همه چیز درباره باتری خشک یا سیلداسید

پایگاه خبری دنیای برند، باتری خشک یا سیلد اسید (باتری سرب اسید هم گفته می‌شود) توسط پزشک فرانسوی گاستون پلانته در سال ۱۸۵۹ اختراع شد. باتری‌های سیلد اسید (باتری خشک) اولین باتری قابل شارژ برای استفاده تجاری بود. با وجود اینکه مدت زیادی از اختراع آنها می‌گذرد، امروزه شیمی سرب همچنان در حال استفاده گسترده است. دلایل خوبی برای محبوبیت این باتری‌ها وجود دارد: سیلد اسید قابل اعتماد و ارزان (در پایه هزینه در هر وات) است.

باتری‌های دیگری به عنوان اسید سرب وجود دارند که به ارزانی باعث ارائه قدرتی بصورت فله‌ای و حجیم می‌شوند، که این باعث می‌شود باتری مقرون به صرفه برای اتومبیل، اتومبیل گلف، لیفتراک، منابع تغذیه دریایی و UPSها باشند.

ساختار شبکه باتری سیلد اسید از یک آلیاژ سرب ساخته شده است. سرب خالص بیش از حد نرم است، بنابراین برای به دست آوردن قدرت مکانیکی و بهبود خواص الکتریکی، مقادیر کمی از فلزات دیگر به این باتری اضافه شده است. شایع‌ترین مواد افزودنی آنتیمونی، کلسیم، قلع و سلنیوم هستند. این باتری‌ها برخی مواقع با نام‌های «سرب – آنتیمون» و «سرب کلسیوم» نیز شناخته می شوند.

اضافه کردن آنتیمون و قلع چرخه عمیق شارژ و ضریب تخلیه را بهبود می‌بخشد اما این امر مصرف آب را افزایش می‌دهد و نیاز به برابری را بالا می رود. کلسیم تخلیه خود را کاهش می‌دهد، اما صفحه سرب – کلسیم مثبت اثر جانبی رشد بیش از حدی به دلیل اکسیداسیون شبکه در هنگام شارژ دارد. در باتری های سیلد اسید (خشک) مدرن نیز از عوامل تقویت‌کننده مانند سلنیوم، کادمیوم، قلع و آرسنیک برای پایین آوردن آنتیمون و محتوای کلسیم استفاده می‌کنند.

باتری سیلد اسید سنگین است و در زمانی که چرخه مصرف بالاست دوام کمتری را نسبت به سیستم‌های مبتنی بر نیکل و لیتیوم دارند. یک تخلیه کامل باعث پالایش باتری می شود و هر چرخه تخلیه/شارژ به طور دائم انجام شود باتری مقدار کمی ظرفیت مصرف می‌کند. این از دست دادن جزیی است در حالی که باتری در وضعیت عملیاتی خوبی قرار دارد، اما محو شدن یک بار کاهش عملکرد به نیمی از ظرفیت اسمی افزایش می‌یابد. این ویژگی سایش کردن در مورد تمام باتری‌ها در درجات مختلف صدق می‌کند.

بسته به عمق چرخه تخلیه/شارژ،سیلد اسید برای کاربردهای چرخه عمیق، ۲۰۰ تا ۳۰۰ چرخه تخلیه/بار را فراهم می‌کند. دلایل اولیه برای عمر چرخه نسبتا کوتاه آن، خوردگی شبکه بر روی الکترود مثبت، تهی شدن مواد فعال و گسترش صفحات مثبت است. این پدیده پیری در دماهای عملیاتی بالا و هنگام بوجود آوردن جریان‌های تخلیه بالا شتاب می‌گیرد.

شارژ یک باتری سیلد اسید ساده است، اما حدود ولتاژ صحیح باید رعایت شود. انتخاب حد ولتاژ پایین، از باتری محافظت می‌کند، اما این کار عملکرد ضعیفی تولید می‌کند و باعث ایجاد سولفات بر روی صفحه منفی می‌شود. شارژ با ولتاژ بالا عملکرد را بهبود می‌بخشد اما خوردگی بر روی صفحه مثبت ایجاد می‌کند. در حالی که سولفات در صورت سرویس‌دهی در زمان می‌تواند معکوس شود، خوردگی دائمی است.

باتری سیلد اسید سریع شارژ نمی‌شود و در بیشتر موارد، یک بار شارژ کامل ۱۴ تا ۱۶ ساعت طول می‌کشد.

این باتری‌ها باید همیشه بصورت کامل شارژ شوند، شارژ پایین باعث سولفاته شدن باتری می‌شود و عملکرد باتری را کاهش می‌دهد. اضافه کردن کربن بر روی الکترود منفی این مشکل را کاهش می‌دهد اما این کار از انرژی باتری می‌کاهد.

باتری خشک طول عمر متوسطی دارد، اما آنطور که باتری‌های مبتنی بر نیکل هستند مشمول حافظه نمی شود و ماندگاری شارژ باتری‌های خشک در میان سایر باتری‌های قابل شارژ بهتر است. در حالی که باتری‌های نیکل کادمیوم تقریباً ۴۰ درصد از انرژی ذخیره شده خود را در سه ماه از دست می‌دهد، اسید سرب همان مقدار را در یک سال از دست می‌دهد. باتری سیلد اسید در دماهای سرد به خوبی کار می‌کند و در هنگام فعالیت در شرایط دمایی زیر صفر از یون لیتیوم برتر است.

اسید سرب مهر و موم شده

باتری اسیدی مهم و موم شده (Sealed Lead Acid Battery) در اواسط دهه ۱۹۷۰ پدیدار شد. مهندسان استدلال می‌کردند که اصطلاح «اسید سرب مهر و موم شده» یک نام بی‌مسما است زیرا هیچ باتری اسید سرب را نمی‌توان کاملاً مهر و موم کرد. برای کنترل تهویه در طول شارژ و تخلیه، دریچه‌هایی اضافه شدند که در صورت ایجاد فشار، گازها را آزاد می‌کنند. الکترولیت به جای فرورفتن صفحات در یک مایع، به یک جداکننده مرطوب آغشته شد، طرحی که شبیه سیستم‌های مبتنی بر نیکل و لیتیوم است. این کار باتری را به جهت‌گیری فیزیکی بدون نشت قادر می‌سازد.
باتری مهر و موم شده حاوی الکترولیت کمتری نسبت به نوع معمولی است، از این رو اصطلاح «اسید گرسنه» (Acid-starved) به آن اطلاق می‌شود. شاید مهم‌ترین مزیت اسید سرب مهر و موم شده، توانایی ترکیب اکسیژن و هیدروژن برای ایجاد آب و جلوگیری از خشک شدن در طول چرخه انرژی باشد. سوپاپ به عنوان یک دریچه ایمنی در صورت بالا رفتن و تجمع گاز عمل می‌کند. از تهویه دستی مکرر باتری باید اجتناب شود، چون این امر نهایتا منجر به خشک شدن باتری خواهد شد.
چندین نوع اسید سرب مهر و موم شده ارائه شده‌اند و شایع‌ترین آن‌ها ژل‌ها هستند که با نام های اسید سرب تنظیم‌شده یا (VRLA) و باتری حصیری شیشه‌ای جاذب (AGM) نیز شناخته می‌شوند.

سلول ژل حاوی ماده‌ای از نوع سیلیس است که الکترولیت را در یک خمیر معلق می‌کند. بسته‌های کوچکتر با امکانات تا ۳۰ آمپر اغلب SLA (اسید سرب مهر و موم شده) نامیده می‌شوند که در یک ظرف پلاستیکی بسته‌بندی شده‌اند.
این باتری‌ها برای UPSهای کوچک، روشنایی اضطراری و صندلی چرخدار برقی استفاده می‌شوند. قیمت پایین و هزینه تعمیر و نگهداری مقرون به صرفه، باتری‌های SLA (اسیدهای سرب مهر وموم شده) را انتخاب ارجح برای بهداشت و درمان در بیمارستان‌ها و خانه‌های بازنشستگی کرده است. باتری‌های اسیدی VRLA بزرگ‌تر، به عنوان پشتیبان قدرت برای دکل‌های موبایل، هاب‌های اینترنت، بانک‌ها، بیمارستان‌ها و فرودگاه ها بیشتر استفاده می‌شوند.
در باتری‌های سیلد اسید AGMالکترولیت را در یک حصیر شیشه‌ای ویژه معلق می‌کنند. این عمل مزایای متعددی برای سرب سیستم‌های اسید از جمله شارژ سریع تر و جریان بار فوری بالا ارائه می دهد. AGM بهترین کار را به عنوان یک باتری میان برد با ظرفیت‌های ۳۰ تا ۱۰۰ آمپر/ساعت انجام می‌دهد و برای سیستم‌های بزرگ مانند UPS کمتر مناسب است. این باتری‌ها مورد استفاده‌ مانند باتری‌های استارت برای موتورسیکلت ها و عمل حرکت و توقف برای اتومبیل‌های میکرو هیبریدی و می‌باشند.

باتری‌های استارت

باتری استارت برای بکارانداختن یک موتور با بار لحظه‌ای و قدرت بالا که یک ثانیه یا بیشتر به طول انجامید طراحی شده است. این باتری‌ها قادر به ارائه جریان بالا هستند، اما برای یک چرخه عمیق مناسب نیستند. باتری‌های استارت با Ah یا RS (ظرفیت ذخیره) و همچنین CCA (آمپرهای کرانکینگ سرد) – برای نشان دادن جریانی که یک باتری‌ می‌تواند در دمای سرد تحویل دهد – امتیازدهی می‌شوند.

باتری‌های استارت مقاومت داخلی بسیار پایینی دارند که با اضافه کردن صفحات اضافی برای حداکثر انرژی به دست می‌آید. صفحات نازک هستند و سرب به شکل اسفنج مانندی اعمال می‌شود که ظاهر فوم ریز را دارد و سطح را بیشتر گسترش می‌دهد. ضخامت صفحاتی که برای یک باتری چرخه عمیق مهم است، در اینجا کمتر اهمیت دارد چرا که تخلیه کوتاه است و باتری در هنگام رانندگی شارژمی‌شود و تاکید بر قدرت است تا ظرفیت.

باتری Deep Cycle یا چرخه عمیق

باتری چرخه عمیق یا دیپ سایکل (Deep Cycle) برای فراهم کردن قدرت مداوم برای صندلی چرخدار، اتومبیل گلف، لیفتراک و غیره ساخته شده است. این باتری برای حداکثر ظرفیت و تعداد چرخه منطقی بالا (بارها شارژ شدن و تخلیه شدن) ساخته شده است، که با ساخت صفحات سرب ضخیم به بدست می‌آید. یک باتری استارت را نمی توان با باتری چرخه عمیق جایگزین کرد یا برعکس.

اگرچه باتری برای شارژ و تخلیه مداوم طراحی شده است، اما تخلیه کامل به باتری فشار وارد می‌کند و عمر باتری به عمق تخلیه (DoD) وابسته است.

باتری‌های ترکیبی استارت/دیپ سایکل برای کامیون‌ها، اتوبوس‌ها و خودروهای نظامی تولید می‌شوند و بسیار بزرگ و سنگین هستند. به عنوان یک دستورالعمل ساده، هر چه باتری سنگین تر باشد، سرب بیشتری در بر دارد، و دوام بیشتری خواهد داشت.

باتری چرخه عمیق چگونه عمل می‌کند؟

دقیقا مانند هر نوع باتری دیگر، باتری‌های چرخه عمیق شامل سه جزء اصلی هستند: کاتد، آند و الکترولیت. واکنش شیمیایی که در سلول باتری اتفاق می‌افتد، یک الکترون آزاد را در آند ایجاد کرده و در قسمت کاتد با واکنش الکترو شیمیایی الکترون‌ها کاهش پیدا می‌کنند (یک واکنش شیمیایی که باعث انتقال الکترون بین مولکول‌ها می‌شود).
واکنش‌های شیمیایی که در هر الکترود اتفاق می‌افتد، موجب اختلاف ولتاژ در آنها شده و درنتیجه جریان در باتری ایجاد می‌شود.

سرزمین باتری
فروش و نقد و بررسی باتری
خرید انواع باتری سیلد اسید با بهترین قیمت در سرزمین باتری

 

این مطلب، خبرآگهی است و پایگاه خبری دنیای برند درباره محتوای آن هیچ نظری ندارد.