تبلیغات
باطری خودرو سبک و سنگین - اطلاعاتی از باتری.
تاریخ : دوشنبه 16 اردیبهشت 1392 | 11:42 ب.ظ | نویسنده : حسین وفادوست

●یک باتری چگونه ساخته می شود؟

یک باتری سرب ـ اسیدی از ۶ خانه (cell) ساخته شده است که هر خانه ولتاژی حدود ۱۱/۲ تولید می کند. این خانه ها به صورت موازی از ترمینال مثبت اولین سل به ترمینال منفی دومین سل و به همین ترتیب تا آخرین سل با هم ارتباط دارند.

 

در هر سل المنتی وجود دارد که حاوی صفحات مثبتی است که به صورت سری به هم متصل شده اند و نیز صفحات منفی که به صورت سری با هم ارتباط دارند. این دسته صفحات با صفحات عایق الکتریکی که سپراتورها یا پاکت های ساخته شده از مواد متخلخل هستند، از هم جدا شده اند که در واقع بین صفحات مثبت (معمولاَ نارنجی روشن) و صفحات منفی (معمولاً خاکستری مایل به سیاه) فضایی ایجاد می کند تا از اتصال کوتاه بین آنها و تخلیه باتری جلوگیری شود. همان طوری که در شکل مشاهده می شود، صفحات سپراتور به صورت یک در میان بین صفحات مثبت و منفی قرار گرفته اند.

 

امروزه متداول ترین صفحه ای که در صنایع باتری سازی به کار می رود، شبکه فلزی است که به عنوان پایه ای برای قرار گرفتن خمیری از مواد متخلخل فعال استفاده می شود. بعد از عمل آوری (Curing) صفحات آنها را به صورت دسته صفحه در می آورند و سپس داخل خانه های جلد (Case) که از جنس لاستیک سخت یا پلی پروپیلن سخت با دانسیته بالا هستند، قرار می دهند. صفحات مثبت خانه ها به طور موازی به ترمینال مثبت و صفحات منفی به طور موازی به ترمینال منفی متصل شده اند.

 

بعضی از باتری ها به جای اکسید سرب خمیر شده (Pasted) از سرب جامد بسیار گران قیمت به شکل استوانه ای (صفحه مارپیچی)، منچکس (دکمه هایی که روی شبکه قرار می گیرد) یا سرب جامد لوله ای و یا صفحات مثبت منشوری شکل ساخته شده از سرب جامد استفاده می کنند. سپس داخل باتری را از اسید سولفوریک رقیق پر می کنند. شارژ اولیه باتری به منظور تبدیل اکسید سرب زرد (Pbo یا لیتارژ) صفحات مثبت (کاتد) به پروکساید (Pbo۲) که معمولاً قهوه ای تیره یا سیاه است، صورت می گیرد. مواد فعال صفحات خمیرمالی شده منفی (آند) از سرب اسفنجی است که ساختار بسیار متخلخلی دارد و خاکستری متمایل به سیاه می باشد. اگر سرب اسفنجی با یک شیء سخت ساییده شود، رنگ آن نقره ای خواهد شد. الکترولیت نیز به باتری اضافه و شارژ نهایی به آن داده می شود. باتری شارژ شده باتری سرب ـ اسیدی مرطوبی به همراه الکترولیت و «باتری خشک» بدون الکترولیت است اگر باتری به صورت خشک فروخته شود، الکترولیت یا اسید باتری به آن افزوده و جذب صفحات شده، باتری شارژ می شود و سپس مورد استفاده قرار می گیرد. باتری خشک به نگهداری چندانی تا زمان فروش نیاز ندارد و انبارداری آن بسیار آسانتر از باتری های مرطوب است.

 

در ساختمان باتری می بایست به دو ویژگی مهم یعنی «تخلخل» و «نفوذ» توجه شود. منظور از تخلخل، حفره ها و تونل های سطح صفحه است که باعث ورود اسید سولفوریک به درون صفحات می شود. نفوذ هم در اینجا به معنی پوشاندن، به هم زدن و مخلوط کردن یک سیال با سیال دیگر است. زمانی که از باتری استفاده می کنید، اسید تازه می بایست با مواد موجود روی صفحه در تماس باشد و آب تولید شده نیز از سطح صفحات جمع آوری شود. روزنه های بزرگتر یا الکترولیت گرمتر به نفوذ بهتر منجر می شود.

 

●یک باتری چگونه کار می کند؟

 

فرایندهای تخلیه (Discharge)

Pbo۲ + Pb + ۲h۲so۴ ۲PbSO۴ + H۲O

 

فرایندهای شارژ

۲PbSO۴ + H۲O PbO۲ + Pb + ۲H۲SO۴

 

یک باتری از دو نوع فلز متفاوت و به صورت یک در میان نظیر اکسید سرب (PbO۲) در صفحات مثبت و سرب اسفنجی (Pb) در صفحات منفی تشکیل شده است. این فلزات در الکترولیت که همان اسید سولفوریک رقیق است غوطه ورند.

 

بسته به نوع فلزات و الکترولیت به کار رفته، خروجی هر خانه (سله) مشخص خواهد شد. در نمونه معمولی باتری سرب ـ اسیدی کامل شارژ شده، ولتاژ هر سله حدود ۱۱/۲ ولت است. واکنش شیمیایی بین فلزات و الکترولیت (اسید باتری) به ایجاد انرژی الکتریکی منجر می شود. به محض این که یک بار الکتریکی، به طور مثال یک موتور استارتری در مسیر باتری قرار گیرد، انرژی از باتری جریان می یابد و مدار بین ترمینال مثبت (که به صفحات مثبت متصل شده) و ترمینال منفی (که به صفحات منفی متصل شده) را کامل می کند. جریان الکتریکی ایجاد شده توسط یون ها بین صفحات باتری و از طریق الکترون ها در مدار خارجی برقرار می شود.

 

عملکرد باتری سرب ـ اسیدی براساس مواد شیمیایی به کار رفته، نمودار حالت شارژ (SoC) ، درجه حرارت، تخلخل، نفوذ و بار الکتریکی تعیین می شود. هر سیکل در واقع مرکب از یک واکنش شارژ و یک واکنش دشارژ است.

 

●باتری چگونه از کار می افتد؟

زمانی که مواد فعال موجود روی صفحات باتری نتوانند یک جریان تخلیه (Discharge) را تحمل کنند، باتری خودرو به اصطلاح می میرد. به طور معمول یک باتری تا وقتی مواد فعال صفحات مثبت به دلیل انقباض و انبساط ایجاد شده بر اثر سیکل های شارژ و تخلیه پوسته پوسته شوند، عمر می کند. این حالت افت ظرفیت الکتریکی صفحات و ایجاد رسوب قهوه ای رنگی (لجن) را به دنبال دارد که در انتهای جلد باتری ته نشین می شود. البته وجود لجن نیز باعث اتصال کوتاه و تخلیه باتری می شود.

 

در شرایط آب و هوایی گرم، افزایش وزن صفحات مثبت و خوردگی شبکه مثبت، انقباض شبکه منفی، تاب برداشتن صفحات و یا تبخیر آب باعث از کار افتادن باتری می شود. عواملی نظیر تخلیه های طولانی مدت، گرما، لرزش، شارژ سریع و شارژ بیش از حد ظرفیت نیز همگی مرگ باتری را سرعت می بخشند. تقریباً در ۵۰ درصد، موارد اولین و اصلی ترین دلیل از کارافتادگی پیش از موقع باتری تبخیر آب است که از گرمای بسیار زیاد کاپوت یا شارژ بیش از حد ظرفیت باتری ناشی می شود. همچنین افزایش وزن صفحات مثبت و زیر شارژ بودن باتری باعث سولفاتاسیون و ضعف عملکرد باتری می شود. در باتری های استارتری و سیکل طولانی که هفته به هفته به کار نروند تا حدود ۸۵ درصد احتمال سولفاتاسیون وجود دارد.

 

برای یک باتری که مدت زمان طولانی نگهداری شده یا زیر شارژ قرار گرفته است، زمانی که SoC به کمتر از ۱۰۰ درصد افت کند، سولفاتاسیون اتفاق می افتد. کریستال های سخت سولفات سرب منافذ و پوشش صفحات را پر می کنند. شارژ دوباره یک باتری سولفاته شده مثل تلاش برای شستن دست هایی است که دستکش داشته باشند.

 

شرکت جانسون کنترلز مطابق بررسی هایی که روی باتری های مستعمل در آب و هوای گرم (بدترین وضعیت موجود برای یک باتری) انجام داد، مشخص کرد عمر متوسط باتری خودرو در این شرایط دمایی ۳۷ ماه است. تحقیق جداگانه BCI در امریکای شمالی میزان متوسط عمر را ۴۸ ماه تخمین زده و مطالعات مؤسسه Interstate Batteries نیز عمر تخمینی در گرمای شدید و طاقت فرسا را ۳۰ ماه دانسته است. اگر عمر باتری شما بیش از سه سال است و در منطقه ای با آب و هوای گرم ساکن هستید، باتری احتمالاً بیش از حد انتظارتان عمر خواهد کرد. استارت خوردن غیرعادی و نامناسب به خصوص در یک روز سرد علامت دیگری است برای این که باتری شما در حال خراب شدن است و باید دوباره شارژ شده، شارژ سطحی برطرف و بار تحمیلی به سیستم آزمایش شود. ضعف باتری در اغلب موارد در زمان های بسیار نامناسب اتفاق می افتد که در چنین وضعیتی می بایست باتری دیگری خریداری کنید یا در حالت اضطراری برای استارت اولیه، ماشین را بکسل کنید یا هل دهید.

 

بیشتر باتری های معیوبی که در طول مدت زمان گارانتی برگردانده می شوند، سالم هستند و ایرادی ندارند. لذا این موضوع به طور جدی به برخی فروشندگان باتری های جدید که نمی دانند می بایست زمان کافی برای شارژ کامل و تست باتری ها اختصاص دهند، گوشزد می شود. برای رفع این مشکل می توان از تسترهای باتری مثل نمونه هایی که توسط میدترونیکس و کادکس ساخته می شود، استفاده کرد. این تسترها برای پیش بینی ظرفیت باتری ها بدون این که به شارژ کامل آنها در ابتدا نیاز باشد، به کار می روند.

 

●چرا باتری ها از قسمت منفی به زمین متصل می شوند؟

این موضوع ثابت شده است خودروهایی که به صورت مثبت به زمین متصل شده اند، آمادگی آسیب دیدن از ناحیه شاسی و خوردگی بدنه آنها بیش از خودروهایی است که به صورت منفی به زمین متصل هستند. علت آن هم بسیار ساده است زیرا خوردگی فلزی، یک فرایند الکترولیتی است که در آن آند یا الکترود مثبت (بدنه خودرو) قربانی کاتد شده، دچار خوردگی می شود. این واکنش در «حفاظت کاتدیک» کشتی های بدنه استیل و خط لوله های زیرزمینی که در آنها مقدار کمی فلزات نجیب و مقدار بیشتری فلزات الکترونگاتیو نظیر منیزیم یا آلومینیم وجود دارد به کار می رود تا آنها به جای استیل خورده شوند و در نتیجه از خوردگی بدنه اصلی جلوگیری به عمل آید.

تمام.


برچسب ها: باتری چیست، فروش باتری، یو پی اس چیست، تعمیر یو پی اس، پنل خورشیدی، solar panel، ups،

  • کوه
  • فال حافظ
  • ضایعات