Acquy kiềm thờng đợc dùng là hai loại chính acquy sắt - kền (Niken) và acquy cađimi - kền.
Cực âm của các loại acquy này là một túi lới sắt chứa bột sắt đối với acquy sắt - kền và trong túi lới sắt chứa bột cađimi
Cực dơng là túi lới sắt mạ kền trong chứa đầy bột hỗn hợp: 75% hyđrôxit niken, 23% bột than graphit; 2% vảy kền (bột than và vảy kền làm tăng độ dẫn điện)
Dung dich điện phân của acquy kiềm là NaOH hay KOH pha với n- ớc cất. ở nớc ta loại acquy dung dịch là NaOH đợ dùng nhiều hơn.
Khi acquy phóng đến điện áp (1 - 1,1)V/ 1ngăn thì acquy phải đợc nạp lại. Khi nạp có phản ứng hóa học ở các bản cực nh sau:
ở bản cực dơng, dới tác dụng của dòng điện ion OH- về cực dơng phản ứng với Ni(OH)2 theo phơng trình phản ứng:
2Ni(OH)2 + 2OH → 2Ni(OH)3 + 2e
ở bản cực âm, dới tác dụng của dòng điện ion Na+ về cực âm phản ứng với Cd(OH)2 theo phơng trình phản ứng:
Cd(OH)2 + 2Na+→ Cd + 2NaOH - 2e
Nh vậy phản ứng tổng hợp khi nạp điện sẽ là:
2Ni(OH)2 + 2NaOH + Cd(OH)2 → 2Ni(OH)3 + 2NaOH + Cd
Từ đó thấy rằng, dới tác dụng của dòng điện Ni(OH)3 dần dần đợc phục hồi ở cực dơng, Cd đợc phục hồi ở cực âm. Do đó dung lợng và sức điện động của acquy tăng dần.
Phản ừn hóa học khi nạp và khi phong ngợc nhau, nó đợc mô tả theo phản ứng hóa học sau:
2Ni(OH)3 + 2NaOH + Cd ↔ 2Ni(OH)2 + 2NaOH + Cd(OH)2
Các trờng hợp sau đây cần nạp điện cho acquy kiềm:
Acquy đã phóng hết dung lợng, điện áp một ngăn chỉ còn 1V
Acquy phóng cha hết dung lợng nhng thời gian phóng liên tục quá một tuần.
Acquy dự trữ trong kho quá một tháng. Cách nạp:
Khi nạp, điện áp của nguồn nạp lớn hơn điện áp của nhóm acquy khoảng (1 - 2)V
Dòng điện nạp đợc chọn In =
4Q Q
[A] (Q - dung lợng danh định của acquy)
Thời gian nạp khoảng 6 - 7 giờ
Trong quá trình nạp phải thờng xuyên theo dõi nhiệt độ dung dịch của acquy. Nếu nhiệt độ lớn hơn 450C (với dung dịch có pha thêm LiOH) và lớn hơn 350C (với dung dịch không pha thêm LiOH) thì phải giảm dòng điện nạp. Khi nạp, điện áp một ngăn của acquy tăng từ 1V lên (1,3 - 1,4)V và giữ trong thời gian dài. Cuối quá trình nạp, điện áp một ngăn tăng lên (1,7 - 1,8)V và giữ ở đó cho tới khi nạp xong.
Những dấu hiệu khi đã nạp đầy:
Điện áp trong ba giờ liền không thay đổi Dung dịch sủi tăm đều nh sôi
Dung lợng đạt mức quy định, điện áp một ngăn đay tới (1,7 - 1,8)V Đối với những acquy mới, sau khi đổ dung dịch điện phân vào phải chờ sau 2 giờ cho dung dịch thấm vào các bản cực rồi đo điện áp. Nếu mỗi ngăn có điện áp (1 - 1,1) V là àcquy bình thờng coa thể tiến hành nạp điện. Nếu điện áp quá thấp so với ngỡng trên thì phải chờ cho tới khi đủ ngỡng đó mơi nạp.
Quy trình nạp lần đầu cho acquy kiềm:
Nạp liên tục trong 6 giờ với dòng điện nạp In = 4 Q , sau đó nạp tiếp 6 giờ với dòng nạp In = 8 Q ;
Cho phóng điện trong 4 giờ với dòng điện phóng: If =
8Q Q (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quá trình nạp phóng nh trên lặp lại 2 - 3 lần là đợc.
Sau lần nạp cuối phải đạt điện áp mỗi ngăn là (1,7 - 1,8)V 2. Nạp acquy axit
Bản cực của acquy axit là những lới bằng chì trên có chất tác dụng, l- ới bản cực đợc đúc bằng hợp kim chì (92 - 94 % chì nguyên chất, 6 - 8% Angtimoan để tăng độ cứng của lới cực.
Chất tác dụng của bản cực:
ở bản cực dơng dợc trát một lớp điôxit chì PbO2 mầu nâu sẫm ở bản cực âm đợc trát chì nguyên chất Pb mầu xám.
Diện tích bản cực quyết định dung lợng của acquy. Dung dịch điện phân là axit sunfuarich H2SO4.
Quá trình phóng, nạp của acquy đợc thực hiện:
Điện áp trung bình mỗi ngăn của acquy axit là (2,1 - 2,2)V. Khi acquy phóng điện đến mức mỗi ngăn còn (1,7 - 1,8)V thì phải ngừng phóng điện. Lúc này ở hai bản cực của acquy đều bị phủ kín sunfat chì.
Mạch điện điều khiển nạp Acquy
Mạch dùng tiristor
Mạch đơn giản nạp acquy vẽ trên hình aq3. Tiristor T1 là loại tiristor công suất để đi9ều chỉnh dòng nạp cho acquy. T2 cùng với diod ổn áp D0
để điều khiển khóa T1 khi acquy nạp đầy.
Khi acquy nạp cha đầy, điện áp còn thấp hơn điện áp danh định của acquy, biến trở VR đợc điều chỉnh sao cho diod ổn áp cha dẫn, tiristor T2
cha dẫn. Tiristor T1 đợc điều khiển từ điện trở R1 và diod D3. Khi điện áp chỉnh lu lớn hơn điện áp acquy (trong khoảng t1 ữ t2) có dòng điện điều khiển chạy qua D3.
Khi acquy nạp đầy tới 1,1 điện áp danh định acquy, biến trở VR đợc điều chỉnh sao cho diod ổn áp dẫn, việc dẫn này của diod ổn áp tạo dòng điện điều khiển cho T2 . T2 dẫn làm cho điện áp điểm A giảm xuống còn một nửa điện áp chỉnh lu (do chọn R1 =R2). Điện áp này giảm làm cho diod D3 phân cực ngợc (UA < UAQ ), ngng dòng điều khiển cho T1, T1 khóa không còn dòng nạp đa vào acquy.
Khi làm việc, điện áp acquy giảm làm cho điện áp trên diod ổn áp giảm, tới ngỡng khóa của D0 → T2 khóa. Việc khóa T2 làm cho điện áp điểm A bằng điện áp chỉnh lu → T1 dẫn lại.
t 1 t 2 t 3 t 4 U t UCL U AQ U1 D1 D2 R1 D3 T1 D0 T1 R2 R3 R4 UAQ R5 A K
Hình aq4 Mạch nạp acquy bằng tiristor