Výstavba olověného akumulátoru
V olově baterii jsou především dvě části: nádrž a elektrody.
Nádrž olověné baterie
Jelikož tato nádrž obsahuje především sírovou kyselinu, materiál použitý pro výrobu nádrže olověné baterie musí být odolný vůči sírové kyselině. Materiál nádrže by měl být také zbaven těch škodlivin, které jsou nebezpečné pro sírovou kyselinu. Zvláště železo a mangan jsou nepřijatelné.
Sklo, olovem potažené dřevo, ebonit, tvrdý gumový bituminózní kompozit, keramické materiály a lisované plastové materiály mají výše uvedené vlastnosti, proto je nádrž olevěné baterie vyrobena z jednoho z těchto materiálů. Nádrž je pevně uzavřena s víkem.
Víko má tři otvory, jeden na každém konci pro kolonky a jeden uprostřed pro ventilní zátku, přes kterou se nalévá elektrolit a unikají plyny.
Uvnitř spodní části nádrže olověné baterie jsou dvě žeberka, která drží kladné elektrody olověné baterie, a další dvě žeberka, která drží záporné elektrody. Žebra nebo prizmy slouží jako podpora pro elektrody a současně je chrání před krátkými obvody, které by jinak nastaly v důsledku pádu aktivního materiálu z elektrod na dno nádrže. Nádrž je nejzákladnější částí konstrukce olověné baterie.
Elektrody olověné baterie
Obecně existují dvě metody výroby aktivního materiálu buňky a jeho připojení k olověným elektrodám. Tyto metody jsou pojmenovány po svých vynáleztech.
Plante elektrody nebo formované elektrody olověné baterie.
Faure elektrody nebo natřené elektrody olověné baterie.
Plante elektroda
Plante proces
V tomto procesu se vezmou dvě plechy olova a ponoří do ředěné H2SO4. Když se do této olověné baterie přivede proud z externího zdroje, pak díky elektrolýze se uvolňují vodík a kyslík. Na anodě kyslík napadá olovo a přeměňuje ho na PbO2, zatímco katoda zůstává netknutá, protože vodík nemůže tvořit s olovem žádné spojení.
Pokud je nyní baterie vybíjena, pak peroxidová vrstva na elektrodě se stane katodou, takže se na ní vytváří vodík, který se spojuje s kyslíkem z PbO2 a tvoří vodu, takže,
Zároveň se kyslík přesouvá na anodu, která je olovo, a reaguje tak, aby vzniklo PbO2. Tedy anoda se pokryje tenkou vrstvou PbO2.
Při opakovaném obrácení proudu nebo při nabíjení a vybíjení se tenká vrstva PbO2 stává stále silnější a stále déle trvá změna polarizace baterie. Po setech opakování se na dvou olověných plechách vytvoří dostatečně silná vrstva olovnitého peroxidu, aby byla schopna pracovat s dostatečnou kapacitou. Tento proces výroby kladných elektrod se nazývá formování. Záporné elektrody olověné baterie jsou vyráběny stejným postupem.
Struktura Plante elektrody
Je vidět, že jelikož aktivní materiál na Plante elektrodě tvoří tenkou vrstvu PbO2 vytvořenou na a z povrchu olověné elektrody, je vhodné mít velkou povrchovou plochu, aby byl dosažen přiměřený objem tohoto materiálu. Povrchová plocha elektrody olověné baterie může být zvětšena zařezáním nebo laminováním. Obrázek ukazuje kladnou Plante elektrodu, která se skládá z čistě olověné mřížky s jemně laminovanými povrchy. Konstrukce těchto elektrod se skládá z velkého množství tenkých vertikálních laminátů, které jsou posíleny v pravidelných intervalech horizontálními vazebními žebery. To vede k výraznému zvětšení povrchové plochy. Hlavní charakteristikou konstrukce olověné baterie je akomodace velkého objemu aktivních materiálů, tj. PbO2 v aktivní elektrodě.
Kladné elektrody jsou obvykle vyráběny Plante procesem a tyto elektrody se nazývají Plante elektrody. Záporné elektrody olověné baterie lze také vyrábět tímto procesem, ale pro záporné elektrody je tento proces prakticky nepoužitelný.
Faure elektroda
V Faureho procesu je aktivní materiál mechanicky aplikován namísto toho, aby byl elektrolytickým způsobem vyvinut z olověné elektrody, jak je tomu v Plante procesu. Aktivní materiál, který je ve formě rudého olova (Pb3O4) nebo lithargitu (PbO) nebo směsi obou v různých poměrech, je vtlačen do mezery tenké olověné mřížky, která také slouží jako vodič proudů. Po natření mřížek aktivním materiálem jsou elektrody sušeny, tvrděny a montovány v ředěné sírové kyselině o specifické hmotnosti 1.1 až 1.2 a formovány protlačením proudu mezi nimi. Pro formování záporné elektrody jsou tyto elektrody připojeny jako katody. Kyslík, který se uvolňuje na anodě, přeměňuje olověný oxid (Pb3O4) na olovnitý peroxid (PbO2) a vodík, který se uvolňuje na katodě, redukuje olověný monoxid (PbO) na houbové olovo (Pb).
Formování kladných elektrod zahrnuje přeměnu olověného oxidu na olovnitý peroxid. Vysoký olověný oxid, jako je Pb
