ساخت باتری سرب اسید
یک باتری سربی دو بخش اصلی دارد. ظرف و صفحات.
ظرف باتری سربی
چون این باتری عمدتاً حاوی اسید سولفوریک است، بنابراین موادی که برای ساخت ظرف باتری سربی استفاده میشود باید مقاوم در برابر اسید سولفوریک باشد. مواد ظرف نباید شامل آلایندههایی باشد که برای اسید سولفوریک ضار هستند. به ویژه آهن و منگنز غیرقابل تحمل هستند.
شیشه، چوب پوشیده شده با سرب، ابونیت، کاوتچوک سخت یا ترکیب بتومینی، مواد سرامیک و پلاستیکهای قالبگیری شده خصوصیات ذکر شده را دارند، بنابراین ظرف باتری سربی از یکی از این مواد ساخته میشود. ظرف به طور محکم با پوشش بالایی بسته میشود.
پوشش بالایی سه سوراخ دارد، یکی در هر طرف برای پستها و یکی در وسط برای پلاگ تنفسی که از طریق آن الکترولیت ریخته میشود و گازها خارج میشوند.
در داخل زمینه پایین ظرف باتری سربی، دو ریب وجود دارد تا صفحات مثبت صفحات باتری سربی و دو ریب دیگر برای نگهداری صفحات منفی. ریبها یا منشورها به عنوان پشتیبان برای صفحات عمل میکنند و همزمان آنها را از کوتاه شدن محافظت میکنند که در نتیجه ریزش ماده فعال از صفحات به قاعده ظرف اتفاق میافتد. ظرف بخش اساسیترین قسمت ساختار باتری سربی است.
صفحات باتری سربی
به طور کلی، دو روش برای تولید مواد فعال سلول و متصل کردن آنها به صفحات سرب وجود دارد. این روشها به نام مخترعان خود شناخته میشوند.
صفحات پلانته یا صفحات سربی شکل گرفته.
صفحات فاور یا صفحات سربی لایهدار.
صفحه پلانته
فرآیند پلانته
در این فرآیند دو برگ سرب گرفته میشود و در H2SO4 محلول میشوند. وقتی یک جریان از یک منبع خارجی به این سلول سربی منتقل میشود، به دلیل الکترولیز، هیدروژن و اکسیژن تولید میشوند. در آنود، اکسیژن سرب را مورد حمله قرار میدهد و آن را به PbO2 تبدیل میکند در حالی که کاتود تحت تأثیر قرار نمیگیرد چون هیدروژن با Pb ترکیبی تشکیل نمیدهد.
اگر سلول اکنون خالی شود، صفحه پوشیده شده با پeroxide به کاتود تبدیل میشود، بنابراین هیدروژن روی آن تشکیل میشود و با اکسیژن PbO2 ترکیب میشود و آب تولید میکند، بنابراین،
در همان زمان، اکسیژن به آنود که سرب است میرود و با آن واکنش میدهد تا PbO2 تولید کند. بنابراین آنود با یک لایه نازک از PbO2 پوشیده میشود.
با معکوس کردن مداوم جریان یا با شارژ و دیشارژ، لایه نازک PbO2 به تدریج ضخیمتر میشود و زمان معکوس کردن قطبیت سلول طولانیتر میشود. دو صفحه سرب پس از صدها معکوس شدن پوستهای از peroxide سرب به اندازه کافی ضخیم خواهند شد تا ظرفیت کافی داشته باشند. این فرآیند تهیه صفحات مثبت به عنوان شکلگیری شناخته میشود. صفحات منفی باتری سربی نیز با همین فرآیند ساخته میشوند.
ساختار صفحه پلانته
مشاهده میشود که چون ماده فعال در یک صفحه پلانته شامل یک لایه نازک از PbO2 تشکیل شده است که از و روی سطح صفحه سرب، باید سطح بزرگی از آن برای دستیابی به حجم قابل توجهی داشته باشد. سطح صفحه باتری سربی میتواند با ریختهگری یا لامینهکاری افزایش یابد. تصویر یک صفحه مثبت پلانته را نشان میدهد که شامل یک شبکه سرب خالص با سطوح لامینهای نازک است. ساختار این صفحات شامل تعداد زیادی لامینه عمودی است که در فواصلی با ریبهای افقی تقویت شدهاند. این باعث افزایش سطح سطحی به میزان قابل توجهی میشود. ویژگی اصلی ساختار باتری سربی این است که حجم زیادی از مواد فعال یعنی PbO2 در صفحه فعال جای میگیرد.
صفحات مثبت معمولاً با فرآیند پلانته تولید میشوند و صفحات به نام صفحات پلانته شناخته میشوند. صفحات منفی باتری سربی نیز میتوانند با این فرآیند تولید شوند اما برای صفحات منفی این فرآیند غیرعملی است.
صفحه فاور
در فرآیند فاور، ماده فعال به صورت مکانیکی اعمال میشود به جای آنکه به صورت الکترولیتی از خود صفحه سرب توسعه یابد مانند فرآیند پلانته. ماده فعال که به صورت سرب قرمز (Pb3O4) یا لیتانژ (PbO) یا مخلوطی از دو ماده در نسبتهای مختلف، به فضاهای خالی یک شبکه سرب نازک فشرده میشود که همچنین به عنوان رساننده جریان عمل میکند. پس از لایهبرداری شبکهها با ماده فعال، صفحات خشک میشوند، سخت میشوند و در یک محلول ضعیف از اسید سولفوریک با چگالی مخصوص ۱.۱ تا ۱.۲ جمعآوری میشوند و با عبور یک جریان بین آنها شکل میگیرند. برای شکلدهی صفحه منفی، این صفحات به عنوان کاتودها متصل میشوند. اکسیژن تولید شده در آنود سرب اکسید (Pb3O4) را به سرب پeroxide (PbO2) تبدیل میکند و هیدروژن تولید شده در کاتود سرب مونوکسید (PbO) را به س
