Хар тугалганы хүчлийн батерейны эерэг электродын идэвхтэй материал ба засварын аргууд: бүрэн гарын авлага

1. Хар тугалганы хүчлийн батерейны эерэг идэвхтэй материал: хар тугалгын давхар ислийн шинж чанар ба үүрэг (PbO₂)

1.1 Бүтэц ба бүтэц

Хар тугалганы давхар исэл (PbO₂) нь эерэг электродын үндсэн идэвхтэй материал юм хар тугалганы хүчлийн батерей . Энэ нь хоёр үндсэн талст хэлбэртэй хар хүрэн хатуу бодис юм.

α-PbO₂ (Орторомбик) : Батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгах ч харьцангуй сул цэнэгийн гүйцэтгэлийг санал болгодог өтгөн бүтэцтэй.

β-PbO₂ (Тетрагональ): Өндөр реактив, илүү сайн цэнэгийн гүйцэтгэлийг харуулдаг боловч зөөлрөх, урсгахад илүү өртөмтгий байдаг ба батерейны нийтлэг эвдрэлийн горим.

1.2 Цахилгаан химийн урвалын механизм

Эерэг электрод дахь цэнэг ба цэнэгийн процесс нь урвуу химийн урвалыг агуулдаг.

Цутгах (багасгах):

PbO₂ + SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O

Цэнэглэх (исэлдэлт):

PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻

Эдгээр урвалууд нь батерейны энергийг хадгалах, суллахыг дэмждэг.

1.3 Гол шинж чанарууд

Өндөр исэлдүүлэх чадвар: PbO₂ нь хүчтэй исэлдүүлэгч бөгөөд тогтвортой байхын тулд хүчиллэг орчин (хүхрийн хүчлийн электролит) шаарддаг.

Цутгахад өртөмтгий: Унадаг дугуй унах үед эзлэхүүний өөрчлөлт нь идэвхтэй материалыг зөөлрүүлж, урсгаж, хүчин чадал алдагдах, батерейны эвдрэлд хүргэдэг.

Дамжуулах чадвар муу: PbO₂ өөрөө цахилгаан дамжуулах чадвар нь хязгаарлагдмал тул электрон дамжуулалт болон механик дэмжлэгийн хувьд хар тугалга дээр суурилсан сүлжээ хайлш (хар тугалга-кальци эсвэл хар тугалга-сурьма) дээр тулгуурладаг.

1.4 Алдаа гарах горим ба засварын сорилтууд

Зөөлрүүлэх/устгах: Ихэвчлэн эргэлт буцалтгүй, зай эсвэл хавтанг солих шаардлагатай.

Сульфатжилт: Дотоод эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг том ширхэгтэй PbSO₄ талстууд үүсэх; хүхэрийг арилгах аргаар хэсэгчлэн засварлах боломжтой.

Засварын хязгаарлалт: Электродын ноцтой гэмтэл нь идэвхтэй материалын бүрэн бүтэн байдлыг сэргээхэд бэрхшээлтэй тул зайг солих шаардлагатай болдог.

2. Нийтлэг Хар тугалганы хүчлийн батерейны асуудал ба засварын аргууд

2.1 Нийтлэг асуудлууд ба холбогдох засварууд

Асуудлын шинж тэмдгийг засах

Асуудал	Шинж тэмдэг	Засварын зарчим
Сульфатжуулах	Хавтан дээрх цагаан талстууд, дотоод эсэргүүцэл нэмэгдсэн	Хар тугалганы сульфатын талстыг арилгахын тулд өндөр давтамжийн импульсийн десулфация эсвэл химийн уусалтыг ашиглана
Усны алдагдал	Электролитийн түвшин бага, ялтсууд ил гарсан	Нэрмэл ус эсвэл электролитээр дүүргэнэ
Хавтан цутгах	Байнгын хүчин чадлын алдагдал	эргэлт буцалтгүй; хавтан эсвэл зай солих шаардлагатай
Богино холболт	Хэвийн бус эсийн хүчдэл, хурдан өөрөө гадагшилдаг	Хог хаягдлыг арилгах эсвэл тусгаарлагчийг солих

2.2 Практик засварын аргууд

Физик засвар (сульфатжуулалт, усны алдагдал):

Голчлон үерт автсан хар тугалга-хүчлийн батерей, тухайлбал машины гарааны зай. Электролитийн түвшинг хар тугалга-хүчлийн батерейг сэргээх уусмалаар шалгаж, дүүргэж, сульфатжуулсан хуримтлалыг зөөлөн цэвэрлэж, дараа нь хүчин чадлыг сэргээхийн тулд хяналттай цэнэглэх / цэнэггүй болгох циклийг гүйцэтгэнэ.

Импульсийн десулфация:

Хар тугалганы сульфатын талстыг задлахад өндөр давтамжийн цахилгаан импульс ашигладаг. Батерейны хүчдэлд тохирсон импульсийн десулфаторын тусгай төхөөрөмж шаардлагатай. Хэт их хэрэглэх нь хавтанг гэмтээж болзошгүй тул болгоомжтой байхыг зөвлөж байна.

Химийн нэмэлтүүд:

EDTA эсвэл натрийн сульфат зэрэг сульфат уусгагч бодис нэмэх нь сульфатыг уусгахад тусална. Гэсэн хэдий ч зохисгүй хэрэглээ нь хавтанг зэврүүлж, батерейны ашиглалтын хугацааг богиносгодог.

Зөөлөн сульфатжуулах гүний дугуй:

Зайг ойролцоогоор 10.5V (12V батерейны хувьд) хүртэл цэнэглэж, дараа нь 0.1С-т 12+ цагийн турш удаан цэнэглэж, хүчин чадлыг сэргээхийн тулд 2-3 цикл давтана.

Электролит солих:

Бохирдол, хөгшрөлтийн үед хуучин электролитийг зайлуулж, нэрмэл усаар зайлж, шинэ электролитээр (тодорхой жин 1.28-1.30) дүүргэж, дахин цэнэглэнэ. Үерт автахад хамгийн тохиромжтой хар тугалганы хүчлийн батерей.

3. Ямар хар тугалга-хүчлийн батерейг засах боломжтой вэ? Хамгийн сайн засварын аргууд

3.1 Засварлах боломжтой тохиолдлууд

50%-иас бага хүчин чадлын алдагдалтай зөөлөн сульфат.

Дахин дүүргэх нь функцийг сэргээдэг бүрэн ил гарсан хавтангүйгээр ус алдах.

Зөөврийн хог хаягдлаас үүссэн богино холболтын эхний үе шат.

3.2 Засвар хийх боломжгүй тохиолдлууд

Хавтангийн ноцтой гэмтэл эсвэл солих шаардлагатай цутгах.

Хагарсан эсвэл гоожсон батерейны хайрцаг нь аюулгүй байдалд аюул учруулж байна.

3.3 Хамгийн үр дүнтэй засварын арга

Сульфаттай усанд автсан хар тугалганы хүчлийн батерей, тухайлбал автомашин, UPS батерейг цэвэрлэхэд импульсийн хүхэр саармагжуулах болон усаар дүүргэх хослол нь хамгийн үр дүнтэй байдаг. Уг процедурт дараахь зүйлс орно.

1. Нэрмэл усаар электролитийг шалгах, дүүргэх.

2. 12-24 цагийн турш импульсийн десулфация хийх.

3. Зайны хүчин чадлыг бүрэн цэнэглэж, шалгах.

4. Урьдчилан сэргийлэх, засвар үйлчилгээ хийх зөвлөмжүүд

Гүн цэнэггүй болохоос зайлсхий: Сульфат үүсэхээс сэргийлэхийн тулд сард дор хаяж нэг удаа зайгаа цэнэглэ.

Цэнэглэгчийг зөв ашиглах: Хэт их цэнэглэх эсвэл хавтанг гэмтээж гүн цэнэглэхээс сэргийлнэ.

Тохиромжтой агааржуулалтыг хангах: Өндөр температурт хурдасдаг сульфатжилтыг багасгахын тулд батерейг сэрүүн, хуурай газар хадгална.

Тогтмол үзлэг: Асуудлыг эрт илрүүлэхийн тулд электролитийн түвшин болон батерейны хүчдэлийг хянах.

Эрт хөндлөнгийн оролцоо нь хар тугалганы хүчлийн батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахад чухал ач холбогдолтой. Эрт үе шатанд сульфатжуулалтыг засах хамгийн сайн арга бол импульсийн сульфатжуулалт юм Хар тугалганы хүчлийн батерейг сэргээх шийдэл . Гэсэн хэдий ч эерэг электрод нь ялтсууд унах гэх мэт ноцтой гэмтэл авсан тохиолдолд солих шаардлагатай. Тогтвортой засвар үйлчилгээ, зөв ​​хэрэглээ нь эвдрэлийн хувь хэмжээ, ашиглалтын зардлыг эрс бууруулдаг.