Què és una bateria de plom-àcid?
Oct 31, 2022
https://youtu.be/kNGg0P7B5fI
La bateria de plom-àcid és una bateria recarregable que utilitza plom i àcid sulfúric per jugar un paper. El plom es submergeix en àcid sulfúric per permetre reaccions químiques controlades.
Aquesta reacció química és la causa de la generació d'energia de la bateria. Aleshores s'inverteix la reacció per carregar la bateria.
Materials per a bateries de plom-àcid
Els principals materials actius necessaris per a la construcció de bateries de plom-àcid són:
Peròxid de plom (PbO2): material marró fosc, dur i trencadís, formant una placa positiva.
Plom d'esponja (Pb): el plom pur sota la condició d'esponja suau forma la placa negativa.
Àcid sulfúric diluït (H2SO4): un àcid fort i un bon electròlit. Està molt ionitzat i la major part de la calor alliberada durant la dilució prové de la hidratació dels ions d'hidrogen. Per a bateries de plom àcid amb aigua: àcid=3:1.
Com funcionen les bateries de plom-àcid?
La bateria de plom àcid està feta d'una placa d'elèctrode de peròxid de plom i una placa d'elèctrode de plom d'esponja immersa en àcid sulfúric diluït. El corrent es connecta externament entre aquestes plaques. En l'àcid sulfúric diluït, les molècules d'àcid es divideixen en ions d'hidrogen positius (H més ) i ions sulfat negatius (SO4 --). Quan arriba a la placa de PbO2, els ions d'hidrogen reben electrons d'allà i es converteixen en àtoms d'hidrogen, atacant de nou PbO2 i formant PbO i H2O (aigua). Aquest PbO reacciona amb H2SO4 per formar PbSO4 i H2O (aigua).
Els ions SO4 - (anions) es desplacen a l'elèctrode (ànode) connectat al pol positiu de la font d'alimentació de CC, on renunciaran a l'excés d'electrons i es convertiran en radical lliure SO4. Aquest SO4 radical no pot existir sol; Per tant, reacciona amb PbSO4 de l'ànode per generar peròxid de plom (PbO2) i àcid sulfúric (H2SO4).
Quan la bateria està carregada
La càrrega és un procés d'invertir la reacció electroquímica. Converteix l'energia elèctrica del carregador en energia química a la bateria. Tanmateix, la bateria no emmagatzema energia. Reté l'energia química necessària per generar electricitat.
Si la tensió del carregador és superior a la de la bateria, el carregador de la bateria invertirà el corrent. El carregador genera massa electrons a la placa negativa i els ions d'hidrogen positius se'ls atreuen. L'hidrogen reacciona amb el sulfat de plom per generar àcid sulfúric i plom. Quan la major part del sulfat desapareix, l'hidrogen puja de la placa negativa. L'oxigen de l'aigua reacciona amb el sulfat de plom de la placa positiva per convertir-lo de nou en diòxid de plom. Quan la reacció està a punt d'acabar, les bombolles d'oxigen surten de la placa positiva. Això s'anomena sagnat.
Autodescàrrega
Una característica dolenta de les bateries de plom-àcid és que es descarreguen soles, fins i tot quan no s'utilitzen. La regla general és la taxa d'autodescàrrega d'un per cent per dia. La velocitat augmenta a alta temperatura i disminueix a baixa temperatura.
El canvi d'electròlit a la bateria de plom-àcid després de la càrrega i descàrrega
Quan la bateria de plom es descarrega, l'àcid sulfúric de l'electròlit disminueix, el contingut d'aigua augmenta i la gravetat específica de la solució disminueix.
Quan es carrega la bateria de plom-àcid, l'àcid sulfúric de l'electròlit augmenta contínuament, l'aigua disminueix gradualment i augmenta la gravetat específica de la solució.
De fet, el canvi de gravetat específica de l'electròlit determina l'estat de càrrega de la bateria de plom-àcid. Per això és important regar constantment la bateria per assegurar-vos que en tireu el màxim profit.
