Оловно-киселинните батерии
Нека разгледаме по-подробно принципите на оловно-киселинната батерия. Както подсказва името „оловно-киселинна“, тя се състои от две метални пластини (олово) и електролит (киселина). Използва оловен диоксид (PbO2) и олово (Pb) като анод и катод, а сярна киселина (H2SO4), силна киселина, като електролит. Както е показано в химическата формула по-долу, електроните (2e-), генерирани на катода, се губят през свързания проводник, докато електроните се получават на анода, което позволява на тока да тече от анода към катода.
b+PbO2+2H2SO4⟶2PbSO4+2H2O
Състоянието, в което цялата сярна киселина е превърната във вода, се нарича разредено състояние. При презареждане протича обратната реакция, което позволява на батерията отново да функционира като акумулатор. Функцията на тези батерии е да съхраняват електрическа енергия като химическа енергия.
Видове оловно-киселинни батерии
Оловно-киселинните батерии се разделят на два основни вида. Първо, това са „ залети “ батерии, които са запълнени с електролит за химични реакции в батерията. Заради електролита те се наричат още „мокри клетки“. Тези батерии имат метални (оловни) плочи, потопени в електролита, и изискват периодична поддръжка (като например попълване на електролита), за да се поддържа дългосрочна производителност. Поради това те се наричат още „оловно-киселинни батерии за поддръжка“. Ако електролитът не се попълва и металните плочи са изложени на въздух, те ще корозират и ще се влошат.
Следващата е оловно-киселинната батерия „ VRLA (Valve Regulated Lead-Acid) “. Подобно на залятия тип, тя има метална (оловна) пластина, но вместо електролит е направена с гел или стъклени влакна. Оловно-киселинната батерия с гел се нарича оловно-киселинна батерия „ Gel Type “, а оловно-киселинната батерия, направена със стъклени влакна, се нарича „ AGM (Absorbed Glass Mat) “. Тъй като те имат предимно запечатана структура, те се наричат още „SLA (Sealed Lead-Acid)“ и тъй като изискват относително по-малко поддръжка в сравнение с залятия тип, те се наричат още „MF (Maintenance-Free)“ – батерия без поддръжка.
Основните разлики между батериите тип „наводнени“ и VRLA (гел, AGM) батерии . Батериите тип „наводнени“ се използват широко в промишлеността, защото могат да бъдат изработени в различни форми и размери . Тъй като обаче са пълни с течност вътре, те не могат да се монтират легнали или наклонени. От друга страна, VRLA батериите имат предимството, че могат да се монтират във всякаква ориентация .
VRLA технологията улавя отново водорода и кислорода, генерирани по време на разреждане, предотвратявайки тяхното изтичане. Следователно, в сравнение с батериите с наводняване, тя се счита за относително по-безопасна батерия от гледна точка на риска от експлозия или пожар. VRLA предлага и предимството, че е по-малко податлива на течове и корозия .
Двете оловно-киселинни батерии се различават и по експлоатационния си живот. Докато батериите с пълнеж от 15 Hz могат да се използват практически неограничено време с правилна поддръжка , гел батериите издържат около 10 до 15 години, а AGM батериите издържат само около 5 до 7 години .
Съществуват и разлики в производителността. Оловно-киселинните батерии имат дълго време за зареждане и са склонни към силно саморазреждане. VRLA батериите обаче имат по-кратко време за зареждане и по-малко саморазреждане от батериите с наводнена батерия. Наводнените батерии обаче са по- устойчиви на презареждане от VRLA батериите, така че са по-малко склонни към термично претоварване .
Употреба на оловно-киселинни батерии
Оловно-киселинните батерии с пълнеж, GEL и AGM имат различни основни приложения. Както бе споменато по-рано, оловно-киселинните батерии с пълнеж се предлагат в най-различни форми и размери и, тъй като имат най-дълга история, се използват в различни индустрии. Те се използват като стартови батерии за превозни средства и като акумулатори за превозни средства като мотоциклети, ATV и голф колички. Използват се и като аварийни акумулатори или във връзка с възобновяеми енергийни източници.
AGM батериите имат по-кратък живот, но предлагат много предимства пред други видове батерии. Това ги прави универсални, особено в автомобилните стартови батерии. Оловно-киселинните батерии обикновено имат единично напрежение от 2 V. Автомобилните батерии обикновено използват шест оловно-киселинни батерии, свързани вътрешно, за да произведат 12V батерия. (Последните електрически превозни средства използват литиеви батерии.) Те се използват и за захранване на кемпери и лодки, както и като резервно захранване за UPS и телекомуникационно оборудване.
Въпреки че типът GEL не е толкова широко използван, колкото типът AGM, той се използва в мотокари, голф колички, ESS, UPS резервно захранване и друго оборудване, което изисква постоянен ток.