Pin axit-chì là một trong những loại pin sạc lâu đời nhất. Loại pin này được phát minh vào năm 1859 bởi nhà vật lý người Pháp Gaston Plante.
Mặc dù có tỷ lệ năng lượng trên thể tích nhỏ và tỷ lệ năng lượng trên trọng lượng rất thấp, khả năng cung cấp nội dung tăng cao của nó cho thấy rằng các tế bào có tỷ lệ công suất trên trọng lượng tương đối lớn.
Pin axit-chì có thể được phân loại là pin thứ cấp. Các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào thứ cấp là thuận nghịch. Các chất phản ứng tạo ra dòng điện trong các pin này (thông qua các phản ứng hóa học ) có thể được tái sinh bằng cách cho dòng điện chạy qua pin (sạc lại).
Quá trình hóa học trích xuất dòng điện từ pin thứ cấp (phản ứng thuận) được gọi là phóng điện. Phương pháp tái tạo vật liệu hoạt động được gọi là sạc.
Pin axit chì kín
- Pin axit-chì kín bao gồm sáu tế bào được gắn cạnh nhau trong một hộp duy nhất. Các ô này được ghép với nhau và mỗi ô 2.0V sẽ tạo ra tổng dung lượng 12.0V của pin.
- Mặc dù tương đối nặng, ắc quy axit-chì vẫn được ưa chuộng hơn các tùy chọn nhẹ khác do khả năng cung cấp dòng điện lớn (cần thiết để khởi động động cơ lạnh trong ô tô).
- Pin axit-chì tích điện hoàn toàn được tạo thành từ một chồng các điện cực chì oxit xen kẽ, được cách ly với nhau bằng các lớp ngăn cách xốp.
- Tất cả các bộ phận này được đặt trong một dung dịch axit sunfuric đặc . Các đầu nối intercell kết nối đầu dương của một ô với đầu âm của ô tiếp theo, do đó sáu ô nằm trong chuỗi.
Phản ứng hóa học để xả
Khi pin phóng điện, nó hoạt động như một tế bào điện và phản ứng hóa học sau đây xảy ra.
Phủ định:
Pb (s) + HSO 4 – + H 2 O (l) -> 2e – + PbSO 4 (s) + H 3 O + (aq) (oxi hóa)
Khả quan:
PbO 2 (s) + HSO 4 – (aq) + 3H 3 O + (aq) + 2e – -> PbSO 4 (s) + 5H 2 O (l) (giảm)
Chì sunfat được tạo thành ở cả hai điện cực. Hai điện tử cũng được chuyển trong phản ứng hoàn toàn. Ắc quy axit chì được đóng gói trong một hộp cao su hoặc nhựa dày để tránh rò rỉ axit sunfuric ăn mòn.
Sạc pin axit chì
Axit sulfuric tồn tại trong pin phóng điện chì sẽ phân hủy và cần được thay thế. Đôi khi, các tấm tự thay đổi cấu trúc của chúng. Cuối cùng, pin trở nên kém hiệu quả hơn và nên được sạc hoặc thay pin.
Khi ắc quy ô tô dành một khoảng thời gian đáng kể ở trạng thái phóng điện, lượng chì sunfat tích tụ có thể trở nên cực kỳ khó loại bỏ. Đây là lý do tại sao pin chì-axit phải được sạc càng sớm càng tốt (để ngăn chặn sự tích tụ chì sunfat). Sạc pin chì thường được thực hiện bằng cách cung cấp một nguồn dòng điện bên ngoài.
Một phích cắm được cắm vào liên kết với pin axit-chì và phản ứng hóa học xảy ra theo hướng ngược lại. Trong trường hợp axit sulfuric trong pin (hoặc một số thành phần khác của pin) đã bị phân hủy, quá trình sạc có thể trở nên kém hiệu quả. Vì vậy, nên kiểm tra ắc quy định kỳ.
Phản ứng hóa học để sạc lại
Có thể tìm thấy phản ứng hóa học xảy ra khi pin axit-chì được sạc lại dưới đây.
Phủ định:
2e – + PbSO 4 (s) + H 3 O + (aq) -> Pb (s) + HSO 4 – + H2O (l) (khử)
Khả quan:
PbSO 4 (s) + 5H 2 O (l) -> PbO 2 (s) + HSO 4 – (aq) + 3H 3 O + (aq) + 2e – (oxi hóa)
Trong khi sạc lại, pin ô tô hoạt động giống như một tế bào điện phân. Năng lượng cần thiết để sạc lại đến từ một nguồn bên ngoài, chẳng hạn như động cơ của ô tô. Cũng cần lưu ý rằng việc sạc pin quá mức có thể dẫn đến việc hình thành các sản phẩm phụ như khí hydro và khí oxy. Các khí này có xu hướng thoát ra khỏi pin, làm thất thoát các chất phản ứng.
Câu hỏi thường gặp
1. Chất gì có trong pin axit chì?
Trả lời: Bản cực âm được tạo thành từ chì và bản cực dương dẫn đioxit ở trạng thái tích điện đầy đủ. Axit sunfuric đặc là chất điện phân, giữ lại phần lớn năng lượng hóa học.
2. Làm thế nào một pin axit chì được thực hiện?
Trả lời: Sử dụng các thỏi hợp kim chì và oxit chì, pin chì được làm từ hai tấm gốc chì khác nhau về mặt hóa học ngâm trong dung dịch axit sunfuric.
3. Làm thế nào để bạn bảo trì một pin axit chì?
Trả lời: Áp dụng mức sạc bão hòa hoàn toàn từ 14 đến 16 giờ để giữ axit chì ở trạng thái tốt. Nếu điều này không được phép trong chu kỳ sạc, hãy sạc đầy pin vài tuần một lần.
4. Ắc quy axit chì ướt hay khô?
Trả lời: Các phiên bản khác nhau của pin axit chì là pin ướt (ngập nước), pin gel và thảm thủy tinh hấp thụ (AGM). Có hai kiểu phòng giam ướt; có thể sử dụng được và không cần bảo trì. Cả hai đều là chất điện phân và về cơ bản là giống nhau.
5. Loại pin nào là axit chì?
Trả lời: Chì và chì đioxit, những chất hoạt động trên tấm pin, phản ứng với chì sunfat trong chất điện phân với axit sunfuric. Đầu tiên, chì sunfat hình thành ở trạng thái vô định hình, phân chia mịn và khi pin sạc lại dễ dàng trở lại thành chì, chì điôxít và axit sunfuric.
