Új jelszó kérése
Termékajánló
Hírlevél
Házhozszállítás

Fizetési megoldás
Tanúsítvány
SSL Certificate
Blog
2018.10.17 17:26

Akkumulátorok üzemeltetése

Akkumulátorok üzemeltetése

A köznyelvben zárt, zselés, vagy kötött illetve felitatott elektrolitú megnevezéssel illetett akkumulátorok ugyanazt a technológiát takarják melynek szabatos meghatározása: kötött elektrolitú szeleppel vezérelt gázrekombinációs savas ólomakkumulátorok.

A köznyelvben zárt, zselés, vagy kötött illetve felitatott elektrolitú megnevezéssel illetett akkumulátorok ugyanazt a technológiát takarják melynek szabatos meghatározása: kötött (felitatott) elektrolitú szeleppel vezérelt gázrekombinációs savas ólomakkumulátorok. A hagyományos akkumulátoroktól eltérően nem igényelnek karbantartást, nincs szükség vízutántöltésre a teljes élettartam során és a felépítés lehetővé teszi azok bármilyen helyzetben (kivéve fejjel lefele) történő üzemeltetését az elektrolit kiszivárgásának veszélye és az elektromos paraméterek romlása nélkül.

Ezek az akkumulátorok felépítési és működési módjukból fakadóan precízen kiegyensúlyozott kémiai rendszerként működnek. Azonban a kémiai folyamat megfelelő és teljeskörű működése érdekében be kell tartani néhány üzemeltetési szabályt, melyek közül az egyik legfontosabb a helyes töltés. A nem megfelelő töltés következménye minden esetben az akkumulátor kapacitásának és élettartamának a csökkenése.

Anélkül, hogy nagyon belemélyednénk az akkumulátorok kémiai működésébe, a helyes töltés fontosságának jobb megértéséhez ki kell térnünk a kémiai folyamat két részletére.

Kisütés

A kisütés során a pozitív lemezen lévő PbO2 (ólom-dioxid) PbSO4–gyé (ólom-szulfát) változik, a negatív lemezen lévő Pb (szivacsos ólom) pedig szintén PbSO4–gyé (ólom szulfát) változik. A folyamat az elektrolit fajlagos sűrűségének csökkenéséhez vezet.

PbO+ 2H2SO+ Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4

A keletkező ólom-szulfát lerakódik a lemezekre, majd a töltés során visszaalakul ólom-dioxiddá és kénsavvá. A folyamat reverzibilis, azonban hogyha az akkumulátor kisütött állapotban marad, vagy csak részben kerül feltöltésre, az apró ólom-szulfát részecskék nagyobb kristályokká állnak össze, amelyeket már nem lehet visszaalakítani összetevőire a töltés során. Ezt a jelenséget nevezzük szulfátosodásnak, mely egy bizonyos határon túl visszafordíthatatlan és az akkumulátor kapacitásának és élettartamának csökkenéséhez vezet. A szulfátosodást az akkumulátor rendszeres és teljes feltöltésével lehet megelőzni.

Töltés

A töltés során a pozitív lemezen lévő PbSO4 (ólom-szulfát) oxidálódik és visszaalakul PbO2–vé (ólom-dioxid), a negatív lemezen lévő PbSO4 (ólom-szulfát) pedig visszaalakul Pb-vé (szivacsos ólom). Az elektrolízis során a víz alkotóelemeire bomlik, ezáltal gázok fejlődnek, melyek vízzé alakulnak vissza az úgynevezett „oxigén rekombinációs ciklus” során. A pozitív lemezeken a víz elektrolízise során képződő oxigén a szeparátorokon keresztül a negatív lemezek felé diffundál és ott reakcióba lép a lemezben lévő ólom egy részével, ólom-oxidot képezve.

Az ólom-oxid reakcióba lép az elektrolitban lévő kénsavval így ólom-szulfát illetve víz képződik.

PbO + H2SO4 → PbSO4 + H2O

Ily módon a víz regenerálódik a pozitív lemezeken míg ólom-szulfát képződik a részben kisütött negatív lemezeken.

A töltési folyamat feltölti a részben kisütött negatív lemezeket, és a ciklus lezárul.

PbSO4 + 2H+ + 2e- → Pb + H2SO4 

Az elektrolitban lévő víz és kénsav alkotórészei valamint a negatív lemezen lévő ólom mennyisége eredeti állapotukban jelennek meg a folyamat végén, anélkül, hogy a lemezek töltöttségi állapota változna, mint azt az alábbi ábra is mutatja. A gyakorlatban a rekombinációs ciklus nem tökéletes, megközelítőleg 99%-os hatásfokkal megy végbe.

Rendellenes töltés során a cellákban fokozott gázképződés történhet, ami túlnyomást okozhat és akár robbanáshoz is vezethetne, ezért a többlet gázt ki kell vezetni a környezetbe. Ennek érdekében minden cella rendelkezik egy egyirányú szeleppel. Ez a szelep lehetővé teszi a cellában fejlődő gáztöbblet kiengedését, de nem teszi lehetővé a környezeti levegőnek a cellába történő beáramlását.

A cellából kilépő gáz felborítja a cella kémiai egyensúlyát, mivel kevesebb víz tud képződni, ezáltal csökken az elektrolit mennyisége és a cella kiszárad. Ez a folyamat az akkumulátor kapacitásának és élettartamának csökkenéséhez vezet. A kiszáradást az akkumulátor megfelelő töltésével lehet megelőzni.

A túltöltött akkumulátor kiszáradás miatt megy tönkre, az alultöltött akkumulátor pedig szulfátosodás miatt.

A kisütés és töltés során végbemenő kémiai reakció megértését követően következő cikkeinkben írni fogunk a kötött (felitatott) elektrolitú szeleppel vezérelt gázrekombinációs savas ólomakkumulátorok megfelelő töltési módjairól.