Akumulatory kwasowo-ołowiowe pozostają jednymi z najczęściej używanych źródeł energii ze względu na ich niezawodność, przystępność cenową i prostotę konstrukcji. Główną rolę w ich pracy odgrywa ciekły elektrolit, który nie tylko zapewnia przenoszenie jonów między elektrodami, ale także bierze udział w reakcjach chemicznych, które przekształcają energię chemiczną w energię elektryczną i odwrotnie.
W akumulatorach kwasowo-ołowiowych elektrolit jest rozcieńczonym kwasem siarkowym. Stężenie elektrolitu różni się w zależności od konkretnej konstrukcji i sposobu działania, jednak zwykle wynosi około 30% do 40% masy.
Elektrolit składa się z:
- Kwasu siarkowego (HSSO₄), który zapewnia przewodnictwo jonowe dzięki obecności jonów H⁺ (Pro-tonów) i SO₄2⁻ (jonów siarczanowych). W stanie pełnego naładowania kwas ten pomaga zapewnić optymalny poziom przewodności elektrycznej i określić charakterystykę reakcji rozładowania i ładowania.
- Wody (H₂O), która rozcieńcza kwas siarkowy, regulując stężenie i zapewniając warunki do zachodzenia reakcji.
Objętość elektrolitu i jego stężenie mają znaczący wpływ na parametry akumulatora, takie jak EM-bone, rezystancja wewnętrzna i żywotność. Regularna kontrola poziomu elektrolitu jest ważnym elementem konserwacji akumulatorów kwasowo-ołowiowych.
Jaki jest udział elektrolitu w działaniu akumulatora?
Wewnątrz akumulatora kwasowo-ołowiowego znajdują się dwa elektrostaty – jeden z ołowiu (Pb), a drugi z DI-tlenku ołowiu (PbO₂). Oba są zanurzone w ciekłym elektrolicie-rozcieńczonym kwasie siarkowym(HSSO₄).
Gdy bateria się wyczerpie:
- na elektrodzie dodatniej (PbO₂) kwas siarkowy oddziałuje z dwutlenkiem ołowiu, przekształcając go w siarczan ołowiu (PbSO₄) i uwalnia wodę;
- na elektrodzie ujemnej (Pb) ołów zamienia się w siarczan ołowiu (PbSO₄) i oddaje elektrony.
Te dwie reakcje powodują powstawanie siarczanu ołowiu na elektrodach, a jony siarczanowe przemieszczają się przez ciekły elektrolit. W rezultacie powstaje prąd elektryczny, który można wykorzystać do zasilania urządzeń.
Po naładowaniu akumulatora następuje odwrotna przemiana: siarczan ołowiu ponownie przekształca się w materiały aktywne (Pb i PbO₂), a siarczan i woda wracają do pierwotnego stanu.
Warto również zauważyć, że podczas pracy i rozładowywania elektrolit zostaje nasycony siarczanem ołowiu (PbSO₄), co powoduje tworzenie się osadu na elektrodach i zmniejsza ich obszar aktywny. To dlatego okresowe gaszenie Ładowania pomaga rozpuścić osad i przywrócić pojemność baterii.
Zastosowanie ciekłego elektrolitu w akumulatorach kwasowo-ołowiowych ma wiele zalet. Główną zaletą jest wysoka przewodność elektryczna, która zapewnia efektywny transport jonów i niską rezystancję wewnętrzną. Czynnik ten bezpośrednio wpływa na zdolność akumulatora do szybkiego oddawania lub przyjmowania ładunku, utrzymując wysoką moc, ale taki elektrolit wymaga starannej konserwacji.
Ciekły elektrolit na bazie rozcieńczonego kwasu siarkowego jest sercem akumulatorów kwasowo-ołowiowych, zapewniając nie tylko przewodzenie jonów, ale także udział w istotnych procesach chemicznych. Jego skład i stężenie bezpośrednio wpływają na wydajność, trwałość i bezpieczeństwo akumulatora. Ciągłe stosowanie układów scalonych i udoskonalanie składu elektrolitu pozwala poprawić parametry tych klasycznych Bat-Rey, czyniąc je jednym z najbardziej niezawodnych źródeł energii dla różnych zastosowań przemysłowych i domowych.
Akumulatory marki Edcon to akumulatory bezobsługowe, które nie wymagają kontroli poziomu trolitu elektrycznego. Są one zaprojektowane tak, aby ciekły elektrolit wewnątrz był szczelnie zamknięty, a jego poziom nie zmienia się podczas pracy, dzięki czemu są wygodne i łatwe w użyciu.
