بناء بطارية الحمض الرصاصي
هناك جزئين رئيسيين في بطارية حمض الرصاص.بطارية حمض الرصاص. الحاوية والألواح.
حاوية بطارية حمض الرصاص
نظرًا لأن هذه البطارية تحتوي بشكل أساسي على حمض الكبريتيك، يجب أن تكون المواد المستخدمة لصنع حاوية بطارية حمض الرصاص مقاومة لحمض الكبريتيك. يجب أن يكون حاوية المادة خاليًا من تلك الشوائب الضارة لحمض الكبريتيك. خاصة الحديد والمنغنيز غير مقبولين.
تحتوي الزجاج، الخشب المغطى بالرصاص، الإبونيت، المطاط الصلب المركب بتراكيز البيتومين، المواد السيراميك والمطاط المصبوب على الخصائص المذكورة أعلاه، وبالتالي فإن حاوية بطارية حمض الرصاص تصنع من أي من تلك المواد. يتم ختم الحاوية بإحكام بغطاء علوي.
يحتوي الغطاء العلوي على ثلاثة فتحات، واحدة في كل نهاية للأعمدة وأخرى في الوسط لسداة التهوية ومن خلالها يتم سكب الإلكتروليت وخروج الغازات.
في قاع حاوية بطارية حمض الرصاص، هناك شريطان لحمل الألواح الإيجابية وشريطان آخران لحمل الألواح السلبية. تعمل الشرائط أو المنشورات كدعامات للألواح وفي نفس الوقت تحافظ عليها من حدوث قصر دارة قد يحدث نتيجة تساقط المادة الفعالة من الألواح إلى قاع الحاوية. تعتبر الحاوية الجزء الأكثر أساسية في بناء بطارية حمض الرصاص.
ألواح بطارية حمض الرصاص
هناك عمومًا طرقتان لإنتاج المواد الفعالة للخلية وربطها بالألواح الرصاصية. تُعرف هاتان الطريقة بعد أسماء مخترعيهما.
ألواح بلانت أو ألواح بطارية حمض الرصاص المكونة.
ألواح فاور أو ألواح بطارية حمض الرصاص المعجونة.
لوح بلانت
عملية بلانت
في هذه العملية، يتم أخذ صفحتين من الرصاص وغمرهما في حمض الكبريتيك المخفف H2SO4. عندما يمر تيار كهربائي من مصدر خارجي إلى هذه الخلية الرصاصية، فإن الأكسجين والهيدروجين يتشكلان بسبب التقطير الكهربائي. عند القطب الموجب (الأنود)، يهاجم الأكسجين الرصاص ويحوله إلى PbO2 بينما لا يتأثر القطب السالب (الكاثود) لأن الهيدروجين لا يمكنه تكوين مركب مع الرصاص.
إذا تم الآن تفريغ الخلية، فإن اللوحة المطلية بالأبيروكسيد تصبح كاثودًا، لذا يتشكل الهيدروجين عليها ويتحد بالأكسجين في PbO2 ليشكل الماء، وهكذا:
وفي نفس الوقت، يذهب الأكسجين إلى الأنود وهو الرصاص ويتفاعل ليشكل PbO2. وبالتالي يصبح الأنود مغطى بطبقة رقيقة من PbO2.
عن طريق عكس مستمر للتيار أو عن طريق الشحن والإفراغ، ستزداد الطبقة الرقيقة من PbO2 سماكة وتستغرق وقتًا أطول لتغيير قطبية الخلية. بعد خضوع لوحتين من الرصاص لمئات العكسات، سيكتسبان طبقة من بيروكسيد الرصاص كافية لمعالجة قدرة عالية. تُعرف عملية صنع الألواح الموجبة باسم التكوين. يتم تصنيع الألواح السلبية للبطارية الرصاصية بنفس العملية.
بنية لوح بلانت
يلاحظ أنه بما أن المادة الفعالة في لوح بلانت تتكون من طبقة رقيقة من PbO2 تشكل على سطح لوحة الرصاص، فمن المفيد الحصول على مساحة سطحية كبيرة للحصول على حجم كبير منها. يمكن زيادة المساحة السطحية للوحة بطارية حمض الرصاص عن طريق الحفر أو التلقيم. تظهر الصورة لوحة بلانت موجبة تتكون من شبكة من الرصاص النقي مع سطوح ملتصقة بشكل دقيق. تتكون بنية هذه الألواح من عدد كبير من التلقيمات الرأسية الرقيقة التي يتم تقويتها في فترات بمفاصل رأسية. هذا يؤدي إلى زيادة المساحة السطحية بشكل كبير. الميزة الرئيسية في بناء بطارية حمض الرصاص هي استيعاب حجم كبير من المواد الفعالة، أي PbO2 في اللوحة الفعالة.
عادة ما يتم إنتاج الألواح الموجبة بواسطة عملية بلانت والألواح تعرف باسم ألواح بلانت. يمكن أيضًا تصنيع الألواح السلبية للبطارية الرصاصية بهذه العملية ولكن لهذه الألواح السلبية تعتبر العملية غير عملية.
لوح فاور
في عملية فاور، يتم تطبيق المادة الفعالة بشكل ميكانيكي بدلاً من تطورها كهربائيًا من لوحة الرصاص نفسها كما في عملية بلانت. المادة الفعالة التي تكون في شكل الرصاص الأحمر (Pb3O4) أو الليثارج (PbO) أو خليط من الاثنين بنسبة مختلفة، يتم ضغطها في الفراغات الشبكية لشبكة رقيقة من الرصاص والتي تخدم أيضًا كموصل للتيار. بعد معجون الشبكات بالمادة الفعالة، يتم تجفيف الألواح وصلابة وتركيبها في محلول ضعيف من حمض الكبريتيك بثقل محدد 1.1 إلى 1.2 ويتم تشكيلها عن طريق مرور تيار بينها. لتشكيل اللوحة السالبة يتم توصيل هذه الألواح ككاثود. الأكسجين الذي يتشكل عند الأنود يحول أكسيد الرصاص (Pb3O4) إلى بيروكسيد الرصاص (PbO2) والهيدروجين الذي يتشكل عند الكاثود يحول أكسيد الرصاص الأحادي (PbO) إلى رصاص اسفنجي (Pb).
تتضمن عملية تشكيل الألواح الموجبة تحويل أكسيد الرصاص إلى بيروكسيد الرصاص. يتم استخدام أكسيد الرصاص العالي، مثل Pb
