Construción da batería de chumbo ácido
Hai principalmente dúas partes nunha batería de chumbo-ácido. O contedor e as placas.
Contedor da batería de chumbo-ácido
Como este contedor de batería contén principalmente ácido sulfúrico, os materiais usados para facer un contedor de batería de chumbo-ácido deben ser resistentes ao ácido sulfúrico. O material do contedor tamén debe estar libre de impurezas que sexan perniciosas para o ácido sulfúrico. Especialmente o ferro e o manganeso son intolerables.
O vidro, a madeira revestida de chumbo, o ébonito, o caucho duro de composto betuminoso, os materiais cerámicos e os plásticos moldados teñen as propiedades mencionadas, polo que o contedor de batería de chumbo-ácido está feito de calquera destes materiais. O contedor está hermeticamente selado con unha cuberta superior.
A cuberta superior ten tres orificios, un en cada extremo para os postos e outro no medio para o tapón de ventilación, polo que se vierte o electrólito e escapán os gases.
No fondo interior do contedor da batería de chumbo-ácido, hai dúas costillas para sostener as placas positivas de batería de chumbo-ácido e outras dúas costillas para sostener as placas negativas. As costillas ou prismas serven como soportes para as placas e ao mesmo tempo protexen contra cortocircuitos que ocorrerían como resultado da caída do material activo das placas no fondo do contedor. O contedor é a parte máis básica da construción da batería de chumbo-ácido.
Placas da batería de chumbo-ácido
Xeralmente, hai dous métodos para producir os materiais activos da célula e adhiriilos ás placas de chumbo. Estes métodos coñécese polos nomes dos seus inventores.
Placas Plante o placas formadas de batería de chumbo-ácido.
Placas Faure o placas pastadas de batería de chumbo-ácido.
Placa Plante
Proceso Plante
Neste proceso, tómense dúas láminas de chumbo e imértese nas H2SO4 diluídas. Cando se pasa unha corrente externa nesta célula de chumbo-ácido, debido á electrólise, evólanse hidróxeno e oxíxeno. No ánodo, o oxíxeno ataca o chumbo convertíndoo en PbO2, mentres que o catodo non se ve afectado porque o hidróxeno non pode formar ningún composto con Pb.
Se a célula se descarga agora, a placa recubierta de peróxido convértese en catodo, polo que o hidróxeno forma sobre ela e combínase co oxíxeno de PbO2 para formar auga, así,
Ao mesmo tempo, o oxíxeno vai ao ánodo, que é chumbo, e reacciona para formar PbO2. Polo tanto, o ánodo queda recubierto cunha película fina de PbO2.
Polo constante cambio de polaridade da corrente, ou mediante cargar e descargar, a película fina de PbO2 farase máis e máis espesa e a polaridade da célula levará cada vez máis tempo en cambiar. Dúas placas de chumbo, despois de someterse a centos de cambios, adquirirán unha cutícula de peróxido de chumbo suficientemente espesa para procesar unha capacidade suficientemente alta. Este proceso de fabricación de placas positivas coñécese como formación. As placas negativas de batería de chumbo-ácido tamén se fan por este proceso.
Estructura da placa Plante
Observa-se que, xa que o material activo nunha placa Plante consiste en unha capa fina de PbO2 formada na superficie da placa de chumbo, debe ser deseable ter unha gran área superficial para obter un volume apreciable. A área superficial da placa de batería de chumbo-ácido pode aumentarse mediante ranuras ou laminación. A figura mostra unha placa positiva Plante que consiste nunha grella de chumbo puro con superficies finamente laminadas. A construción destas placas consiste nun gran número de laminacións verticais finas que se fortalecen a intervalos con costillas horizontais de ligazón. Isto resulta nun aumento da área superficial dunha gran extensión. A característica principal da construción da batería de chumbo-ácido é acomodar un gran volume de materiais activos, isto é, PbO2 na placa activa.
As placas positivas xeralmente prodúcense polo proceso Plante e as placas coñécense como placas Plante. As placas negativas de batería de chumbo-ácido tamén poden fabricarse por este proceso, pero para a placa negativa este proceso é impracticable.
Placa Faure
No proceso Faure, o material activo aplícase mecanicamente en lugar de desenvolverse electroquímicamente a partir da propia placa de chumbo, como no proceso Plante. O material activo, que está na forma de vermello de chumbo (Pb3O4) ou litarge (PbO) ou a mezcla de ambos en varias proporcións, presiónase nos intersticios dunha grella de chumbo fina que tamén serve como conductor de corrente. Despois de pasta as grellas co material activo, as placas secánse, endurecen e ensamblanse nunha solución débil de ácido sulfúrico de densidade específica 1.1 a 1.2 e formánse pasando unha corrente entre elas. Para formar a placa negativa, estas placas conectanse como catodos. O oxíxeno evolucionado no ánodo converte o óxido de chumbo (Pb3O4) en peróxido de chumbo (PbO2) e o hidróxeno evolucionado no catodo reduce o monóxido de chumbo (PbO) en chumbo esponxo (Pb).
A formación de placas positivas implica a conversión do óxido de chumbo en peróxido de chumbo. Un óxido de chumbo alto, como Pb3O4, úsase
