Ahoj! Ako dodávateľ olovených akumulátorov série 12V sa ma často pýtajú, čo je vlastne vo vnútri týchto akumulátorov. Poďme sa teda pohrabať v chemickom zložení olovených batérií 12V série.
Základy olovených batérií
Po prvé, olovené batérie sú tu už dlho. Sú spoľahlivým zdrojom energie, najmä v aplikáciách, ako sú autá, lode a záložné energetické systémy. 12V sériová oloveno-kyselinová batéria sa skladá z viacerých článkov zapojených do série. Zvyčajne má 12V batéria šesť 2V článkov.
Chemické zložky
1. Elektródy
Dve hlavné elektródy v olovenej batérii sú kladná elektróda (anóda) a záporná elektróda (katóda).
Kladná elektróda je vyrobená z oxidu olovnatého ($PbO_2$). Oxid olovnatý je tmavohnedá pevná látka. Má vysoký oxidačný stav olova (+4). Keď sa batéria vybíja, oxid olovnatý podlieha chemickej reakcii, pri ktorej získava elektróny a redukuje sa.
Záporná elektróda je vyrobená z čistého olova (Pb). Olovo je mäkký, ťažký kov. Počas procesu vybíjania olovo stráca elektróny a oxiduje sa.
2. Elektrolyt
Elektrolytom v olovenej batérii je roztok kyseliny sírovej ($H_2SO_4$) a vody ($H_2O$). Kyselina sírová hrá kľúčovú úlohu pri prevádzke batérie. Poskytuje ióny potrebné na tok elektrického prúdu.
Keď je batéria nabitá, koncentrácia kyseliny sírovej je relatívne vysoká. Keď sa batéria vybíja, kyselina sírová reaguje s elektródami a jej koncentrácia klesá. Chemické reakcie na elektródach a v elektrolyte umožňujú batérii uchovávať a uvoľňovať elektrickú energiu.
Chemické reakcie
Výbojová reakcia
Počas procesu vybíjania prebiehajú na elektródach tieto reakcie:
Na kladnej elektróde (anóde):
$PbO_2(s)+ 3H^+(aq)+ HSO_4^-(aq)+ 2e^-\šípka vpravo PbSO_4(s)+ 2H_2O(l)$
Na zápornej elektróde (katóde):
$Pb(s)+ HSO_4^-(aq)\arrowarrow PbSO_4(s)+ H^+(aq)+ 2e^-$
Celková vybíjacia reakcia pre jeden článok je:
$Pb(s)+ PbO_2(s)+ 2H_2SO_4(aq)\šípka doprava 2PbSO_4(s)+ 2H_2O(l)$
Ako vidíte, počas vybíjania obe elektródy tvoria síran olovnatý ($PbSO_4$) a vzniká voda. To vedie k zníženiu koncentrácie kyseliny sírovej v elektrolyte.
Reakcia nabíjania
Keď sa batéria nabíja, reakcie sú opačné:
Na kladnej elektróde (anóde):
$PbSO_4(s)+ 2H_2O(l)\šípka doprava PbO_2(s)+ 3H^+(aq)+ HSO_4^-(aq)+ 2e^-$
Na zápornej elektróde (katóde):
$PbSO_4(s)+ H^+(aq)+ 2e^-\arrowarrow Pb(s)+ HSO_4^-(aq)$
Celková nabíjacia reakcia pre jeden článok je:
$2PbSO_4(s)+ 2H_2O(l)\šípka vpravo Pb(s)+ PbO_2(s)+ 2H_2SO_4(aq)$
Výhody a nevýhody podľa zloženia
Výhody
- Nízke náklady: Suroviny, olovo a kyselina sírová, sú relatívne lacné v porovnaní s inými chemikáliami batérií. Vďaka tomu sú olovené batérie cenovo výhodnou voľbou pre mnohé aplikácie.
- Vysoký nárazový prúd: Môžu krátkodobo dodať vysoký prúd, čo je užitočné pri aplikáciách, ako je štartovanie motora auta.
Nevýhody
- Obmedzená životnosť: Tvorba síranu olovnatého počas vybíjania môže viesť k procesu nazývanému sulfatácia. Ak nie je batéria správne udržiavaná, sulfatácia môže znížiť kapacitu a životnosť batérie.
- Hmotnosť: Olovo je ťažký kov, preto sú oloveno-kyselinové batérie dosť ťažké. To môže byť nevýhodou v aplikáciách, kde je problémom hmotnosť, ako napríklad v prenosných zariadeniach.
Alternatívy: 12V LiFePO4 náhradné batérie
Ak hľadáte alternatívu k oloveným batériám série 12V, možno budete chcieť vyskúšať12V LiFePO4 náhradné batérie. Lítium-železofosfátové (LiFePO4) batérie majú oproti oloveným kyselinovým batériám určité výhody. Sú ľahšie, majú dlhšiu životnosť a možno ich viackrát nabíjať a vybíjať. Sú však aj drahšie.
Prečo si vybrať naše olovené batérie série 12V
Napriek alternatívam majú naše oloveno-kyselinové batérie série 12V stále veľa možností. Vo výrobnom procese používame vysoko kvalitné olovo a kyselinu sírovú. Naše batérie sú navrhnuté tak, aby boli spoľahlivé a s dlhou životnosťou. Ponúkame tiež vynikajúci zákaznícky servis a podporu.
Ak hľadáte olovené batérie série 12V, alebo ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa ich chemického zloženia alebo výkonu, neváhajte nás osloviť. Sme tu, aby sme vám pomohli nájsť správne riešenie napájania pre vaše potreby. Či už ide o malý záložný systém napájania alebo veľké priemyselné aplikácie, máme pre vás všetko. Kontaktujte nás ešte dnes, aby ste mohli začať konverzáciu o vašich požiadavkách na batériu a spoločne nájdeme tú najvhodnejšiu pre vás.
Referencie
- Linden, D. a Reddy, TB (2002). Príručka k batériám. McGraw - Hill.
- Bard, AJ a Faulkner, LR (2001). Elektrochemické metódy: Základy a aplikácie. Wiley.
