S-2110 : اجزا تشکیل دهنده باتری سیلد لید اسید

S-2110 : اجزا تشکیل دهنده باتری سیلد لید اسید ( Sealed Lead Acid )

A guide to sealed lead acid battery construction

تا حالا به این فکر کردید که یک باتری از چه اجزایی تشکیل شده است؟ در این مقاله قصد داریم اجزا تشکیل دهنده یک باتری سیلد لید اسید را با هم بررسی کنیم.

اجزا تشکیل دهنده باتری

اجزای باتری به شرح زیر است:

• الکترولیت باتری
• سلول باتری
• صفحات باتری
• جداکننده صفحات باتری
• ترمینال
• سوپاپ یا دریچه
• بدنه و محفظه باتری

ساختار اکثر باتری‌ها از اجزای فوق تشکیل می‌شود. فقط موادی که در ساخت این اجزا به کار می‌رود متفاوت است. در این مقاله سعی داریم ساختار و مواد تشکیل دهنده یک باتری سیلد لید اسید را بررسی کنیم.

باتری سیلد لید اسید چیست؟

باتری سیلد لید اسید Sealed Lead Acid به معنای باتری سرب اسیدی مهر و موم شده است که با عنوان SLA هم شناخته می‌شود. عمده کاربرد آن برای یو پی اس (UPS) یا منابع تغذیه بدون وقفه است.

اجزا تشکیل دهنده یک باتری سیلد لید اسید

در ادامه، به ترتیب اجزا و مواد تشکیل دهنده یک باتری سیلد لید اسید را با هم بررسی خواهیم کرد.

الکترولیت باتری

الکترولیت باتری (Electrolyte Battery) محلولی است جهت انجام فعل و انفعالات بین الکترون‌های منفی و مثبت است. الکترولیت باعث عبورالکترون‌ها بین الکترودهای مثبت و منفی در زمان شارژ و دشارژ (تخلیه) باتری می‌شود. در واقع عامل اصلی جریان الکتریکی در باتری را شکل می‌دهد.

این محلول در باتری‌ سیلد لید اسید، از اسید سولفوریک به غلظت ۲۵ الی ۳۵ درصد تشکیل می‌شود. (H2so4+H2o)

سلول باتری

هر الکترون مثبت و منفی به همراه الکترولیت جداکننده آغشته به الکترولیت را سلول باتری (Battery Cell)  می‌گویند. هر سلول می‌تواند حدود ۲ ولت برق تولید نماید که در صورت نیاز به ولتاژ بالاتر، باید تعداد خانه‌ها (سلول‌ها) را زیاد و با یکدیگر سری کرد. بطور مثال اگر باتری ۶ ولتی نیاز داریم، باید ۳ عدد سلول و برای باتری ۱۲ ولتی، ۶ عدد سلول در نظر گرفت که به طور سری به هم متصل گردند.

پیشنهادی: سری و موازی کردن باتری را مطالعه کنید.

صفحات باطری یا پلیت (Plate)

صفحات باتری عمدتاً به صورت مشبک می‌باشد. الکترود قطب مثبت (POS) از آلیاژ سرب کلسیم اندود دارای اکسید سرب متخلخل به عنوان ماده فعال بوده و الکترود قطب منفی (NEG) از جنس سرب اسفنجی از آلیاژ سرب کلسیم می‌باشد.

بطور معمول، صفحات منفی نازک تر از الکترود قطب مثبت می‌باشد.

جداکننده صفحات باطری (Separator)

در باتری‌های سرب اسیدی معمولی (لید اسید)، جداکننده مانعی است برای اتصال بین الکترون‌های مثبت و منفی که جنس آن‌ها معمولاً از PVC و سلولوزی و پلی اتیلن و یا مواد شیمیایی دیگری می‌باشد. در این نوع باتری، الکترولیت به صورت مایع آزاد داخل باتری می‌باشد.

ولی در باتری‌های سیلد لید اسید مدلAGM ، از جداکننده‌ای به نام (Absorbent Glass Mat) استفاده می‌شود که از نوعی فایبرگلاس ذخیم با قابلیت جذب الکترولیت بالا و برگردان اکسیژن آزاد شده به واکنش ساخته شده است. دراین نوع باتری‌ها (سیلد لید اسید)، الکترولیت به صورت مایع و آزاد در داخل باتری نبوده؛ بلکه جذب جدا کننده (Separator) می‌باشد که این امر باعث می‌گردد که این نوع باتری‌ها، دارای عمر مفید بالا و قابلیت کارکرد در حالت ساکن و در دمای متعادل اتاق داشته باشد.

باتری‌های سیلد لید اسید ژله ای(GEL) ، شباهت زیادی به باتری AGM داشته، فقط به جای الکترولیت از ژله یا خمیر استفاده می‌گردد که دارای طول عمر بیشتر و قابلیت کارکرد در دمای پائین‌تر را دارد؛ ولی قیمت این نوع باتری گرانتر می‌باشد.

سر باتری یا ترمینال TERMINAL

کلیه الکترون‌های مثبت و منفی که با هم سری شده، در نهایت دو قطب مثبت و منفی را تشکیل می‌دهد که به ترمینال یا همان دو سرباتری متصل می‌گردد. قطب مثبت و منفی آن توسط رنگ و یا علامت (+ و -) مشخص می‌گردد و به فراخور نوع باتری، دارای اشکال متفاوتی بوده که در باتری‌های آمپر پائین قابلیت نصب به فیش و درموارد دیگر قابلیت نصب پیچ و مهره می‌باشد.

معمولاً درب باتری‌های استارتی به صورت استوانه ای می‌باشد (برای جلوگیری از سولفاته شدن و خوردگی، سرباتری‌ها حتماً باید دارای آبکاری بسیار مقاومی باشند و عمدتاً جنس سرباتری‌ها از آلیاژهای مس می‌باشد)

سوپاپ یا دریچه

همانطور که قبلاً نیز ذکر شد، باتری‌ها بصورت وکیوم بوده و امکان خارج شدن هیچ گاز یا مایعی وجود ندارد. زمانی که گاز بیش از حد در اثر شارژ زیاد (over charge)  و یا دشارژ زیاد (over discharge) بوجود آید، سوپاپ عمل کرده و گاز زائد را از داخل باتری خارج می‌سازد و مقدار فشار داخلی مناسب برای عملکرد مطلوب و ایمنی را حفظ می‌نماید.

باید خاطر نشان کرد بالا رفتن مقدار فشار گاز داخلی بسیار خطرناک می‌باشد و گاهاً باعث انفجار باتری می‌گردد.

بدنه و محفظه باتری

بدنه و محفظه باتری (Battery case & cover) یا جعبه باتری از جنس پلاستیک که عمدتاً از رزین‌های ABS بوده و بسیار مقاوم در برابر حرارت ناشی از محیط و فعل و انفعالات خود باتری بوده و نیز عایق کامل جریان الکتریسته می‌باشد.

کیس باتری به طوری ساخته و طراحی شده که در پایین هر سلول یک حوضچه قرار دارد که املاح و مواد رسوب شده در آن ته نشین می‌شود تا موجت اتصال بین صفحات داخلی باتری نگردد چرا که ذرات داخل باتری رسانا می‌باشد.

در ساخت جعبه مسئله‌ای که بسیار حائز اهمیت است، عایق‌بندی جعبه و جلوگیری از هرگونه نشتی الکترولیت و گاز بوده که این امر باعث بالا رفتن امنیت و عمر مفید باتری می‌گردد.

همانطور که از نام آن پیداست، مهم‌ترین ویژگی باتری سیلد لید اسید بحث مهر و موم شدن باتری است. چرا که نشتی آن نه تنها باعث خرابی می‌شود؛ بلکه باعث آلودگی محیط اطراف نیز می‌شود.

قابلیت برگرداندن بخارات به واکنشات شیمیایی

باتری‌های سیلد لید اسید درب بسته بوده و نیاز به اضافه کردن آب و اسید ندارد؛ زیرا گازها و اکسیژنی که از الکترون مثبت آزاد می‌شود، در مسیر فیبر شیشه ای miciro poron به سمت الکترون منفی می‌رود و دوباره با مواد شیمیایی ترکیب و به آب تبدیل می‌گردد. در نتیجه آب و اسید باتری به چرخه بر می‌گردد و نیاز به اضافه کردن مجدد آب و اسید نمی‌باشد.

طول عمر باتری سیلد لید اسید

باتری‌های‌ سرب اسیدی طول عمر متوسطی دارند. اما این موضوع مثل باتری‌های مبتنی بر نیکل، وابسته به حافظه شارژ نیست و حفظ سطح شارژ آن در میان باتری‌های با قابلیت شارژ دوباره، بهترین است. تلفات Ni-Cd در سه ماه، تقریباً ۴۰ درصد انرژی ذخیره شده آن است؛ اما دشارژ داخلی باتری‌های سرب اسیدی، به میزان مشابه در طی یکسال رخ می‌دهد. باتری‌های سیلد لید اسید در دماهای پایین به خوبی عمل می‌کنند و در شرایط کاری با دمای زیر صفر درجه، عملکرد بهتری نسبت به باتری‌های یون لیتیوم دارند.

نتیجه گیری

باتری سیلد لید اسید از پرکاربردترین باتری‌های حال حاضر است. با توجه به کاربرد زیاد آن، نیاز دیدیم این مقاله را آماده کنیم که با ساختار آن کاملا آشنا شوید.

اگر سؤالی در مورد ساختار باتری دارید در بخش دیدگاه از ما بپرسید. در اولین فرصت به سؤالات شما پاسخ خواهیم داد.

منبع : www.power-sonic.com