شارژ و نگهداری باطری ماشین
باتری های خودرو ها که نقش مهمی در سیستم استارت و برق خودرو بازی می کنند اغلب از نوع سربی اسیدی هستند. اگر صاحب خودرو باشید یا تجربه دیدن باتری های اسیدی را داشته باشید می دانید که این باتری ها
می توانند چه دردسر هایی برای صاحبشان ایجاد کنند. از خالی کردن باتری تا انفجار آن !
باتری سربی اسیدی چیست ؟
باتری سربی اسیدی از چند تیغه سربی تشکیل شده است که در محلولی رقیق شده از اسید سولفوریک قرار
گرفته اند. هر صفحه دارای یک توری است که مواد فعال روی آن قرار گرفته است . در صفحه قطب منفی اکسید سرب به عنوان ماده فعال قرار گرفته است در حالی که در صفحات مربوط به قطب مثبت ، خود فلز سرب قرار دارد ، همه صحفات منفی به هم دیگر متصل هستند. همه صفحات مثبت هم همین طور . وقتی باتری به مدار برق ماشین متصل می شود. فرآیند خالی شدن یا دشارژ (Discharge) باتری آغاز می شود. در این فرآیند ، اسید سولفوریک به عنوان مایع الکترولیت ارتباط دو ماده فعال روی صفحات مثبت و منفی را بر قرار می کند. این فرآیند الکترو شیمیایی انرژی بسیار زیادی را آزاد کرده و مواد روی صفحات را به سولفات سرب تبدیل می کند. هر دو ماده قطب مثب و منفی به سولفات سرب تبدیل می شوند. در خلال این واکنش الکترو شیمیایی ، اتم های هیدروژن و اکسیژن آزاد شده ، واکنش نشان داده و تشکیل آب می دهند. در نتیجه ، صفحات مثبت الکترون آزاد می کنند و صفحات منفی به همان اندازه نیاز به الکترون دارند. همین باعث ایجاد پتانسیل الکتریکی یا همان ولتاژ در دو سر باتری خواهد کرد. این واکنش تنها زمانی به شکل وسیع ادامه پیدا می کند که باتری در مدار باشد و به یک بار الکتریکی وصل شده باشد.
[ساختار داخلی باتری های اسیدی - سربی]
انواع باتری های سربی اسیدی :
در واقع خود باتری های سربی – اسیدی را می توان به دو دسته کلی طبقه بندی کرد که با نام های باتری استارت (کرانک) و باتری های چرخه عمیق (Deep Cycle) شناخته می شوند. باتری ماشین استارت به نام باتری SLI یا باتری آتش کننده موتور هم شناخته می شوند. این باتری ها برای این طراحی شده اند که جریانی عظیم را در لحظه استارت موتور های مختلف ارائه کنند. این باتری ها صفحات بیتشری درون خود دارند و این صفحه ها بسیار نازک تر هستند. باتری های چرخه عمیق دارای صفحات کم تر اما ضخیم تری هستند و برای چندین بار چرخه خالی شدن و پر شدن طراحی می شوند. ولتاژ باتری به تعداد سلول هایش بستگی دارد. هر سلول باتری اسید-سرب دارای دو صفحه است که دارای اختلاق پتانسیل 2 ولت هستند. مایع الکترولیت میان این صفحات هم محلولی از اسید سولفوریک رقیق شده با آب است. این محلول را با چیزی به نام درصد گرانش می سنجند .
درصد غلظت آب باتری به این شکل اندازه گرفته می شود: وزن مخلوط آب مقطر و اسید سولفوریک موجود تقسیم بر وزن آب خالص با همان حجم. با این اوصاف ، درصد گرانش آب خالص همواره 1 است .
باتری و سلول هایش
هر باتری سربی اسیدی در واقع ترکیبی از چند سلول کوچک تر سربی اسیدی است . این آرایه از سلول ها به نام یک باتری شناخته می شوند. یک باتری 6 سلولی می تواند 12 ولت اختلاف پتانسیل ایجاد کند (هر سلول 2 ولت). یک باتری سربی اسیدی کوچ دو ولتی تنها یک سلول دارد. ظرفیت باتری ماشین نیز مانند همه باتری های دیگر با واحد آمپر ساعت (Ah) سنجیده می شود. هر آمپر ساعت برابر با 3600 کولومب است و به این معنا است که باتری می تواند جریان 1 آمپر را به مدل یک ساعت در مدار جاری سازد. یک باتری 100Ah می تواند به مدت 100 ساعت یک جریان یک آمپری را تامین کند. رده باتری بر اساس دشارژ مداوم در زمانی خاص تخمین زده می شود. برای مثال 10 ساعت . این بدان معنا است که پس از 10 ساعت مصرف مداوم باتری ، اختلاف پتانسیل دو سر مثبت و منفی آن به حد اقل خود می رسند. به شکل معمول ، یک باتری 100 آمپر ساعت به مدت 5 ساعت جریان 20 آمپر تولید می کند. در زمان شارژ مجدد، توان انرژی الکتریکی منبع خارجی یا همان شارژر (در ماشین دینام و در مصارف دیگر شارژر باتری های سربی-اسیدی) تغییرات شیمیایی درون باطری ماشین را معکوس
می کند . این گونه است که انگار سلول های باتری نو شده و باتری دوباره شارژ می شود.