DKGB2-3000-2V3000AH USZCZELNIONY AKUMULATOR ŻELOWO-KWASOWY

Zasada działania wspólnego akumulatora
Akumulator to odwracalny zasilacz prądu stałego, urządzenie chemiczne, które dostarcza i magazynuje energię elektryczną. Tak zwana odwracalność odnosi się do odzyskiwania energii elektrycznej po rozładowaniu. Energia elektryczna akumulatora jest generowana w wyniku reakcji chemicznej między dwiema różnymi płytkami zanurzonymi w elektrolicie.

Rozładowanie akumulatora (prąd rozładowania) to proces, w którym energia chemiczna jest przekształcana w energię elektryczną; ładowanie akumulatora (prąd dopływowy) to proces, w którym energia elektryczna jest przekształcana w energię chemiczną. Na przykład akumulator kwasowo-ołowiowy składa się z płyt dodatnich i ujemnych, elektrolitu oraz ogniwa elektrolitycznego.

Substancją czynną płyty dodatniej jest dwutlenek ołowiu (PbO2), substancją czynną płyty ujemnej jest szary gąbczasty metal ołowiu (Pb), a elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego.

Podczas procesu ładowania, pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, jony dodatnie i ujemne migrują przez każdy biegun, a na granicy faz roztworu elektrody zachodzą reakcje chemiczne. Podczas ładowania siarczan ołowiu z płytki elektrody przekształca się w PbO2, siarczan ołowiu z ujemnej płytki elektrody przekształca się w Pb, wzrasta stężenie H2SO4 w elektrolicie, a gęstość elektrolitu wzrasta.

Ładowanie odbywa się do momentu, aż substancja czynna na płytce elektrody całkowicie powróci do stanu sprzed rozładowania. Kontynuowanie ładowania akumulatora spowoduje elektrolizę wody i wydzielanie dużej ilości pęcherzyków powietrza. Elektrody dodatnia i ujemna akumulatora są zanurzone w elektrolicie. Wraz z rozpuszczeniem się niewielkiej ilości substancji czynnych w elektrolicie, powstaje potencjał elektrody. Siła elektromotoryczna akumulatora powstaje w wyniku różnicy potencjałów elektrod dodatniej i ujemnej.

Po zanurzeniu płyty dodatniej w elektrolicie, niewielka ilość PbO2 rozpuszcza się w elektrolicie, generując Pb(HO)4 z wodą, a następnie rozpadając się na jony ołowiu czwartego rzędu i jony wodorotlenkowe. Po osiągnięciu równowagi dynamicznej potencjał płyty dodatniej wynosi około +2 V.

Metal Pb na płytce ujemnej reaguje z elektrolitem, przekształcając się w Pb+2, a płytka elektrody zostaje naładowana ujemnie. Ponieważ ładunki dodatnie i ujemne przyciągają się, Pb+2 ma tendencję do opadania na powierzchnię płytki elektrody. Gdy oba ładunki osiągną równowagę dynamiczną, potencjał elektrody płytki elektrody wynosi około -0,1 V. Statyczna siła elektromotoryczna E0 w pełni naładowanego akumulatora (pojedynczego ogniwa) wynosi około 2,1 V, a rzeczywisty wynik testu to 2,044 V.

Podczas rozładowywania akumulatora elektrolit wewnątrz akumulatora ulega elektrolizie, płyta dodatnia PbO2 i płyta ujemna Pb przekształcają się w PbSO4, a stężenie kwasu siarkowego w elektrolicie maleje. Gęstość elektrolitu maleje. Na zewnątrz akumulatora, ujemny biegun ładunku przepływa w sposób ciągły do ​​bieguna dodatniego pod wpływem siły elektromotorycznej akumulatora.

Cały system tworzy pętlę: reakcja utleniania zachodzi na biegunie ujemnym akumulatora, a reakcja redukcji na biegunie dodatnim. Ponieważ reakcja redukcji na elektrodzie dodatniej powoduje stopniowy spadek potencjału elektrody płyty dodatniej, a reakcja utleniania na płycie ujemnej powoduje wzrost potencjału elektrody, cały proces powoduje spadek siły elektromotorycznej akumulatora. Proces rozładowania akumulatora jest odwrotnością procesu ładowania.

Po rozładowaniu akumulatora 70–80% substancji czynnych na płytce elektrody nie działa. Sprawny akumulator powinien w pełni poprawić stopień wykorzystania substancji czynnych na płytce.