Nguồn gốc của pin chì axit

This post is also available in: English हिन्दी हिन्दी Español Français 日本語 Indonesia العربية

Nguồn gốc của tuổi thọ pin axit chì

Đó là sự thật để nói rằng pin là một trong những cải tiến lớn mà đã kết hợp với các công nghệ khác để hình thành thế giới công nghiệp hiện đại. Từ công nghiệp đến trong nước để sử dụng cá nhân, họ đã thực sự cho chúng tôi tự do và khả năng đó sẽ là không thể mà không có di động và văn cố lưu trữ năng lượng.

Nó rất rõ ràng với bất kỳ con người hiện đại, rằng March của pin vào nhiều khía cạnh hơn và nhiều hơn nữa của cuộc sống hàng ngày của chúng tôi là một sự gia tăng nhanh chóng, từ một tế bào đơn-sử dụng trong các thiết bị cầm tay như một AA kiềm cho một con chuột máy tính hoặc một tế bào không khí kẽm nút sử dụng trong một chiếc đồng hồ, đến một lưới quy mô megawatt pin năng lượng Mặc dù điều này plethora của chemistries và các ứng dụng, nó là chì axit hóa học pin mà vẫn còn, sau 160 năm kể từ khi phát minh của nó, các nhà cung cấp prolific nhất của năng lượng được lưu trữ trên hành tinh. Hình. 1 cho thấy sự phân tích về bán pin theo loại và MWh được bán trong 27 năm qua

Chì axit pin lợi thế và nhược điểm
Hình 1 sự cố về doanh số pin theo loại và MWh
Hình 2 pin Baghdad
Hình – 2 pin Baghdad

Điều này đến như là một bất ngờ cho một số người nghĩ rằng Li-ion là công nghệ bán chạy nhất. Điều này đúng nhưng chỉ có giá trị, không phải trong, năng lực. Bởi vì chi phí cao hơn trên mỗi kWh, pin lithium-ion có giá trị bán hàng cao hơn và doanh thu lớn hơn axít chì. Tuy nhiên, đây là một trong những lý do mà các pin axit chì (LAB) đã phải chịu đựng rất lâu trong một môi trường thương mại cạnh tranh và thay đổi cao.

Trong blog này, chúng tôi xem xét phát minh của pin axit chì-một pin lưu trữ điện hóa, và dấu vết nguồn gốc của nó thông qua lịch sử, từ các ví dụ được biết đến đầu tiên của các tế bào điện hóa thông qua các phiên bản VRLA hiện đại và lưỡng cực.

Trong 1749, Benjamin Franklin, các polymath Mỹ, lần đầu tiên được sử dụng thuật ngữ “pin” để mô tả một tập hợp các tụ Liên kết ông đã sử dụng cho các thí nghiệm của mình với điện. Những tụ điện được tấm kính phủ bằng kim loại trên mỗi bề mặt. Những tụ điện được tính với một máy phát tĩnh và thải ra bằng cách chạm vào kim loại để điện cực của họ. Liên kết chúng với nhau trong một “pin” đã xả mạnh hơn. Ban đầu có ý nghĩa chung của “một nhóm hai hoặc nhiều đối tượng tương tự hoạt động với nhau”, như trong một pin pháo, thuật ngữ này được sử dụng cho các cọc Voltaic và các thiết bị tương tự trong đó nhiều tế bào điện hóa được kết nối với nhau.

Pin axít chì là một thiết bị lưu trữ điện hóa và như vậy có cùng nguyên tắc cung cấp dòng điện và điện áp như tất cả các pin điện hóa khác, một số trong đó trước khi nhận con nuôi của axít chì như một phương pháp lưu trữ và cung cấp điện. Tuy nhiên, nó là pin đầu tiên được sạc lại. Điều này có nghĩa là nó có thể được sử dụng nhiều lần và đưa trở lại trạng thái đầy đủ của nó phí khi cần thiết. Đó là điều này mà đặt nó ngoài các hóa chất pin khác của thời gian của nó.

Sẽ trở lại khi các tế bào điện hóa đầu tiên được phát minh là một chút gây tranh cãi. Có một Babylonian cổ đại tìm thấy một số yêu cầu bồi thường là một tế bào điện hóa làm việc. Hình. 2 là một hình ảnh của những gì đã trở thành được gọi là “Baghdad Battery”. Không có sự đồng thuận rằng các tàu đã được sử dụng như pin cũng không có mục đích điện hóa. Tuy nhiên, nếu được làm đầy với một chất điện ly như axit axetic, chúng sẽ tạo ra một hiện tại và một áp. Hai kim loại khác nhau trong một dây dẫn ion-làm thế nào họ có thể không?

Dù các trường hợp thực sự là, chúng ta cần phải nhanh chóng chuyển tiếp gần 3.000 năm đến thế kỷ 18 khi hai Dutchmen, Musschenbroek và Cunaeus, cùng với nhà khoa học người Đức Ewald Georg von Kleist, đã thực hiện một phiên bản làm việc của jar Leydon. Điều này về cơ bản là một tụ điện và vẫn không phải là một pin thực sự. Đó là Allesandro Volta Frenchman người đã phát minh ra những gì chúng tôi gọi là tế bào điện hóa đầu tiên trong 1800, bây giờ được biết đến như cọc Voltaic Volta, điều này đã được cơ bản là một tháp dọc của xen kẽ đồng và kẽm đĩa với vải ngâm nước muối giữa chúng, hình 3

Các vấn đề thực tế với pin đầu tiên này là khá rõ ràng (quần short từ rò rỉ chất điện ly, Giữ vải ẩm vv). Tuy nhiên, nó đã sản xuất một cú sốc đáng kể, và khi các kết nối hàng loạt giữa các tế bào cá nhân đã được thực hiện, nó đã cho một lắc bật ra thậm chí lớn hơn. Tuy nhiên, nó không phải là một cách lý tưởng để lưu trữ và cung cấp điện. Một số cải tiến đã được thực hiện để thiết kế cho phép pin để thực hiện bằng cách kết nối các tế bào chứa trong lọ thủy tinh cá nhân và nó đã là một Scot-William Cruickshank, người đã thực hiện một hộp xây dựng và đặt các tấm trên mặt của họ thay vì trong một ngăn xếp. Điều này trở nên được gọi là pin trough và được, trên thực tế, tiền thân của hầu hết các công trình pin hiện đại.

Tuy nhiên, vấn đề lớn với một trong những thiết kế, là họ không thể sạc được. Một xả và bạn đã phải đặt trong các tấm mới và chất điện ly và bắt đầu một lần nữa. Không thực sự là một giải pháp thiết thực để lưu trữ và cung cấp điện.

Nó không phải là cho đến khi 1859 rằng một người Pháp, Gustav Planté, phát minh ra các tế bào điện hóa đầu tiên của thế giới sạc. Đây là một tấm đôi vết thương xoắn của chì được tách ra bởi một dải cao su, đắm mình trong một chất điện ly axit sulphuric và chứa trong một cái lọ thủy tinh fig. 4.

Fig 3 Volta’s Voltaic Pile Battery
Hình 3-pin cọc Voltaic của Volta
Hình 4 Gustav Planté
Hình 4 Gustav Planté

Các bảng khắc đã được sạc điện để dẫn và dẫn dioxide với Take-off dây gắn liền với mỗi tấm chì. Sự khác biệt tiềm năng giữa các tấm là 2 volt. Nó đã cho một điện áp bền vững cao hơn và hiện tại hơn so với các cọc Voltaic nhưng, quan trọng hơn, nó có thể được nạp từ một nguồn điện mà không thay thế bất kỳ của các thành phần. Khả năng nạp tiền và điện áp cao hơn và thời lượng hiện tại lâu hơn của hóa học này đến lúc thời gian trong công nghiệp hoá và giúp đỡ trong sự lây lan của viễn thông và quyền lực dự phòng nơi nguồn cung cấp nguồn điện là không đáng tin cậy.

Trong khi pin đã trở thành một cảm giác qua đêm trong kinh doanh cung cấp năng lượng, nó vẫn còn hạn chế trong khả năng của nó. Điều này vẫn là một vấn đề cho đến khi một bước đột phá lớn trong việc thương mại hóa pin chì axit đã được thực hiện trong 1880 bởi Camille Alphonse Fauré. Để tăng thời gian hiện tại trong quá trình xả, ông đã có ý tưởng về lớp phủ các tấm chì với một dán ôxít chì, axít sunfuric và nước. Sau đó ông phát triển quá trình bảo dưỡng, nhờ đó các tấm tráng phủ được đưa vào một bầu không khí ấm áp, ẩm ướt.

Trong những điều kiện này, hỗn hợp dán được tạo thành cơ bản núi sunphát chì mà cũng phản ứng với các điện cực dẫn để tạo thành một trái phiếu kháng thấp. Các tấm sau đó được tính trong axít sunfuric và bột nhão đã được chuyển đổi thành vật liệu hoạt động hóa học. Điều này đã cho một công suất cao hơn nhiều so với các tế bào Planté ban đầu.

Cũng trong 1881, Ernest Volkmar thay thế dây dẫn tấm bằng cách sử dụng một lưới chì. Thiết kế lưới này có lợi ích kép khi cung cấp nhiều không gian hơn cho các vật liệu hoạt động, có khả năng pin cao hơn và cũng cho phép liên kết tốt hơn các vật liệu hoạt động với lưới.

Hai lợi ích cho một sức đề kháng thấp hơn và một pin mạnh mẽ hơn với một mật độ năng lượng cụ thể cao hơn. Scudamore Sellon cải thiện điều này bằng cách thêm antimon để dẫn đến làm cho lưới cứng đủ để xử lý máy móc và thực sự bắt đầu để giới thiệu tốc độ sản xuất nhanh hơn. 1881 được, trên thực tế, một năm của sự đổi mới sản phẩm thúc đẩy bởi việc sử dụng mới nổi lên cho một cung cấp điện cầm tay, giống như chiếc xe điện đầu tiên được điều khiển bởi pin sạc, một 3-Wheel scooter của Gustave Trouvé mà đạt đến một kinh ngạc 12km/Hour.

Một cơn ác mộng bảo hiểm! Trong 1886 chiếc tàu ngầm đầu tiên được hỗ trợ bởi pin chì acid đã ra mắt tại Pháp. Chúng tôi cũng đã có thiết kế hình ống đầu tiên của tấm pin chì axit, được thiết kế bởi S.C. Currie đó đã cho một cuộc sống chu kỳ tốt hơn và mật độ năng lượng.

Bởi bây giờ chì pin đã được trên một cuộn và trong 1899 Camille Jenatzy đạt 109 km/h trong một chiếc xe điện hỗ trợ bởi các pin chì axit. Với cuộc hành quân này của điện, trong đó bao gồm việc lắp đặt hệ thống phân phối điện Paris trong 1882 và sự nổi lên của điện báo Morse ở Mỹ, nó đã rõ ràng rằng pin axit chì đã được sản xuất trong một thời trang thương mại thích hợp.

Hình 5. Camille Jenatzy trong xe điện 105Kmh của mình
Hình 5. Camille Jenatzy trong xe điện 105Km/h của mình "jamais Contente" vợ của ông, hình ở đây, có lẽ là sử dụng các ô như phanh dù đầu tiên.
Fig 6. Genzo Shimadzu’s Lead Suboxide Manufacturing Machine
Hình 6. Genzo Shimadzu của chì suboxide sản xuất máy

Bắt đầu hiện đại hóa việc xây dựng pin chì axit

Các thiết kế hiện tại và quá trình sản xuất oxit chì đã không cho vay mình dễ dàng để sản xuất hàng loạt phương pháp. Nhu cầu về pin chì axit trong lứa tuổi này đã được nhanh chóng vượt trội khả năng sản xuất. Các phương pháp sản xuất thân thiện mới và thiết kế pin đã được yêu cầu khẩn trương. Bước đột phá đầu tiên đến 1898 khi George Barton cấp bằng sáng chế một phương pháp mới và nhanh hơn nhiều sản xuất oxit chì được sử dụng để làm cho các vật liệu hoạt động phát minh ra bởi Fauré. Barton sử dụng phương pháp truyền thống của sự tan chảy và oxidising chì sử dụng không khí nóng. Sự đổi mới của ông là tạo ra những giọt nhỏ do khuấy của chì nóng chảy mà sau đó đã phải chịu một luồng không khí được làm ẩm nhanh.

  • Điều này đã có những lợi thế kép của rất nhiều đẩy mạnh quá trình và cung cấp một kích thước hạt tốt hơn nhiều so với phương pháp truyền thống mà yêu cầu thêm mài để cung cấp cho một sản phẩm phù hợp với vật liệu hoạt động pin. Mãi đến 30 năm sau đó, một quá trình thay thế được phát minh bởi Genzo Shimadzu của tập đoàn Shimadzu.
  • Phương pháp của ông là để đúc nuggets nhỏ của chì và cọc chúng vào một Mill bóng quay với không khí nóng thổi qua. Điều này tạo ra oxit bề mặt trên nuggets đó là giòn và flaked off sau đó đã được mặt đất xuống một loại bột mịn. Tốc độ dòng không khí được kiểm soát để mang theo kích thước đặc biệt của hạt ra khỏi máy xay và lưu trữ chúng trong silo sẵn sàng cho dán trộn.

  • Những phương pháp đầu tiên để tạo ra ôxít chì cho ngành công nghiệp pin vẫn không bị kháng cự trong gần một thế kỷ. Phát triển gần đây trong việc tìm kiếm nhiều hơn môi trường thân thiện với các phương pháp tái chế pin (lượng mưa dẫn từ các giải pháp chì axetat) có thể, trong tương lai, cung cấp phương pháp sản xuất thay thế, nhưng bây giờ, vẫn còn không có thay thế thực tế.
    Thiết kế của Gaston Planté không phải là một giải pháp thiết thực cho một loại pin sản xuất hàng loạt. Ngay cả những cải tiến của Fauré và các Scotsman William Cruickshank, người đặt các yếu tố tấm Planté trong ngăn hộp để tạo thành một loạt kết nối pin, không cung cấp độ tin cậy hoặc khả năng sản xuất hàng loạt.

Đây là kỹ sư Luxembourg và nhà phát minh Henri Owen Tudor, người được ghi nhận với việc xây dựng thiết kế thực tế đầu tiên của pin axít chì vào 1866. Ông thành lập nhà máy sản xuất đầu tiên của mình tại Rosport, Luxembourg và tiếp tục với các nhà đầu tư khác để thiết lập các xí nghiệp trên khắp châu Âu. Chìa khóa để thành công của ông là một tấm pin mạnh mẽ hơn, lâu hơn so với thiết kế hiện có.

chì axit pin làm việc

Khoảng thời gian này, Genzo Shimadzu đã được thiết lập đầu tiên chì axit acid sản xuất nhà máy ở Nhật bản, và sản xuất một tấm dán chì axit dẫn lưu trữ với một năng lực 10 ah. Đây là sự khởi đầu của công ty Nhật bản hiện nay quen thuộc, pin GS. Cả hai công ty đi tiên phong trong quá trình hiện đại và đưa ra các pin axit chì độ tin cậy và tuổi thọ cao hơn.

Thế kỷ 20 cung cấp nhiều nâng cấp cho pin axit chì. Các nâng cấp bắt đầu với các vật liệu xây dựng. Cho đến vài thập kỷ đầu tiên trong thế kỷ 20, container pin bao gồm các hộp gỗ lót bằng cao su hoặc pitch. Bởi các kỹ thuật đúc cao su cứng (ebonite) đầu thập niên 1920 đã được cải thiện đến mức mà nó có thể cung cấp nhiều celled, rò rỉ-bằng chứng, hộp cao su cứng cho nhà ở hàng loạt các tế bào chì axit kết nối. Việc sử dụng nắp niêm phong được làm cho nó có thể được niêm phong, qua các kết nối dẫn đầu giữa các tế bào. Việc xây dựng này kết hợp với các dấu tách 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 của pin không hoàn toàn đứng yên trong giai đoạn này. Máy tách sợi cellulose, ngâm tẩm với nhựa trở thành một lựa chọn kháng nhẹ và thấp hơn để tách gỗ. Những lợi thế này và chuyển acid thấp hơn cho các khả năng thiết kế hơn cho phép năng lực cao hơn và tốt hơn tốc độ xả hiệu suất cao. Cải tiến cho các hợp kim chì-antimon cho một lưới mạnh mẽ hơn, có thể chịu được nhiều quá trình tự động và cuối cùng cho phép dán máy. Phụ gia trong dán như cacbon cho tấm tiêu cực và sợi mô xenlosic trong tấm tích cực hoạt động vật liệu, đã đưa ra một tăng lớn cho cuộc sống chu kỳ của pin axit chì.

Fig 7 The trough battery which was in essence a Voltaic Pile laid down to prevent electrolyte leakage
Hình 7 pin trough, được trong bản chất một đống Voltaic đặt xuống để ngăn chặn rò rỉ điện giải
Hình 8 năm 1940 nhà nước của nghệ thuật, trường hợp cao su cứng xe Starter pin với bên ngoài đầu nối intercell
Hình 8 năm 1940 nhà nước của nghệ thuật, trường hợp cao su cứng xe Starter pin với bên ngoài đầu nối intercell

Đó là, Tuy nhiên, vào đầu những năm 1950, khi nhựa bắt đầu trở thành một phần không thể thiếu của cách sống hiện đại của chúng tôi, rằng vật liệu pin và phương pháp xử lý thực sự bắt đầu thay đổi. Các tính chất vật lý và hóa học, cộng với phạm vi của các loại nhựa khác nhau có sẵn, có nghĩa là xây dựng pin và các phương pháp sản xuất có thể được đại tu nghiêm trọng trong nửa thứ hai của thế kỷ 20. Thêm vào này những tiến bộ trong luyện kim của các hợp kim chì được sử dụng trong làm lưới, và ngành công nghiệp pin đã trải qua một gia tốc nghiêm trọng trong việc cải thiện hiệu suất và chi phí sản phẩm của mình trong thời gian này.

Nó thực sự là khó khăn để biết nơi để bắt đầu vào danh sách các phát triển quan trọng nhất, do đó, có lẽ một trật tự thứ bậc sẽ là thích hợp nhất. Rất nhiều điều này là hồi ức cá nhân hơn là thực tế lịch sử trực tiếp, nhưng nó là chính xác, đủ để có một tài khoản hợp lý của các bước công nghệ dẫn đến các thiết kế pin hiện nay chì axit. Tôi nghĩ rằng sẽ trở lại những năm 1960, chúng tôi đã thấy dán máy của tấm và bán tự động đúc lưới đạt tiêu chuẩn cao hơn về độ chính xác và kiểm soát.

Điều này dẫn đến việc thay thế dần việc đúc tay và dán tay bởi các cuốn sách nhanh hơn nhiều khuôn lưới đúc và trowel-cán vành đai dán phương pháp cho các tấm đơn hoặc đôi. Cả hai kỹ thuật này cho các cấp sản xuất cao hơn và kiểm soát tốt hơn lưới và trọng lượng vật liệu hoạt động và kích thước. Tác động ban đầu của việc này là để tiết kiệm tiền cả về chi phí nhân công và vật chất. Các hiệu ứng thứ hai là nó được dọn đường cho các dải khoan dung hẹp theo yêu cầu của pin tái kết hợp.

Điều này chỉ có thể, tất nhiên, vì kết nối thông qua các bức tường của pin dây trong các tế bào. Kỹ thuật hàn squeeze này là một anh hùng unsung của thế giới kỹ thuật pin. Về bản chất, nó là một thiết bị rất thông minh bằng cách sử dụng giá trị kháng chiến của điện tử tan chảy dẫn điện intercell đi-offs để xác định khi lỗ phân vùng intercell đã được lấp đầy với chì.

Phương pháp này loại bỏ các nặng và đắt tiền đầu cuối dẫn và kích hoạt một rất đơn giản, nóng tấm gương được sử dụng để niêm phong hộp và nắp. Điều này là không có chuyển hội lộn ngược như với các phương pháp nhựa và keo. Không chỉ làm phương pháp lắp ráp này cải thiện tỷ lệ sản xuất và giảm chi phí, nhưng nó cũng hầu như loại bỏ một nguyên nhân chính của trả về bảo hành: rò rỉ axit.

Tiến bộ trong công nghệ phân tách cũng hỗ trợ kỹ thuật của phương pháp sản xuất tốt hơn, cũng như địa chỉ một chế độ phổ biến của pin thất bại, mà các mạch ngắn bên trong. Ban đầu, độ cứng cơ học của các xenlosic và sau đó các dấu tách PVC thiêu kết cho phép xếp chồng tự động của các gói pin. Điều này dẫn đến sự phát triển của các dàn diễn viên và lắp ráp tự động của pin chì axit. Đây là một tiến bộ lớn. Phương pháp kết hợp tấm đến mức này luôn là ghi bàn tay, bằng cách sử dụng một khuôn thanh tách xe buýt với khe cắm vào đó các bảng khắc được chèn bằng tay. Sau đó họ được hàn bằng tay với nhau bằng cách nung chảy một hợp kim chì dính vào khuôn bằng cách sử dụng một đèn pin Oxy-Acetylene.

Điều này vẫn còn được sử dụng ngày nay nhưng chủ yếu giới hạn đến pin công nghiệp lớn hơn mà rất khó để xử lý với các thiết bị tự động. Ngoài năng suất thấp, nó đã là một nguồn chính của sự thất bại bảo hành trong ngành công nghiệp. Bởi vì các tấm được hàn thẳng đứng, có khả năng rằng chì nóng chảy có thể bị rò rỉ từ những khoảng trống trên thanh xe buýt xuống giữa các tấm để tạo ra một mạch ngắn ngay lập tức hoặc trong tương lai.

Biểu đồ pin chì axit

Fig 9. The familiar polypropylene case and lid of the modern battery
Hình 9. Vỏ polypropylene quen thuộc và nắp của pin hiện đại
Fig 10. Modern cast on strap automated battery assembly
Hình 10. Dàn diễn viên hiện đại trên dây đeo lắp ráp pin tự động

Phương pháp cast-on-Strap, đặc biệt cho pin SLI nhỏ hơn, có tất cả nhưng thay thế các hoạt động đốt tay hướng dẫn sử dụng. Mặc dù một lựa chọn đắt tiền, nó cung cấp cho chạy không dẫn, và nếu làm sạch lug chính xác và thông lượng được sử dụng, cũng cung cấp cho một tốt hơn, thấp hơn sức đề kháng lug để dây đeo Hàn. Một sàng lọc hơn nữa cho quá trình này là bọc xếp phương pháp. Sự ra đời của bộ tách polyethylene có tính linh hoạt cao và có thể hàn có nghĩa là pin được làm bằng các tấm hoàn toàn bị cô lập.

Trong phương pháp này, các tấm tích cực hoặc tiêu cực có thể được tự động chèn vào một dải tách, các dải gập và cắt xung quanh tấm và sau đó hoặc là sử dụng nhiệt, Ultrasonics hoặc Crimping, tạo thành một con dấu hoàn chỉnh xung quanh tấm. Phương pháp này, kết hợp với cast-on-strap và chèn nhóm tự động vào hộp pin, cung cấp tỷ lệ sản xuất cao, bảo đảm thấp và có lẽ quan trọng nhất, làm giảm đáng kể tiếp xúc dẫn của nhà điều hành.

Đến thập niên 1970, các pin axít chì có một số sai sót nghiêm trọng. Đây là chi phí bảo trì cao do mất nước với việc sản xuất khói axit và khí nổ có tính phí. Đây là một chi phí nghiêm trọng cho nhiều hoạt động công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp xe nâng ngã ba mà đòi hỏi phòng sạc đặc biệt với chiết xuất và nước liên tục đứng lên thủ tục để ngăn chặn pin khô. Giải pháp cho những vấn đề này bắt đầu xuất hiện trong thập niên 1970 khi các nhà công trình pin chuyển sang các hợp kim antimon thấp cho pin xe hơi.

Các loại pin chì axit

Mặc dù điều này ban đầu đã được tiết kiệm chi phí, nó đã sớm được phát hiện ra rằng kết hợp với điện áp điều khiển phát điện sạc trong một ô tô, nước mất từ pin, và do đó đứng lên bảo trì đã giảm mạnh. Trước khi dài, hợp kim chì-antimon giảm xuống còn 1,8% SB so với 11% được sử dụng trong nửa đầu thế kỷ. Điều này, về bản chất, đã ngập, bảo trì-pin SLI miễn phí.

Ý tưởng của việc sử dụng một hợp kim chì gassing thấp đã lên đà trong những thập niên 80 khi pin điện phân tinh bột dẫn bắt đầu xuất hiện trong container pin bây giờ quen thuộc bằng cách sử dụng cùng một tấm và thiết kế lưới như phạm vi ngập tiêu chuẩn. Đây là một pin hoàn toàn kín mà sẽ không bị mất nước hoặc phát hành khí nổ. Hydro và ôxy được sản xuất tại các điện cực sẽ bị cầm trong pin trong một chất điện ly cố định và được kết hợp lại để tạo thành nước.

Axít được cố định hoặc bằng cách trộn với silica để tạo thành một GEL hoặc giữ trong hệ thống treo trong một bộ tách mat kính nén cao. Mặc dù pin chì của van quy định đã được sử dụng trong thương mại kể từ những năm 1960 (Sonnenschein sau đó Gates), các thiết kế này sử dụng nguyên chất dẫn cho lưới, rất mềm. Điều này có nghĩa là khả năng thiết kế và phương pháp xử lý bị hạn chế.

Các hợp kim mới được thiết kế hoàn toàn loại bỏ antimon và thay thế canxi như một chất làm cứng. Điều này có hiệu quả tăng hydro và ôxy quá tiềm năng trên dẫn trên 2,4 volt mỗi tế bào sạc ngưỡng, mà sẽ cho phép sạc lại trong vòng 15 giờ, hoặc một chu kỳ mỗi ngày hoạt động. Tuy nhiên, vấn đề nghiêm trọng xảy ra vào đầu những năm 1980 khi pin lớn do những gì được gọi là mất năng lực sớm hoặc PCL hit hầu hết các công ty pin rất khó. Điều này đã có hiệu quả là một mất khả năng rất nhanh chóng chịu đựng bởi pin axit chì trong vài tuần đầu tiên hoặc tháng được trong dịch vụ.

Cuối cùng nó đã được giải quyết trong những năm 1990 với sự ra đời của thiếc vào hợp kim chì. Hành động chính xác của tin trên giao diện và tính toàn vẹn của vật liệu hoạt động là gây tranh cãi, nhưng nó đã được tìm thấy để làm việc. Một tác dụng phụ là nếu sự cân bằng giữa thiếc và canxi trong lưới tích cực là sai, thì điều này có thể dẫn đến sự thất bại thảm khốc của lưới. Các công việc của David Prengaman trong những thập niên 90 giải quyết này và chúng tôi bây giờ thưởng thức hợp lý vấn đề-miễn phí và bảo trì miễn phí chì acid pin.

Chì acid máy móc sản xuất pin

Hình 11. Nhà nước hiện đại của nghệ thuật, kín VRLA TGel pin với xây dựng tấm hình ống và công nghệ hợp kim mới nhất
Hình 11. Nhà nước hiện đại của nghệ thuật, kín VRLA TGel pin với xây dựng tấm hình ống và công nghệ hợp kim mới nhất
Hình 12. Lắp ráp pin tự động hiện đại trên dây đeo
Hình-12. Lắp ráp pin tự động hiện đại trên dây đeo

Trong thập niên 1980, thiết kế hình ống của mảng cũng trải qua một số thay đổi triệt để. Từ sự khởi đầu của nó trong 1910 cho đến giữa những năm 60 nó đã được sử dụng cá nhân xi lanh cao su xốp gắn trên gai của lưới để giữ các vật liệu hoạt động. Điều này đã được thay thế bằng việc sử dụng các ống thủy tinh sợi thủy tinh tẩm nhựa cá nhân (PG). Vì tỷ lệ phế liệu cao và khó khăn về thể chất đối phó với sản phẩm này trong một môi trường sản xuất hàng loạt, găng tay đa ống dệt được phát triển. Điều này tạo ra một đơn vị duy nhất của lưới không được làm đầy và vận chuyển vật liệu hoạt động.

Đến thập niên 1980 các Multi-Tube PT túi đã gần như hoàn toàn được thực hiện trên từ ống PG mà chỉ vẫn còn sử dụng do nền kinh tế sai của việc có một chi phí thấp hơn. Các PT túi găng tay bây giờ cho phép tự động hóa của đúc và cột sống chèn phân đoạn sản xuất tấm. Những phát triển sau này vào cuối những năm 80 đã mở rộng điều này để làm đầy tấm với vật liệu hoạt động.

Đó là Hadi người đã dẫn đường để sản xuất một dòng hoàn toàn tự động từ cột sống đúc thông qua để làm đầy, đóng nắp và làm khô/chữa các bảng khắc. Đó là trong thời gian này mà tự động, hoặc ướt hoặc bùn đầy phương pháp cũng được giới thiệu. Những phương pháp này được tốt hơn từ một quan điểm sức khỏe và an toàn khi họ giảm chì trong các vấn đề không khí của bột khô điền lựa chọn thay thế.

Thiên niên kỷ thứ hai đã được tập trung vào các vấn đề mới cho các pin axit chì. Việc dừng-bắt đầu, và một số ứng dụng khác, đã nêu bật các vấn đề cho các pin bị ngập chì có hoạt động trong tình trạng một phần phí (PSoC) điều kiện. Trong này, các vật liệu hoạt động trong các tấm trở nên thô hơn với một diện tích bề mặt có hiệu quả thấp hơn. Các vật liệu là, do đó, ít phản ứng, cho năng lực thấp hơn và thấp hơn tốc độ xả cao.

Để chống lại công việc này đáng kể là liên tục để tìm các chất phụ gia, cụ thể là cacbon trong các hình thức khác nhau mà ngăn chặn này coarsening và cải thiện độ dẫn của vật liệu hoạt động. Điều này cũng cải thiện sự chấp nhận tính phí (quan trọng trong bắt đầu ngừng sử dụng) cũng như cung cấp các hạt nhân cho lượng mưa trong bệnh PSoC để ngăn chặn PM hạt coarsening. Một số thành công đã được báo cáo, nhưng không có bằng chứng thực chất rằng những phụ gia đắt tiền đã được phổ thông qua.

Công việc đáng kể đã được thực hiện bởi các nhà cung cấp phụ gia và sản xuất tách để cải thiện cả PSoC và hiệu suất điện của pin chì axit. Thiết kế tách mới ngăn chặn sự phân tầng của axit trong điều kiện PSoC đang được tiếp thị, như là các dấu tách với các chất phụ gia tích hợp để giúp giảm hạt thô trong vật liệu hoạt động. Điều này ngày càng trở nên quan trọng như các thay đổi thị trường SLI truyền thống để chứa sự gia tăng của xe điện và các biến thể lai của nó.

Ứng dụng pin chì axit

Khi động cơ đốt trong bắt đầu phai từ đường của chúng tôi và thị trường EV tiếp tục mở rộng, pin axit chì, mặc dù vẫn là công nghệ bán chạy nhất trong thị trường lưu trữ năng lượng ngày nay, sẽ phải trải qua thêm thích. Thiết kế mới, chẳng hạn như phiên bản bi-Polar cung cấp sức mạnh cao hơn nhiều và mật độ năng lượng và chi phí thấp hơn do sử dụng đáng kể ít dẫn trong xây dựng của họ.

Hình 13. Sơ đồ xây dựng pin bi-Polar
Hình-13. Sơ đồ xây dựng pin bi-Polar
Hình 14. Đơn vị lưu trữ quy mô lưới năng lượng
Hình-14. Đơn vị lưu trữ quy mô lưới năng lượng

Sự trỗi dậy của các thị trường mới, đặc biệt là lưu trữ năng lượng, cung cấp các cơ hội mới cho pin axit chì. Tập trung vào cuộc sống chu kỳ tốt hơn, hiệu quả năng lượng và chi phí thấp hơn sẽ cung cấp cho một ROI hấp dẫn hơn rất nhiều cho các doanh nghiệp cài đặt hệ thống lưới quy mô. Mặc dù có thể suy giảm trong thị trường SLI từ lĩnh vực EV ngày càng tăng, pin axit chì vẫn có tiềm năng thị trường rất lớn. Tuy nhiên, nó phụ thuộc nhiều vào tiếp thị như nó trên công nghệ. Hệ thống pin mới, đặc biệt là các hóa chất pin lithium ion, vẫn còn có mối quan tâm đáng kể về môi trường thiếu cơ sở hạ tầng tái chế hoặc xử lý trên đầu trang của chi phí ban đầu cao.

Điều này có thể có nghĩa là một kết thúc đắt tiền của cuộc sống sốc nếu chi phí xử lý pin được áp dụng, mà đối với nhiều công ty với các khoản đầu tư pin lớn có thể là đáng kể. Điều này và chi phí mua hàng cao có nghĩa là ROI cho pin lithium ion là ít hấp dẫn hơn so với pin chì axit trong hầu hết các ứng dụng hiện có và đang nổi lên. Trong thị trường EV, ví dụ, nhiều chủ sở hữu rickshaw điện không muốn chi phí vốn của một pin lithium ion và rất vui khi sử dụng đối tác axit chì bị ngập lụt của nó.

Tóm lại, những gì chúng ta có thể nói là axít dẫn vẫn đang phát triển để đáp ứng các đơn mới và các môi trường thị trường mới. Với các phương pháp mới, rẻ hơn và an toàn hơn về môi trường của việc tái chế các pin axit chì đang được phát triển, nó vẫn là pin thân thiện môi trường nhất, đáng tin cậy và an toàn mà bạn có thể mua. Và nó đi kèm với một mức giá rất thấp. Hãy suy nghĩ về điều đó trong thời gian tới mà bạn thực hiện một so sánh giữa các hóa chất pin cạnh tranh.

Scroll to Top