산성 배터리 및 그 특성

배터리는 방전 시 화학 반응의 에너지가 전기 에너지로 변환되고, 충전 시에는 그 반대로 변환되는 전력원입니다. 기존 배터리와의 가장 큰 차이점은 재충전을 통해 에너지를 복원할 수 있다는 점입니다. 충전 시에는 방전 방향과 반대 방향으로 직류 전류를 흘려보내야 합니다.

납축전지는 19세기에 발명되었으며, 저렴한 가격과 높은 효율 덕분에 오늘날까지 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 배터리입니다. 이 배터리는 하우징과 서로 반대 극성을 가진 두 개의 전극으로 구성되어 있으며, 이 전극들은 산성 용액인 전해액에 담겨 있습니다. 이러한 특징 때문에 납축전지(AKB - 충전식 산성 배터리)라는 이름이 붙었습니다. 또한 전극의 재질이 납이기 때문에 납축전지라고도 불립니다.

그것들은 어떻게 작동하나요?

이 배터리는 황산 수용액에서 납과 이산화납이 반응하는 전기화학적 과정을 통해 작동합니다. 전극에 부하가 가해지면 이산화납과 황산(H₂) 사이에 화학 반응이 일어납니다.₂그래서₄또한 납이 황산납으로 산화되는 반응도 일어납니다. 방전 시에는 음극("-")에서 이산화납이 환원되고 양극("+")에서 납이 산화됩니다. 충전 시에는 역화학 반응과 물 전기분해가 일어나 양극에서는 산소가, 음극에서는 수소가 방출됩니다.

배터리 내부에서 발생하는 상호 작용 반응은 다음 두 가지 공식으로 설명할 수 있습니다.

1. PbO₂ + Pb + 2H₂그래서₄ → 2PbSO₄ + 2시간₂O — 방전.
2. 2PbSO₄ + 2시간₂O → PbO₂ + Pb + 2H₂그래서₄ - 요금.

방전 과정에서 양극과 음극의 활성 물질 내에서 황산납이 생성되는 과정이 일어나고, 황산(H₂)이 소모됩니다.₂그래서₄ 충전 중에는 역반응이 일어나 황산이 생성되고 전해액 밀도가 증가합니다. 충전 과정이 끝나면 전극에서 물질 변환이 완료되고 전해액 변화가 멈춥니다. 만약 충전이 계속되면 바람직하지 않은 물 분해 반응(전기분해)이 발생하여 전해액 내에서 산소와 수소 기포가 발생하고 끓는 것처럼 보일 수 있습니다. 이러한 현상이 발생하면 전해액을 복원하기 위해 배터리에 증류수를 첨가해야 합니다.

설계

산성 배터리는 100년이 넘는 세월 동안 기본적인 내부 설계가 변하지 않았습니다.

            배터리 설계에는 다음 사항이 포함됩니다.

1. 전극은 납으로 만들어진 평평한 격자 형태이며, 셀 내부에 이산화납(PbO) 분말이 압축되어 있습니다.₂양극에는 금속 납 분말(Pb)이, 음극에는 금속 납 분말(Pb)이 사용됩니다.
2. 분리막은 전극들을 서로 분리하여 단락을 방지하는 다공성 유전체입니다.
3. 전해질은 증류수로 희석한 황산입니다.₂그래서₄전극과 분리막이 그 안에 배치됩니다. 최대 전기 전도도는 20℃에서 달성됩니다.^영형C의 경우, 황산 농도는 35%이며, 이는 전해액 밀도가 1.26 g/cm³에 해당합니다. 내부 저항이 최소화되고 장치 내부의 손실이 크게 줄어듭니다. 저온 환경에서는 용액 밀도가 1.29 g/cm³ ~ 1.31 g/cm³까지 증가할 수 있습니다. 산 용액의 농도를 높이면 전해액이 얼어 케이스 내부에 얼음이 형성되는 것을 방지하여 전극 손상 및 배터리 파열을 예방할 수 있습니다.

주요 특징, 매개변수

1. 용량 (명목 용량) - 산성 배터리가 제공할 수 있는 전기 에너지의 양으로, 측정은 방전 순간에, 낮은 소비 전류의 부하 상태에서 이루어지며, 측정 단위는 A*h입니다.
2. 시동 전류 - -18°C의 온도에서 배터리가 높은 전류를 공급할 수 있는 능력을 보여줍니다.^영형30초 동안.
3. 용량(예비 용량) - 산성 배터리가 25A의 전류를 10.5V의 전압으로 공급할 수 있는 시간을 나타냅니다.
4. 방전된 배터리의 최저 전압 값은 1.75~1.8V입니다.
5. 작동 온도 범위 — — 40^영형- + 40에서^영형와 함께.

품종

작동 방식에 따라 산성 배터리는 세 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다.

1. 사이클 모드 - 완전 방전과 완전 충전을 반복하며 배터리를 전원에서 주기적으로 분리하는 모드입니다. 가장 가혹한 모드로 간주되며, 100% 방전 사이클 횟수가 제한됩니다.
2. 버퍼 모드는 배터리에 부담을 주지 않는 널리 사용되는 모드로, 완전 방전을 방지하고 전원에 지속적으로 연결되어 있는 것이 특징입니다.
3. 혼합 모드 - 버퍼 모드와 순환 모드의 조합이지만, 작동 시간의 대부분은 버퍼 모드에서 소요됩니다.

시중에서 가장 흔하게 구할 수 있는 납축전지는 다음과 같은 유형으로 나눌 수 있습니다.

보다	서비스	설명	전압, V
납축전지	서비스됨	자동차 배터리는 저안티몬, 안티몬, 산성-칼슘, 하이브리드 등 다양한 종류가 있습니다.	612
AGM VRLA	유지보수 불필요	분리기는 유리섬유로 만들어졌으며, 순환식 및 완충식 작동 모드를 갖습니다.	24612
VRLA	유지보수 불필요	밀폐형 하우징(때로는 칼슘으로 제작됨)은 가스를 방출하지 않으며 완충 모드로 사용됩니다.	24612
젤 VLRA	유지보수 불필요	전해액은 실리카겔로, 배터리 수명을 연장시켜주며, 배터리는 완충 모드로 작동합니다.	24612243648
오피즈비	유지보수 불필요	전극은 관형 구조로 되어 있으며 완전 방전에 대한 저항성이 있고 수명은 약 22년입니다.	2

애플리케이션

1. 자동차에는 산성 배터리가 시동용 배터리로 사용됩니다.
2. 컴퓨터 장비 - 무정전 전원 공급 장치UPS정전 시 정보를 저장할 수 있도록 해줍니다.
3. 산업 생산 - 산성 배터리는 백업 전원으로 사용됩니다.

요금 및 일반적인 권장 사항

1. 충전은 20℃의 온도에서 수행해야 합니다.^영형와 함께.
2. 충전 전류는 배터리 공칭 용량의 10%를 초과해서는 안 됩니다.
3. 차량용으로 사용 산성 배터리 저온에서는 내부 전기 가열 시스템을 사용하는 것이 더 좋습니다. 왜냐하면 용량온도가 1도 낮아지면 장치의 효율이 1% 감소합니다.^영형와 함께.
4. 보관을 권장하지 않습니다. 산성 배터리 30도 이상의 온도에서^영형배터리는 사용 중이거나 방전된 상태일 경우, 먼저 완전히 충전해야 합니다.
5. 겨울철에는 배터리를 서늘한 곳에 보관하는 것이 좋습니다. 그래야 자가 방전 과정이 최소화되고, 보관 전에 양극 단자에 윤활유를 발라야 합니다.
6. 사용 전, 산성 배터리 20도의 온도로 유지되는 방으로 옮겨야 합니다.^영형정상 작동 상태로 복원하는 데 8~10시간이 소요됩니다.