آموزش باتری ها | بخش چهارم – باتری سرب اسید

در ادامه آموزش های مربوط به باتری ها ، قصد داریم در این بخش باتری سرب اسید رو به شما معرفی کنیم؛ ساختار و ویژگی ها، انواع، نحوه شارژ و دشارژ و نهایتا شیوه نگهداری اون رو به شما همراهان رزدینو آموزش خواهیم داد. پیشنهاد میکنم حتما قسمت های قبلی این مطلب، به خصوص قسمت سوم رو دنبال کنید.

Lead Acid Battery (باتری سرب اسید)

ساختار و ویژگی

باتری های سرب اسید دو دسته اند؛

1. سرب اسید تر (Flooded Lead Acid)
2. سرب اسید خشک (Valve Regulated Lead Acid) یا (Sealed Lead Acid)

باتری های خشک نیز دو دسته اند؛

1. AGM
2. Absorbent Glass Mat) GEL)

باتری های قدیمی که در خودرو ها مورد استفاده قرار می گرفت؛ از نوع سرب اسید تر بود. در این نوع باتری از محلول آب و اسید استفاده می شود و مزیت آن قیمت مناسب این نوع باتری است. همچنین این نوع باتری معایبی هم دارد که می توان به تعمیر و نگهداری مداوم و خطرات احتمالی استفاده از اسید را اشاره کرد. امروزه استفاده از باتری های خشک نسبت به باتری های تر به علت کاهش هزینه تعمیر و نگهداری افزایش یافته است.

صفحات باتری

رنگ صفحات مثبت باتری به رنگ قهوه ای و رنگ صفحات منفی به رنگ خاکستری است. جنس صفحات مثبت از اکسید سرب و جنس صفحات منفی از هیدرواکسید سرب می باشد و به همین علت اسید سولفوریک صفحات باتری را از بین نمی برد. این صفحات با فاصله  کمی از هم در داخل محلول رقیقی از اسید سولفوریک (H2SO4) قرار دارند و این مجموعه در درون محفظه ی پلاستیکی واقع شده است که به این محفظه ی پلاستیکی، سلول می گویند.

مقایسه بین GEL و AGM

تفاوت اصلی بین GEL و AGM در دما کاری، حساسیت به شارژ، چرخه شارژ و دشارژ و قیمت است. باتری های GEL دارای عملکرد بهتری هستند ولی حساسیت بیشتری به نحوه شارژ و اضافه شارژ دارند و گران تر هستند.

این دو نوع باتری دارای راندمان شارژ و دشارژ بالاتر و نشتی کمتر نسبت به نوع سرب اسید تر هستند. باتری های سرب اسید خشک نیاز به سرویس و تعمیر ندارند ولی در صورت بروز مشکل برای الکترولیت باتری، به راحتی نمی توان آنرا تعمیر کرد.

این دسته از باتری دارای چگالی جرمی و حجمی کم تر، حساسیت کمتر به دما و جریان شارژ، قیمت پایین تر، جریان نشتی کم، مقاومت داخلی سری کم و چرخه شارژ و دشارژ خوبی هستند. در حال حاضر باتری های AGM بیشترین کاربرد را در صنایع دارند.

نحوه شارژ

نحوه شارژ دو باتری سرب اسید تر و سرب اسید خشک (AGM) مشابه هم است. و به راحتی می توان با اعمال ولتاژ ثابت و محدود کننده جریان و دما آنها را شارژ کرد. ولتاژ نامی سل های این باتری معمولا از 1.8 تا 2.1 ولت است. نمودار شارژ بالا مرتبط به یک باتری 12 ولت 7.2 آمپر/ساعت است. دو حالت شارژ را بررسی شده است؛

حالت اول :

ولتاژ اعمال شده به باتری بین 13.6 تا 13.8 ولت است و به دلیل جریان پایین نیاز به محدود کننده جریان نیست. این حالت شارژ کند است (Slow charging rate).

حالت دوم :

ولتاژ اعمال شده به باتری بین 14.4 تا 14.7 ولت است و به همین دلیل جریان باتری به 30 درصد ظرفیت نامی آن، یعنی 2.16 آمپر محدود می شود. این حالت شارژ سریع است (Fast charging rate). توجه شود که در این روش طول عمر باتری کاهش می یابد و بهترین حالت شارژ برای اکثر باتری ها نرخ 0.1C و کمتر است. در این نرخ باتری با سرعت پایینی شارژ می شود ولی در عوض دمای داخلی آن چندان بالا نمی رود.

نحوه دشارژ

  این دسته از باتری مانند تمامی باتری های دیگر در صورت استفاده از نرخ دشارژ 1C یا بالا، دمای داخلی اش بالا می رود و عمرش بشدت کاهش می یابد. در ضمنی که طبق نمودار بالا؛ باید به ولتاژ دشارژ کامل توجه داشت(برای باتری 12 ولت معمولا این ولتاژ 10 ولت است).

نگهداری

AGM ها در مقابل تنش های مکانیکی و تغییرات دما 20- تا 60 درجه مقاوم هستند. از وارد کردن ضربه شدید و قرار دادن در زیر آفتاب مستقیم باید خوددرای شود. این نوع باتری در مقابل اتصال کوتاه به دلیل جریان دهی لحظه ایی بسیار بالا حساس هستند و ممکن است به صفحات الکترود آن آسیب وارد کند.