แนวคิดเกี่ยวกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

1. นิยามพื้นฐาน

พลังงานไฟฟ้าสามารถได้มาจากการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของพลังงานในรูปแบบต่างๆ หนึ่งในนั้นคืออุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปมักเรียกสั้นๆ ว่าแบตเตอรี่ แบตเตอรี่สามารถแบ่งออกเป็นแบตเตอรี่ปฐมภูมิและแบตเตอรี่เก็บสะสมพลังงาน

แบตเตอรี่ปฐมภูมิ หรือที่รู้จักกันในชื่อแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้ง คือแบตเตอรี่ที่สารออกฤทธิ์ภายในไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วยการชาร์จหลังจากใช้งานหมดแล้ว

แบตเตอรี่ที่สามารถสร้างสารออกฤทธิ์ภายในขึ้นใหม่ได้โดยการชาร์จหลังจากคายประจุ เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปพลังงานเคมี และแปลงพลังงานเคมีกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าเมื่อต้องการคายประจุ เรียกว่า แบตเตอรี่เก็บประจุ หรือที่รู้จักกันในชื่อแบตเตอรี่รอง

2. ศัพท์เทคนิคทั่วไป

การชาร์จ: กระบวนการที่แบตเตอรี่ได้รับพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงอื่น เรียกว่า การชาร์จ

การคายประจุ: เมื่อแบตเตอรี่ปล่อยพลังงานไฟฟ้าไปยังวงจรภายนอก จะเรียกว่าการคายประจุ

การชาร์จและการคายประจุแบบลอยตัว: เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อแบบขนานกับแหล่งจ่ายไฟ DC อีกแหล่งหนึ่งและจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังวงจรภายนอก จะเรียกว่าการชาร์จและการคายประจุแบบลอยตัว สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ต่อเนื่อง แบตเตอรี่ที่ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองจะอยู่ในสถานะการคายประจุแบบนี้ทั้งหมด

แรงเคลื่อนไฟฟ้า: ความต่างศักย์ที่วัดได้ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเมื่อวงจรภายนอกถูกตัดการเชื่อมต่อ กล่าวคือ เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านแบตเตอรี่ เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่

แรงดันขั้ว: ความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่หลังจากวงจรปิดแล้ว เรียกว่าแรงดันแบตเตอรี่หรือแรงดันขั้ว

ความจุแอมแปร์-ชั่วโมง: หน่วยของความจุแบตเตอรี่คือแอมแปร์-ชั่วโมง นั่นคือ ความจุแบตเตอรี่ Q (แอมแปร์-ชั่วโมง) = i-discharge × t-discharge โดยที่ i-discharge คือกระแสไฟฟ้าที่คายประจุ (แอมแปร์-ชั่วโมง)

t คือระยะเวลาการคายประจุ (หน่วยเป็นชั่วโมง)

ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (ประสิทธิภาพแอมแปร์-ชั่วโมง): อัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าขาออกต่อกำลังไฟฟ้าขาเข้า เรียกว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแบตเตอรี่ หรือที่รู้จักกันในชื่อประสิทธิภาพแอมแปร์-ชั่วโมง

ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (%) = (Q คายประจุ ÷ Q ชาร์จประจุ) × 100% = (I คายประจุ × t คายประจุ) ÷ (I ชาร์จประจุ × I ชาร์จประจุ) × 100%

Q-discharge และ Q-charge คือความจุในการคายประจุและประจุ (แอมแปร์-ชั่วโมง) ตามลำดับ

การคายประจุอิสระ: การสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ที่เกิดจากการทำงานเพียงบางส่วนของแบตเตอรี่ อัตราส่วนของความจุที่สูญเสียไปต่อความจุก่อนการใช้งานเรียกว่าอัตราการคายประจุอิสระของแบตเตอรี่

อัตราการคายทิ้งโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย (%) = (Q1 – Q2) ÷Q1×100%

Q1 แสดงถึงความสามารถในการคายประจุไฟฟ้าก่อนการติดตั้ง (แอมแปร์-ชั่วโมง)

Q2 แสดงถึงความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าหลังการติดตั้ง (แอมแปร์-ชั่วโมง)

อายุการใช้งาน: ทุกครั้งที่แบตเตอรี่ถูกชาร์จหรือคายประจุ จะเรียกว่ารอบการชาร์จ-คายประจุ จำนวนรอบการชาร์จ-คายประจุที่แบตเตอรี่สามารถทำได้โดยยังคงรักษาระดับความจุไฟฟ้าไว้ได้ เรียกว่าอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

(2) แบตเตอรี่ตะกั่วกรด

1. คำจำกัดความ

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่เก็บประจุชนิดหนึ่ง คุณสมบัติหลักคือใช้กรดซัลฟิวริกเจือจางเป็นอิเล็กโทรไลต์ และใช้ตะกั่วไดออกไซด์และตะกั่วเหลวเป็นขั้วบวกและขั้วลบตามลำดับ จัดเป็นแบตเตอรี่เก็บประจุที่เป็นกรด

2. การจำแนกประเภท

ตามโครงสร้างของแผ่นแบตเตอรี่ สามารถแบ่งออกได้เป็นแบตเตอรี่แบบมีโครงสร้าง แบตเตอรี่แบบเคลือบด้วยสารประกอบ และแบตเตอรี่แบบท่อ

ตามลักษณะของฝาครอบและโครงสร้างของแบตเตอรี่ สามารถแบ่งออกเป็นแบบปากเปิด แบบมีช่องระบายอากาศ แบบทนกรดและทนการระเบิด และแบบปิดผนึกควบคุมด้วยวาล์ว

แบ่งประเภทแบตเตอรี่ตามวิธีการบำรุงรักษา ได้แก่ แบตเตอรี่แบบธรรมดา แบตเตอรี่แบบบำรุงรักษาน้อย และแบตเตอรี่แบบไม่ต้องบำรุงรักษา

ตามมาตรฐานและข้อบังคับที่เกี่ยวข้องในประเทศของเรา ผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่หลักๆ ได้แก่:

แบตเตอรี่สตาร์ท: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับสตาร์ทเครื่องยนต์และให้แสงสว่างในรถยนต์ รถแทรกเตอร์ เรือเครื่องยนต์ดีเซล ฯลฯ

แบตเตอรี่แบบติดตั้งถาวร: ส่วนใหญ่ใช้ในระบบสื่อสาร โรงไฟฟ้า และระบบคอมพิวเตอร์ เป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับการบำรุงรักษาและการควบคุมอัตโนมัติ

แบตเตอรี่แบบขับเคลื่อน: ส่วนใหญ่ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าต่างๆ เช่น รถยก รถตัก เป็นต้น

แบตเตอรี่สำหรับรถไฟ: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับจ่ายไฟเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์และให้แสงสว่างในหัวรถจักรดีเซล หัวรถจักรไฟฟ้า และรถโดยสารบนทางรถไฟ

แบตเตอรี่รถจักรยานยนต์: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับสตาร์ทและให้แสงสว่างแก่รถจักรยานยนต์ขนาดต่างๆ

แบตเตอรี่สำหรับเหมืองถ่านหิน: ส่วนใหญ่ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับขับเคลื่อนหัวรถจักรไฟฟ้า

แบตเตอรี่เก็บพลังงาน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเก็บพลังงานไฟฟ้าในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมและพลังงานน้ำ

3. โครงสร้างพื้นฐาน: แบตเตอรี่ตะกั่วกรดประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

1. ร่องยางแข็ง 2. แผ่นขั้วลบ 3. แผ่นขั้วบวก 4. แผ่นกั้น 5. อานม้า 6. บัสบาร์

7. กาวปิดผนึก 8. ฝาครอบกล่องแบตเตอรี่ 9. แถบเชื่อมต่อ 10. ขั้วต่อ 11. จุกปิดท่อไอเสีย

แผ่นบวกและแผ่นลบ

แผ่นของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดสามารถจำแนกได้เป็นสี่ประเภทตามโครงสร้างและวิธีการขึ้นรูปวัสดุที่ใช้งานอยู่ ได้แก่ แผ่นเคลือบวาง แผ่นทรงกระบอก แผ่นขึ้นรูป และแผ่นกึ่งขึ้นรูป แผ่นเคลือบวางประกอบด้วยตะแกรงและวัสดุที่ใช้งานอยู่ หน้าที่ของตะแกรงคือการรองรับวัสดุที่ใช้งานอยู่และนำกระแสไฟฟ้า รวมถึงกระจายกระแสไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ วัสดุของตะแกรงทำจากโลหะผสมตะกั่ว-แอนติมอนีทั่วไป ในขณะที่แบตเตอรี่แบบไม่ต้องบำรุงรักษาจะใช้โลหะผสมตะกั่ว-แคลเซียม ส่วนประกอบหลักของวัสดุที่ใช้งานอยู่ของขั้วบวกคือตะกั่วไดออกไซด์ และส่วนประกอบหลักของวัสดุที่ใช้งานอยู่ของขั้วลบคือตะกั่วเหลว

พาร์ติชั่น

แผ่นกั้นแบตเตอรี่ทำจากวัสดุต่างๆ เช่น ยางที่มีรูพรุนขนาดเล็กและใยแก้ว หน้าที่หลักของแผ่นกั้นเหล่านี้คือ:

หลีกเลี่ยงการลัดวงจรระหว่างแผ่นขั้วบวกและแผ่นขั้วลบ ช่วยให้ไอออนบวกและไอออนลบในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ไหลผ่านได้อย่างราบรื่น ลดการหลุดร่วงของวัสดุที่ใช้งานอยู่บนแผ่นขั้วบวกและแผ่นขั้วลบเพื่อป้องกันความเสียหายต่อแผ่นขั้วบวกและแผ่นขั้วลบเนื่องจากการสั่นสะเทือน

อิเล็กโทรไลต์

สารอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนประกอบสำคัญของแบตเตอรี่เก็บประจุ หน้าที่ของมันคือการนำกระแสไฟฟ้าและมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า

สารละลายอิเล็กโทรไลต์เตรียมจากกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและน้ำบริสุทธิ์ (น้ำปราศจากไอออน) ความบริสุทธิ์และความหนาแน่นของสารละลายอิเล็กโทรไลต์มีผลอย่างมากต่อความจุและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

หากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โปรดติดต่อทีมงาน Beidou Power เรามีประสบการณ์มากกว่าสิบปีในการผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า พร้อมทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญพร้อมให้บริการ เลือก Beidou Power คือการเลือกที่มั่นใจได้ ยินดีต้อนรับการตรวจสอบโรงงาน ณ สถานที่จริง