Svinaakumulatora Darbība | Svinaakumulators kā Sekundārais Krājējs
Svinaāra baterijas darbības principi
Krājēja baterija vai sekundārā baterija ir tāda baterija, kur elektriskā enerģija var tikt saglabāta kā ķīmiskā enerģija, un šo ķīmisko enerģiju pēc nepieciešamības pārvērš par elektrisko enerģiju. Elektriskās enerģijas pārveidošana par ķīmisko enerģiju, piemērojot ārējo elektrisku avotu, sauc par baterijas uzlādi. Savukārt ķīmiskās enerģijas pārveidošana par elektrisko enerģiju, lai nodrošinātu ārējo slodzi, sauc par sekundāras baterijas atlādi.
Uzlādes laikā baterijai caur to tiek piespiests strāva, kas izraisa dažādas ķīmiskas izmaiņas baterijas iekšienē. Šīs ķīmiskās izmaiņas enerģiju absorbušanas procesā.
Kad bateriju savieno ar ārējo slodzi, notiek apgrieztas virziena ķīmiskās izmaiņas, un absorbētā enerģija tiek atdota kā elektriskā enerģija un sniegta slodzei.
Tagad mēģināsim izprast svinaāra baterijas darbības principu, un tādēļ vispirms apspriedīsim svinaāra bateriju, kas tiek plaši izmantota kā krājēja baterija vai sekundārā baterija.
Svinaāra krājēja baterijas elementiem nepieciešamie materiāli
Galvenie aktīvie materiāli, kas nepieciešami svinaāra baterijas konstrukcijai, ir
Svinaplūks (PbO2).
Gumijveida sviens (Pb)
Saziedēta olsaūrkale (H2SO4).
Svinaplūks (PbO2)
Poziitīvais platums ir veidots no svinaplūka. Tas ir tumši brūns, dabisks un spraugīgs materiāls.
Gumijveida sviens (Pb)
Negatīvais platums ir veidots no tīra sviensa gumijveida stāvoklī.
Saziedēta olsaūrkale (H2SO4)
Saziedētā olsaūrkale, kas tiek izmantota svinaāra baterijai, ir ūdens : olsaūrkale = 3:1.
Svinaāra krājēja baterija tiek veidota, noliekojot svinaplūka un gumijveida svienu platus sausētajā olsaūrkalē. Starp šiem platiem tiek savienots ārējais slodzes elements. Sausētajā olsaūrkalē olsaūrkales molekulas sadala pozitīvos vodoradījuma jonos (H+) un negatīvos sulfāta jonos (SO4 − −). Kad vodoradījuma jonos nonāk pie PbO2 plata, tie saņem elektronus no tā un kļūst par vodoradījuma atomu, kas vēlreiz uzbrūk PbO2 un veido PbO un H2O (ūdens). Šis PbO reaģē ar H2 SO4 un veido PbSO4 un H2O (ūdens).
SO4 − − jonu brīvi kustas šķīdumā, tāpēc daži no tiem nonāks līdz tīram Pb platumam, kur viņi dod savus papildu elektronus un kļūst par radikālu SO4. Kā radikāls SO4 nevar pastāvēt patstāvīgi, tas uzbrūk Pb un veido PbSO4.
Kad H+ jonu paņem elektronus no PbO2 platiem un SO4 − − jonu dod elektronus Pb platam, starp šiem diviem platiem būs elektronu nevienlīdzība. Tāpēc starp šiem platiem caur ārējo slodzi notiks strāvas plūsma, lai novērstu šo elektronu nevienlīdzību. Šis process sauc par svinaāra baterijas atlādi.
Svina sulfāts (PbSO4) ir baltains. Atlādes laikā,
Abiem platiem ir apklāti ar PbSO4.
Olsaūrkales šķīduma specifiskā svara pazeminās, jo reakcijas laikā pie PbO2 plata veidojas ūdens.
Tā rezultātā reakcijas ātrums samazinās, kas nozīmē, ka potenciāla atšķirība starp platiem samazinās atlādes procesā.
Tagad mēs atslegsim slodzi un savienosim PbSO4 ar PbO2 platu ar ārējā DC avota pozitīvo termināli un PbO2 ar Pb platu ar tā negatīvo termināli. Atlādes laikā olsaūrkales blīvums samazinās, bet olsaūrkale joprojām pastāv šķīdumā. Šī olsaūrkale paliek kā H+ un SO4
