Avant de sauter directement pour connaître les concepts liés à la batterie au plomb, commençons par son histoire. Ainsi, un scientifique français du nom de Nicolas Gautherot en 1801 a observé que dans les tests d'électrolyse, il existe une quantité minimale de courant même en cas de déconnexion de la batterie principale. Alors que dans l'année 1859, un scientifique du nom de Gatson a développé une batterie au plomb et c'était la première à être rechargée par le passage du courant inverse. Il s'agissait de la version initiale de ce type de batterie alors que Faure y ajouta ensuite de nombreuses améliorations et enfin, le type pratique de batterie au plomb a été inventé par Henri Tudor en 1886. Ayons une discussion plus détaillée sur ce type de batterie. batterie , travail, types, construction et avantages.
Qu'est-ce que la batterie au plomb?
La batterie au plomb relève de la classification des batteries rechargeables et secondaires. Malgré les proportions minimales d'énergie / volume et d'énergie / poids de la batterie, elle a la capacité de fournir des courants de surtension accrus. Cela correspond au fait que les cellules au plomb-acide possèdent une grande quantité de rapport poids / puissance.
Ce sont les batteries qui utilisent du peroxyde de plomb et du plomb éponge pour convertir l'énergie chimique en énergie électrique. Ceux-ci sont principalement utilisés dans les sous-stations et les systèmes d'alimentation en raison de la raison pour laquelle ils ont augmenté les niveaux de tension des cellules et un coût minimal.
Construction
Dans le construction de batteries au plomb , les assiettes et les conteneurs sont les composants essentiels. La section ci-dessous fournit une description détaillée de chaque composant utilisé dans la construction. Le diagramme de batterie au plomb est
Diagramme de batterie au plomb
Récipient
Cette partie du conteneur est construite avec de l'ébonite, du bois recouvert de plomb, du verre, du caoutchouc dur constitué de l'élément bitumineux, des matériaux céramiques ou du plastique forgé qui sont placés sur le dessus pour éliminer tout type de décharge d'électrolyte. Alors que dans la partie inférieure du conteneur, il existe quatre nervures où deux sont placées sur la plaque positive et les autres sur la plaque négative.
Ici, le prisme agit comme une base pour les deux plaques et protège en outre les plaques contre les courts-circuits. Les composants qui sont utilisés pour la construction du récipient doivent être exempts d'acide sulfurique, ils ne doivent pas se plier ou perméables et ne doivent contenir aucune sorte d'impuretés qui conduisent à des dommages électrolytiques.
Plaques
Les plaques dans la batterie au plomb-acide sont construites d'une manière différente et sont toutes constituées de types similaires de grille qui est constituée de composants actifs et de plomb. La grille est cruciale pour établir la conductivité du courant et pour diffuser des quantités égales de courants aux composants actifs. S'il y a une distribution inégale, il y aura un relâchement du composant actif. Les plaques de cette batterie sont de deux types. Ce sont des plaques de plante / formées et des plaques de Faure / collées.
Les plaques formées sont principalement utilisées pour les batteries statiques et elles sont également lourdes et coûteuses. Mais ils ont une longue durée de vie et ils ne sont pas facilement enclins à perdre leurs composants actifs même dans les processus de charge et de décharge continus. Ceux-ci ont une capacité minimale à la proportion de poids.
Alors que le processus collé est principalement utilisé pour la construction de plaques négatives que celui de plaques positives. Le composant actif négatif est quelque peu compliqué et ils subissent une légère modification dans les processus de charge et de décharge.
Composant actif
Le composant qui participe activement aux processus de réaction chimique qui se produisent dans la batterie principalement au moment de la charge et de la décharge est appelé composant actif. Les composants actifs sont:
- Peroxyde de plomb - Il forme un composant actif positif.
- Sponge lead - Ce matériau forme le composant actif négatif
- Acide sulfurique dilué - Il est principalement utilisé comme électrolyte
Séparateurs
Il s'agit de feuilles minces constituées de caoutchouc poreux, de bois de plomb revêtu et de fibre de verre. Les séparateurs sont positionnés entre les plaques pour fournir une isolation active. Ils ont une forme rainurée d'un côté et une finition lisse sur les autres bords.
Bords de la batterie
Il a des bords positifs et négatifs ayant des diamètres de 17,5 mm et 16 mm.
Principe de fonctionnement de la batterie au plomb
Comme l'acide sulfurique est utilisé comme électrolyte dans la batterie, lorsqu'il se dissout, les molécules qu'il contient sont dispersées sous forme de SO4-(ions négatifs) et 2H + (ions positifs) et ceux-ci auront un mouvement libre. Lorsque ces électrodes sont plongées dans les solutions et fournissent une alimentation en courant continu, les ions positifs auront un mouvement et se déplaceront vers la direction du bord négatif de la batterie. De la même manière, les ions négatifs auront un mouvement et se déplaceront vers la direction du front positif de la batterie.
Tous les ions hydrogène et sulfate collectent des ions à un et deux électrons et négatifs de la cathode et de l'anode et ils réagissent avec l'eau. Cela forme de l'hydrogène et de l'acide sulfurique. Alors que les réactions développées à partir des réactions ci-dessus réagissent avec l'oxyde de plomb et forment du peroxyde de plomb. Cela signifie qu'au moment du processus de charge, l'élément de cathode en plomb reste en tant que plomb lui-même tandis que l'anode en plomb est formée sous forme de peroxyde de plomb qui est de couleur brun foncé.
Quand il n'y a pas Alimentation DC puis au moment où un voltmètre est connecté entre les électrodes, il affiche la différence de potentiel entre les électrodes. Lorsqu'il y a une connexion de fil entre les électrodes, il y aura le passage du courant de la plaque négative à la plaque positive via un circuit externe qui signifie que la cellule détient la capacité de fournir une forme d'énergie électrique.
Donc, cela montre le batterie au plomb fonctionnant scénario.
Différents types
Le types de batteries au plomb sont principalement classés en cinq types et sont expliqués en détail dans la section ci-dessous.
Type inondé - Il s'agit du type d'allumage de moteur conventionnel et dispose d'une batterie de traction. L'électrolyte a un mouvement libre dans la section de cellule. Les personnes qui utilisent ce type peuvent accéder à chaque cellule et ajouter de l'eau aux cellules lorsque la batterie est sèche.
Type scellé - ce type de batterie au plomb n'est qu'un changement mineur du type de batterie noyé. Même si les gens n'ont pas accès à chaque cellule de la batterie, la conception interne est presque similaire à celle de type inondé. La principale variation de ce type est qu'il existe une quantité suffisante d'acide qui résiste à l'apparition d'un flux régulier de réactions chimiques tout au long de la vie de la batterie.
Type de VRLA - Ceux-ci sont appelés Batteries au plomb régulées par valve qui sont également appelés un type de batterie scellé. La procédure de contrôle de la valeur permet une évolution sûre de Odeuxet Hdeuxgaz au moment de la charge.
Type d'AGA - Il s’agit du type de pile en verre absorbé mat qui permet à l’électrolyte de s’arrêter près du matériau de la plaque. Ce type de batterie augmente les performances des processus de décharge et de charge. Ceux-ci sont particulièrement utilisés dans les applications de sports motorisés et d'initiation moteur.
Type de gel - C'est le type humide de batterie au plomb-acide où l'électrolyte de cette cellule est lié à la silice, ce qui rend le matériau plus rigide. Les valeurs de tension de recharge de la cellule ont mangé minime par rapport aux autres types et elle a également plus de sensibilité.
Réaction chimique de la batterie au plomb
La réaction chimique dans la batterie se produit principalement pendant les méthodes de décharge et de recharge et dans le processus de décharge, elle est expliquée comme suit:
Lorsque la batterie est complètement déchargée, l'anode et les cathodes sont en PbOdeuxet Pb. Lorsque ceux-ci sont connectés en utilisant une résistance, la batterie se décharge et les électrons ont le chemin opposé au moment de la charge. Le Hdeuxles ions se déplacent vers l'anode et deviennent un atome. Il entre en portée avec PbOdeux, formant ainsi PbSO4qui est de couleur blanche.
De la même manière, l'ion sulfate a un mouvement vers la cathode et après avoir atteint, l'ion est formé en SO4. Il réagit avec le plomb cathode formant ainsi du sulfate de plomb.
PbSO4+ 2H = PbO + HdeuxOU
PbO + HdeuxALORS4= PbSO4+ 2HdeuxOU
PbOdeux+ HdeuxALORS4+ 2H = PbSO4+ 2HdeuxOU
Réactions chimiques
Pendant le processus de recharge, la cathode et les anodes sont en connexion avec les bords négatifs et positifs de l'alimentation CC. Les ions H2 positifs se déplacent dans la direction de la cathode et gagnent deux électrons et se forment comme un atome H2. Il subit une réaction chimique avec le sulfate de plomb et forme du plomb et de l'acide sulfurique.
PbSO4+ 2HdeuxO + 2H = PbSO4+ 2 heuresdeuxALORS4
L'équation combinée des deux processus est représentée par
Processus de décharge et de recharge
Ici, la flèche vers le bas indique la décharge et une flèche vers le haut indique le processus de recharge.
La vie
La température de fonctionnement optimale pour la batterie au plomb est de 250C qui signifie 770F. L'augmentation de la plage de température réduit la longévité. Selon la règle, pour chaque augmentation de température de 80 ° C, cela réduit la demi-vie de la batterie. Alors qu'une batterie à valeur régulée qui fonctionne à 250C a un autonomie de la batterie au plomb de 10 ans. Et quand cela est opéré à 330C, il a une durée de vie de 5 ans seulement.
Applications de batterie au plomb
- Ceux-ci sont utilisés dans l'allègement d'urgence pour fournir de l'énergie aux pompes de puisard.
- Utilisé dans les moteurs électriques
- Sous-marins
- Sous-marins nucléaires
Cet article a expliqué le principe de fonctionnement, les types, la durée de vie, la construction, les réactions chimiques et les applications des batteries au plomb. De plus, sachez quels sont les avantages de la batterie au plomb et inconvénients dans divers domaines?
