BUDOWA BATERII ołowiowo-kwasowych

Transkrypt

1 BUDOWA BATERII ołowiowo-kwasowych HOPPECKE Baterie POLSKA Sp. z o.o. ul.składowa 13, Żerniki KONSTRUKCJE BATERII 1

2 Budowa ogniważelowego i klasycznego mostek łączący płyta dodatnia rdzeń płyty dodatniej płyta ujemna rdzeń płyty ujemnej HOPPECKE Baterie POLSKA Sp. z o.o. ul.składowa 13, Żerniki Budowa baterii AGM (blok 12V) zabezpieczenie przed zapłonem centralne odgazowanie zawory ciśnieniowe łącznik miedziany w pełni izolowany połączenie o niskiej rezystancji terminal prądowy izolowany, z wkładem mosiężnym HOPPECKE Baterie POLSKA Sp. z o.o. ul.składowa 13, Żerniki 10 2

3 Reakcje Ilości substancji biorących udział w reakcjach 1Ah <=> 11,986g Dodatnia elektroda kwas siarkowy Ujemna elektroda PbO 2 (4,462 g) H 2 SO 4 (3,659g) Pb (3,865g) Rozładowanie Pb SO 4 (5,657g) H 2 O (0,672g) Pb SO 4 (5,657g) +27% +46% Ładowanie Rozładowanie przyrost masy aktywnej PbSO 4 PbSO 4 PbO 2 PbO 2 PbSO 4 PbO 2 3

4 Klasyfikacja baterii ołowiowo-kwasowych konstrukcje elektrod / zastosowania HOPPECKE Baterie Polska Sp. z o.o. 16 Klasyfikacja pod względem stanu eletrolitu Elektrolit ciekły - baterie klasyczne (otwarte) Wolna wymiana gazów z otoczeniem chyba że jest dodana zewnętrzna rekombinacja gazów. Niskie wymagania dla obsługi, ogniwa mogą mieć uzupełniany elektrolit (możliwość otwarcia ogniw). Ubytek wody w elektrolicie warunkuje częstość reakcji obsługi Elektrolit związany baterie z zaworem (VRLA) Gazy wydostają się z ogniwa przez zawór ciśnieniowy. Pojęcie bezobsługowości ogniw dotyczy tylko możliwości uzupełniania wody (ogniwo jest w zamkniętej obudowie). Ubytek wody ma bezpośredni wpływ na żywotność baterii 4

5 Elektrolit - Konstrukcja Baterii AGM Struktura AGM Baterie AGM wykorzystują włókninę szklaną o różnej grubości włókien (0,25µm do 3µm). System porów Pomiędzy włókniną znajdują się pory o wymiarach od 1µm do 10µm. Sposób wiązania elektrolitu Elektrolit jest związany we włóknienie dzięki istnieniu siły kapilarnej (analogicznie do gąbki nasączonej wodą) Hoppecke Baterie Polska Sp. Konstrukcja mechaniczna baterii Mata szklana jest zamontowana pomiędzy płytami ogniwa. Aby zapewnić odpowiedni kontakt pomiędzy włókniną i masą aktywną płyt, ściska się pakiety z dużą siłą. Naczynia wypełnia się elektrolitem po montażu mechanicznym. Elektrolit - konstrukcja baterii żelowych Struktura żelu Zżelowany kwas tworzy łańcuchy cząsteczek o dużej powierzchni (200 m²/g). Kwas jest uwięziony w strukturze krzemionki dzięki sile kapilarnej i dużej powierzchni cząsteczek, zamienia się w żel. System porów Pomiędzy cząsteczkami sieci krzemionkowej występuje system porów o wymiarach od 0,1µm do 1µm. Konstrukcja ogniw Ogniwa napełniane są mieszanką o płynnej konsystencji. Następnie jest ona mieszana powietrzem i ulega zżelowaniu podczas formowania baterii. Hoppecke Baterie Polska Sp. z o.o. 5

6 Klasyfikacja pod względem stanu elektrolitu Elektrolit: ciekły / uwięziony Baterie: klasyczne / VRLA Klasyfikacja pod względem konstrukcji płyt Ujemne: Zazwyczaj typu kratkowego, wykonane z ołowiu z dodatkiem antymonu (Sb) lub wapnia (Ca) dla baterii VRLA. Antymon poprawia parametry mechaniczne stopów, ułatwia odlewanie płyt oraz poprawia odporność na korozję. Dodatnie: Wielkopowierzchniowa (GroE) Wykonane z lanego ołowiu. Aktywna masa (PbO 2 ) jest formowana przez utlenianie płyt. Lamelowa struktura zapewnia kontakt aktywnej masy z elektrolitem na dużej powierzchni. Kratkowa (OSP, OGi + wszystkie AGM) Aktywna masa jest w prasowana w ołowianą kratkę. Pancerna (rurkowa) (Pz) Ołowiane pręty razem z masą aktywną umieszczone są w rurkach. 6

7 Płyta kratkowa (pastowana) Płyta pancerna (rurkowa) 7

8 Wybór właściwej baterii Wysokie prądy rozładowania obciążenie pulsacyjne wymagania Niskie prądy Praca cykliczna Płyta kratkowa power.com SB solar bloc Płyta rurkowa OPzV solar.power OPzV bloc solar.power OPzS solar.power OPzS bloc solar.power 35 Klasyfikacja baterii STAN ELEKTROLITU VRLA ciekły żel AGM PŁYTY DODATNIE wielkopowierzchniowa kratkowa (pastowana) rurkowa (pancerna) nie istnieje nie istnieje nie istnieje 8

9 Warto wiedzieć Skróty DoD Depth of Discharge (głębokość rozładowania) SoC State of Charge (stan naładowania) VRLA Valve Regulated Lead Acid (Bateria o ciśnieniu regulowanym zaworem) AGM Absorbent Glas Mat (elektrolit uwięziony we włóknienie szklanej) Vented baterie z ciekłym elektrolitem (otwarte) EUROBAT europejskie stowarzyszenie producentów baterii Klasyfikacja baterii VRLA = > SC, GP, HP (10 lat), LL (12+) HOPPECKE Baterie POLSKA Sp. z o.o. ul.składowa 13,

10 Klasyfikacja wg. EUROBAT Standard Comercial 3 5 lat General Purporse 6 9 lat High Performance lat Long Life 12+ dotyczy tylko baterii VRLA Pojemność - ale jaka? Pojemność znamionowa baterii jest wielkością ładunku elektrycznego odbieranego z pełni naładowanej baterii podczas pełnego rozładowania przy znamionowych warunkach. Pojemność jest mierzona w [ Ah ]. Pojemność [Ah] = Prąd [A] x Czas [h] znamionowe warunki są zdefiniowane: stacjonarne baterie wg. EUROBAT: temperatura 20C, napięcia rozładowania 1,8V/ogniwo oraz czas 10H baterie ogólnego przeznaczenia: temperatury 25C, napięcia rozładowania 1,75V/ogniwo oraz czasu 20H 10

11 HOPPECKE Baterie POLSKA Sp. z o.o. ul.składowa 13, 62-11