Baterai timbal-asam: alfabet pengisian daya pulsa

Topik tentang pengisian daya baterai timbal-asam (SA) dan baterai asam (baterai) yang terdiri darinya telah mendapatkan momentum dalam beberapa tahun terakhir. Pengisi daya inovatif sedang dijual, artikel diterbitkan, dan penelitian aktif sedang berlangsung di forum khusus dengan perdebatan sengit selama ratusan halaman.

Apa yang kita perdebatkan?

Karakteristik kinerja baterai yang paling penting adalah kapasitas, efisiensi saat ini, masa pakai, dan keandalan. Metode dan perangkat charge baru yang mengimplementasikannya dimaksudkan untuk melayani tujuan peningkatan karakteristik ini. Apa esensi dari metode tersebut, dan mengapa mereka diperbarui sekarang, kami akan pertimbangkan.

Apa kesulitannya?

CA adalah sistem fisikokimia kompleks di mana setidaknya puluhan proses terkenal terjadi, mengalami saling pengaruh dan pengaruh faktor eksternal, terutama efek listrik dan suhu. Kompleksitas tertentu adalah kenyataan bahwa kinetika, yaitu dinamika laju perkembangan dan propagasi, berbeda untuk prosesnya.

Selama beberapa dekade, para peneliti telah mempelajari proses ini dan mengembangkan cara untuk berinteraksi dengan mereka menggunakan peralatan yang mereka miliki. Osilogram, grafik perekam, tabel hasil pengukuran dicatat, pengaturan eksperimental dikembangkan dan diuji, dan kesimpulannya paling sering sama: SA adalah subjek yang sulit untuk dipahami dan dioperasikan, banyak pertanyaan teoretis dan praktis tetap terbuka.

Mengapa Anda tidak membuat ini sebelumnya?

Tetapi teknologi dan budaya teknis tidak tinggal diam. Komputer elektronik (KOMPUTER) muncul dan tersedia, apalagi, dalam bentuk tidak hanya komputer pribadi, tetapi juga mikrokontroler ekonomis (MC) yang kompak, murah, ekonomis, yang merupakan mikrokomputer dengan periferal yang dikembangkan yang dibuat pada kristal silikon tunggal lebih kecil dari sel tetrad, dan dengan mampu melakukan jutaan operasi per detik. Mikroelektronika analog juga tidak ketinggalan dalam pengembangan, menyediakan semua komponen yang datang dengan karakteristik akurasi, stabilitas, dan jangkauan aplikasi yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Jadi, hari ini adalah waktu untuk kembali ke penemuan lama yang baik dari Gaston Plante, yang selama beberapa dekade telah setia melayani di banyak sektor kehidupan rumah tangga dan profesional - baterai utama - untuk mencari metode operasi yang lebih memadai dengan penerapannya pada elemen dasar modern.

Teori Sulfasi Ganda

Baterai, juga merupakan sumber arus kimia sekunder (CIT), mengakumulasi energi listrik dengan mengubah secara reversibel komposisi kimia dari elektroda (pelat), untuk penggunaan selanjutnya yang bermanfaat. Dalam perkiraan kasar yang paling sederhana, yang disebut teori sulfasi ganda, proses pengisian dan pengosongan SA dapat dinyatakan dengan rumus berikut.

PbO ₂ + Pb + 2H ₂ SO ₄ = PbSO ₄ + PbSO ₄ + H ₂ O

Reaksi pelepasan terjadi dari kiri ke kanan, mengisi - dari kanan ke kiri. Massa aktif (AM) dari pelat positif (positif) bermuatan, - PAM, - dibentuk oleh oksida timbal, minus (negatif), - OAM, - timbal seperti sepon. Seperti yang kita lihat, PAM dan OAM selama pembuangan dikonversi menjadi timbal sulfat, selama pembentukan asam sulfat yang dikonsumsi dan air terbentuk.

Konsentrasi asam sulfat, dan, dengan demikian, kepadatan elektrolit, berkurang selama pelepasan dan meningkat selama pengisian. Ini adalah alfabet baterai timbal. Tetapi nanti kita akan melihat bahwa huruf-huruf alfabet saja tidak cukup, mereka masih perlu dihubungkan ke dalam kata-kata, kalimat dan teks yang cocok sebagai panduan untuk bertindak.

Rumus kimia yang disederhanakan bersifat statistik dan tidak memperhitungkan banyak proses transien sekuensial dan paralel, serta modifikasi zat yang terlibat di dalamnya, oleh karena itu mereka harus dianggap hanya sebagai data input, dan dalam hal apapun tidak lengkap dan menutup jawaban atas pertanyaan.

Struktur dan Fungsi

Berbeda dengan ujian sekolah dan kompetisi cendekiawan, dalam praktiknya, metode dan struktur (perangkat) yang ada dan berulang (perangkat) diperlukan untuk implementasi mereka. Ini berarti kebutuhan untuk memutuskan (dan menyesuaikan ketika topik berkembang), dengan prioritas: apa, dalam aplikasi ini, pertama-tama kita perhitungkan, dan apa, sekali lagi dalam aplikasi ini, dapat diabaikan. Jika tidak, Anda mendapatkan presentasi atau ensiklopedia, tetapi bukan struktur terapan yang mengimplementasikan suatu fungsi. Presentasi dan ensiklopedi juga diperlukan, tetapi ini adalah struktur untuk fungsi lain.

Sulfasi yang menakutkan ini

Dari pertimbangan formula dasar yang paling disederhanakan, kita sudah melihat bahwa sulfasi, dan bahkan menggandakannya, sama sekali bukan efek samping, tetapi merupakan dasar dari proses pelepasan SA, apakah itu pelepasan sendiri atau pelepasan yang berguna, yang menjadi dasar pembuatan baterai. Bagaimana sulfasi menjadi patologis dan merusak baterai, dan bagaimana menghindarinya, adalah pertanyaan kita saat ini.

Efek polarisasi dan arus pengisian

Timbal sulfat adalah dielektrik yang sulit larut. Untuk melarutkannya, atau lebih tepatnya, mengubahnya menjadi massa aktif pelat, perlu untuk menerapkan efek polarisasi, yaitu, perbedaan potensial, itu adalah tegangan listrik, serta menghabiskan muatan listrik untuk asimilasi dalam bentuk kimia, yaitu. lewati pengisian arus untuk beberapa waktu. Dengan demikian, energi listrik akan disimpan dalam bentuk kimia, dan muatan SA akan terjadi.

Secara sederhana, voltase (volt) kali arus (ampere) memberi daya (volt * ampere, watt), arus untuk suatu waktu adalah muatan (liontin atau ampere * jam, masing-masing liontin 3600), daya untuk waktu atau muatan untuk tegangan energi (joule atau watt * jam, juga sama dengan 3,6 kilojoule, karena dalam satu jam 60 menit selama 60 detik).

Apa itu pengisi daya?

Efek polarisasi dan arus pengisian membentuk efek pengisian pada baterai, fungsi yang dilakukan oleh struktur yang disebut perangkat pengisian daya (charger), atau pengontrol pengisian daya terintegrasi, atau pengontrol operasional (driver).
Tampaknya lebih sederhana: berikan tegangan dan buat arus. Sumber daya apa pun dapat melakukan ini. Tetapi kami bekerja pada SA - struktur yang kompleks, dan untuk mempertahankan fungsinya yang bermanfaat, kami harus berinteraksi secara memadai dengan umpan balik. Kalau tidak, dampaknya akan menghancurkan struktur, dan fungsinya akan menurun, dan ini tidak akan baik.

Konduktivitas-Struktur-Kekuatan

Kapasitas, keluaran saat ini, masa pakai, keandalan yang digunakan untuk memulai percakapan adalah fungsi baterai. Struktur dipanggil untuk melakukan fungsi. Konduktivitas saat ini membutuhkan konduktivitas tinggi dari massa aktif dan bagian yang membawa arus dari struktur, dan konduktivitas ini harus seimbang untuk distribusi yang merata dari arus dan kekuatan, serta kontak AM dengan elektrolit, yang memungkinkan untuk memberikan kapasitas bermanfaat maksimum pada arus yang diberikan. Oleh karena itu, massa aktif membutuhkan permukaan yang dikembangkan, dicapai oleh desain elektroda yang berbeda. Tentu saja, struktur yang dikembangkan ini harus kuat secara mekanis dan tahan lama selama operasi, yaitu penerimaan, penyimpanan, dan pengiriman energi oleh baterai.

Cetakan

Formasi adalah proses dan hasil (keadaan) mempersiapkan elektroda untuk menerima pengisian dan pengosongan arus pelepasan, masing-masing, dengan akumulasi dan pengembalian energi yang berguna. Karena akumulasi dan pelepasan energi dikaitkan dengan transformasi fisikokimia massa aktif, kesimpulan yang jelas menunjukkan dirinya bahwa cetakan elemen kimia sekunder, tidak seperti primer, tidak terjadi secara bersamaan selama produksi dan commissioning, tetapi dengan masing-masing muatan.

Sulfat timbal

Seperti yang sudah disederhanakan, timbal sulfat adalah dielektrik, yaitu memiliki resistivitas tinggi dan konduktivitas listrik rendah. Selama pelepasan-diri dan pelepasan berguna, ia terbentuk pada permukaan massa aktif, mengisolasi bagian-bagiannya baik secara elektrik maupun mekanis, mencegah akses elektrolit padanya. Dengan demikian, itu merusak kriteria konduktivitas dan struktur SA yang disebutkan di atas, mengurangi baik kapasitas yang berguna (energi) dan kemampuan untuk menerima dan memberikan arus (daya).

Dimungkinkan untuk menemukan bahasa yang sama dengan teman baterai yang disumpah, sulfat dalam dua cara yang terkenal. Pertama, dimungkinkan untuk menghapusnya dari massa aktif dengan tegangan lebih, atau bahkan gangguan listrik. Yang terakhir terlibat dalam penggemar desulfasi ekstrim, dan topik ini, serta meragukan, menurut banyak rekan, metode penghancuran besar kerak sulfat oleh arus berlebih, serta pencucian kimia, berada di luar ruang lingkup pembicaraan kami.

Tegangan pengisian: lebih tinggi - lebih baik?

Untuk saat ini, kami hanya mencatat bahwa sangat berguna untuk mengembangkan peningkatan tegangan antara pelat SA selama pengisian (servis) untuk penghancuran sulfat, dan terlebih lagi, (jika Anda menghindari efek samping yang tidak diinginkan, lihat di bawah), itu tidak mengendap (lumpur), tetapi mengembalikannya Secara kasar, ion sulfat berada dalam asam sulfat dari elektrolit, dan timbal, dalam bentuk logam atau oksida, ke pelat, artinya, muatan berguna dibuat.

Pengisian saat ini: lebih banyak lebih baik ??

Kedua, timbal oksida pada plat positif dapat terbentuk ketika baterai diisi dalam berbagai modifikasi, di mana dua, yang disebut alfa dan beta, diketahui dan penting bagi kami. Alpha oksida memiliki luas permukaan spesifik yang lebih rendah, serta kisi kristal isomorfik dengan sulfat, yang, ketika habis, mengarah ke pembentukan lapisan sulfat yang padat. Semua ini adalah kerugian untuk struktur dan konduktivitas dibandingkan dengan beta oksida. Benar, modifikasi alfa secara mekanik lebih kuat, tetapi praktik menunjukkan ini tidak penting.

Jadi, diinginkan untuk mengisi SA dengan cara seperti untuk mempromosikan pembentukan dominan oksida beta-timbal, dengan permukaan yang lebih maju dan tidak adanya kecenderungan untuk tumbuh terlalu cepat dengan lapisan sulfat yang padat. Dan berkontribusi terhadap kepadatan arus muatan yang lebih tinggi ini.

Catatan: pengisi daya yang secara signifikan mengurangi arus pada akhir pengisian daya (dan sebagian besar dari mereka), dan bahkan lebih “pengisi daya” yang mengkompensasi debit sendiri oleh arus rendah, membentuk alfa oksida, mengurangi kinerja baterai.

Elektrolit dan elektrolisis

Tetapi sejauh ini kami telah mulai berurusan hanya dengan lempengan-lempengan, menyebutkan komponen terpenting dari SA, elektrolit, hanya secara sepintas. Elektrolit baterai timbal adalah larutan asam sulfat dalam air suling, baik asam dan air, seperti yang kita lihat dalam persamaan sulfasi ganda, dikonsumsi dan dibentuk berdasarkan pengisian dan pengosongan. Setuju, sistem seimbang sederhana ini mengagumkan. Tetapi hanya saat itu seimbang.

Jika potensi perbedaan antara lempeng mencapai tegangan hidrogen yang disebut di bank, mis. baterai sel, proses elektrolisis air, penguraiannya menjadi oksigen dan hidrogen, akan dimulai. Proses CA yang sederhana dan hampir ramah lingkungan ini, secara sederhana, sangat berbahaya dan beragam. Pertimbangkan alasannya.

Pertama, ini adalah hilangnya air, yang harus ditambahkan ke baterai curah yang diservis, sedangkan ke yang disebut bebas perawatan (MF), terutama gel (dengan elektrolit kental) dan AGM (dengan pemisah fiberglass penyerap), ini agak bermasalah.

Pengembang CA melakukan banyak upaya untuk menggabungkan kembali oksigen dan hidrogen kembali ke air dan mengembalikannya ke elektrolit. Fungsi ini ditugaskan untuk struktur dalam bentuk katup dalam disegel, lebih tepatnya, disegel oleh katup VRLA, penebalan elektrolit dengan gel silika dalam baterai GEL, menyerap gel kaca AGM, serta sumbat pemulihan khusus yang khas untuk solusi diam. Kemampuan untuk mengembalikan air untuk semua solusi ini, kecuali mungkin colokan khusus yang rumit dan mahal, sangat terbatas, dan tekanan berlebih dari gas, jika terbentuk, dilepaskan begitu saja ke atmosfer.

Kedua, apakah gas-gas ini? Oksigen, di hadapan asam sulfat, bersifat korosif dan menyebabkan pelepasan panas, dan tidak hanya pelat negatif, tetapi juga elemen struktur pendukung dan arus, dan hidrogen, yang ramah lingkungan tetapi sangat eksplosif dengan oksigen udara. Dan dengan hilangnya air, oksigen atmosfer juga membuka ke lempeng.

Jika evolusi gas dari baterai dalam ayunan penuh ("mendidih" elektrolit), proses ini tidak lagi dapat disebut ramah lingkungan, karena tetesan asam sulfat disemprotkan dan disemprotkan, tidak murni, tetapi dengan partikel debu yang mengandung lumpur, seperti yang Anda duga, senyawa timbal, antimon dan bahan lain yang digunakan sebagai aditif dalam produksi SA.

Bagaimana kakek mendidihkan baterai

"Mendidih" mencampur elektrolit dan menghancurkan, khususnya, lapisan sulfat pada permukaan elektroda. Oleh karena itu, di masa lalu yang liar, itu adalah norma operasi baterai. Lapisan atas dari massa aktif yang aus terpotong oleh gelembung-gelembung gas dan mengendap di lumpur, di mana disediakan tempat di bagian bawah kaleng, lapisan-lapisan baru terbuka untuk pekerjaan.

Pada saat yang sama, kriteria daya tahan, ekonomi dan keramahan lingkungan menderita, tetapi baterai bekerja sesuai karakteristik yang dinormalisasi untuk mereka pada waktu itu, sedang diisi dan dirawat dengan cara sederhana. Sebuah transformator dengan dioda, jika ada ammeter dan rheostat atau belitan, hidrometer dengan pir, meteran level tabung, corong dan dua botol, dengan larutan asam dan air suling, itu semua alat kakek. Sebuah voltmeter, load plug sudah menjadi barang mewah. Dan di bengkel baterai, baterai dibongkar, balok dilas dari pelat yang bisa diservis, dan dipasang kembali.

Kepadatan elektrolit: semakin tinggi semakin baik ???

Karena hidrometer, atau densimeter, disebutkan (satu atau beberapa mengapung yang dikalibrasi, yang paling sederhana adalah mata indikator dalam beberapa baterai), sekarang saatnya untuk berbicara tentang kepadatan elektrolit, yang, kami tidak lupa, terdiri dari asam baterai dan air. Asam sulfat lebih berat daripada air, karena kerapatan campurannya lebih tinggi, semakin tinggi konsentrasinya.

Menurut persamaan Gladstone dan Tribe yang disederhanakan, yang telah kita ketahui, dalam hal konsentrasi asam, yaitu kepadatan elektrolit, Anda dapat menilai tingkat pengisian baterai. Tapi ini bukan kriteria yang lengkap, karena kehilangan dan penambahan air dan asam mempengaruhi kepadatan dengan cara yang sama seperti proses charge-discharge.

Ada rumus yang menghubungkan tegangan rangkaian terbuka (NRC), itu juga gaya gerak listrik (EMF) tanpa beban, dengan perbandingan jumlah asam dan air dalam elektrolit, serta suhu. Formula ini juga disederhanakan, karena tidak memperhitungkan sifat-sifat SA lainnya, yang sebagiannya akan kita bahas di bawah ini. Dan kami tidak akan membawanya ke sini, itu ada di buku-buku, dan percakapan kami hanya akan berlebihan.

Semakin tinggi konsentrasi asam, dan karenanya EMF, semakin banyak pekerjaan yang berguna setiap liontin dan watt-jam dapat diproduksi oleh baterai, yaitu konsumsi energi meningkat. Selain itu, kelebihan asam dalam elektrolit meningkatkan ketahanannya terhadap pembekuan, karena pada mobil untuk musim dingin biasanya mengatur peningkatan kepadatan elektrolit dan tegangan pengisian.

Dengan penurunan suhu, kapasitas yang berguna dari baterai berkurang, dengan meningkatnya itu meningkat. Ini diperhitungkan selama start musim dingin dari mesin dan secara serius membatasi pengoperasian kendaraan dengan baterai traksi timbal di musim dingin, karena dalam mobil dengan mesin pembakaran internal, segera setelah dihidupkan, generator mulai bekerja, mengkompensasi pembuangan, dan baterai traksi harus memberikan arus selama perjalanan.

Mode traksi dan buffer

Kohl berbicara, lanjutkan. Mode operasi baterai dibagi menjadi traksi, atau siklus (penggunaan siklus), ketika sebagian besar kapasitas dilepaskan dengan arus rata-rata (relatif terhadap yang terakhir) yang besar, diikuti oleh pengisian daya, dan siaga, ketika pelepasan relatif jarang terjadi, (baterai cadangan daya yang tidak pernah terputus) ), dan self-discharge dikompensasi dengan satu atau lain cara.

Mode starter juga dapat disebut mode buffer, ketika debit dangkal jangka pendek dengan arus tinggi diikuti oleh muatan selama seluruh perjalanan mobil atau motor. Dekat dengan mode starter, pelepasan baterai cadangan 15 menit dari catu daya kompak tanpa gangguan, digunakan untuk menyelesaikan pekerjaan dengan aman dengan menyimpan data, tidak seperti mode traksi baterai dalam senter daya tinggi dan UPS untuk menjaga otomatisasi, komunikasi, peralatan medis, dll selama beberapa jam .

Fitur pembeda karakteristik baterai yang dirancang khusus untuk debit 15 menit adalah penetapan daya dalam watt yang diberikan oleh satu kaleng dalam mode ini, tanda pada case, dan bahkan pada artikel baterai. Misalnya, HR12-34W berarti bahwa baterai faktor bentuk "7-ampere" kecil mampu menghasilkan 6 * 34 = 204 watt selama seperempat jam! Pada pandangan pertama, ini adalah "hanya" 4,25 ampere * jam, tetapi mereka yang mengetahui kurva pelepasan SA dan sifat mereka akan menghargai karakteristik ini secara menyeluruh, dan sangat banyak.

Perangkat penyimpanan energi dalam angin, dan terutama energi matahari, bekerja dalam traksi, mode siklik. Ketika energi tiba, perlu untuk menyerapnya secara maksimal, kemudian memberikannya, sampai panel surya dan generator angin memberikan arus. Dimensi dan massa drive stasioner, tidak seperti drive, tidak kritis, oleh karena itu mereka mencoba untuk memastikan kapasitas maksimum dan siklus dangkal sebanyak mungkin. Lagi pula, semakin dalam debit, semakin tinggi pemakaian baterai.

Kerusakan pengisian yang berlebihan dan peningkatan konsentrasi asam

, , , (, ), , ?

, , . . , , , .

, , , . , - , , , , , .

«» , , , , , . . , — , , .

- ? , ? .

, . . , «», «», . . , ( ), , , , . .

?

, , , , . , , , .. , , , , -, , , , ?

, . . . , . , .

. , . , — , — , , , .

, — . , — , . , , ( ; , ), , , - ( ).

. , , , , .. . AGM- — , , , , — , .

, , , , . , , , , , , .

, ! , (), , , , !!! AGM , .

?

, , , , , ( ?! !), , , , , , , ?!

, , ( ), , ( ), , « », , , , .

Mereka akan berguna untuk menilai keadaan baterai dan membuat keputusan tentang perawatannya di masa depan, tetapi mereka tidak akan memberikan nilai optimal dari arus dan tegangan untuk dipasang pada regulator pengisi daya. Karena nilai-nilai ini berubah dalam proses interaksi yang terjadi pada kecepatan yang berbeda!

Tetapi dinamika perubahan arus dan tegangan dapat memberi tahu segalanya tentang arah reaksi pembentukan arus. Lebih tepatnya, semua yang diperlukan untuk mengontrol arus pengisian dan efek polarisasi. Kecuali, tentu saja, dapat memproses data ini secara real time (yaitu, dengan penundaan yang dinormalisasi). Untuk ini, mikroelektronika akan dibutuhkan, dan kemungkinan besar, bahkan sebuah komputer. Untungnya, itu terjadi, seingat kita, ukuran sel notebook.

Pertanyaan tentang apa tepatnya efek listrik yang dibutuhkan baterai saat ini adalah pertanyaan yang sama dengan di mana plus dan minus berada di dalam outlet. Seseorang tidak dapat menjawabnya: ketika dia berbicara, plus dan minus akan saling menggantikan 50 kali per detik. Tetapi untuk perangkat elektronik, kinerja seperti itu adalah beberapa hal sepele. Dan kita dapat secara akurat menentukan fase tegangan dan arus, dengan referensi yang diperlukan untuk waktu. Tentu saja, di SA kita akan melihat sesuatu yang lebih rumit daripada sinusoid bergeser satu sama lain. Dan segera lihat.

Pengulangan adalah ibu dari pembelajaran. Ini adalah formulasi yang disederhanakan dari hukum dialektika ketiga, pengembalian parsial ke yang lama di tingkat yang baru, dan kita akan menggunakannya lagi.

, , . , , , , , , , , .

. «» , , , , , , , , .

?

, , , , . : , , , , , .

, ( ) , , . , , , (, , ), .

Pada awal lewatnya arus, beda potensial terminal melonjak tajam oleh besarnya penurunan arus ini pada resistansi internal CA atau baterai. Dengan ketinggian langkah yang dihasilkan, mengetahui kekuatan arus, Anda dapat menghitung resistansi internal, yang jelas digunakan dalam tes cepat. Pada ini "hanya karakteristik tegangan-arus" berakhir, dan proses perubahan tegangan yang rumit dimulai. Kekuatan saat ini akan dianggap konstan, distabilkan dengan sarana sumber.

Selanjutnya pada rekaman perekam, layar osiloskop dengan sapuan lambat atau diagram dari logger, kita akan melihat superposisi (superposisi) dari beberapa tanggapan terhadap efek pengisian, yang utamanya adalah dua. Eksponen yang sangat lambat dari muatan AM yang sebenarnya berguna, terdiri dari superposisi lapisan yang berbeda, dan eksponen lain, jauh lebih cepat, menyerupai muatan kapasitor.

Dua pendekatan ke lapisan ganda

, , , , . , , . , .

, . , , , , .

( ) , , , - .

, - , , , .

. , , , .

- , .

, - , , , ? — (), , , !

, , , ! , , , .

Ini adalah prinsip relaksasi, impuls atau muatan intermiten, yang memungkinkan sejumlah besar kontradiksi dialektik, misalnya, keharusan dan tidak dapat diterimanya tegangan lebih. Sama dengan kepadatan arus: amplitudo dari pulsa pengisian dapat (dan harus) disetel sama dengan arus ganda dari pengeluaran 20 jam, atau bahkan lebih tinggi jika ada kepercayaan pada algoritma pengontrol.

Hukum kekekalan energi?

Di sini pembaca yang bijaksana akan diliputi oleh keraguan. Arus ganda dari pelepasan 20 jam adalah 0,1C ₂₀ , arus yang sama yang direkomendasikan untuk mengisi daya SA dalam mode kontinu, dan mengisi daya baterai yang sepenuhnya kosong dalam 10-12 jam.

Muatan intermiten menyiratkan jeda dari arus jeda untuk asimilasi muatan oleh massa aktif, masuknya ion ke kedalamannya, dan pemerataan kepadatan elektrolit di dalamnya. Berapa lama kemudian menunggu selesainya tagihan? Memang, arus rata-rata, total muatan, dan energi yang dilaporkan ke baterai oleh pengisi daya, misalnya, dalam satu jam, ketika terganggu oleh jeda, akan lebih rendah daripada dalam kasus pasokan terus menerus "normal" dari arus dengan gaya yang sama!

Memori relaksasi tingkat lanjut akan mengisi daya baterai yang dapat diservis sepenuhnya dengan arus 0,1C ₂₀ selama 8-12 jam, tergantung pada kondisinya. Artinya, bahkan lebih cepat daripada jika arus tidak terputus. Bagaimana ini mungkin, dan dapatkah ini dipercaya?

Masalahnya adalah bahwa dengan pengisian CC (arus konstan) klasik, energi "berlebih" yang tidak dapat diserap oleh massa aktif digunakan untuk memanaskan baterai, elektrolisis air, dan korosi struktur. Dan memori pintar sama sekali tidak melayani liontin dan joule tambahan ini, menunggu kesiapan HIT untuk menerima bagian baru dari muatan, atau mengurangi parameter efek modulasi.

Ini tidak berarti efisiensi 100 "atau lebih" persen, penekanan absolut dari pembentukan dan pemanasan gas, jaminan pengisian cepat dalam kondisi baterai apa pun. Baterai yang aus, sulfat, pra-darurat, dan darurat dapat menjadi sedikit hangat dan berkarat dengan gelembung selama pemulihan, yang dapat bertahan lama atau sangat lama, jika semuanya benar-benar buruk dengan satu atau beberapa bank. Yang tidak berarti sama sekali waktu dan uang ekstra: pengisi daya otomatis, dan mengelola listrik dengan itikad baik, secara ekonomi.

Namun, urutan besarnya meningkatkan kemungkinan pemulihan baterai yang berhasil, yang jika tidak pasti akan menjadi sampah, menciptakan beban pada lingkungan dan ekonomi, mis. kesehatan dan dompet Anda, (dan lebih tepatnya, sumber-sumber kebebasan dari kehidupan bahagia yang berbuah). Dan jika kita merawat baterai sejak usia muda, kita mendapatkan peningkatan, dibandingkan dengan praktik pengisian tradisional, karakteristik operasionalnya (juga menjadi sumber daya yang disebutkan).

Lantas bagaimana mewujudkan biaya impuls ini?

Saat ini, ada banyak cara untuk menerapkan tindakan pengisian berdenyut atau termodulasi, mengendalikannya menggunakan berbagai umpan balik, perangkat untuk implementasinya. Relevansinya tinggi dan berkembang, ada peningkatan terus-menerus, hasil saat ini dan sangat baik yang dapat digunakan sekarang.

Di atas, kami menyebutkan superposisi dari beberapa (disederhanakan lagi, jumlahnya sebenarnya bukan bilangan bulat) tanda tangan listrik dalam sinyal tegangan dari terminal baterai ketika pulsa pengisian diterapkan. Sinyal jeda juga dibentuk dengan melapiskan tanda tangan dari reaksi pembentukan arus dan efek samping di bank CA. Dan ada 6 kaleng seperti itu dalam baterai 12 volt yang paling umum, dihubungkan secara seri, dan paling sering tidak mungkin atau tidak nyaman untuk terhubung ke jumper di antara mereka.

Tambahkan ke pickup gangguan ini, pertama-tama, dari sumber listrik dan sumber daya pengisi daya itu sendiri, dan kita akan memahami bahwa tugas pemrosesan analog dan digital dari sinyal listrik dari terminal baterai untuk menentukan parameter amplitudo dan waktu dari efek pengisian optimal bukanlah hal sepele. Anda perlu tahu apa yang harus dicari, dan dapat mengajarkan mesin ini.

Anda cukup membeli perangkat pengisian dan pemulihan modern, tetapi bahkan dalam hal ini diinginkan untuk memiliki gagasan tentang esensi dari pekerjaannya, tanpanya sulit untuk memilih alat yang paling cocok untuk diri sendiri dan menggunakannya secara maksimal. Dan Anda dapat melakukan eksperimen sendiri untuk kesenangan dan manfaat dari diri Anda dan dunia di sekitar Anda. Dalam hal apa pun, tidak ada salahnya membuat klasifikasi singkat tentang metode dan perangkat pengisian daya.

CC / CV

Arus konstan, tegangan konstan - stabilisasi atau pembatasan arus dan / atau tegangan pada level tertentu. Hal ini dapat ditambah dengan kompensasi termal, serta penerapan muatan multi-tahap, dengan penggantian kriteria stabilisasi saat mencapai kondisi tertentu, seperti tegangan atau arus di terminal, waktu dari awal pengisian, jumlah listrik atau energi yang dilaporkan oleh baterai, dan pada pengontrol operasional, pelepasan baterai sebelumnya juga harus diperhitungkan.

Menyulitkan logika pengoperasian perangkat tersebut dapat (harus) memberikan lebih baik dibandingkan dengan pengisian sederhana dari catu daya yang stabil atau tidak stabil, namun, itu tidak sepenuhnya menyelesaikan kontradiksi dialektik yang disebutkan di atas, tidak memperhitungkan seluk beluk kinetika, dan tidak menjamin kecukupan efek pengisian dengan kebutuhan baterai saat ini, yaitu, kemampuan untuk mengambil alih muatan yang bermanfaat, belum lagi desulfasi.

Ayun

Jika kita menambahkan ke memori CC / CV kriteria untuk penghentian dan pembaruan muatan, misalnya, dengan tegangan di terminal, kita mendapatkan salah satu metode dan perangkat paling sederhana dari muatan intermiten, yang disebut "ayunan", "pembanding dua-ambang" atau "pembanding dengan histeresis", untuk menghormati pengontrol utama elemen. Setelah mencapai, misalnya, 14,22 volt, pengisi daya menonaktifkan muatan, dan ketika NRC turun ke, misalnya, 13.1V, pengisi daya dilanjutkan. Ternyata generator relaksasi.

Dengan demikian, pengurangan arus pengisian pada akhirnya, kompensasi self-discharge selama penyimpanan, dan muatan optimal lapisan dalam AM ("penyelesaian kapasitas"), dan desulfating overvoltage, dengan pengurangan (pencegahan) pemanasan yang signifikan, evolusi gas, dan korosi, harus dicapai.

Frekuensi ayunan dapat dari detik hingga jam atau lebih, dan mereka membutuhkan manual atau otomatis, misalnya, menyimpan level yang dicapai oleh baterai yang diberikan, penyetelan, dan juga kompensasi termal. Tanpa pemantauan cermat oleh orang yang kompeten (yang dipaksa untuk mengikuti proses) atau secara digital memproses tanda tangan listrik dari proses yang terjadi dalam SA, bergantung pada tegangan atau arus saja, ayunan sederhana sering tidak memberikan efek yang bisa dicapai dengan kontrol yang lebih baik.

Pengaturan muatan yang terputus-putus dan / atau dimodulasi (lihat di bawah) yang tidak cocok untuk baterai khusus ini mungkin tidak melambat atau mundur, melainkan mempercepat, memperburuk degradasinya, misalnya, korsleting (CI) dari masing-masing kaleng.

Berkedip

Salah satu masalah ayunan adalah pencapaian yang terlalu cepat atau terlalu lama (hingga tak terbatas), harapan ambang batas yang tidak ditetapkan dengan benar, atau tidak lagi berlaku selama proses, yang dapat menyebabkan keterlambatan dalam layanan dan undercharging, dan pengisian yang berlebihan, dengan semua konsekuensinya. Pilihan untuk mengatasi masalah ini adalah alokasi waktu tertentu untuk impuls dan jeda.

Perangkat pengisian intermiten yang paling sederhana umumnya hanya memiliki timer (multivibrator, interrupter) untuk menghidupkan dan mematikan arus pengisian daya, dan mereka disebut lampu berkedip atau penutup mata, meskipun penutup mata kadang-kadang disebut memori flash, termasuk perangkat yang menerapkan algoritme kompleks menggunakan mikrokontroler.

Penggunaan relay sudut mobil untuk memasok efek pengisian daya oleh pulsa telah dikenal sejak lama, dan banyak yang telah membantu mengisi ulang baterai yang tidak sengaja diisi ulang dan baterai yang sangat sulfat. Ini adalah penutup mata pertama.

Modulasi

Tetapi perangkat muatan modular, anehnya, adalah penyearah kakek dan generator mobil atau motor, lagi-lagi dengan penyearah yang memberikan arus riak yang tidak seimbang. Bagaimana perbedaan biaya intermiten dengan modulasi? - Kriteria terminologis. Jika frekuensinya di bawah beberapa hertz, bicarakan tentang biaya intermiten, yang termodulasi di atas. Keduanya diklasifikasikan sebagai berdenyut, berdenyut.

Satu tidak mengecualikan yang lain, dan dalam siklus dengan periode satu hingga ratusan detik, impuls efek pengisian dapat berupa paket pulsa frekuensi yang lebih tinggi. Ini dapat menciptakan peluang tambahan untuk mengisi ulang lapisan dalam, meratakan konsentrasi reagen dan desulfasi, serta kesulitan yang terkait, misalnya, dengan gangguan elektromagnetik, pengaruh kabel dan konektor, efek samping yang belum diselidiki dan dipelajari untuk diterapkan atau dicegah. Penulis yang berbeda menulis tentang frekuensi yang berbeda, dengan mempertimbangkan kinetika dari berbagai proses yang membentuk muatan AM atau pengaruhnya.

Penyearah kakek dan generator otomatis menciptakan peluang untuk fenomena relaksasi di SA, yang meningkatkan karakteristiknya dibandingkan dengan suplai paksa dari arus yang distabilkan atau, lebih buruk lagi, menahan tegangan yang dihaluskan, (alasan mengapa di masa lalu beberapa orang sampai pada kesimpulan bahwa sumber pulsa tidak cocok untuk catu daya, jangan dikelirukan dengan charger pulsa, untuk pengisian baterai).

Kesimpulan dan Prospek

Studi tentang karakteristik reaktif SA dan responsnya terhadap semua metode paparan yang terus meningkat terus membuka di hadapan kami spektrum relaksasi, kuasi-resonansi, resonansi, dan gelombang yang terus bertambah. Semua ini sangat menarik dan membawa manfaat yang bermanfaat.

Saat ini, sebagai contoh, adalah relevan untuk mempelajari fenomena keterlambatan dalam perambatan listrik pada baterai timbal, yang mengarah pada peningkatan keausan yang ekstrem (elektrik) dan baterai, dan ini tidak dapat dikaitkan dengan ketidakrataan suhu saja. Saatnya untuk mengembangkan metode dan perangkat untuk melayani SA dengan AM yang didoping dengan karbon nanotube, serta mengeksplorasi kemungkinan untuk menciptakan baterai "kering" yang ringkas untuk aplikasi mobile ringan pada dasarnya.

Dalam percakapan singkat, kami tidak menyentuh karakteristik debit, tetapi mode debit juga dapat dikontrol. Akan segera diperlukan untuk menguji kemungkinan pengereman regeneratif dengan mengembalikan energi ke baterai traksi timbal, untuk mempelajari berapa banyak daya yang dapat diterima dengan kontrol proses lanjutan tanpa merusak dirinya sendiri, dan juga untuk menguji hipotesis bahwa impuls pengisian dapat memungkinkan penggunaan kapasitas yang lebih bermanfaat Dengan mengkompensasi efek yang dikenal dari mengurangi yang terakhir dengan meningkatnya arus buangan.



Timbal dan asam sulfat adalah teman baik kita, jika Anda memperlakukan mereka secara sensitif dan hati-hati. Dunia magis baterai timbal-asam sedang menunggu para periset, penemu, dan semua orang yang mendapat manfaat dari kotak besar sederhana, kebebasan, dan kegembiraan!