Когда кем была изобретена свинцово-кислотная батарея?

Определение: Электрод в основном состоит из свинца и его оксида, а электролит представляет собой батарею из раствора серной кислоты. Английский: Свинцово-кислотный аккумулятор. В состоянии разряда основным компонентом положительного электрода является диоксид свинца, а основным компонентом отрицательного электрода - свинец; В заряженном состоянии основными компонентами положительного и отрицательного электродов являются сульфат свинца. Он разделен на выхлопную батарею и необслуживаемую свинцово-кислотную батарею.

Батарея в основном состоит из трубчатой положительной пластины, отрицательной пластины, электролита, сепаратора, аккумуляторного бака, крышки аккумуляторной батареи, полюса, крышки для впрыска жидкости и т.п. Электрод вентилируемой батареи состоит из оксида свинца и свинца, а электролит представляет собой водный раствор серной кислоты. Главное преимущество - стабильное напряжение и невысокая цена; Недостатком является низкая удельная энергия (то есть энергия, запасенная на килограмм батареи), короткий срок службы и частое ежедневное обслуживание. Старомодные обычные батареи обычно имеют срок службы около 2 лет, и необходимо регулярно проверять уровень электролита и доливать дистиллированную воду. Однако с развитием технологий срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов увеличился, а обслуживание стало проще.

Наиболее очевидной особенностью свинцово-кислотной батареи является то, что она имеет сверху пластиковую герметизирующую крышку с завинчивающейся резьбой и вентиляционное отверстие. Эти крышки для заливки используются для заполнения чистой воды, проверки электролитов и удаления газов. Теоретически свинцово-кислотные батареи должны проверять плотность электролита и высоту уровня жидкости каждый раз, когда они поддерживаются, и следует добавлять дистиллированную воду, если есть нехватка. Однако с обновлением технологии производства аккумуляторов свинцово-кислотные аккумуляторы превратились в свинцово-кислотные необслуживаемые аккумуляторы и необслуживаемые гелевые аккумуляторы. Свинцово-кислотные батареи не требуют добавления электролита или дистиллированной воды. Основная цель - использовать положительный электрод для выработки кислорода для поглощения кислорода отрицательного электрода, чтобы предотвратить уменьшение воды. Свинцово-кислотные водные батареи в основном используются в тракторах, трехколесных мотоциклах и автомобильных стартерах, в то время как необслуживаемые свинцово-кислотные батареи имеют более широкий спектр применения, включая источники бесперебойного питания, питание электромобилей и аккумуляторы для электрических велосипедов. Свинцово-кислотные батареи подразделяются на разряды постоянного тока (например, источники бесперебойного питания) и мгновенные разряды (например, автомобильные аккумуляторные батареи) в зависимости от области применения.

При выполнении разряда концентрация раствора серной кислоты будет продолжать снижаться, и когда плотность раствора упадет до 1,18 г / мл, его следует остановить для зарядки.

Зарядка: 2PbSO + 2HO = PbO + Pb + 2HSO (электролитическая ячейка)

Свинцовая аккумуляторная батарея

Разряд: PbO + Pb + 2HSO = 2PbSO + 2HO (первичная батарея)

Анод: PbSO + 2HO-2e - === PbO + 4H ++ SO? 2 -

Катод: PbSO + 2e - === Pb + SO? 2 -

Отрицательный электрод: Pb + SO2 - -2e === PbSO

Положительный электрод: PbO + 4H ++ SO42 - + 2e - === PbSO + 2H? O

История

Батарея была изобретена французом Плантом в 1859 году и имеет более чем 100-летнюю историю. С момента изобретения свинцово-кислотных аккумуляторов они всегда имели абсолютное преимущество в химических источниках энергии. Это связано с его невысокой ценой, доступностью сырья, достаточной надежностью в эксплуатации, сильноточной разрядкой и широким диапазоном температур окружающей среды.

Дж. Планте изобрел свинцово-кислотную батарею в 1859 году. Она развивалась почти 150 лет. Свинцово-кислотные батареи достигли больших успехов с точки зрения типов продуктов, разновидностей и электрических свойств. Свинцово-кислотные батареи играют незаменимую роль на транспорте, в электросвязи, в военной сфере или в различных экономических областях навигации и авиации.

К началу 20-го века свинцово-кислотные батареи претерпели множество значительных усовершенствований, повысив плотность энергии, увеличив срок службы и увеличив скорость разряда. Однако открытые свинцово-кислотные батареи имеют два основных недостатка: (1) в конце зарядки вода разлагается на водород, газообразный кислород будет выпадать в осадок, кислота и вода будут часто добавляться, а работы по техническому обслуживанию будут тяжелыми; 2 будет переносить кислотный туман и разъедать окружающее оборудование, а загрязнение окружающей среды ограничивает применение аккумулятора. В последние два десятилетия, чтобы решить две вышеупомянутые проблемы, страны по всему миру соревнуются в разработке герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, надеясь обеспечить герметичность аккумуляторов и получить чистую экологически чистую энергию.

В 1912 году Томас Эдисон выдал патент и предложил использовать платиновую проволоку в верхнем пространстве одиночного элемента. Когда проходит ток, платина нагревается, чтобы стать катализатором для водорода и окисления, а осажденные H2 и O2 рекомбинируются и возвращаются в электролит. Однако реализовать патент не удалось: 1 платиновый катализатор быстро вышел из строя; 2 газ не осаждается в соответствии со стехиометрическим числом водорода 2 кислорода 1, внутри батареи еще есть газ; 3 существует опасность взрыва.

В 1960-х годах компания Gates в Соединенных Штатах изобрела свинцово-кальциевый сплав, который стал причиной разработки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. Крупнейшие мировые производители аккумуляторов вложили в развитие много рабочей силы и ресурсов.

В 1969 году Соединенные Штаты запустили лунную программу, герметичные свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном и никель-кадмиевые батареи были включены в источник питания лунного транспортного средства, и, наконец, была принята кадмиево-никелевая батарея, но герметичная свинцово-кислотная батарея технология была разработана.

В 1969-1970 годах компания ЕС в Соединенных Штатах произвела около 350 000 небольших герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, в которых используется стекловолоконный сепаратор, система обедненной жидкости, которая является первой коммерческой свинцово-кислотной батареей с клапанным регулированием, но в то время еще не использовалась. его принцип рекомбинации кислорода.

В 1975 году компания GatesRutter приобрела патент на изобретение свинцово-кислотной сухой батареи с D-уплотнением после многих лет тяжелой работы и высокой стоимости, став прототипом сегодняшней батареи VRLA.

В 1979 году, после приобретения патента Gates, компания GNB изобрела запатентованный сплав для положительной решетки MFX и начала массовое продвижение и производство герметичных, не требующих обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов большой емкости, абсорбирующих жидкость.

В 1984 году батареи VRLA использовались в небольших приложениях в США и Европе.

В 1987 году, с быстрым развитием телекоммуникационной отрасли, батареи VRLA были быстро продвинуты и использовались в телекоммуникационном секторе.

В 1991 году британский отдел телекоммуникаций проверил и протестировал используемую батарею VRLA и обнаружил, что батарея VRLA не выглядит так, как рекламировал производитель, батарея испытала термический разгон, возгорание и ранний отказ емкости, что вызвало широкое обсуждение в отрасли производства аккумуляторов, и выразил сомнения относительно перспектив развития, технологии контроля емкости, теплового разгона и надежности батарей VRLA. В настоящее время рыночная доля батарей VRLA составляет менее 50% от доли богатых жидкостью батарей. Название «обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторов» было официально заменено на «аккумуляторы VRLA», потому что аккумуляторы VRLA - это тип аккумуляторов, которым необходимо управлять, а «необслуживаемые» легко вызвать недоразумение.

В 1992 году в ответ на проблемы, возникшие в 1991 году, эксперты по аккумуляторным батареям и технические специалисты производителей опубликовали статьи, в которых предлагались контрмеры и мнения. Среди них DrDaridFeder предложил использовать измеренную проводимость для мониторинга батарей VRLA. IC. Bearinger рассматривает развитие батарей VRLA с технической точки зрения. Эти статьи во многом способствовали разработке и применению батарей VRLA.

В 1992 году потребление батарей VRLA в мире значительно увеличилось в Европе и Америке. В азиатском национальном телекоммуникационном секторе были поддержаны все батареи VRLA. В 1996 году батареи VRLA в основном заменили традиционные богатые жидкие батареи, и батареи VRLA были признаны пользователями. .

Разработка

В течение периода «одиннадцатой пятилетки» масштабы рынка свинцово-кислотных аккумуляторов в Китае быстро расширялись, и производство увеличивалось в среднем примерно на 20% в год. Общий масштаб увеличился вдвое, с примерно 70 миллионов киловатт-часов в 2005 году до 14416,68 в 2010 году.

В 2011 году масштабы производства и продаж свинцово-кислотных аккумуляторов в Китае были расширены, прибыль и прибыль от продаж резко выросли, а эффективность работы отрасли повысилась. В 2011 году общие активы отрасли производства свинцово-кислотных аккумуляторов в Китае составили 88,091 млрд юаней, что на 39,35% больше, чем в прошлом году; выручка от продаж составила 96,515 млрд юаней, что на 32,40% больше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года; общая прибыль составила 5,720 млрд юаней, что на 10,81% больше, чем в прошлом году. Для получения дополнительной информации см. China Lead. Перспективы рынка кислотных аккумуляторов и анализ планирования инвестиционной стратегии.

В то же время, после многих лет развития технология свинцово-кислотных аккумуляторов сделала прорыв в области энергии, срока службы, а также способности адаптироваться к высоким и низким температурам. В настоящее время Китай постепенно сокращает разрыв с ведущими мировыми технологиями, достиг международного уровня в некоторых основных технологиях и все больше выходит на международный рынок.

В связи с обострением конкуренции в индустрии свинцово-кислотных аккумуляторов, интеграция слияний и поглощений и капитальные операции среди крупных производителей свинцово-кислотных аккумуляторов становятся все более частыми. Отечественные производители превосходных свинцово-кислотных аккумуляторов уделяют все больше внимания изучению отраслевого рынка, особенно развитию корпоративной среды и тенденциям потребительского спроса. Благодаря этому, большое количество отечественных производителей свинцово-кислотных аккумуляторов быстро выросло и постепенно стало лидером в индустрии свинцово-кислотных аккумуляторов!

В настоящее время существует три основные проблемы в развитии индустрии свинцово-кислотных аккумуляторов: во-первых, все еще существуют нелегальные предприятия по производству свинцово-кислотных аккумуляторов и регенеративного свинца, уровень технического оснащения невысок, а предприятия со стандартизованным режимом работы все еще функционируют. недостаток в рыночной конкуренции, влияющий на здоровое развитие отрасли. Во-вторых, небольшое количество предприятий игнорировало национальные требования по обращению с опасными отходами, незаконно занималось сбором, хранением и утилизацией отработанных свинцовых аккумуляторов, а большое количество отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов было слито в каналы незаконной переработки, что сделало стандартные предприятия по переработке отсутствие ценовых конкурентных преимуществ. В-третьих, промышленность свинцово-кислотных аккумуляторов испытывает недостаток в технической поддержке, экономичных и разумных технологиях борьбы с загрязнением, особенно операции по индустриализации технологии чистого производства батареи явно недостаточны. Недостаточно продвижения передовых технологий, что ограничивает технический прогресс отрасли.

Страница содержит содержимое машинного перевода.