باتری های سرب اسیدی
باتری الکتروشیمیایی یک مولد الکترو شیمیایی که حاوی مواد شیمیایی است و باعث واکنش های شیمیایی مولد الکتریسته می شوند.
باتری های قابل شارژ و یک بار مصرف بخشی از این مقوله اند. باتری های یک بار مصرف بعد از یک بار تولید الکتریسته دیگر قابل استفاده نیستند
(سلول های ابتدایی هم خوانده می شوند).
برعکس باتری قابل شارژ می تواند پس از یک بار خالی شدن دوباره به وسیله ی منبع خارجی شارژ گردد. در هنگام شارژ جهت جریات تغییر می کند
و جهت واکنش الکترو شیمیایی برعکس می شود و دوباره نیرو را تا مقدار اولیه اش در باتری ذخیره می کند ( سلول های ثانوی ). وقتی باتری
واکنش های شیمیایی را به الکتریسته تبدیل می کند تخلیه ( دشارژ ) می شود. به بیان دیگر،مواد شیمیایی داخل باتری به ترکیبات شیمیایی دیگری
تبدیل می شود که بین آنها در تعادلند. به هر حال وقتی باتری قابل شارژ را به ولتاژ خارجی مخالف وصل می کنید (با استفاده از انرژی)ب رگردادندن
باتری به حالت ابتدایی به وسیله ی پروسه ی شیمیایی وارون بین سلول ها امکان پذیر است. این کار شارژ کردن باتری نامیده می شود.
باتری های الکترو مغناطیسی می تواند مرکب از اجزای مختلفی باشد، ما به هر حال نظر خود را معطوف به باتری های سرب اسیدی می کنیم.
باتری سرب اسیدی یک سلول الکتروشیمیایی است که بر اساس یک اختلاف پتانسیل ایجاد شده بین دو جزء سربی کار می کند که حالت های
اکسداسیون مختلف دارند: سرب (Pb) و سرب دی اکسید (PbO2) .
سرب Pb یک مرحله ی حالت صفر دارد (به بیان دیگر پوشش الکترونیکی آن کامل است)، در صورتی که PbO2 دارای حالت اکسیداسیون +۴ است
(۴ الکترون کم دارد).
Pb0 – ۲e– →Pb2+ (الکترود منفی)
Pb0 + 2e– →Pb2+ (الکترود مثبت)
―――――――――――
Pb0 + Pb4+ →۲Pb2+
واکنش کامل عبارتست از:
Pb + PbO2 + ۲H2SO4 ↔ ۲PbSO4 + ۲H2O
آب سرب سولفات سولفوریک اسید سرب دی اکسید سرب
صفحات مثبت و منفی تخلیه صفحه مثبت شارژ صفحه منفی شارژ
در یک کلمه الکترود منفی دو الکترون در حضور الکترود مثبت از دست می دهد و هر دو به سرب سولفات دو بار مثبت تبدیل می شوند.
این واکنش خود به خودی است و جریان الکترون ها در رسانایی که (با مقاومت الکتریکی مشخص ) الکترود منفی و مثبت را به هم وصل می کند
جریان الکتریکی ایجاد شده توسط واکنش شیمیایی است. هر سلول سرب اسیدی دارای ولتاژ مجاز تقریباً ۲ ولت می باشد.
اصول بنیادی
ولتاژ ورودی و ظرفیت برای تعیین کردن اندازه ی یک سلول سرب اسیدی به کار می رود.
ولتاژ
ولتاژ اختلاف پتانسیل بین قطب های مثبت و منفی است و با واحد ولت اندازه گیری می شود (V).
همان طور که اشاره کردیم، هر سلول سرب اسیدی حدوداً ۲ ولت ایجاد می کند.
برای داشتن ولتاژ بالاتر لازم است سلول های ۲ ولتی متعددی را به طور سری به هم متصل کنیم که رشته نامیده می شود. به این طریق ما باتری با
ولتاژهایی از ضریب ۲ ولت خواهیم داشت.مثلا یک باتری ۱۲ولت مرکب از۶ سلول ۲ ولتی به طور سری یا ۶ رشته ی ۲ ولتی می باشد. با متصل کردن
سلول های سری بیشتر ما ولتاژ خروجی بزرگ تری خواهیم داشت.
یک باتری حرکتی نو وقتی تازه شارژ شده باشد و موازنه شدن به طور متوسط یک ولتاژ مجاز در حدود ۲٫۱۳ ولت دارد (که بدون اتصال به هیچ باری در
قطبها اندازه گیری می شود).این ولتاژ بستگی به وزن مخصوص الکترولیت و دمای سلول دارد.یک سلول کاملا تخلیه شده ولتاژ مجازی کمتر از ۲ ولت
دارد.