باتری های سیلد لید اسید (به انگلیسی : sealed lead acid battery ) نوعی از باتری های قابل شارژ هستند که نخستین بار در سال 1859 میلادی توسط فیزیکدان فرانسوی گاستون پلانته اختراع شد.
معادل فارسی واژه sealed lead acid battery “باتری سرب اسید مهر و موم شده” می باشد، که بطور خلاصه باطری سربی و باتری سیلد اسید نیز نامیده می شود.
آنچه در این صفحه خواهید خواند
Toggleگاستون پلانته در 22 آوریل 1834 در اورتز فرانسه به دنیا آمد. در سال 1854 به عنوان دستیار مدرس فیزیک در کنسرواتوار هنر و صنایع دستی پاریس شروع به کار کرد.
وی در سال 1860 او به سمت پروفسور فیزیک در انجمن پلی تکنیک برای توسعه آموزش مردمی ارتقا یافت. یک آمفی تئاتر در آن موسسه به نام او نامگذاری شده است.
در سال 1859، پلانته آزمایشاتی را آغاز کرد که منجر به ساخت اولین باتری برای ذخیره انرژی الکتریکی شد. مدل اولیه او شامل دو ورقه سرب بود که با نوارهای لاستیکی از هم جدا شده و به شکل مارپیچی در آمده و در محلولی حاوی حدود 10 درصد اسید سولفوریک غوطه ور شده بود.
سال بعد، او یک باتری 9 سلولی سرب اسیدی را به آکادمی علوم ارائه کرد که در یک جعبه محافظ با پایانه های موازی متصل شده بودند. در سال 1881، Camille Alphonse Faure مدلی کارآمدتر و قابل اعتمادتر را توسعه داد که موفقیت بزرگی در اتومبیل های الکتریکی اولیه داشت.
این فیزیکدان فرانسوی در 21 مه 1889 در بخش Bellevue از Meudon در نزدیکی پاریس درگذشت.
به واسطه خدمات شایان توجه این فیزیکدان در زمینه تولید باطری های کاربردی، در سال 1989 آکادمی علوم بلغارستان مدال Gaston Planté را تأسیس کرد که هر چند سال یک بار به دانشمندانی اعطا می شود که سهم قابل توجهی در توسعه فناوری باتری های سرب-اسید داشته باشند.
باتری سیلد اسید به عنوان اولین باتری الکتریکی قابل شارژ برای استفاده تجاری به بازار عرضه شد و به طور گسترده در اتومبیل استفاده می شود.
باتری سیلد اسید رایج ترین نوع ذخیره سازی مورد استفاده در تولید باطری است و به دلیل کاربردهای مختلف آن از جمله UPS، خودرو، دستگاه های پزشکی و مخابرات شناخته شده است.
باتری از سلول تشکیل شده است، هر سلول از صفحات غوطه ور در الکترولیت اسید سولفوریک رقیق تشکیل شده است. ساختار باتری سرب اسیدی در زیر نشان داده شده است :
ترمینال ها یا پایانه های باطری معمولا از جنس آلیاژ برنج قلع اندود یا آلیاژ سرب هستند و یک اپوکسی مخصوص نیز به عنوان ماده آب بندی اطراف پایانه ها استفاده می شود.
یک سلول باتری از دو صفحه سربی تشکیل شده است، یک صفحه مثبت که با خمیر دی اکسید سرب پوشانده شده است و یک صفحه منفی که از سرب اسفنجی ساخته شده است، در بین آن ها یک ماده عایق (جداکننده) قرار دارد. صفحات در یک محفظه باتری پلاستیکی محصور شده و در حوضچه ای از الکترولیت (ترکیبی از اسید سولفوریک (35٪) و محلول آب (65٪) غوطه ور هستند.)
صفحه منفی باتری: صفحه منفی حاوی یک شبکه فلزی با مواد فعال سرب اسفنجی است.
جداکننده باتری: جداکننده یک ماده پلی اتیلن است که صفحات مثبت را از صفحات منفی جدا می کند تا جریان الکتریکی کارآمدی ایجاد کند.
صفحه باتری مثبت: صفحه مثبت حاوی یک شبکه فلزی با مواد فعال دی اکسید سرب است.
همانطور که گفته شد، تمام باتری های سرب اسیدی از دو صفحه تخت تشکیل شده اند – یک صفحه مثبت پوشیده از دی اکسید سرب و یک صفحه نگاتیو ساخته شده از سرب اسفنجی – که در حوضچه ای از الکترولیت غوطه ور هستند.
الکترون ها از واکنش شیمیایی تولید ولتاژ تولید می شوند. زمانی که مداری بین پایانه های مثبت و منفی وجود دارد، الکتریسیته شروع به جریان می کند و منابع اتصال دهنده برق را تامین می کند.
یک سلول سرب اسید با دریافت بار (تشکیل دهنده) حداقل 2.1 ولت / سلول از یک شارژر، ولتاژ تولید می کند.
باتریهای سرب اسیدی که به باتریهای ذخیرهسازی معروف هستند، به خودی خود ولتاژ تولید نمیکنند و فقط شارژ را از منبع دیگری ذخیره میکنند. اندازه صفحات باتری و مقدار الکترولیت میزان شارژ باتری های سرب اسیدی را تعیین می کند.
جهت دریافت مشاوره خرید باطری های تولیدی پویان باطری که با برند تلکو پاور در داخل کشور تولید می شوند روی دکمه زیر کلیک کنید.
ظرفیت ذخیره سازی به عنوان آمپر ساعت (AH = مخفف Amp Hour) یک باتری توصیف می شود.
واحد اندازه گیری ظرفیت الکتریکی جریان یک آمپر برای یک ساعت که به معنای تحویل یا دریافت یک آمپر ساعت برق است. جریان ضرب شده در زمان در ساعت برابر است با آمپر ساعت.
در یک باتری سیلد اسیدی معمولی، ولتاژ ذخیره شده در هر سلول تقریبا 2 ولت است، برای مثال یک باطری 12 ولتی توانایی تامین جریان 10 آمپر برای 12 ساعت و نیم، و یا تامین جریان 20 آمپری برای حدود 6 ساعت را دارا می باشد.
این باتریها در یک فرآیند دائمی شارژ و دشارژ هستند، زمانی که به باری که نیاز به برق دارد مانند روشن شدن ماشین و یا وسیلهای که شارژ را میکشد متصل میشوند، تخلیه میشوند.
یک باتری زمانی شارژ می شود که جریان به آن برگردد و اختلاف شیمیایی بین صفحات را بازیابی کند.
صفحات سربی زمانی که باتری تخلیه می شود از نظر شیمیایی شبیه تر می شوند و باعث ضعیف شدن اسید و کاهش ولتاژ می شوند. باتری در نهایت به قدری دشارژ می شود که توانایی خود را در ارائه ولتاژ مفید از دست می دهد.
با این حال، یک باتری را می توان با تغذیه جریان الکتریکی مجدداً شارژ کرد، به این ترتیب که اختلاف شیمیایی بین صفحات بازیابی می شود و باتری به توان عملیاتی کامل بازگردانده می شود.
طول عمر باطری های سیلد اسید از زمان اختراع آنها یعنی بیش از 100 پیش یکی از مهمترین چالش های پیش روی تولید کنندگان این باتری ها بوده است.
طول عمر باتری سیلد اسید امروزی معمولاً از 6 ماه تا 48 ماه متغیر است، اگرچه تنها 30 درصد آنها در کل چهار سال توان عملیاتی خود را حفظ می کنند.
باتری های سرب-اسید در یک فرآیند دائمی شارژ یا دشارژ هستند. اگر باتری در حال شارژ یا نگهداری نباشد، تخلیه می شود.
به منظور ذخیره انرژی در باتری سیلد اسید، واکنش های شیمیایی پیوسته رخ می دهد. این بدان معنی است که باتری های استفاده نشده (حتی باتری های تازه تولید شده) نیز تخلیه آهسته ای از خود نشان می دهند.
در تئوری، باتریهای سرب اسیدی باید سالها دوام بیاورند، اما در عمل این اتفاق نمی افتد، چرا؟
معمولاً به دلیل یک سری مشکلات مضر ناشی از تجمع بیش از حد سولفاته مربوط به تشکیل طبیعی و ضروری کریستالهای سولفات روی سطح صفحات باتری سربی، طول عمر این باطری ها به چند سال نمی رسد.
با گذشت زمان و با تخلیه باتری سیلد اسید، الکترولیت به آب تبدیل می شود و صفحات سربی با سولفات سرب پوشیده می شوند. این واکنش به عنوان سولفاته شدن شناخته می شود. اگر باتری در حال شارژ یا نگهداری نباشد، تخلیه می شود.
سولفات سرب یک ماده کریستالی است که به عنوان یک هسته کوچک شروع می شود و در طول زمان به شکل های کریستالی بزرگتر و بزرگتر تبدیل می شود.
این کریستال های بزرگتر پیوندهای قوی تری دارند که برای شکستن آنها به انرژی بیشتری نیاز دارند. آنها در دوره های زمانی طولانی تری تشکیل می شوند.
هرچه باتری دیرتر تخلیه شود، پیوندها قوی تر می شوند و در برخی مواقع حذف سولفات سرب غیرممکن می شود، در این مرحله کار باتری تمام شده و امکان بازیابی آن وجود ندارد.
در واقع، حدود 80 درصد از باتری های مورد استفاده در سراسر جهان به دلیل تجمع بیش از حد سولفاته، زودتر از موعد از چرخه عملکرد خارج می شوند.
نکته مهم : باتری ای که در پایان عمر مفید خود قرار دارد، نمی تواند به اندازه کافی شارژ شود تا آن را به سطح انرژی مفید بازگرداند و باید تعویض شود.
تمام باتری ها، صرف نظر از مواد شیمیایی خود، در صورت عدم استفاده یا نگهداری تخلیه می شوند.
میزان تخلیه برای باتری های سرب اسید به دمای ذخیره سازی یا عملکرد آنها بستگی دارد. در دمای 80 درجه فارنهایت (حدود 26 درجه سانتی گراد) یک باتری سرب اسیدی با سرعت تقریباً 4 درصد در هفته تخلیه می شود.
یک باتری با ظرفیت 125 آمپر ساعت با سرعت تقریباً 5 آمپر در هفته خود تخلیه می شود. با در نظر گرفتن این موضوع، اگر باتری 125 AH به مدت چهار ماه (16 هفته) در زمستان شارژ نشود، 80 آمپر از ظرفیت 125 آمپری خود را از دست می دهد.
علاوه بر از دست دادن ظرفیت، خطر سولفاته شدن نیز به شدت آن را تهدید می کند.
خیر، هرگز نباید باتری سرب اسیدی خود را کمتر از 80 درصد ظرفیت نامی آن استفاده کنید. ظرفیت کمتر از این میزان به باطری آسیب خواهد زد.
بله قطعا، موارد شدید گرما و سرما باعث افزایش سرعت تجمع سولفات و افزایش سرعت تخلیه در باتری می شود.
بستگی به نحوه استفاده از باطری دارد، تمام باتری ها را نمی توان به طور کامل بازیابی کرد. اگر باتری دارای اتصال کوتاه یا آسیب فیزیکی باشد، بازگشت آن غیرممکن است.
دیدگاه ها