باتری ماشین یا باتری سرب اسیدی چیست؟

امروزه یکی از ملزومات اصلی هر وسیله نقلیه داشتن یک منبع تغذیه الکتریکی جهت مصارف برقی آن می باشد. با توجه به اینکه باتری سرب اسیدی به طور گسترده با توجه به ویژگی های خاص خود در وسایل نقلیه موتوری مورد استفاده قرار می گیرد در این مطلب تلاش کرده ایم اطلاعات کاملی را در این مورد ارایه دهیم. لطفا با ما همراه باشید.

باتری چیست؟

باتری ها مولدهایی هستند که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. باتری ها معمولا از کنار هم قرار دادن حداقل دو صفحه فلزی یا آلیاژیی متفاوت در داخل یک محلول شیمیایی بوجود می آیند. یکی از این دو صفحه دارای خاصیت الکترون دهی (آند) و دیگری دارای خاصیت الکترون گیری (کاتد) می باشد. محلول شیمیایی که باعث ایجاد ارتباط بین این دو صفحه می گردد الکترولیت نامیده می شود.

باتری ها را از نظر شارژ به دودسته تقسیم بندی میکنند:

• باتری های اولیه

باتری هایی که در پایان فرآیند دشارژ عمر باتری به پایان رسیده و قابلیت شارژ مجدد نیز نخواهند داشت.

• باتری های ثانویه

این باتری ها بر خلاف باتری های اولیه با عبور جریان در جهت مخالف جریان دشارژ، مجددا شارژ خواهند شد و قابلیت استفاده مجدد خواهند داشت مانند باتری های سرب، اسیدی.

باتری سرب اسیدی

باتری سرب اسیدی نوعی باتری قابل شارژ است که اولین بار در سال ۱۸۵۹ توسط فیزیکدان فرانسوی گاستون پلانته اختراع شد. این اولین نوع باتری قابل شارژ است که تا کنون ایجاد شده است. در مقایسه با انواع باتری های قابل شارژ بعدی ، باتری های سربی اسیدی کمترین چگالی انرژی را دارند. با وجود این سلولهای این نوع باتری نسبت قدرت به وزن نسبتاً زیادی دارند. با توجه به این ویژگی ها این نوع باتری منبع تغذیه مناسبی برای وسایل نقلیه موتوری می باشد و توانایی تأمین جریان بالای مورد نیاز استارت موتورهای احتراقی را دارد.(wikipedia)
در این باتریها سرب و اکسید سرب صفحات آند و کاتد و اسید سولفوریک الکترولیت باتری را تشکیل می دهد. باتری های سربی اسیدی در مقایسه با سایر باتری های قابل شارژ، به نسبت توانی که تولید می کنند،ارزان ترین باتری می باشد. هر سلول این نوع باتری توان ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی ۲ ولت را دارد.

همچنین بخوانید:از کجا بفهمیم باتری ماشین خراب است؟

معادلات شیمیایی درون سلول باتری سرب اسیدی

در یک سلول اسیدی صفحه مثبت از جنس دی اکسید سرب و صفحه منفی از جنس سرب است و الکترولیت آن اسید سولفوریک رقیق شده با آب میباشد. واکنش شیمیایی که در یک سلول سربی اسیدی انجام میشود مطابق رابطه زیر است.

در واکنش دشارژ و رفت سر ب و دی اکسید سرب با اسید سولفوریک واکنش داده و حاصل این واکنش سولفات سرب و آب می باشد. در طی واکنش دشارژ الکترون مابین کاتد و آند رد و بدل می شود و حاصل آن ایجاد اختلاف پتانسیل ۲ ولت در هر سلول است. پس از دشارژ باتری، با تزریق جریان به باتری، واکنش در جهت برگشت انجام می شود و باتری مجددا شارژ می گردد.

مشخصه های عملکرد باتری سرب اسیدی

هر شرکت سازنده باتری، یک کاتالوگ برای محصولات خود در نظر می گیرد که در این کاتالوگ برخی مشخصه های مهم همچون منحنی های دشارژ در نرخ جریانهای متفاوت، منحنی ولتاژ مدار باز بر حسب ظرفیت باقی مانده باتری ، تغییرات ظرفیت بر حسب دما و… آورده می شود. در اینجا برخی از مهمترین این مشخصه ها توضیح داده شده است.

منحنی دشارژ در نرخ جریان های متفاوت

شکل موج ولتاژ باتری بر حسب زمان بر اساس جریانی که از آن کشیده می شود با توجه به جهت جریان، منحنی دشارژ باتری نامیده می شود. در منحنی های دشارژ عموما محور عمودی بر حسب ولتاژ یک سلول یا ضربی از آن بر حسب تعداد سلول های باتری و محور افقی بر حسب زمان دشارژ معمولا ساعت و یا درصد وضعیت شارژ است. نمونه ای از این نمودار در تصویر زیر نشان داده شده است.

منحنی ولتاژ مدار باز بر حسب ظرفیت باقی مانده باتری

ولتاژ مدار باز بسته به دمای محیط و ظرفیت باقی مانده باتری متفاوت است. به طور کلی ، ولتاژ مدار باز با وزن مخصوص الکترولیت تعیین می شود. تخلیه باتری وزن مخصوص را کاهش می دهد. در نمودار زیر رابطه بین ولتاژ مدار باز باتری و ظرفیت باقی مانده باتری نشان داده شده است.

منحنی تغییرات ظرفیت باتری بر حسب دما

یکی از پارامترهای مهم در نگهداری باتری های سربی اسیدی دمای نگهداری آنها می باشد. کاهش دما سبب کم شدن ظرفیت باتری می شود. در واقع تاثیر دما بر روی نرخ واکنش های درون سلول می باشد و با کم شدن دما، ویسگوزیته الکترولیت بیشتر شده و در نتیجه واکنش های کمتری بین صفحات باتری رخ می دهد و سبب کم شدن ظرفیت باتری می گردد. باید توجه داشت در باتری های سربی اسیدی هرچند افزایش دما سبب افزایش ظرفیت می شود اما مشکلات دیگری مانند افزایش دشارژ خود به خود و کاهش عمر باتری را به دنبال دارد. از اینرو سازندگان باتری، بهترین محدوده دمایی برای نگهداری از باتری ها را ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی گراد پیشنهاد می کنند. در شکل زیر نمودار مربوط به تغییرات ظرفیت بر حسب دما نشان داده شده است.

برای مشاهده انواع دستگاه های تست باطری شرکت آیت تست ، استعلام قیمت بروز  و  خرید دستگاه تست باطری از حرفه ای تا پرتابل کلیک کنید.

مزایای باتری سرب اسیدی

• بسیار ارزان و از نظر ساختار و تولید آنها بسیار ساده اند.
• بیش از ۱۴۰ سال از تولید و استفاده آنها می گذرد پس بسیار قابل اتکا و اطمینان پذیری
بالایی دارند.
• در میان باتری های شارژ شونده یکی از کمترین نرخ های دشارژ خود بخودی را داراست.
• قادرند نسبت به وزنشان حجم زیادی از انرژی را آزاد کنند.
• بالاترین طول عمر را در میان گروه هم قیمت خود دارند.
• بسیار برگشت پذیر به طبیعت می باشند به گونه ای که هم اکنون بیش از ۹۸ درصد آنها
به طبیعت بازگردانده می شود.
• بیش از ۷۰ درصد راندمان دارند که بالاترین راندمان برای باتری های ۲ ولت الکترولیتی است.

همچنین بخوانید:انواع باتریهای سرب اسیدی کدام اند؟ باتری سیلد اسیدی چیست؟

معایب باتری های سرب و اسیدی

• امروزه به سبب وزن بالا و آلایندگی محیط زیستی این گونه باتری ها استفاده از آن ها به عنوان
باتری اصلی خودروهای الکتریکی در برخی کشورها منسوخ شده است.

• این باتری ها دارای لایه های نازک سرب هستند و در نتیجه نمی توانند به طور عمیق دشارژ شوند.

همچنین بخوانید:از کجا بفهمیم دینام ماشین خراب است؟

برخی از اصطلاحات مهم و رایج باتری های سرب اسیدی

• (CCA) یا (Cold Cranking Amps)

عبارت است از میزان جریانی که یک باتری نو بصورت پیوسته به مدت سی ثانیه در دمای صفر درجه فارنهایت و یا (۱۷.۸-) درجه سانتیگراد میتواند انتقال دهد. هرچه نسبت مقدار CCA بیشتر باشد، قدرت استارت زنی باتری نیز افزایش می یابد.

• ظرفیت باتری

ظرفیت اسمی باتری عبارت است از ظرفیت تخلیه آن باتری برای مدت زمان مشخص و با شدت جریان مشخص طوریکه ولتاژ نهایی پس از تخلیه از حد مشخصی پایین تر نرود. ظرفیت باتریها بر اساس آمپر ساعت بیان میشود.

• ولتاژ نهایی تخلیه

ولتاژ نهایی تخلیه مقداریست که ولتاژ باتری نباید به ازاء جریان تخلیه مشخصی از آن کمتر شود.

در انتها باید گفت که مباحث مربوط به باتریهای سرب اسیدی گسترده و متنوع می باشد و ما در اینجا تلاش کردیم دیدی کلی در رابطه با این نوع باتریها ارائه کنیم. لطفا با ارائه نظرات و پیشنهادات ارزشمند خود ما را در اطلاع رسانی هرچه بیشتر یاری کنید.