Structure de base et principes fondamentaux de la batterie au plomb

Au cours des deux dernières années, même si les batteries au lithium sont très populaires sur le marché, dans le secteur des tricycles électriques, pendant assez longtemps, il ne fait aucun doute que la batterie au plomb maintiendra sa domination sur le marché.

En d'autres termes, les batteries au plomb sont à la base des tricycles électriques. En tant qu'initié de l'industrie du tricycle électrique, je vais aujourd'hui vous donner plus d'informations sur la structure et les principes fondamentaux de la batterie au plomb.

Les batteries au plomb sont composées de pièces importantes telles que des plaques positives et négatives, des séparateurs, des conteneurs en plastique, des poteaux etsoupapes de sécurité. La tension nominale de chaque cellule est de 2V, donc une batterie plomb-acide pneumatique de 6V ou 12V est généralement composée de 3 ou 6 cellules en packs. Un ensemble de cellules indépendantes sont assemblées en packs pour former une batterie complète pour fonctionner comme puissance automobile.

Voici un aperçu spécifique des composants d'une batterie au plomb.

1. Groupe de plaques de batterie

Le groupe de plaques de batterie est la partie centrale de la batterie car son rôle est de recevoir l'énergie électrique chargée et de libérer l'énergie électrique vers l'extérieur, qui est divisée en deux types de plaques positives et négatives. La plaque est composée d'une grille et d'un matériau actif. La plaque mince a une capacité spécifique plus élevée (la capacité fournie par la taille de la plaque) et améliore les performances du démarreur. Le processus de charge et de décharge de la batterie est réalisé par la réaction électrochimique entre les substances actives sur les plaques et l'électrolyte.

Le rôle de la grille est de loger les substances actives qui sont collées ensemble pour former la plaque, et le matériau de la grille est principalement un alliage plomb-antimoine qui contient 5% à 7% de plomb. En ajoutant du plomb dans la grille, nous pouvons améliorer les performances de coulée et la résistance mécanique, mais cela accélérera la précipitation de l'hydrogène, entraînant une décharge automatique, ce qui finira par entraîner une consommation rapide d'électrolyte et une courte durée de vie de la batterie.

La substance active est le composant principal de la réaction électrochimique. Lorsque le processus de formation est terminé (le processus de transformation des substances actives sur les plaques positives et négatives est appelé processus de formation), le dioxyde de plomb poreux (PbO₂) les substances actives à la surface de la plaque positive deviendront principalement brun rougeâtre et le spongieux le plomb pur (Ph) aura une couleur gris-bronze.

Obtenez des plaques positives et négatives toutes deux immergées dans l'électrolyte, vous pouvez obtenir une force électromotrice de 2V (emf) et afin d'augmenter la capacité de la batterie, nous mettons souvent plus de plaques positives et négatives dans le conteneur de la batterie pour assembler une cellule de grande capacité . En raison des mauvaises propriétés mécaniques de la plaque positive, lorsque la batterie est activée, il y aura des différences entre les deux côtés des plaques. L'incohérence provoquera la déformation en forme d'arc ou la perte des substances actives. C'est la raison pour laquelle nous mettons toujours une plaque négative supplémentaire à l'intérieur d'une cellule pour équilibrer la décharge électrique.

2. Séparateur de batterie

Le rôle duséparateur de batterieconsiste à séparer les plaques positives et négatives plongées dans la solution d'acide sulfurique. Afin de réduire le volume de la batterie, les plaques positives et négatives doivent être rapprochées. En outre, nous devons nous assurer que les plaques positives et négatives sont séparées par les couches isolantes qui sont généralement constituées de caoutchouc, de plastique, de verre, de fibres et d'autres matériaux isolants.

En plus de jouer un rôle isolant entre les plaques positives et négatives, il permet aux ions positifs et négatifs de l'électrolyte de passer en douceur, de ralentir la perte des substances actives des plaques positives et négatives et d'empêcher les plaques positives de vibrer. dégâts. Il est donc nécessaire que le séparateur réponde à ces normes : couverture de 60 % des trous d'aération, petite ouverture, caractéristiques résistantes aux acides, contenant des substances non dangereuses, robuste, ayant une faible résistance dans l'électrolyte avec une caractéristique de stabilité chimique, etc. Le côté avec les rainures doivent être perpendiculaires au fond du boîtier de la batterie lors de l'assemblage de la batterie car la réaction chimique de la plaque positive devient violente pendant le processus de charge et de décharge.

Ces dernières années, certains fabricants ont également produit des séparateurs en forme d'enveloppe pour recouvrir la plaque positive, ce qui peut empêcher efficacement la perte des substances actives.

3. Électrolyte

L'électrolyte peut provoquer l'ionisation des substances actives des plaques pour générer la réaction électrochimique. L'électrolyte est composé d'acide sulfurique spécialisé dans les batteries et d'eau distillée dans une certaine proportion. L'électrolyte général de la batterie plomb-acide automobile est de l'acide sulfurique dilué avec une densité de (1,280 ± 0,010) g/cm³ (25℃).

La densité de l'électrolyte a une grande influence sur les performances et la durée de vie de la batterie. Afin d'augmenter la capacité de la batterie et de réduire le point de congélation de l'électrolyte, il est nécessaire d'augmenter la densité de l'électrolyte. Cependant, une densité plus élevée entraînera une viscosité accrue, ce qui réduira la capacité de la batterie. En outre, il est nécessaire de spécifier la valeur de densité de l'électrolyte dans différentes conditions climatiques.

Généralement, pour chaque changement de température de 1℃, la densité change de 0,0007g/cm³. Lorsque la température de l'électrolyte augmente, la densité diminue ; lorsque la température diminue, la densité augmente. Par conséquent, la température est une condition préalable pour déterminer la valeur de densité de l'électrolyte. Les pays du monde entier ont stipulé la température standard pour l'électrolyte, et dans ce cas, notre pays est de 15℃, le Japon de 20℃, l'Europe et les États-Unis sont de 25℃ et 30℃ respectivement.

4. Conteneur de batterie

Conteneur de batteriesont utilisés pour contenir l'électrolyte et les plaques, de sorte que la forme de celui-ci est généralement longue cubique, séparée en 3 ou 6 cuvettes unicellulaires. Sur le bord supérieur des bacs à cellules se trouvent un motif de rainure spécial pour relier le conteneur au couvercle et sur le fond du conteneur se trouvent des bandes convexes pour soutenir le groupe de plaques.

Le caoutchouc et le plastique polypropylène sont deux matériaux principaux pour produire des conteneurs de batterie. Le conteneur en caoutchouc est doté d'une isolation résistante aux acides, à la chaleur, au froid, aux vibrations, à une bonne résistance mécanique et à d'autres avantages, mais la paroi du conteneur est plus épaisse, généralement de 10 mm; Le récipient en plastique polypropylène est non seulement résistant aux acides, à la chaleur, aux vibrations, mais également à haute résistance, haute ténacité, haute qualité, plus petit, plus fin, généralement de 3,5 mm. En outre, la forme et l'apparence sont élégantes, transparentes, faciles à sceller à chaud et à produire, de sorte que les récipients en plastique polypropylène sont devenus à la mode ces dernières années.

Les couvercles d'admission d'acide des batteries à cellule unique sont généralement conçus avec une ouverture pour expulser l'hydrogène et l'oxygène produits par l'électrolyse de l'eau pendant le processus de charge de la batterie, de peur que le gaz ne s'accumule et ne fasse monter sa pression interne, entraînant la fissuration du conteneur ou même une explosion. De plus, nous pouvons également installer le filtre à oxygène autour de l'ouverture afin d'empêcher la vapeur d'eau de s'échapper et de réduire la perte d'eau.

5. Soupape de sécurité (pour la ventilation)

La soupape de sécurité est un élément clé de la batterie régulée par soupape car la qualité de la soupape de sécurité affecte directement la durée de vie, l'uniformité et la sécurité de la batterie. Selon les normes en vigueur et l'utilisation de batteries régulées par soupape, la soupape de sécurité doit répondre aux conditions techniques suivantes :

（1）Allumez la vanne de manière unidirectionnelle.

（2） Étanchéité unidirectionnelle : pour empêcher l'air de pénétrer à l'intérieur de la batterie.

（3）La différence entre les pressions d'ouverture et de fermeture des soupapes de sécurité d'un même groupe de batteries ne doit pas dépasser 20 % de la valeur moyenne.

(4) La durée de vie de la batterie doit durer au moins 15 ans.

(5) Fonction de filtrage : pour empêcher l'acide ou le brouillard d'acide de s'échapper par la soupape de sécurité.

(6) Antidéflagrant : l'intérieur de la batterie doit être antidéflagrant lorsque l'extérieur de la batterie est exposé à une flamme nue.

(7) Résistant aux vibrations : pendant le transport et l'utilisation, la soupape de sécurité ne se détachera pas des vibrations et des actions répétées d'ouverture et de fermeture.

(8) Résistant aux acides

(9) Résistant aux hautes et basses températures

6. Autres

En plus des principaux composants énumérés ci-dessus, il existe un connecteur de fil terminal, un connecteur intercellulaire et d'autres accessoires.

Le dispositif de décharge de batterie à fonction unique est uniquement destiné au processus de décharge et ne peut pas être chargé, de sorte que la batterie doit être chargée à l'avance, puis déchargée, de sorte que le coût des tests de charge et de décharge sera relativement moins cher.

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