Tải bản đầy đủ

CÔNG NGHỆ ACQUI CHÌ AXIT

MỤC LỤC

I.

PHẦN MỞ ĐẦU

Tự động hóa đã phát triển và mang lại những ứng dụng vô cùng to lớn cho sự phát
triển tất cả các ngành kĩ thuật của thế giới. Tuy nhiên, ở nước ta nó mới được ứng dụng
và phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Nó giúp nước ta phát triển để tiến tới
trở thành một nước Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa. Bởi vậy tự động hóa được nghiên
cứu ở tất cả các ngành kĩ thuật nói chung và ngành tự động hóa nói riêng. Ngày nay hầu
như tất cả các máy móc thiết bị trong công nghiệp cũng như trong đời sống hàng đều phải
sử dụng điện năng, phần lớn các thiết bị đều sử dụng điên lưới. Tuy nhiên thực tế có
những lúc rất cần năng lượng điện mà ta không thể lấy năng lượng điện từ lưới điện
được. Do đó, ắc quy được thiết kế trở thành một nguồn điện dự phòng nhằm mục đích
đảm bảo nguồn điện không bị gián đoạn khi xảy ra các sự cố mất điện bất thường. Nguồn
năng lượng lưu trữ trong ắc quy là một nguồn điện dự phòng rất quan trọng được sử dụng
cho điều khiển, bảo vệ, dừng khẩn các thiết bị tổ máy, hệ thống chiếu sáng khẩn và hệ
thống điều khiển trạm điện … Ngoài ra, ắc quy còn được sử dụng làm nguồn khởi động,
đèn chiếu sáng trong các xe ô tô, xe máy, hay là nguồn năng lượng được chuyến hóa
Trang 1



thành cơ năng trong các xe đạp điện, máy điện…Từ những ứng dụng thực tiễn nói trên,
con người đã nghiên cứu và chế tạo được nhiều loại ắc quy.
Trong đó, ắc quy chì acid là một loại ắc quy được lựa chọn để và sử dụng khá rộng
rãi trong đời sống như: khởi động các động cơ xe máy, ôtô, dùng chiếu sáng …. Vì ắc
quy chì acid có sức điện động của mỗi bản cực cao, có điện trở trong nhỏ. Do những ứng
dụng thực tiễn của ắc quy nên nhóm chúng tôi muốn tìm hiểu thêm công nghệ sản xuất
ắc quy , từ đó quyết định chọn đề tài: “Công nghệ sản xuất ắc quy chì – acid”.
Hình
một số
phẩm
quy chì
acid có
trên thị
trường

ảnh
sản
ắc

Hiểu
được
công
nghệ
sản xuất ắc quy chì – acid, nhằm phục vụ ý tưởng cải tiến về mặt kĩ thuật có thể hạn chế
các nhược điểm của ắc quy chì – acid, nâng cao công suất, tuổi thọ của ắc quy…
II.

PHẦN NỘI DUNG
1. Tổng quan về ắc quy chì – acid
1.1. Lịch sử hình thành và phát triển

Vào đầu những năm 70, nhà khảo cổ học người Đức Conic đã phát hiện ra một vài
hộp sứ có kích cỡ khác nhau tại Thành cổ Patea ở phía Tây Iraq có niên đại khoảng năm
250 trước công nguyên. Nếu nhìn qua thì chúng rất giống những hộp sứ thông thường của
thời hiện đại. Tuy nhiên, khi “khám phá” thì thấy trong mỗi hộp sứ lại có một thanh sắt
nhỏ.
Nhà khảo cổ học này đã rất ngạc nhiên khi ông mở một hộp sứ và phát hiện thanh
sắt nhỏ ấy lại được đặt trong một ống tròn làm bằng đồng, trên thanh sắt có dấu vết của gỉ


giống như đã bị dung dịch axit ăn mòn.
Chính những điều phát hiện trên khiến Conic nghi ngờ và đặt ra câu hỏi đây là
những bình ắc quy và tại sao cách đây hơn 2.000 năm người ta đã phát minh ra được bình
acquy này?
Trang 2


Sự phát hiện mới này khiến nhà khảo cổ học Conic say sưa nghiên cứu. Từ đó ông
còn phát hiện, ngoài việc vỏ bình làm bằng gốm sứ ra thì tất cả những gì làm nên chiếc
bình này đều không khác so với bình ắc quy khô ngày nay. Các bình ắc quy này sau khi
được đổ đầy giấm hay dung dịch điện phân khác có khả năng tạo ra điện áp khoảng 1,1V.
Theo ông Conic thì sau khi nghiên cứu, ông khẳng định, Năm 250 trước Công
nguyên, người Patea đã biết phát minh và sử dụng bình ắc quy. Đặc biệt hơn là những
chiếc bình ắc quy ấy giống hệt bình ắc quy ngày nay.
Vậy câu hỏi đặt ra là, cách đây hơn 2.000 năm trước, người Patea đã làm như thế
nào để có được những chiếc bình ắc quy như thế? Câu hỏi này vẫn khiến nhiều nhà khoa
học đau đầu tìm lời giải và những tranh cãi, giả thuyết vẫn chưa được chấp nhận.

Những chiếc bình ắc quy hiện đại đầu tiên được phát minh vào thế kỷ 18 trong
nỗ lực nghiên cứu của Luigi Galvani từ 1780 đến 1786. Qua quá trình thực nghiệm, Luigi
Galvani đã phát hiện ra rằng, khi chạm hai thanh kim loại khác nhau vào đùi một con ếch
(chiếc đùi này đã tách rời khỏi cái thân ếch đã chết), một dòng điện sẽ tạo ra và làm cho
chiếc đùi đạp một cái. Ông ngẫm nghĩ về hiện tượng kỳ lạ này và cố gắng tìm lời giải
đáp. Bỗng dưng, một ý tưởng hiện ra trong óc ông: điện! Galvani kết luận rằng có điện tại
mọi vật, ngay cả trong đôi chân ếch. Thứ điện này được ông gọi là “điện của sinh vật”.
Galvani liền viết một bài báo nói về sự phát hiện của mình. Cả châu Âu phải
sửng sốt về điều tìm thấy mới lạ này và điện của sinh vật trở nên đầu đề cho các câu
chuyện khoa học thời bấy giờ. Ngày nay, chúng ta biết rằng Galvani đã nhầm lẫn ở chỗ
gọi điện của sinh vật và ông ta không tìm ra điện ở đâu mà có. Tuy nhiên phat hiện của
Galvani đã mở đường cho công việc chế tạo điện bằng kim loại và hóa chất sau này.

Trang 3


Alessandro Volta (1745-1827) là Giáo Sư Vật Lý tại trường Đại Học Pavie nước
Ý. Ông đã khảo cứu nhiều về điện học và đã tìm cách tăng hiệu quả của chai tụ điện. Từ
khi Galvani phổ biến các nhận xét về điện thì tại các phòng thí nghiệm của châu Âu, các
nhà khoa học đã làm nhiều thí nghiệm về đôi chân ếch. Có người lại dùng dây dẫn điện
nối chai Leyde với đôi chân ếch và đã thấy đôi chân con vật bị co giật mạnh gấp bội. Do
thí nghiệm này, nhiều nhà khoa học bắt đầu nghi ngờ lý thuyết điện của sinh
vật. Volta thử lại thí nghiệm của Galvani và lúc đầu chấp nhận ý kiến của Galvani. Nhưng
về sau, chính Volta đã chứng minh sự lầm lẫn của Galvani. Theo Volta thì cơ thể con vật
chỉ là một chất dẫn điện thường. Điện sinh ra trong các kim loại dị chất đã kích thích các
dây thần kinh, và làm hoạt động các cơ. Nói cách khác con vật không thể vừa là chủ động
vừa là bị động. Con vật chỉ bị động do điện sinh ra từ bên ngoài nó. Mặt khác, Volta thấy
rằng chỉ có sự co giật khi chân ếch được đặt lên mặt bàn bằng kim loại và được đâm bằng
một thứ xiên kim loại. Còn trong trường hợp chân ếch treo trên thanh sắt bao lơn bằng
một móc đồng, chân ếch chỉ co giật khi chạm vào thanh sắt. Như vậy cần phải có hai
thứ kim loại khác nhau để có sự co giật đó. Và để chứng minh sự lầm lẫn của sự Galvani,
Volta tạo ra điện với một thanh đồng và một thanh kẽm mà không cần có cơ thể con ếch.
Như trong bài của Volta mô tả, chiếc “máy phát điện nhân tạo” mà ông sáng
chế thật ra cực kỳ đơn giản: “chỉ là tập hợp một số những chất dẫn điện có tính chất khác
nhau, sắp xếp theo một cách nào đó”. Cụ thể, như Volta trình bày rất dễ hiểu, là khoảng
20 đơn vị chồng lên nhau. Mỗi đơn vị gồm một chiếc đĩa bằng đồng (hay tốt hơn, bằng
bạc), và một chiếc đĩa thiếc (hay kẽm) xấp xỉ cùng bán kính, được chia cách bằng một
tấm bìa (hay da) tẩm nước muối. Tấm da nhỏ hơn các đĩa kim loại. Đĩa bạc của đơn vị thứ
hai sẽ chồng lên đĩa thiếc của cái thứ nhất, và cứ tiếp tục như thế cho đến cái cuối cùng. Ở
cuối và đầu chồng đĩa là một chất dẫn điện (dây kim loại, hoặc một bộ phận của thân
người!). Khi hai chất dẫn điện chập với nhau (hai tay người, mỗi tay áp sát vào một đầu
của chồng đĩa), một dòng điện sẽ chạy qua. Volta đã không ngần ngại thử nghiệm dòng
điện chạy qua thân mình với chiếc máy đầu tiên của ông!
“Máy phát điện nhân tạo” đầu tiên vừa ra đời, nhưng cái tên dài dòng đó không
truyền lại hậu thế.Người đời giữ lại hình ảnh chiếc máy từ mô tả của ông, gọi nó là một
Trang 4


chồng, tiếng Ý là pila, tiếng Pháp pile được phiên âm ra tiếng Việt: pin. Volta cũng không
có trong tay lý thuyết về cấu tạo nguyên tử của hoá chất để giải thích các phản ứng lý –
hoá tạo ra dòng điện trong chiếc “máy” của ông: ở hai cực của pin, trong dung dịch điện
phân (nước muối) sẽ diễn ra hai “nửa-phản ứng”, oxy hoá (ở cực dương) và khử (cực âm),
tạo ra một trao đổi electron (điện tử), và khi một sợi dây dẫn điện được nối với hai cực
của pin, electron chạy vào dây tạo ra dòng điện.
Volta chính là người đã tạo ra nguồn điện một chiều đầu tiên.
Phát minh của Volta là một trong những nguyên nhân đầu tiên và quan trọng
nhất của thay đổi này”

Năm 1836, nhà hoá học người Anh John Daniell chế ra loại pin (mang tên ông
sau đó) dùng hai dung dịch điện phân khác nhau bao quanh hai cực (kẽm và đồng), nối
với nhau bằng một “cầu điện phân”, còn gọi là “cầu muối” vì làm bằng clorua kali (KCl),
nhằm giữ thế cân bằng các electron ở hai cực.
Năm 1866, Georges Leclanché (Pháp) chế ra chiếc pin khô hình thỏi quen
thuộc ngày nay, với một cực bằng kẽm và một bằng than chì (graphite) bao chung quanh
bởi một lớp dioxit mangan (MnO2). Loại pin này được cải tiến sau đó bằng việc sử dụng
dung dịch hydroxit kali (KOH) làm chất điện phân, do đó được gọi là các pin kiềm
(alkaline), có tuổi thọ lớn hơn nhiều so với các pin Leclanché loại cũ, nhưng vẫn giữ hình
thỏi cùng cỡ với các pin này (hai cỡ phổ biến, theo ký hiệu quốc tế là AAA – nhỏ và AA –
lớn hơn).
Việc sản xuất ắc quy/pin có bước tăng trưởng đột biến trong Thế chiến thứ
nhất, chúng được sử dụng chủ yếu cho chiếu sáng và liên lạc vô tuyến. Trong thời gian
này, ắc quy đã có được những cải tiến quan trọng giúp chúng có hiệu suất hoạt động cao
hơn nhờ vào việc ứng dụng các vật liệu và phương pháp sản xuất mới
Ngày nay, ắc quy đã trở thành một sản phẩm không thể thiếu. Chúng được sử
dụng để vận hành hàng tỉ thiết bị điện dân dụng thương mại, y tế, công nghiệp và quân sự
trên khắp thế giới. Nhu cầu sử dụng ắc quy ngày một gia tăng.
1.2. Phân loại
1.2.1. Loại Ắc quy axit-chì hở khí (Vented Lead-Acid Batteries)
Hở khí tức là khí có thể thoát ra ngoài bình, loại này được phân làm 2 loại sau:
Trang 5


- Ắc quy ngập nước phải bảo dưỡng (Flooded battery): Là loại ắc quy sử
dụng dung dịch axit H2SO4 dạng lỏng làm dung dịch điện phân. Sau 1 thời gian sử
dụng dung dịch sẽ bị bay hơi, vì vậy ta phải “châm nước” (bảo dưỡng) thường xuyên
mỗi khi ắc quy cạn dung dịch. Nếu không châm dung dịch axit kịp thời, ắc quy sẽ bị
cạn dung dịch và mất khả năng tích điện, phóng điện và thậm chí là bị phù dẫn đến hư
hỏng bình. Khi sạc dung dịch bên trong ắc quy sẽ tạo ra khí hydro và oxy kèm theo hơi
acid bay ra ngoài có mùi rất khó chịu và gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người dùng.
Nếu đặt bình bị nghiêng thì dung dịch axit sẽ chảy ra ngoài gây ăn mòn thiết bị và gây
hại tới người dùng. Vì những yếu điểm đó mà dòng ắc quy này thường chỉ được dùng
trong những môi trường ngoài trời như dùng để khởi động động cơ, máy phát, xe tải, ô
tô…
- Ắc quy axit-chì hở miễn bảo dưỡng (Free maintainence-VLA): Loại ắc
quy này cũng sử dụng dung dịch axit H2SO4 dạng lỏng làm dung dịch điện phân. Tuy
nhiên, miễn bảo dưỡng có nghĩa là người dùng không cần phải can thiệp bằng cách
châm nước như loại ắc quy bảo dưỡng. Đối với loại ắc quy này, khi sạc khí hydro và
oxy vẫn thoát ra ngoài nhưng ít hơn loại ắc quy bảo dưỡng, cũng như loại ắc quy bão
dưỡng nếu để không đúng vị trí (nghiêng, sấp, …) thì dung dịch bên trong ắc quy sẽ
chảy ra ngoài. Loại ắc quy này được thiết kế hầu hết cho mục đích “khởi động” hay
còn gọi là “kích điện” – điều này thể hiện ở hai cực của ắc quy, đó là thông thường hai
cực của loại này được thiết kế theo dạng tròn và rất lớn – vì khi kích điện, ví dụ cho xe
tải, xe ô tô, máy phát, … ắc quy cần phóng một lượng điện cực lớn trong một khoảng
thời gian rất ngắn để khởi động động cơ.
1.2.2. Loại ắc quy axit-chì kín khí (Valve-Regulated Lead-Acid/Sealed Lead
Acid Batteries).
Thuật ngữ “ắc quy kín khí” là chính xác nhất để đặt tên cho dòng sản phẩm
này vì kín khí tức là khí không thể thoát ra ngoài; một khi khí không thoát được thì dung
dịch trong ắc quy cũng không thể “lọt” ra ngoài khi bình được đặt ở tất cả các tư thế khác
nhau. Do đó, đối với loại ắc quy kín ta không cần bảo dưỡng châm dung dịch (Free
Maintenance). Hai cực dương âm của loại ắc quy này thường được thiết kế rất mảnh
mai. Điều này là dễ hiểu, vì ắc quy này không dùng cho mục đích khởi động mà là dùng
cho những môi trường cần dòng phóng ổn định và duy trì dòng phóng trong một khoảng
thời gian dài. Dòng sản phẩm này được thiết kế rất đa dạng cho nhiều mục đích khác
nhau.
Ví dụ: bộ tích điện (UPS), Inverter, telecom, electrical utilities, xe điện, cửa,
báo cháy, an ninh, ….
Nhà sản xuất chuyên nghiệp thường chia dòng sản phẩm này thành những
phân cấp đặc thù cho những mục đích sử dụng khác nhau.
Ví dụ, với bộ tích điện (UPS), có thể cả tháng hoặc hơn thế UPS mới phải
“làm việc” 1 lần; Tuy nhiên, với xe đạp điện/ xe điện, acquy sẽ phải “cõng” chủ nhân của
nó 07 ngày/ 1 tuần.
Trang 6


Điều kiện làm việc của ắc quy dùng cho hệ thống solar cũng tương tự như xe
điện (mật độ làm việc gần như theo chu kỳ một ngày). Nếu bạn lấy một sản phẩm dùng
cho UPS đem gắn vào cho xe đạp điện thì quả thật … sai lầm to. Nhưng ngược lại, bạn
lấy một sản phẩm ắc quy được thiết kế cho xe điện đem gắn vào UPS thì lại là lựa chọn
“sáng suốt”. Loại ắc quy kín khí này được phân làm 2 loại sau:
- Ắc quy khô tấm hút (Absorbent glass mat GEL): Ắc quy khô tấm hút
(AGM) này không phải là dạng có dung dịch khô hoàn toàn mà thật ra dung dịch điện
phân được giữ trong các tấm sợi thủy tinh, các tấm sợi thủy tinh này được đặt giữa các
bản cực (+) &(-). Các sợi thủy tinh rất mỏng được dệt lại với nhau thành dạng tấm để
tăng diện tích bề mặt để giữ dung dịch điện phân không bị bay hơi và thiếu hụt trong suốt
chu kỳ sống của ắc quy. Các tấm sợi thủy tinh này không bị ảnh hưởng bởi axit. Các tấm
bản cực của loại ắc quy khô tấm hút này có thể có nhiều hình dạng khác nhau như phẳng,
uốn cong hoặc dạng cuộn… Ắc quy khô dùng trên ôtô, xe máy hiện nay đa phần đều
thuộc loại ắc quy khô tấm hút AGM (Absorbed Glass Mat). Một ưu điểm lớn nữa của ắc
quy khô AGM là có hiệu suất nạp điện ắc quy rất cao nên tốn ít năng lượng khi nạp, chỉ
tiêu thụ chưa đến 1/3 năng lượng so với loại ắc quy axit ướt thông thường. Vì vậy khi sử
dụng ắc quy AGM, xe sẽ tiết kiệm xăng hơn.
-Ắc quy khô 100% (100% Gel): Đây mới đích thị là acquy Gel và có thể gọi
là “khô” đúng nghĩa – Gel 100%. Ắc quy công nghệ GEL được thiết kế với tấm cách
PVC – SiO2 có cấu tạo siêu thẩm thấu. Dung dịch điện phân là một hỗn hợp axit kết hợp
với oxit silic, tạo thành loại dung dịch điện phân dưới dạng cô đặc. Bản cực là một thành
phần hóa học đặc biệt cho phép tuổi thọ và chu kỳ xả sâu cao hơn 50% so với ắc quy
AGM. Có khả nặng phục hồi tốt dung lượng sau quá trình phóng xả sâu.


So sánh hai loại ắc quy thông dụng
Thị trường hiện có hai loại ắc quy thông dụng là: ắc quy axít kiểu hở và ắc quy axít
thiết kế theo kiểu kín khí – miễn bảo dưỡng (loại này hay bị gọi là ‘ắc quy khô’ nhưng
thực ra thì dùng từ này là không đúng lắm bởi ắc quy khô một cách chính xác là loại ắc
quy không dùng điện dịch). Sự khác nhau giữa hai loại ắc quy này thể hiện trong bảng
sau:
Tiêu chí
Giá
thành
Cách
phân
biệt hai
loại
Trạng
thái

Ắc quy axít thông thường (loại
hở)
Rẻ hơn so với loại ắc quy kín khí
bởi chế tạo đơn giản hơn.
Có các nút ở các ngăn bình (dùng
để bổ sung nước cất sau quá trình
sử dụng), nếu ắc quy 12V thì sẽ
có 6 nút này.
Tương đương nhau

Ắc quy axít loại kín khí.
Đắt hơn so với ắc quy thông thường, nhiều
hãng phải nhập nước ngoài (Ví dụ loại
ATLAS nhập từ Hàn Quốc, Thunder do GS
nhập khẩu).
Không có nút ở các ngăn bình, thường ghi
rõ ắc quy không cần bảo dưỡng ở vỏ bình
hoặc tài liệu kèm theo.
Tương đương nhau, nhưng sau khi phát
dòng điện lớn thì ắc quy kín khí thường
Trang 7


phóng
điện
Trạng
thái khi
nạp
điện và
dòng
nạp cho
phép

- Khi nạp có thể phát ra khí cháy
hoặc khí có mùi khói chịu.
- Dòng điện nạp lớn nhất chỉ nên
bằng 0,1 lần trị số dung lượng ắc
quy (Ví dụ loại 100Ah chỉ nên
nạp với dòng cao nhất là 10A)

- Nếu mức điện dịch từng ngăn ở
ắc quy thấp hơn quy định thì phải
Chế độ bổ sung.
bảo
- Định kỳ phải nạp điện bổ sung
dưỡng cho ắc quy. Chu kỳ nạp định kỳ
khoảng 3 tháng/lần nếu không nối
với thiết bị tiêu thụ điện.
Tuổi thọ thấp hơn so với loại ắc
Tuổi thọ
quy kín khí.

phục hồi điện áp nhanh hơn, tuy nhiên điều
này không ảnh hưởng đến hoạt động của
kích điện.
- Khi nạp ắc quy không phát sinh khí ra môi
trường bên ngoài nên không có mùi.
- Dòng điện nạp có thể lên tới 0,25 lần trị số
dung lượng ắc quy (ví dụ loại 100 Ah có thể
nạp với dòng lớn nhất là 25A)
- Không phải bổ sung điện dịch trong quá
trình sử dụng.
- Phải nạp điện định kỳ trong thời gian
không sử dụng, nhưng chu kỳ nạp định kỳ
dài hơn so với loại ắc quy axít thông
thường.
Thường có tuổi thọ cao hơn so với ắc quy
loại hở thông thường.

 So bảng trên thì ta thấy rằng ắc quy kín khí sẽ có nhiều ưu việt hơn so với ắc
quy axít thông thường, nếu tình hình tài chỉnh cho phép thì bạn nên chọn loại ắc quy kín
khí. Nếu sử dụng loại ắc quy axít thông thường thì cần lưu ý đến điều chỉnh dòng nạp và
đặc biệt lưu ý không gây phát sinh tia lửa (do chạm chập dây hoặc hút thuốc) gần ắc quy
khi nạp bởi chúng dễ gây cháy nổ hơn loại kín khí (quá trình nạp có thể xảy ra sự điện
phân nước để tạo ra hai chất khí dễ cháy nổ là Hiđrô và ôxy).
Ngoài hai loại thông dụng trên thì thị trường cũng có một số loại ắc quy khô một
cách thực sự, chúng vẫn dùng cá bản cực bằng PbO2 và Pb với điện môi H2SO4 nhưng
được trữ ở dạng keo sệt (gel). Ưu điểm của loại ắc quy này là chúng không gây mùi khó
chịu khi nạp điện, không gây chảy axit khi bị vỡ, có thể hoạt động ở các vị trí đặt khác
nhau. Nhược điểm là chế độ nạp khắt khe và không chịu được quá nạp (khi nạp loại này
chỉ được nạp với dòng nhỏ hơn 1/20 dung lượng), nếu thường xuyên quá nạp loại ắc quy
này thì tuổi thọ của chúng sẽ giảm rất nhanh.

1.3.Cấu tạo (acquy chì-axit hở khí):

Trang 8


Hình. Cấu tạo ắc quy.
Bình acquy axít gồm vỏ bình có các ngăn riêng thường là ba hoặc sáu ngăn tuỳ
theo loại acquy 6V hay 12V. Trong mỗi ngăn có đặt khối bản cực gồm phân khối bản cực
dương và phân khối bản cực âm ngăn cách với nhau bằng các tấm ngăn. Mỗi ngăn như
vậy được coi là một acquy đơn. Các acquy đơn nối tiếp với nhau bằng các cầu nối và tạo
thành bình acquy. Ngăn đầu và ngăn cuối có đầu tự do và được làm theo dạng côn . Mặt
trên có dấu ( + ) hoặc (- ) tạo thành các đầu cực cuả acquy . Dung dịch điện phân ( dung
dịch axít sunfuric ) được đổ vào từng ngăn theo mức quy định . Thường người ta để ngập
quá cạnh trên cuả các bản cực khoảng 10 – 15 mm . Để tránh hư hỏng cho các tấm ngăn
và bản cực khi kiểm mức dung dịch trong mỗi ngăn người ta thường đặt trên mỗi bản cực
một tấm bảo vệ bằng lưới clovinhin hoặc vinhiplat . Trên cùng của mỗi ngăn có nắp và để
đảm bảo độ kín giữa nắp với thành vỏ bình người ta đổ một lớp sáp chịu axit gồm khoảng
75% nhựa đường và 25% dầu máy .
- Vỏ bình: Vỏ bình acquy hiện nay được chế tạo bằng các loại nhựa êbônít hoặc
axphantôpéc hoặc cao su nhựa cứng. So với nhựa axphantơpéc thì êbônit có độ bền hơn
và khả năng chịu axít tốt hơn nhiều. Để tăng độ bền vững và khả năng chịu axit cho bình
nhựa axphantơpéc, khi chế taọ người ta ép vào bên trong bình một lớp lót chịu axit dày
0,6 mm bằng pôluclovinlim . Nhờ lớp này mà tuổi thọ của vỏ bình tăng lên 2-3 lần. Đặc
điểm của vỏ bình là phía trong chia thành các vách ngăn riêng biệt bằng những vách ngăn
Trang 9


kín và chắc. Ở đáy của mỗi ngăn có 4 sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống giữa
đáy bình và mặt dưói của khối bản cực. Nhờ vậy mà tránh được hiện tượng chập mạch
giữa các bản cực do chất kết tủa rơi xuống đáy bình gây nên. Ở một số bình acquy cỡ lớn
ngưòi ta có thể lắp thêm các quai sắt vào vỏ bình để khi di chuyển được dễ dàng hơn .
- Bản cực, phân khối bản cực và khối bản cực:

Bản cực gồm cốt hình mắt cáo , trên đó trát đầy chất tác dụng. Cốt đúc bằng hợp kim chì
-Antimon (87-95% +5-13% Sb). Antimon trong hợp kim có tác dụng tăng độ cứng vững
và giảm han gỉ cho cốt. Hợp kim này so với chì Pb nguyên chất có hệ số nổ dài nhỏ, nhiệt
độ nóng chảy thấp hơn và đặc tính đúc tốt hơn. Cốt để giữa các chất tác dụng và phân
phối dòng điện bằng khắp bề mặt bản cực. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối
với các bản cực dương vì điện trở của các chất tác dụng (oxit chì PbO 2) lớn gấp 10.000
lần điện trở của chì nguyên chất. Do đó càng tăng chiều dầy của cốt thì điện trở trong
acquy sẽ càng nhỏ . Cốt có khung bao quanh, có vấu để hàn nối các bản cực thành phần
phân khối bản cực và có hai chân để tỳ lên các sống đỡ ở đáy bình acquy. Chân của các
bản cực dương và âm phải được phân bố sao cho phân khối 3 bản cực dương tỳ lên một
đôi sống đỡ so le còn phân khối phân cực âm tỳ lên đôi sống đỡ so le kia. Sự phân bố như
vậy tránh được hiện tượng chập mạch qua phần sống đỡ. Vì điện cốt của bản cực âm
Trang 10


không phải là yếu tố quyết định vả lại chúng cũng ít bị han gỉ người ta thường làm mỏng
hơn bản cực dương. Đặc biệt là hai tấm bên của phân khối bản cực âm lại càng mỏng vì
chúng chỉ làm việc có một phía giáp với bản cực dương. Chất tác dụng được chế tạo từ
bột chì, dung dịch axit sunfuric và khoảng 3% chất nổ như muối của các axit hữu cơ và
những chất hữu cơ tổng hợp v.v.. đối với bản cực âm , còn đối với bản cực dương thì chất
tác dụng được chế tạo từ các ôxit chì Pb 3O4, PbO và dung dịch axit sunfuric. Chất nổ
trong bản cực âm có tác dụng tăng độ xốp, giảm khả năng co và hiện tượng chống hoà
cứa do bản cực. Các bản cần có độ xốp và độ bền cao thì điện dung của acquy mới lớn và
tuổi thọ mới đảm bảo. Các bản sau khi đã trát đầy chất tác dụng được ép lại sấy khô và
thực hiện quá trình tạo cực, tức là chúng được ngâm vào dung dịch axit sunfuric loãng và
nạp vào dòng điện nhỏ. Sau qúa trình như vậy chất tác dụng ở các bản cực dương hoàn
toàn trở thành PbO2 (màu gạch sẫm). Còn ở các bản cực âm thành Pb (chì xốp màu ghi
đá). Sau đó các bản cực được đem rửa, sấy khô và lắp ráp. Những bản cực cùng loại
(cùng dương hoặc cùng âm) được hàn vào vấu cực theo dấu theo số lượng quy định và
tạo thành khối bản cực, khoảng cách giữa các khối bản cực trong phân phối phải đủ để
chứa một bản cực khác loại và các tấm cách điện – tấm ngăn. Các khối bản cực và tấm
ngăn được lắp lại thành khối bản cực sao cho các bản cực âm và dương xen kẽ nhau và
cách điện cới nhau bằng các tấm ngăn có độ xốp cao. Trong mỗi khối bản cực số bản cực
âm, bao giờ cũng nhiều hơn số bản cực dương một bản với mục đích để sử dụng các bản
cực dương triệt để hơn và giảm bớt cong vênh cho các bản cực dương ở hai bên khi dòng
điện phóng hoặc nạp lớn.
- Tấm ngăn: Tấm ngăn có tác dụng chống chập mạch giữa các bản cực
dương và âm đồng thời để đỡ chất tác dụng ở các bản cực bớt bị bong rơi ra khi sử
dụng acquy. Các tấm ngăn phải là chất cách điện, có độ xốp thích hợp để không ngăn
cản dung dịch điện phân thấm đến các bản cực. Chúng phải bền vững có độ dẻo, chịu
axit và không chứa các tạp chất, nhất là sắt. Các tấm ngăn hiện nay thường được chế
tạo bằng mipo (êbônit xốp mịn), miplát (pôliclounnhin xốp mịn), platchipo
(pêclovinhin xốp mịn), pôrôvinhin, pênôphát hoặc bông thuỷ tinh ghép với miplat hoặc
gỗ v.v... Cấu tạo tấm ngăn có dạng hình chữ nhật. Các tấm ngăn bằng mipo, miplát,
pênôplát thường dấy 1,5 ÷ 2,4 mm và có một mặt phẳng hướng về phía bản cực âm
còn một mặt có hình sóng hoặc có gồ hướng về phía bản cực dương, tạo điều kiện cho
dung dịch điện phân dễ luân chuyển hơn đến các bản cực dương và dung dịch lưu
Trang 11


thông tốt hơn. Để đảm bảo cách điện tốt nhất, các tấm ngăn được làm rộng hơn so với
các bản cực đặc biệt là chiều cao. Đối với các tấm ngăn kết hợp thì lớp bông thuỷ tinh
thường dày 0,4 ÷0,8 mm ghép với tấm ngăn miplát tạo thành tấm ngăn hai lớp hay
thường gọi là tấm ngăn kép. Loại này tăng được tuổi thọ của ắc quy nhưng đặc tính sử
dụng lại kém đi khoảng 10%. Trong một vài trường hợp người ta còn sử dụng tấm
ngăn kép bằng gỗ và lưới nhựa.

Hình. Cấu tạo của khối bản cực.
- Nắp, nút và cầu nối: Nắp làm bằng nhựa êbônit (đối với bình làm bằng êbônit)
và bằng bakêlit (đối với bình bằng nhựa axphantôpéc).
Nắp có hai loại:
1-Từng nắp riêng cho mỗi ngăn (nắp ngăn)
2-Nắp chung cho cả bình (nắp bình). Loại này kết cấu phức tạp nhưng độ kín tốt.
Kết cấu của loại nắp ngăn thông dụng nhất hiện nay. Các lỗ bên để luồn các vấu cực của
khối bản cực ra. Lỗ có ren ở giữa được gọi là lỗ đổ, để dung dịch điện phân vào các ngăn
và để kiểm tra mức dung dịch điện phân, nhiệt độ và nồng độ dung dịch trong acquy. Để
đảm bảo kín tốt, khi chế tạo người ta ép các lỗ bên của nắp những ống chì. Khi hàn nối
các acquy đơn với nhau đầu vấu cực sẽ chảy ra và gắn liền với ống chì này và cầu nối
thành một khối bảo đảm hoàn toàn kín ở chỗ lắp ráp. Lỗ đổ được đậy kín bằng nút có ren
để giữ cho dung dịch điện phân trong bình khỏi bị bẩn và bị sánh ra ngoài. Ở nút có lỗ
nhỏ để thông khí từ trong bình ra ngoài trời lúc nạp acquy. Nắp một số loại acquy có lỗ
thông khí riêng, nằm sát lỗ đổ. Kết cấu như vậy rất thuận tiện cho việc điều chỉnh mức
dung dịch trong bình acquy. Trong trường hợp này ổ nút không có lỗ khí nữa.
Trang 12


- Dung dịch điện phân: Dung dịch điện phân trong bình acquy là dung dịch axit
sunfuric (H2SO4 ) được pha chế từ axit nguyên chất với nước cất theo nồng độ quy định
tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu mùa và vật liệu làm tấm ngăn. Nồng độ của acquy có thể
từ 1,21g/cm3 đến 1,31g/cm3. Cần nhớ rằng: nồng độ quá cao sẽ chóng hỏng tấm ngăn,
chóng hỏng bản cực, dễ bị sunfat hoá trong các bản cực nên tuổi thọ và điện dung của
acquy cũng giảm dần đi rất nhanh. Nồng độ quá thấp thì điện dung định mức và thế hiệu
của acquy giảm và ở những nước xứ lạnh vào mùa đông dung dịch dễ bị đóng băng.
Nồng độ của dung dịch điện phân luôn thay đổi theo mức phóng và mức nạp của ắc quy.
Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch. Người ta thường lấy nhiệt độ +15 0C
làm mốc để tiêu chuẩn hoá nồng độ của dung dịch điện phân. Để xác định nồng độ người
ta dùng tỷ trọng kế. Mỗi một độ chênh lệch so với mốc +15 0C đều cho sai số
0,0007g/cm3. Do đó khi thấy nhiệt độ của dung dịch cao hơn +15 0C thì phải cộng thêm
sai số vào kết quả đọc được theo tỷ trọng kế còn nếu thấy nhiệt độ dung dịch thấp hơn
+150C thì phải trừ đi .
* Những chú ý khi pha chế dung dịch điện phân cho ắc quy axit :
+ Không được dùng axit có thành phần tạp chất cao như loại axit kỹ thuật
thông thường và nước không phải là nước cất vì dùng như vâỵ sẽ làm tăng cường độ quá
trình tự phóng điện của ắc quy .
+ Các dụng cụ pha chế phải làm bằng thuỷ tinh , sứ hoặc chất dẻo chịu axit .
Chúng phải sạch không chứa các muối khoáng , dầu mỡ và các tạp chất v.v..
+ Để đảm bảo an toàn trong khi pha chế tuyệt đối không được để nước vào axit
đặc mà phải đổ từ từ axit vào nước và dùng que thuỷ tinh khuấy đều.

1.4. Nguyên lý hoạt động
Sơ đồ của acquy chì-axit:
(-) Pb

H2SO4

PbO2 Pb (+)
,

Trang 13


Acquy là nguồn năng lượng một chiều có tính chất thuận nghịch: Nó tích trữ năng lượng
dưới dạng hóa năng và giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng. Quá trình acquy cấp
điện cho mạch ngoài gọi là quá trình phóng điện/xả điện. Ngược lại, quá trình acquy
được tích trữ năng lượng được gọi là quá trình sạc hay nạp điện.
Thế điện cực và sức điện động của acquy:
- Thế điện cực tiêu chuẩn của cực âm (Anot):
Pb(s) + SO42- (aq) → PbSO4(s) + 2e−
- Thế điện cực tiêu chuẩn của cực dương (Catot):
PbO2(s)+SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e− → PbSO4(s) + 2H2O(l)
- Thế điện cực âm:

- Thế điện cực dương:

Vậy suất điện động của acquy được tính ở 250C bằng:

Hay:
Khi tỉ số hoạt độ bằng 1 thì ta có E = E 0 = 2,041 V được gọi là sức điện động tiêu
chuẩn của acquy chì-axit.
Trang 14


Cũng theo biểu thức trên ta thấy giá trị sức điện động E của acquy chìaxit phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ axit H2SO4.
1.4.1. Quá trình phóng/xả điện: diễn ra nếu như giữa hai cực ắc quy có một
thiết bị tiêu thụ điện, phản ứng hóa học xảy ra như sau:

Sơ đồ mô phỏng quá trình phóng điện của ắc quy chì acid
Tại cực dương (Catot): PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e− → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Tại cực âm (Anot): Pb(s) + SO42- (aq) → PbSO4(s) + 2e−
Phản ứng toàn bình: Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O (l)

Trang 15


Đường cong của quá trình phóng điện
Khi ắc quy phóng điện cho mạch ngoài thì axit H 2SO4 bị tiêu hao, nước được
sinh ra, nồng độ axit giảm 4,5mol/l -1mol/l), sức điện động giảm và điện trở trong tăng.
Quá trình phóng điện kết thúc khi mà PbO2 ở cực dương và Pb ở cực âm hoàn toàn
chuyển thành PbSO4.
1.4.2. Quá trình sạc/nạp điện: Trong quá trình sạc, lớp chì sulfat (PbSO 4) bị
điện phân, cực âm hình thành cực chì, cực dương sẽ hình thành cực chì oxit. Quá trình
sạc được điều khiển bởi các electron buộc phải di chuyển từ cực dương đến cực âm của
ắc quy. Do tác dụng của dòng điện nạp mà bên trong ắc quy sẽ có phản ứng ngược lại so

với chiều phản ứng trên.
Sơ đồ mô phỏng quá trình nạp điện của ắc quy chì acid
Tại cực dương: PbSO4(s) + 2H2O(l) → PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e−
Tại cực âm: PbSO4(s) + 2e− → Pb(s) + SO42- (aq)
Phản ứng chung gộp lại trong toàn bình sẽ là:
Trang 16


2PbSO4(s)+ 2H2O(l)

PbO2(s) + Pb(s) +2H2SO4(aq)

Đường cong của quá trình nạp điện
Kết thúc quá trình nạp thì ắc quy trở lại trạng thái ban đầu: Cực dương gồm:
PbO2, cực âm là Pb. Đồng thời nồng độ chất điện phân H 2SO4 sẽ tăng dần trong quá
trình nạp điện cho acquy. Trong quá trình nạp điện có sinh ra H2 và O2.
Acquy sạc đầy: H2SO4 28%-42% (3,4 mol/l đến 5,6 mol/l hay d = 1,20-1,32
g/cm3 (20oC)).
Nhận xét: Từ các quá trình phóng điện và nạp điện của acquy, ta thấy trong
quá trình phóng điện và nạp điện thì nồng độ chất điện phân thay đổi. Khi acquy phóng
điện nồng độ chất điện phân giảm dần, còn khi acquy được nạp điện thì nồng độ chất điện
phân tăng dần. Do đó ta có thể căn cứ vào nồng độ dung dịch điện phân để đánh giá trạng
thái tích điện của acquy.

Trang 17


1.5.Một số thông số kỹ thuật bình ắc quy chì – acid
1.5.1.Sức điện động của acquy
Sức điện động của acquy chì axit phục thuộc vào nồng độ dung dịch chất điện
phân. Do đó để tính sức điện động của acquy, người ta thường sử dụng công thức kinh
nghiệm:

(V)
Trong đó:

là sức điện động tĩnh của acquy (V)

là nồng độ dung dịch điện phân ở 150C tính bằng g/cm3
Như vậy, đối với các acquy axit có nồng độ dung dịch thay đổi trong khoảng
1,12 ÷ 1,29 g/cm3, sức điện động của acquy cũng tăng nhưng nồng độ của dung dịch
không thể tăng hoặc giảm quá như đã nói ở trên. Thực tế, cho thấy rằng ắc quy làm việc
khá tốt khi nồng độ dung dịch điện phân bằng 1,23 ÷1,29 g/cm 3 còn ở nước ta tốt nhất là
1,23÷ 1,26 g/cm3. Ngoài ra, sức điện động còn phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch điện
phân nữa
VD: Nhiệt độ thay đổi từ 20 0C ÷ 400C thì sức điện động của ắc quy đơn giảm từ
2,12 V đến 2,096 V.
Trong quá trình phóng điện, sức điện động của acquy được tính bằng công
thức:

Trong đó:

là sức điện động của acquy phóng điện
là điện áp đo trên các cực acquy khi phóng điện
là dòng điện phóng

là điện trở trong của acquy khi phóng điện
Trong quá trình nạp điện, sức điện động của acquy được tính như sau:

Trong đó:

là sức điện động của acquy khi nạp điện
là điện áp đo trên các cực acquy khi nạp điện
Trang 18


là dòng nạp điện
là điện trở trong của acquy khi nạp điện
1.5.2.Dung lượng của ắc quy
Dung lượng là thông số cơ bản và quan trọng nhất của ắc quy, thông số này
đặc trưng cho khả năng lưu trữ điện năng của ắc quy.
Đơn vị tính của thông số này được tính thông dụng theo Ah hoặc mAh.
Thông số dung lượng ắc quy (Ah) cho biết số dòng điện phát ra (tính bằng Ampe) trong
khoảng thời gian nào đó (tính bằng giờ) và được tính bằng công thức:
C = I*t (Ah)
Trong đó:
C: dung lượng của ắc quy (Ah)
I: cường độ dòng điện (A)
t: thời gian dòng điện phát ra (h)
Hiện nay có 2 phương pháp để đánh giá dung lượng ắc quy cụ thể như sau:
Đối với các bình ắc quy axit-chì có dung lượng dưới 200Ah thì ta có thể
kiểm tra dung lượng bình bằng máy kiểm tra dung lượng ắc quy axit-chì cầm tay, máy
này sử dụng phương pháp gián tiếp là thử nghiệm tải xung để đánh giá dung lượng bình.
Đối với các bình ắc quy kiềm hay ắc quy axit-chì có dung lượng lớn hơn
200Ah thì phương pháp để đánh giá dung lượng ắc quy đó là thực hiện nạp đầy sau đó xả
qua bộ tải giả để đánh giá dung lượng thực tế của ắc quy đó.
1.5.2.Điện áp của ắc quy
- Điện áp định mức (Nominal Voltage): Đây là giá trị điện áp được công bố
bởi nhà sản xuất, tùy vào số lượng và cấu tạo của các ngăn cực của bình Ắc quy sẽ cho
một giá trị điện áp định mức. Nó cũng là giá trị điện áp đặc trưng cho loại Ắc quy đó. Ví
dụ: khi nói Ắc quy loại 1.2V, 2V, 4V, 6V, 12V… tức là ta đang nói giá trị điện áp định
mức (Nominal voltage) của ắc quy đó.
- Điện áp thả nổi (Float voltage): Điện áp này được đo lường khi dòng điện
chảy qua bình bằng 0A (zero current). Thông thường điện áp thả nổi của ắc quy được
đo khi ắc quy đã được nạp đầy (full charge) và bộ sạc đang cấp nguồn cho cả ắc quy
nối song song với tải DC; hoặc ắc quy đang được để hở mạch (Open-circuit voltage).
- Điện áp nạp (charge voltage): Là điện áp của ắc quy đo được trong quá
trình đang nạp.
- Điện áp xả (Discharge voltage):
Là điện áp
của ắc quy đo được trong quá trình xả.
1.5.3. Điện trở nội:
Là tổng của nhiều điện trở của các thành phần cấu tạo bên trong bình bao
gồm: điện trở của dung dịch điện phân; điện trở giữa dung dịch và thanh nối; điện trở tiếp
xúc giữa các thanh nối. Sẽ có hiện tượng rơi áp (voltage drop) trên điện trở nội này khi
có dòng điện chạy qua bình. Khi ắc quy hở mạch thì sẽ không có dòng điện chạy qua nên
điện áp đo được trên 2 cực bình sẽ bằng với sức điện động của ắc quy gọi là điện áp hở
Trang 19


mạch (E0). Tuy nhiên, nếu ta nối tải vào 2 cực thì sẽ có dòng điện chạy vào bên trong
bình ắc quy thông qua 2 cực và chạy qua tải, khi đó sẽ có một điện áp rơi trên nội trở của
ắc quy (R) và điện áp thực tế đo trên 2 cực của ắc quy cũng chính là điện áp trên tải sẽ có
giá trị như sau:
E = IR = E0 – I.Ri (V)
Với: I: dòng điện trong mạch
R: điện trở tải
Ri: điện trở nội của Ắc quy
E0: sức điện động của ắc quy/ điện áp hở mạch
E: điện áp bình vận hành.
Điện trở nội này sẽ tiêu thụ một lượng năng lượng của Ắc quy khi nó hoạt
động ở dạng nhiệt lượng (Q= R.I2) gây nóng bình ắc quy, do đó lâu ngày điện trở nội
của ắc quy.
1.3.5. Dòng khởi động nguội CCA (Cold Cranking Amps)
Dòng khởi động nguội CCA là dòng điện có thể phát ra được trong trạng
thái nhiệt độ 0F (tức bằng - 17,7 0C) trong vòng 30 giây.
1.3.6. Đặc tính phóng của acquy

Đặc tính phóng của acquy biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc của sức điện
động, điện áp của acquy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian phóng khi dòng
điện phóng không thay đổi.
Trong khoảng thời gian phóng từ t p = 0 đến tp= tgh sức điện động, điện áp,
nồng độ dung dịch điện phân giảm dần. Tuy nhiên trong khoảng thời gian này độ dốc của
Trang 20


các đồ thị không lớn, ta gọi đó là giai đoạn phóng ổn định hay thời gian cho phép tương
ứng với mỗi chế độ phóng điện (dòng điện) của acquy.
Tại thời điểm t gh trở đi độ dốc các đồ thị thay đổi đột ngột. Nếu tiếp tục cho
acquy phóng điện sau tgh thì sức điện động, điện áp của acquy sẽ giảm rất nhanh. Mặt
khác các tinh thể chì sunfat (PbSO4) tạo thành trong phản ứng sẽ có dạng thô, rắn, rất khó
hòa tan (biến đổi hóa học) trong quá trình nạp điện trở lại cho acquy sau này. Thời điểm
tgh là giới hạn phóng điện cho phép của acquy.
Sau khi đã ngắt mạch phóng 1 thời gian, các giá trị sức điện động, điện áp
của acquy, nồng độ dung dịch điện phân lại tăng lên, ta gọi đây là thời gian hồi phục hay
khoảng nghỉ của acquy. Thời gian phục hồi này phụ thuộc vào chế độ phóng điện của
acquy.
Để đánh giá khả năng cung cấp điện của acquy có cùng điện áp danh nghĩa,
người ta quy định so sánh dung lượng phóng điện thu được của các acquy khi tiến hành
phóng điện ở chế độ phóng điện cho phép là 20h. Dung lượng phóng trong trường hợp
này được kí hiệu là C20.
Thời gian phóng điện cho phép, các giá trị giới hạn phóng điện của acquy
phụ thuộc vào dòng điện phóng. Sự phụ thuộc của dung lượng phóng vào dòng điện
phóng của acquy có dung lượng phóng định mức C 20 (dung lượng phóng thu được ở chế
độ 20h) là 60Ah được biểu diễn qua hình

1.3.7. Đặc tính nạp của acquy
Đặc tính nạp của acquy biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp
acquy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian nạp khi trị số dòng điện nạp không
thay đổi.
Trong khoảng thời gian nạp từ 0 đến t = t s, sức điện động, điện áp và nồng độ
điện phân tăng dần.
Tới thời điểm ts, trên bề mặt các bản cực âm xuất hiện các bọt khí (còn gọi là
hiện tượng sôi) lúc này hiệu điện thế giữa các cực của acquy đơn tăng đến giá trị 2,4 V.
Trang 21


Nếu vẫn tiếp tục nạp, giá trị này nhanh chóng tăng tới 2,7 V và giữ nguyên. Thời gian này
gọi là thời gian nạp no, có tác dụng làm cho phần các chất tác dụng ở sâu trong lòng các
bản cực được biến đổi hoàn toàn, nhờ đó sẽ làm tăng thêm dung lượng phóng điện của
acquy.
Thời gian nạp no cho acquy kéo dài từ 2-3h, trong suốt thời gian đó hiệu điện thế
trên các cực của acquy và nồng độ dung dịch điện phân không thay đổi. Như vậy dung
lượng thu được khi acquy phóng điện luôn nhỏ hơn dung lượng cần thiết để nạp no
acquy.
Sau khi ngắt mạch nạp, điện áp, sức điện động của acquy, nồng độ dung dịch
điện phân giảm xuống và ổn định. Thời gian này cũng được gọi là khoảng nghỉ của acquy
sau khi nạp.
Trị số dòng điện nạp ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và tuổi thọ của acquy.
Dòng điện nạp định mức đối với acquy quy định bằng 0,05C20.
2. Công nghệ sản xuất ắc quy chì – acid
Sơ đồ quy trình sản xuất ắc quy:

Trang 22


Nguyên liệu

Hơi Pb, bụi, ồn, chất thải rắn, nhiệt thừa

Hơi axit, bụi, ồn, nước thải

Tạo bột chì

Đúc sườn

Trộn cao

Trát cao

Hóa thành

Rửa và sấy lá cực

Cắt lá cực

Lắp ráp

Kiểm tra

Hơi Pb, ồn, chất thải rắn

Bụi, CTR, nước thải

Hơi axit, nước thải, nhiệt thừa

Ồn, nhiệt thừa, nước thải

Bụi, CTR

Hơi khí hàn, nhiệt thừa, ồn, chất thải rắn

CTR, ồn

Sản phẩm

Trang 23


H2SO4

Phụ
gia

Chì hợp
kim 2%

Chì nguyên chất
Kiểm tra

Vỏ, nắp

Lá cách điện

Kiểm tra
Công đoạn đúc sườn

Công đoạn tạo bột chì

Nấu chì
Đúc bi
Nghiền bi

Nấu chì

Đúc sườn

Kiểm tra
Trộn cao

Trát cao
Kiểm tra

Lá cực sống
Kiểm tra

Ủ lá cực

Hóa thành
Lá cực (+), (-)

Kiểm tra

Sấy lá cực
Cắt lá cực

Hàn
chùm
cực

Kiểm
tra
ngược
cực

Hàn
xuyên
vách

Kiểm tra
mối hàn
và chập
mạch

Hàn
nắp

Kiểm
tra độ
kín và
đóng sổ

Dán
băng
nhôm

Máy
co rút
nylon

Sản phẩm

Kiểm tra

Xuất xưởng

Trang 24


Mô tả quy trình công nghệ:
-

Công đoạn đúc sườn: hợp kim chì antimon được nấu chảy bằng nồi nấu chì dùng
gas và được hệ thống bơm cung cấp vào máy đúc sườn để đúc các tấm sườn có
kích thước phù hợp với từng loại sản phẩm khác nhau. Sau khi đúc xong tấm sườn

-

được để ổn định trong vòng 3 đến 5 ngày rồi đưa sang công đoạn trát cao.
Công đoạn tạo bột chì: chì thỏi nguyên chất có hàm lượng 99,97% được đưa vào
nồi nấu và được đúc thành bi chì trước khi đưa vào máy nghiền bi. Sau khi nghiền,
bột chì bị oxy hóa thành chì oxit dạng PbO (có thành phần cơ bản 75% PbO và

-

25% Pb) rồi được các gầu tải chuyển sang công đoạn trộn cao.
Công đoạn trộn cao: bột chì sau khi đưa từ công đoạn bột chì sang sẽ được định
lượng pha trộn với axit H2SO4 có tỷ trọng (d = 1,38 kg/l) và một số phụ gia khác
(gồm có Ligin, Sunphat bari, durafloc, colophony, xơ tơ, axit stearic…) với tỷ lệ
thích hợp theo từng loại điện cực âm hoặc điện cực dương để tạo thành cao chì

-

chuẩn bị cho công đoạn trát cao.
Công đoạn trát cao: cao chì sau khi trộn xong được trát lên các tấm sườn đã được
đúc ở công đoạn đúc sườn. Sau khi các tấm sườn đã trát cao được sấy toàn bộ
trước khi đem đi ủ và sấy khô trong điều kiện khống chế độ ẩm và nhiệt độ thích

-

hợp và tạo thành các lá cực sống.
Công đoạn hóa thành: lá cực sống sau khi ủ được đưa sang công đoạn hóa thành để
nạp tích điện, với dòng điện DC của máy chỉnh lưu, tạo thành lá cực âm (-) và lá
cực dương (+) chính đã được tích điện. Thời gian sấy cũng như nhiệt độ sấy của
từng loại lá cực cũng được khống chế khác nhau tùy theo từng chủng loại lá cực.
Sau khi sấy xong, các lá cực sẽ được đưa sang công đoạn cắt thẻ để cắt ra thành

-

từng lá cực hoàn chỉnh trước khi được đưa sang công đoạn lắp ráp.
Công đoạn lắp ráp: lá cực âm (-) và lá cực dương (+) được xếp xen kẽ nhau và
được cách điện bằng lá cánh đã được bọc bằng túi PE từ trước, tùy theo từng chủng
loại ắc quy sẽ có số lượng tấm cực cũng khác nhau. Sau đó, chúng được hán đính
với nhau thành những chùm cực và được xếp vào các ngăn của vỏ bình ắc quy.
Bước tiếp theo là việc hàn nối liên kết các chùm cực với nhau tạo sự di chuyển liên
tục cho dòng điện của ắc quy khi sử dụng.
Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×