Grundstruktur und Grundlagen der Bleibatterie

Obwohl Lithiumbatterien in den letzten zwei Jahren auf dem Markt sehr beliebt waren, besteht im Bereich der elektrischen Dreiräder seit geraumer Zeit kein Zweifel daran, dass Bleibatterien ihre beherrschende Stellung im Wettbewerb beibehalten werden.

Mit anderen Worten: Bleibatterien sind die Basis für Elektrodreiräder. Als Branchenkenner der Elektrodreiräder werde ich Ihnen heute mehr über die Struktur und Grundlagen von Bleibatterien erzählen.

Blei-Säure-Batterien bestehen aus wichtigen Teilen wie positiven und negativen Platten, Separatoren, Kunststoffbehältern, Polen undSicherheitsventile. Die Nennspannung jeder einzelnen Zelle beträgt 2 V, daher besteht eine 6-V- oder 12-V-Blei-Säure-Luftbatterie im Allgemeinen aus 3 oder 6 Zellen in Paketen. Eine Reihe unabhängiger Zellen wird in Paketen zu einer vollständigen Batterie zusammengebaut, die als Autostromversorgung dient.

Hier ist ein genauerer Blick auf die Komponenten einer Bleibatterie.

1. Batterieplattengruppe

Die Batterieplattengruppe ist das Kernstück der Batterie, da ihre Aufgabe darin besteht, die geladene elektrische Energie aufzunehmen und die nach außen abgegebene elektrische Energie abzugeben. Sie ist in zwei Arten von positiven und negativen Platten unterteilt. Die Platte besteht aus Gitter und aktivem Material. Dünne Platten haben eine höhere spezifische Kapazität (die Kapazität, die durch die Größe der Platte bereitgestellt wird) und verbessern die Leistung für den Starter. Der Lade- und Entladevorgang der Batterie wird durch die elektrochemische Reaktion zwischen den aktiven Substanzen auf den Platten und dem Elektrolyt erreicht.

Die Aufgabe des Gitters besteht darin, die aktiven Substanzen aufzunehmen, die zusammengeklebt werden, um die Platte zu bilden. Das Material des Gitters besteht hauptsächlich aus einer Blei-Antimon-Legierung, die 5 bis 7 % Blei enthält. Durch die Zugabe von Blei zum Gitter können wir die Gussleistung und die mechanische Festigkeit verbessern, aber es beschleunigt die Ausfällung von Wasserstoff, was zu einer automatischen Entladung führt, was letztendlich zu einem schnellen Verbrauch des Elektrolyts und einer kurzen Lebensdauer der Batterie führt.

Der aktive Stoff ist die Hauptkomponente der elektrochemischen Reaktion. Wenn der Formierungsprozess abgeschlossen ist (der Umwandlungsprozess der aktiven Stoffe auf den positiven und negativen Platten wird Formierungsprozess genannt), verfärbt sich das poröse Bleidioxid (PbO₂) der aktiven Stoffe auf der Oberfläche der positiven Platte meist rötlich-braun und das schwammige reine Blei (Ph) nimmt eine gräulich-bronzefarbene Farbe an.

Wenn sowohl positive als auch negative Platten in den Elektrolyten eingetaucht werden, erhalten Sie eine elektromotorische Kraft (EMK) von 2 V. Um die Kapazität der Batterie zu erhöhen, legen wir häufig mehr positive und negative Platten in das Batteriegehäuse, um eine Zelle mit großer Kapazität zusammenzusetzen. Aufgrund der schlechten mechanischen Eigenschaften der positiven Platte kommt es beim Aktivieren der Batterie zu einigen Unterschieden zwischen den beiden Plattenseiten. Diese Inkonsistenz führt zu einer bogenartigen Verformung oder zum Ablösen der aktiven Substanzen. Aus diesem Grund legen wir immer eine zusätzliche negative Platte in eine Zelle, um die elektrische Entladung auszugleichen.

2. Batterietrenner

Die Rolle derBatterietrennerbesteht darin, die positiven und negativen Platten zu trennen, die in die Schwefelsäurelösung eingetaucht sind. Um das Volumen der Batterie zu verringern, sollten positive und negative Platten eng beieinander liegen. Außerdem sollten wir sicherstellen, dass positive und negative Platten durch Isolierschichten getrennt sind, die normalerweise aus Gummi, Kunststoff, Glas, Fasern und anderen Isoliermaterialien bestehen.

Außer seiner isolierenden Funktion zwischen den positiven und negativen Platten ermöglicht es den positiven und negativen Ionen im Elektrolyt, ungehindert durchzufließen, verlangsamt das Freisetzen der aktiven Substanzen der positiven und negativen Platten und schützt die positiven Platten vor Vibrationsschäden. Daher muss der Separator folgende Standards erfüllen: 60 % Abdeckung der Luftlöcher, kleine Öffnung, säurebeständig, enthält ungefährliche Substanzen, robust, geringer Widerstand im Elektrolyt mit chemischen Stabilitätseigenschaften usw. Beim Zusammenbau der Batterie muss die Seite mit den Rillen senkrecht zum Boden des Batteriegehäuses stehen, da die chemische Reaktion der positiven Platten beim Lade- und Entladevorgang heftig wird. Die Rillen ermöglichen ein ungehindertes Auf- und Abfließen des Elektrolyts und lassen die Luftblasen nach oben und unten zirkulieren und den freigesetzten Teil der aktiven Substanzen speichern.

In den letzten Jahren haben einige Hersteller auch hüllenförmige Separatoren zur Abdeckung der positiven Platte hergestellt, die das Austreten der Wirkstoffe wirksam verhindern können.

3. Elektrolyt

Elektrolyt kann die Ionisierung der aktiven Substanzen der Platten auslösen und so eine elektrochemische Reaktion auslösen. Der Elektrolyt besteht aus batteriespezifischer Schwefelsäure und destilliertem Wasser in einem bestimmten Verhältnis. Der übliche Elektrolyt für Blei-Säure-Autobatterien ist verdünnte Schwefelsäure mit einer Dichte von (1,280 ± 0,010) g/cm³ (25 °C).

Die Dichte des Elektrolyten hat großen Einfluss auf die Leistung und Lebensdauer der Batterie. Um die Kapazität der Batterie zu erhöhen und den Gefrierpunkt des Elektrolyten zu senken, muss die Dichte des Elektrolyten erhöht werden. Eine höhere Dichte führt jedoch zu einer erhöhten Viskosität, was die Kapazität der Batterie verringert. Außerdem muss der Dichtewert des Elektrolyten unter verschiedenen klimatischen Bedingungen angegeben werden.

Im Allgemeinen ändert sich die Dichte bei jeder Temperaturänderung von 1 °C um 0,0007 g/cm³. Wenn die Temperatur des Elektrolyten steigt, nimmt die Dichte ab; wenn die Temperatur sinkt, nimmt die Dichte zu. Daher ist die Temperatur eine Voraussetzung für die Bestimmung des Dichtewerts des Elektrolyten. Länder auf der ganzen Welt haben die Standardtemperatur für Elektrolyte festgelegt. In unserem Land beträgt sie 15 °C, in Japan 20 °C, in Europa und den Vereinigten Staaten 25 °C bzw. 30 °C.

4. Batteriebehälter

Batteriebehälterwerden zur Aufnahme des Elektrolyten und der Platten verwendet, daher ist die Form normalerweise lang und kubisch und in 3 oder 6 Einzelzellentröge unterteilt. Am oberen Rand der Zelltröge befindet sich ein spezielles Rillenmuster zur Verbindung des Behälters mit der Abdeckung und am Boden des Behälters befinden sich einige konvexe Streifen zur Unterstützung der Plattengruppe.

Gummi und Polypropylen sind die beiden Hauptmaterialien zur Herstellung von Batteriebehältern. Gummibehälter sind säurebeständig, hitzebeständig, kältebeständig, vibrationsbeständig, isolierend und weisen eine beträchtliche mechanische Festigkeit und weitere Vorteile auf, aber die Behälterwand ist dicker, im Allgemeinen 10 mm. Polypropylenbehälter sind nicht nur säurebeständig, hitzebeständig und vibrationsbeständig, sondern auch hochfest, zäh, hochwertig, kleiner und dünner, im Allgemeinen 3,5 mm. Außerdem sind Form und Aussehen elegant, transparent, leicht heißzusiegeln und herzustellen, sodass Behälter aus Polypropylen in den letzten Jahren in Mode gekommen sind.

Die Säureeinlassdeckel von Einzelzellenbatterien sind normalerweise mit einer Öffnung versehen, um den Wasserstoff und Sauerstoff abzulassen, die während des Ladevorgangs durch die Elektrolyse von Wasser entstehen. Andernfalls würde sich Gas ansammeln und den Innendruck erhöhen, was zu Rissen im Behälter oder sogar zu einer Explosion führen könnte. Zusätzlich können wir auch einen Sauerstofffilter um die Öffnung herum installieren, um das Entweichen von Wasserdampf zu verhindern und den Wasserverlust zu verringern.

5. Sicherheitsventil (zum Entlüften)

Das Sicherheitsventil ist eine Schlüsselkomponente der ventilgeregelten Batterie, da die Qualität des Sicherheitsventils die Lebensdauer, Gleichmäßigkeit und Sicherheit der Batterie direkt beeinflusst. Gemäß den einschlägigen Normen und der Verwendung ventilgeregelter Batterien sollte das Sicherheitsventil die folgenden technischen Bedingungen erfüllen:

(1) Öffnen Sie das Ventil unidirektional.

（2） Unidirektionale Abdichtung: um das Eindringen von Luft in das Innere der Batterie zu verhindern.

(3) Der Unterschied zwischen dem Öffnungs- und Schließdruck der Sicherheitsventile einer Batteriegruppe darf 20 % des Durchschnittswerts nicht überschreiten.

(4) Die Batterielebensdauer sollte mindestens 15 Jahre betragen.

(5) Filterfunktion: verhindert, dass Säure oder Säurenebel durch das Sicherheitsventil entweicht.

(6) Explosionsgeschützt: Das Innere der Batterie muss explosionsgeschützt sein, wenn die Außenseite der Batterie einer offenen Flamme ausgesetzt wird.

(7) Vibrationsbeständig: Während des Transports und Gebrauchs löst sich das Sicherheitsventil weder durch Vibrationen noch durch wiederholtes Öffnen und Schließen.

（8）Säurebeständig

（9）Hoch- und niedrigtemperaturbeständig

6. Sonstiges

Zusätzlich zu den oben aufgeführten Hauptkomponenten gibt es Anschlussdrahtverbinder, Intercell-Verbinder und anderes Zubehör.

Ein Batterieentladegerät mit Einzelfunktion dient nur zum Entladen und kann nicht aufgeladen werden. Daher muss die Batterie vorab aufgeladen und dann entladen werden. Dadurch sind die Kosten für Lade- und Entladetests relativ gering.

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