การสร้างแบตเตอรี่แบบตะกั่วกรด
มีส่วนหลักสองส่วนในแบตเตอรี่กรดตะกั่ว คือ ภาชนะและแผ่น
ภาชนะของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว
เนื่องจากภาชนะนี้บรรจุกรดซัลฟิวริกเป็นหลัก วัสดุที่ใช้ทำภาชนะของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว ต้องทนต่อกรดซัลฟิวริก วัสดุภาชนะควรไม่มีสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายต่อกรดซัลฟิวริก โดยเฉพาะธาตุเหล็กและแมงกานีสไม่สามารถยอมรับได้
แก้ว ไม้เคลือบตะกั่ว อีโบไนต์ ยางแข็งสารประกอบบิตูมินัส วัสดุเซรามิก และพลาสติกขึ้นมารูป มีคุณสมบัติดังกล่าว ดังนั้นภาชนะของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว ทำจากวัสดุใดวัสดุหนึ่งเหล่านี้ ภาชนะถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนากับฝาครอบด้านบน
ฝาครอบด้านบนมีสามรู หนึ่งรูที่แต่ละปลายสำหรับโพสต์ และหนึ่งรูตรงกลางสำหรับปลั๊กระบายอากาศ และเพื่อเทสารละลายไฟฟ้าเข้าไปและให้ก๊าซหลุดออก
ภายในด้านล่างของภาชนะแบตเตอรี่กรดตะกั่ว มีสองขอบเพื่อรองรับแผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่ว บวก และอีกสองขอบเพื่อรองรับแผ่นลบ ขอบหรือปริซึมทำหน้าที่รองรับแผ่นและป้องกันการลัดวงจรที่อาจเกิดขึ้นจากการตกของวัสดุที่มีฤทธิ์ออกจากแผ่นลงบนพื้นภาชนะ ภาชนะเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของการสร้างโครงสร้างของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว.
แผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่ว
โดยทั่วไปมีสองวิธีในการผลิตวัสดุที่มีฤทธิ์ของเซลล์และติดตั้งลงบนแผ่นตะกั่ว ซึ่งตั้งชื่อตามชื่อผู้ประดิษฐ์
แผ่น Plante หรือแผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่สร้างขึ้นแล้ว
แผ่น Faure หรือแผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ป้าย
แผ่น Plante
กระบวนการ Plante
ในการนี้จะนำแผ่นตะกั่วสองแผ่นมาแช่ในกรด H2SO4 ที่เจือจาง เมื่อมีกระแสไฟฟ้า ผ่านเซลล์แบตเตอรี่กรดตะกั่วจากแหล่งภายนอก ฮีเดรเจนและออกซิเจนจะถูกผลิตขึ้น เนื่องจากการแยกไฟฟ้า ออกซิเจนจะโจมตีตะกั่วที่ขั้วบวกเปลี่ยนเป็น PbO2 ในขณะที่ขั้วลบไม่ได้รับผลกระทบเพราะไฮโดรเจนไม่สามารถสร้างสารประกอบกับ Pb ได้
หากเซลล์ถูกปล่อยประจุ แผ่นที่มีออกไซด์จะกลายเป็นขั้วลบ ไฮโดรเจนจะรวมตัวกับออกซิเจนของ PbO2 เพื่อสร้างน้ำ ดังนี้
ในเวลาเดียวกัน ออกซิเจนจะไปที่ขั้วบวกซึ่งเป็นตะกั่วและทำปฏิกิริยาเพื่อสร้าง PbO2 ดังนั้นขั้วบวกจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มบางๆ ของ PbO2.
โดยการสลับกระแสไฟฟ้า หรือการชาร์จและปล่อยประจุอย่างต่อเนื่อง ฟิล์มบางๆ ของ PbO2 จะหนาขึ้นเรื่อยๆ และเซลล์จะใช้เวลานานขึ้นในการสลับขั้ว หลังจากผ่านการสลับขั้วหลายร้อยครั้ง แผ่นตะกั่วสองแผ่นจะได้ผิวของออกไซด์ตะกั่วที่หนาพอที่จะมีความจุสูง กระบวนการนี้ในการทำแผ่นบวกเรียกว่าการสร้าง แผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วลบที่ทำด้วยกระบวนการเดียวกัน
โครงสร้างของแผ่น Plante
เห็นได้ว่าวัสดุที่มีฤทธิ์บนแผ่นPlante ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของ PbO2 ที่เกิดขึ้นและจากผิวของแผ่นตะกั่ว จึงควรเพิ่มพื้นที่ผิวเพื่อให้ได้ปริมาณที่มากขึ้น พื้นที่ผิวของแผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วสามารถเพิ่มขึ้นโดยการขูดหรือลามิเนต ภาพแสดงแผ่น Plante บวกที่ประกอบด้วยกริดตะกั่วบริสุทธิ์ที่มีผิวละเอียด การสร้างแผ่นนี้ประกอบด้วยลำดับแนวตั้งจำนวนมากมายที่เสริมแรงที่ระยะห่างด้วยริบแนวนอน ผลลัพธ์คือการเพิ่มพื้นที่ผิวอย่างมาก คุณสมบัติหลักของการสร้างโครงสร้างของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว คือการจัดวางวัสดุที่มีฤทธิ์จำนวนมากเช่น PbO2 ในแผ่นที่มีฤทธิ์
แผ่นบวกโดยทั่วไปผลิตโดยกระบวนการ Plante และแผ่นนี้เรียกว่าแผ่น Plante แผ่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วลบก็สามารถผลิตด้วยกระบวนการนี้ แต่สำหรับแผ่นลบกระบวนการนี้ไม่เหมาะสม
แผ่น Faure
ในการกระบวนการ Faure วัสดุที่มีฤทธิ์ถูกนำมาใช้ทางกลไกแทนที่จะพัฒนาจากแผ่นตะกั่วเองเหมือนกระบวนการ Plante วัสดุที่มีฤทธิ์ซึ่งอยู่ในรูปของตะกั่วแดง (Pb3O4) หรือลิธาร์จ (PbO) หรือผสมระหว่างสองอย่างในสัดส่วนต่างๆ ถูกกดเข้าไปในช่องว่างของกริดตะกั่วบางๆ ที่ยังทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า หลังจากป้ายกริดด้วยวัสดุที่มีฤทธิ์ แผ่นจะถูกอบแห้ง แข็ง และประกอบในสารละลายกรดซัลฟิวริกอ่อนที่มีความหนาแน่นจำเพาะ 1.1 ถึง 1.2 และทำการสร้างโดยการผ่านกระแสไฟฟ้า ระหว่างแผ่นเหล่านี้ สำหรับการทำแผ่นลบ แผ่นเหล่านี้จะเชื่อมต่อเป็นแคโทด ออกซิเจนที่เกิดขึ้นที่แอนอดจะเปลี่ยนออกไซด์ตะกั่ว (Pb3O4) เป็นออกไซด์ตะกั่ว (PbO2) และไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นที่แคโทดจะลดออกไซด์ตะกั่วโมโน (PbO) ให้เป็นตะกั่วฟอง (Pb
