ساخت باتری سرب اسید
در باتری اسیدی سرب دو بخش اصلی وجود دارد. ظرف و صفحات.
ظرف باتری اسیدی سرب
چون این باتری عمدتاً حاوی اسید سولفوریک است، موادی که برای ساختن ظرف باتری اسیدی سرب استفاده میشود باید مقاوم در برابر اسید سولفوریک باشد. همچنین مواد ظرف نباید شامل آلودگیهایی باشد که برای اسید سولفوریک مضر باشند. به خصوص آهن و منگنز قابل تحمل نیستند.
شیشه، چوب پوششدار سرب، ابونیت، کاوچوی سخت یا ترکیب بتومینی، مواد سرامیکی و پلاستیکهای قالبگیری شده خواص ذکر شده را دارند، بنابراین ظرف باتری اسیدی سرب از یکی از این مواد ساخته میشود. ظرف با پوشش بالایی محکم بسته میشود.
پوشش بالایی سه سوراخ دارد، یکی در هر طرف برای پستها و یکی در وسط برای پلگین بخار که از طریق آن الکترولیت ریخته میشود و گازها خارج میشوند.
در زیر ظرف باتری اسیدی سرب دو لبه برای نگهداری صفحات مثبت باتری اسیدی سرب و دو لبه دیگر برای نگهداری صفحات منفی وجود دارد. این لبهها یا منشورها به عنوان پشتیبان صفحات عمل میکنند و همزمان آنها را از خوردن مدار کوتاه محافظت میکنند که در غیر این صورت به دلیل ریزش ماده فعال از صفحات به کف ظرف رخ میدهد. ظرف جزء اساسیترین بخش ساختار باتری اسیدی سرب است.
صفحات باتری اسیدی سرب
به طور کلی، دو روش برای تولید مواد فعال سلول و متصل کردن آنها به صفحات سرب وجود دارد. این روشها به نامهای مخترعان خود معروف هستند.
صفحات پلانته یا صفحات شکلیافته باتری اسیدی سرب.
صفحات فاور یا صفحات پاسته باتری اسیدی سرب.
صفحه پلانته
فرآیند پلانته
در این فرآیند دو برگ سرب گرفته میشود و در H2SO4 تنظیف شده فروبرده میشود. وقتی یک جریان از یک منبع خارجی به این سلول سرب اسیدی وارد میشود، به دلیل الکترولیز، هیدروژن و اکسیژن تولید میشوند. در آند، اکسیژن سرب را حمله میکند و آن را به PbO2 تبدیل میکند در حالی که کاتد تحت تأثیر قرار نمیگیرد زیرا هیدروژن قادر به تشکیل هیچ ترکیبی با Pb نیست.
اگر سلول اکنون خارج شود، صفحه پوشیده شده با اکسید پراکسید به کاتد تبدیل میشود، بنابراین هیدروژن روی آن تشکیل میشود و با اکسیژن PbO2 ترکیب میشود تا آب تشکیل دهد، بنابراین،
همزمان، اکسیژن به آند که سرب است میرود و با آن واکنش نشان میدهد تا PbO2 تشکیل دهد. بنابراین آند با یک لایه نازک از PbO2 پوشیده میشود.
با تغییر مداوم جریان یا با شارژ و دیشارژ، لایه نازک PbO2 به تدریج ضخیمتر میشود و قطبیت سلول زمان بیشتری برای تغییر میگیرد. دو صفحه سرب بعد از مواجهه با صدها تغییر، پوستی از اکسید پراکسید سرب به اندازه کافی ضخیم به دست میآورند تا ظرفیت بالایی داشته باشند. این فرآیند تهیه صفحات مثبت به عنوان تشکیل شناخته میشود. صفحات منفی باتری اسیدی سرب 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 بر روی و از سطح صفحه سرب است، باید مساحت سطحی بزرگی داشته باشد تا حجم قابل توجهی از آن به دست آید. مساحت سطحی صفحه باتری اسیدی سرب میتواند با ریزش یا لایهبندی افزایش یابد. شکل یک صفحه مثبت پلانته را نشان میدهد که شامل یک شبکه سرب خالص با سطوح لایهبندی شده است. ساختار این صفحات شامل تعداد زیادی لایه عمودی نازک است که در فواصلی توسط ریبهای افقی تقویت شدهاند. این امر باعث افزایش مساحت سطحی به میزان زیادی میشود. ویژگی اصلی ساختار باتری اسیدی سرب 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 صفحات پلانته مشهور هستند. صفحات منفی باتری اسیدی سرب نیز میتوانند با این فرآیند تولید شوند اما برای صفحه منفی این فرآیند عملی نیست.
صفحه فاور
در فرآیند فاور، ماده فعال به صورت مکانیکی اعمال میشود به جای آنکه از خود صفحه سرب به صورت الکترولیتی توسعه یابد مانند فرآیند پلانته. ماده فعال که به صورت سرب قرمز (Pb3O4) یا لیتارژ (PbO) یا ترکیبی از دو ماده در نسبتهای مختلف است، به فضاهای خالی شبکه سرب نازک فشرده میشود که هم
