Hva er et blybatteri?

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

Blybatteri er et oppladbart batteri som bruker bly og svovelsyre til å spille en rolle. Bly er nedsenket i svovelsyre for å tillate kontrollerte kjemiske reaksjoner.

Denne kjemiske reaksjonen er årsaken til batteristrømgenerering. Reaksjonen reverseres deretter for å lade batteriet.

Materialer for bly-syre batterier

De viktigste aktive materialene som kreves for konstruksjon av blysyrebatterier er:

Blyperoksid (PbO2): mørkebrunt, hardt og sprøtt materiale som danner en positiv plate.

Blysvamp (Pb): Rent bly under tilstanden med myk svamp danner den negative platen.

Fortynnet svovelsyre (H2SO4): en sterk syre og god elektrolytt. Det er sterkt ionisert, og mesteparten av varmen som frigjøres under fortynning kommer fra hydrering av hydrogenioner. For blybatterier med vann: syre=3:1.

Hvordan fungerer blybatterier?

Blysyrebatteri er laget av blyperoksidelektrodeplate og svampblyelektrodeplate nedsenket i fortynnet svovelsyre. Strømmen kobles eksternt mellom disse brettene. I fortynnet svovelsyre splittes syremolekyler i positive hydrogenioner (H pluss ) og negative sulfationer (SO4 --). Når den når PbO2-platen, mottar hydrogenioner elektroner derfra og blir til hydrogenatomer, som angriper PbO2 igjen og danner PbO og H2O (vann). Dette PbO reagerer med H2SO4 for å danne PbSO4 og H2O (vann).

SO4 --ioner (anioner) beveger seg til elektroden (anoden) koblet til den positive polen til likestrømforsyningen, hvor de vil gi fra seg overflødige elektroner og bli fri radikal SO4. Denne radikale SO4 kan ikke eksistere alene; Derfor reagerer den med PbSO4 fra anoden for å generere blyperoksid (PbO2) og svovelsyre (H2SO4).

Når batteriet er ladet

Lading er en prosess for å reversere elektrokjemisk reaksjon. Den konverterer elektrisk energi fra laderen til kjemisk energi i batteriet. Batteriet lagrer imidlertid ikke strøm. Den beholder den kjemiske energien som trengs for å generere elektrisitet.

Hvis spenningen på laderen er høyere enn batteriet, vil batteriladeren snu strømmen. Laderen genererer for mange elektroner på den negative platen, og positive hydrogenioner trekkes til dem. Hydrogen reagerer med blysulfat for å generere svovelsyre og bly. Når mesteparten av sulfatet forsvinner, stiger hydrogen fra den negative platen. Oksygenet i vannet reagerer med blysulfatet på den positive platen for å få det til å bli blydioksid igjen. Når reaksjonen er i ferd med å fullføres, stiger oksygenbobler fra den positive platen. Dette kalles blødning.

Selvutladning

En dårlig egenskap med blybatterier er at de lades ut av seg selv, selv når de ikke er i bruk. Den generelle tommelfingerregelen er én prosent selvutladningshastighet per dag. Hastigheten øker ved høy temperatur og avtar ved lav temperatur.

Endring av elektrolytt i bly-syrebatteri etter lading og utlading

Når blybatteriet er utladet, synker svovelsyren i elektrolytten, vanninnholdet øker, og løsningens egenvekt avtar.

Når blybatteriet lades, øker svovelsyren i elektrolytten kontinuerlig, vannet avtar gradvis, og løsningens egenvekt øker.

Faktisk bestemmer endringen av elektrolyttens egenvekt ladetilstanden til bly-syrebatteriet. Dette er grunnen til at det er viktig å vanne batteriet konsekvent for å sikre at du får mest mulig ut av det.