Konstrukcija olovnog kiselog akumulatora
U svinčani olovni akumulator postoje uglavnom dvije komponente. To su spremnik i ploče.
Spremnik svinčanog olovnog akumulatora
S obzirom da ovaj akumulator u glavnom sadrži kiselik sirovek, materijal koji se koristi za izradu spremnika svinčanog olovnog akumulatora mora biti otporan na kiselik sirovek. Materijal spremnika također ne smije sadržavati one nečistoće koje su štetne za kiselik sirovek. Posebno željezo i mangan su neprihvatljivi.
Staklo, olovo oblo drvo, ebonit, tvrd guma od bitumskih spojeva, keramički materijali i formirane plastike imaju navedene svojstva, stoga je spremnik svinčanog olovnog akumulatora izrađen od jednog od tih materijala. Spremnik je čvrsto zatvoren poklopcom.
Poklopac ima tri otvora, po jedan na svakom kraju za postaje i jedan u sredini za ventilacijski plug kroz koji se ulije elektrolit i kroz koji izlaze plinovi.
Na unutrašnjem dnu spremnika svinčanog olovnog akumulatora nalaze se dvije grede za držanje pozitivnih ploča svinčanog olovnog akumulatora i još dvije grede za držanje negativnih ploča. Grede ili prizme služe kao podrske za ploče i istodobno ih štite od kratičnih spojeva koji bi inače nastali uslijed pada aktivnog materijala s ploča na dno spremnika. Spremnik je najosnovniji dio konstrukcije svinčanog olovnog akumulatora.
Ploče svinčanog olovnog akumulatora
Općenito, postoje dvije metode proizvodnje aktivnih materija celije i njihovog pričvršćivanja na olovne ploče. Ove metode nazivaju se po imenima njihovih pronalazača.
Ploče Plante ili formirane ploče svinčanog olovnog akumulatora.
Ploče Faure ili natopljeni ploči svinčanog olovnog akumulatora.
Ploča Plante
Proces Plante
U ovom procesu uzimaju se dvije ploče olova i uronjuju se u razređeni H2SO4. Kada se struja prosipa kroz ovaj svinčani olovni akumulator iz vanjskog izvora, onda se zbog elektrolize, evoluiraju vodik i kisik. Na anodu, kisik napada olovo pretvarajući ga u PbO2, dok je katoda neutrpela jer vodik ne može formirati spoj s Pb.
Ako se sada akumulator isprazni, peroksida-prekrivena ploča postaje katoda, tako da se vodik formira na njoj i kombinira s kiseonikom iz PbO2 formirajući vodu, dakle,
Istočno, kisik ide na anodu koja je olovo i reagira formirajući PbO2. Stoga anoda postaje prekrivena tankom folijom PbO2.
Neprekidnim okretanjem struje ili punjenjem i ispraznjavanjem, tanka folija PbO2 postaje sve deblja i deblja, a polarnost celije će trebati sve duže vrijeme da se obrne. Dvije olovne ploče nakon sto su podvrgnute stotinama okretanja, dobit će kožicu oksida olova dovoljno deblju da proces ima dovoljno visoku kapacitet. Ovaj proces izrade pozitivnih ploča poznat je kao formiranje. Negativne ploče svinčanog olovnog akumulatora izrađuju se istim procesom.
Struktura ploče Plante
Vidimo da budući da aktivni materijal na ploči Plante sastoji se od tanke folije PbO2 formirane na i iz površine olovne ploče, mora se željeti veliku površinu kako bi se dobilo značajnu zapreminu. Površina ploče svinčanog olovnog akumulatora može se povećati rezanjem ili laminacijom. Slika pokazuje pozitivnu ploču Plante koja sastoji se od mreže čistog olova s finom laminiranim površinama. Konstrukcija ove ploče sastoji se od velikog broja tankih vertikalnih laminacija koje su jačane na intervalima horizontalnim veznim ribama. To rezultira povećanjem površine za veliki opseg. Glavna značajka konstrukcije svinčanog olovnog akumulatora je da pruža veliku zapreminu aktivnih materijala, tj. PbO2 u aktivnoj ploči.
Pozitivne ploče obično proizvode se procesom Plante i ploče su poznate kao ploče Plante. Negativne ploče svinčanog olovnog akumulatora mogu se također proizvesti ovim procesom, ali za negativnu ploču ovaj proces je praktično nemoguć.
Ploča Faure
U procesu Faure, aktivni materijal mehanički se primjenjuje umjesto da se elektrolitički razvija iz same olovne ploče kao u procesu Plante. Aktivni materijal, koji je u obliku crvenog olova (Pb3O4) ili litarge (PbO) ili mješavine ova dva u različitim proporcijama, stisnut je u međuprostor tankog olovne mreže koja također služi kao vodilac struje. Nakon natapljanja mreža aktivnim materijalom, ploče se osušavaju, čvrste i asamble su u slaboj otopini kiselika siroveka specifične težine 1.1 do 1.2 i formiraju se prolaskom struje između njih. Za formiranje negativne ploče, ove ploče su povezane kao katode. Kiseonik proizveden na anodi pretvara oksid olova (Pb3O4) u oksid olova (PbO2) i vodik proizveden na katodi reducira oksid olova (PbO) u gubici olova (Pb).
