự phòng cho thiết bị viễn thông, nguồn điện

Tham gia bản tin của chúng tôi!

Tham gia danh sách gửi thư của chúng tôi gồm 8890 người tuyệt vời, những người đang cập nhật các bản cập nhật mới nhất của chúng tôi về công nghệ pin

Đọc Chính sách Bảo mật của chúng tôi tại đây – Chúng tôi cam kết sẽ không chia sẻ email của bạn với bất kỳ ai và chúng tôi sẽ không gửi thư rác cho bạn. Bạn có thể bỏ đăng ký bất cứ lúc nào.

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