Constructia bateriei de acumulatoare

CONSTRUCTIA BATERIEI DE ACUMULATOARE

Plumbul este unul dintre primele metale folosite de catre oameni,

folosirea lui datand din 6500 I.Ch..

Tevi de plumb antice au fost descoperite in Egipt datand din

timpul lui Pharaohs ce a folosit plumbul in emailul obiectelor de

ceramica.

Plumbul este de obicei asociat cu alte minerale- zinc, cupru,

argint-, proprietatile sale naturale precum masa, maleabilitatea, punct de topire scazut, rezistenta la coroziune, proprietati electrice si rezistenta indelungata, facandu-l indispensabil in industria mondiala.

Plumbul are rata cea mai ridicata de reciclare dintre toate materialele industriale din lume.

Alcatuirea acumulatorului cu plumb

1.O  carcasa din polietilena  (monobloc)

Placi interne pozitive si negative, realizate din plumb.

3.   Separatori placi din material poros sintetic.

4.   Electrolit, o solutie diluata din acid sulfuric si apa.

5.   Borne din plumb, legatura dintre baterie si  corpul ce are nevoie de energie.

Procesul de fabricare

Procesul de fabricare incepe cu productia carcaselor (monobloc).

Vasul acumulatorului trebuie sa reziste la actiunea electrolitului (H₂SO₄ diluat) si se executa din sticla, ebonita, polipropilena (in cazul acumulatorului de autoturism).

Pentru acumulatorul de 12 V  (pentru autoturisme), monoblocul este impartit in 6 diviziuni / celule.

Procesul continua cu realizarea gratarelor de plumb, care in starea asa-numita "neformate"  sunt acoperiti cu o pasta din oxizi de plumb (de exemplu : Pb₃O₄ si litarga PbO) si placilor din plumb si aliaj din alte metale. Un acumulator trebuie sa aiba placi pozitive si negative pentru a transmite curent.

Apoi, o pasta formata din oxid de plumb, acid sulfuric si apa este aplicata pe gratare. Materialele expandate alcatuite din diverse pudre sulfuroase sunt adaugate in aceasta pasta pentru a realiza placile negative.

In interiorul bateriei, placile pozitive si placile negative trebuiesc separate pentru a preveni scurt-circuitele.

Separatorii sunt folii de plastic subtiri, folosite ca izolatori intre placile pozitive si cele negative. Porii din separatori permit curentului electric sa circule intre placi in timp ce impiedica scurt circuitele.

Ĭn urmatoarea faza, o placa pozitiva este imperecheata cu o placa negativa si un separator. Acest pachet se numeste element, si se gaseste cate unul in fiecare celula.

Elementele sunt asezate in monobloc. Celulele sunt unite printr-un metal ce transmite curentul electric. Bornele de plumb sunt sudate. Dupa aceasta bateria este umplutaa cu electrolit si apoi este fixat capacul. Bateria se verifica de scurgeri

Ultimul pas, este incarcarea. Ĭn timpul acestui proces, bornele bateriei sunt conectate la o sursa de curent si bateria este incarcata mai multe ore la rand. Bateria de acumulatoare cu placi de plumb reprezinta un ansamblu de elemente legate in serie astfel incit sa furnizeze o tensiune la borne de 6, 12 sau 24 V. Pentru ca bateria de 24 V sa nu fie voluminoasa, se practica legarea in serie a 90ua baterii a cate 12 V. In acest fel, se obtine si o micsorare a efortului fizic necesar pentru transportul si manipularea bateriilor.

Bateria de acumulatoare se compune dintr-un bac despartit in mai multe compartimente prin intermediul unor pereti. Fiecare compartiment reprezinta cate un element al bateriei si de aceea numarul compartimentelor corespunde numarului de elemente (3 sau 6), in functie de tensiunea bateriei.

In fiecare compartiment al bacului se afla un anumit numar de placi pozitive si negative, numarul celor negative fiind mai mare eu o unitate, astfel ca fiecare placa pozitiva este cuprinsa intre doua placi negative. Acest lucru se explica prin faptul ca placile pozitive care alcatuiesc anodul elementului, fiind solicitate mai mult, vor fi supuse unor reactii electrochimice egale pe ambele parti. in acest fel se va reduce tendinta de incovoiere a placilor pozitive si efectul de desprindere a masei active de pe suprafata lor.

Bacul de constructie monobloc este confectionat din materia Ie rezistente la actiunea acidului sulfuric: ebonita, bachelita sau materiale plastice. De asemenea, el trebuie sa posede o rezistenta termica si mecanica relativ mare.

Pentru a se asigura o capacitate mare a bateriei de acumulatoare fara a i se mari in mod nerational dimensiunile de gabarit, exista tendinta de crestere a suprafetei active a placilor. in acest scop, la acumulatoarele pentru automobile atat placile pozitive cat si cele negative se construiesc sub forma unui gratar din plumb cu adaos de 6 - 8 % Sb pentru a i se mari rezistenta mecanica. in celulele gratarului se preseaza, sub forma de pasta, masa activa care ia parte la procesele electrochimice din interiorul acumulatorului. Pasta este formata din oxizi de plumb sau pulbere de plumb tratat cu o solutie de acid sulfuric. Prin structura masei active se asigura placilor o anumita porozitate. Placile poroase pot acumula o cantitate de energie electrica mult mal mare decat daca placile ar fi netede, deoarece suprafata totala a porilor placii in contact cu electrolitul este cu mult mai mare decat suprafata unei placi netede de aceleasi dimensiuni.

Bateria de acumulatoare reprezentata in figura 2 este compusa din bacul 8, impartit prin peretii despartitori 13 in trei compartimente. In fiecare compartiment al bacului se gasesc un numar de placi pozitive si negative. Placile bateriilor de acumulatoare sunt executate sub forma de gratar din plumb, in care se introduce materia activa. Placile pozitive 3 slut des partite de cele negative 1 prin placile separatoare 2 ce impiedica scurtcircuitarea.

Constructia bateriei de acumulatoare cu placi de plumb

Placile de acelasi semn sunt legate intre ele in paralel, formand un semibloc. Placile care formeaza un semibloc sunt lipite. de bareta (puntea) 14, prevazuta cu o borna. Semiblocul de placi pozitive 4 (7) si semiblocul de placi negative 5 Slut montate in asa fel ca sa alterneze o placa negativa cu una pozitiva, iar intre ele se introduc placile separatoare. Fiecare compartiment este inchis etans cu capacul 9 care se sprijina pe muchiile bacului. Capacul este prevazut eu trei orificii: prin doua trec borna negativa 6 si borna pozitiva 15 ale celor doua semiblocuri de placi, iar orificiul din mijloc, care se inchide cu busonul (dopul) 10, serveste la introducerea electrolitului. Pentru aerisirea acumulatorului (evacuarea gazelor), se prevad orificii speciale, care se gasesc in dopul 10.

Elementele ce compun bateria de acumulatoare sunt legate in serie, adica polul pozitiv al uneia se leaga la polul negativ al celeilalte, cu ajutorul puntilor de conexiune 11. Prin legarea in serie, capacitatea bateriei de acumulatoare ramane neschimbata si va fi egala cu capacitatea unui element, in schimb, tensiunea la borne creste proportional cu numarul elementelor.

Pentru a proteja placile si separatoarele la controlul nivelului si densitatii electrolitului, se utilizeaza ecranul 12 din material plastic.

Separatoarele permit trecerea ionilor care conduc curentul electric la reactiile electrochimice ce au lor in timpul functionarii. Ele sunt confectionate din lemn sau din material plastic.

In ultimul timp s-au facut incercari de utilizare a unor dopuri fara orificii de aerisire. Aceste dopuri sunt confectionate dintr-un material special (o mixtura ceramica cu adaos de paladiu) care poseda proprietatea de a forma apa din combinarea hidrogenului cu oxigenul ce rezulta in timpul reactiei de incarcare cand acumulatorul 'fierbe'. In acest fel se evita concentrarea electrolitului prin descompunerea apei, ceea ce prelungeste durata de functionare a bateriei. Totodata, se evita stropirea in exterior cu electrolit care deterioreaza puntile de conexiune si bornele; de asemenea, se evita deteriorarea bacului care poate avea lor atunci cand orificiile de aerisire ale dopurilor sunt infundate cu impuritati. Bornele de iesire ale bateriei de acumulatoare pentru automobile sunt piese de forma tronconica, marcate cu semnul plus si minus si sudate de primul si de ultimul pol al grupurilor de placi. Pentru a se evita montarea gresita a bateriei in circuitul instalatiei electrice, diametrul bornei pozitive este cu circa 2 mm mai mare decat al bornei negative.

Daca, totusi, bornele nu se pot distinge nici prin semnul polaritatii si nici prin dimensiunile lor, atunci montarea corecta a bateriei de acumulatoare se asigura prin urmatorul procedeu : se leaga borne Ie bateriei si se conecteaza instalatia de iluminare. Daca acul indicator al ampermetrului de pe tabloul de bard indica descarcarea bateriei de acumulatoare inseamna ca aceasta este montata corect.

Electrolitul este o solutie de acid sulfuric diluat cu apa distilata. Concentratia electrolitului este o marime ce caracterizeaza posibilitatile acumulatorului; ea se exprima in procente de acid sulfuric monohidrat, raportate la greutatea sau la volumul solutiei folosite. Concentratia electrolitului se mal poate exprima intr-o marime conventionala, grade Beaumé (^oBé), intre a carei valoare si masa specifica exista o legatura exprimata prin urmatoarea relatie de conversiune:

,

in care d este masa specifica a electrolitului exprimata in g/cm3.

Concentratia electrolitului se stabileste in functie de starea si regimul de lucru al bateriei de acumulatoare, anotimp si clima.

Densitatea recomandata a electrolitului pentru bateriile de acumulatoare complet incarcate este de 1,28 g/cm³ vara si 1,3 -1,34 g/cm³ iarna.