Теория работы свинцовых аккумуляторов

[8244]

Дано - полностью заряженный (новый)  АКБ.     
Положительные пластины из PbO2 (намазки)

следует уточнить: это модельная система. В реальном АКБ состав иной (=>, =>)

[UDAV]

Дано - полностью заряженный (новый)  АКБ.     
Положительные пластины из PbO2 (намазки)

Неверно.
Как любит повторять тут один товарищ, читать до просветления
(Это у АКБ только до начала формовки (+) пластины из PbO2 (отрицательные, кстати, тоже =>))

Вы не поняли.  Я же не писал, что мы рассматриваем реальный АКБ, это вам в тему практики.  Я написал "ДАНО".   А это значит что  стартовые условия для начала реакции могут быть любыми,  хоть решетки из люминия. Или серебра   Кто задачу ставит тот и выбирает.   Если хотите - можете поставить свою, с тем составом намазок на начало разряда, с каким считаете нужным.  Но решать мою не мешайте. Спасибо.

[8244]

1. РАЗБАЛАНС ПО БАНКАМ
2. ЭПЮРЫ НА БАНКАХ КАЧЕСТВЕННО ОТЛИЧАЮТСЯ
============================================

Пока народ думает, ещё одну задачку накидаю, напрямую из практики

Дано: АКБ 7Ач AGM с трудной историей (стоял в УПС, потом 2 года в шуруповёрте, токи за 10А, пару раз была переполюсовка). В результате имеется разбаланс по банкам.

В конце добивки  на банках имеем такую картину* :

Банка Б1 (реальная ёмкость 4.0 ач)

Банка Б4 (реальная ёмкость до последней переполюсовки: 3.3 ач)

Банка Б6 (реальная ёмкость 4.0 ач)


Все три графика качественно различны. Обратите внимание как сильно отличается характерное время отклика:
Т(Б6) >> 1 с;
T(Б4) ~ 25 мс;
Т(Б1) ~ 500 мс

Вопрос для размышления: предложите механизм, объясняющий такое сильное различие в длине "хвостов"

Подсказка 1: Б4 здесь перед этой зарядкой была разряжена в 0 (и имела пару переполюсовок в истории)
Подсказка 2: вспомните характерные скрины [user]Павел Валерьевич[/user] АКБ в "добивке": по мере накопления заряда, длина "хвостов" увеличивается.

-------------------------
* Питание от источника напряжения, напряжение подобрано таким, чтобы средний ток по импульсу был ~ 1A

[8244]

Дано - полностью заряженный (новый)  АКБ.     
Положительные пластины из PbO2 (намазки)  и легированный какой нибудь гадостью Pb - решетки.
Отрицательные пластины - Pb с распушителями (намазки)  и снова Pb - решетки.

Кто напишет  основные реакции,(2 шт)  в результате  которых  возникает  ток?

Ну, раз все "теоретики" разбежались по кустам, я попробую. Без "распушителей" и всякого рода усложнений, просто для начала "соберём" элемент из пары реакций.

Выписываем реакции, более-менее подходящие к нашей системе:

На (-) электроде (окисляется Pb):
1. PbSO₄ + 2e^- -> Pb + SO₄^2- - 0.356
2. Pb²⁺ + 2e^- - > Pb - 0.162

На (+) электроде (восстанавливается PbO₂):
3. PbO₂ + 4H⁺ + 2e^- -> Pb²⁺ + 2H₂O + 1.455
4. PbO₂+ 4H⁺ + SO₄^2- + 2e^- -> PbSO₄ + 2H₂O + 1.68

На (-) электроде, энергетически более вероятна реакция 1, у неё равновесие сильнее смещено влево, т.к. потенциал более отрицателен. На (+) электроде, аналогично, более вероятна реакция 4.

В результате получаем:

1. PbSO₄ + 2e^- -> Pb + SO₄^2- - 0.356
4. PbO₂+ 4H⁺ + SO₄^2- + 2e^- -> PbSO₄ + 2H₂O + 1.68
-------------
Pb + PbO₂ + 2SO₄^2- + 4H-> 2PbSO₄ + 2H₂O + 2.04


Итак, в нашей модельной системе <PbO2|PbSO4||PbSO4|Pb> мы получили ЭДС элемента 2.04В,  что несколько отличается от экспериментального измеренного ЭДС заряженного свинцового элемента, 2.12В

[Alex_Soroka]

Банка Б4

Это самая слабая банка походу,
в ней нет что заряжать (после переполюсовки? отгорели пластины?)
картинка потому и "без хвоста", там хвост есть, просто он очень маленький 
Добавлено 07 Апр. 2016 в 14:31

мы получили ЭДС элемента 2.04В,  что несколько отличается от экспериментального измеренного ЭДС заряженного свинцового элемента, 2.12В

отож... 
...но никого это не волнует - везде пишется: "теория двойной сульфатации" 
и нафиг идите все несогласные...

[yustas66]

Так ведь все учебники и пишут, что "теория двойной сульфатации" - является основной в процессе заряд-разряд (2,04) и имеются ещё 60 дополнительных реакций, 20 из которых проходит не на электродах. Вот они и добавляют оставшиеся 0,8 (2,12).

[реношник]

" Среди теоретических обоснований процессов, протекающих в свинцовом аккумуляторе, наиболее вероятной является теория двойной сульфатации... "

вероятной !!!!

плюс к этому ....

[yustas66]

[UDAV]

Выписываем реакции, более-менее подходящие к нашей системе:

На (-) электроде (окисляется Pb):
1. PbSO₄ + 2e^- -> Pb + SO₄^2- - 0.356
2. Pb²⁺ + 2e^- - > Pb - 0.162

Очень хорошо.

Сульфа́т свинца́(II) — PbSO₄. В природе распространён как минерал англезит. Применяется как компонент пигментов. Образуется в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях при разряде.

Можно теперь простым языком, как для студентов 1го курса  химико-технологического универа    расписать эти  реакции?     Суть  темы  (в том числе)  донести сложную информацию до масс в доступном для понимания виде.  Лично у меня вызывает легкое недоумение направление стрелочки.   Речь  точно  о  реакции  РАЗряда?

"Сульфат свинца, получая 2 электрона с минусового борна,  распадается на свинец и сульфат (кислотный остаток(из которого потом образуется серная кислота)) " - это как то больше похоже на реакцию при заряде...

[Alex_Soroka]

" Среди теоретических обоснований процессов, протекающих в свинцовом аккумуляторе, наиболее вероятной является теория двойной сульфатации... "

в скане книги - "вес электролита" особенно порадовал 
...есть такая наука - софистика, она учит как что угодно можно привести в доказательство чему угодно 

[реношник]

[user]Alex_Soroka[/user], видите сколько у вас положительных эмоций... 

[8244]

// ПОСЛЕ РАЗРЯДА В 0 ИЗМЕНИЛОСЬ НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Это самая слабая банка походу,
в ней нет что заряжать (после переполюсовки? отгорели пластины?)

Между прочим, после этих картинок она выдала честных 3.3 Ач, при том что остальные - около 4 Ач. При этом номинальное напряжение разряда составило 1.93В



Как будто реакция идёт по другой химии.

[Alex_Soroka]

Как будто реакция идёт по другой химии.

я про это вам уже лет пять рассказываю, а вы все не верите...

[8244]

я про это вам уже лет пять рассказываю, а вы все не верите...

Про отличия в ЭДС рассчётного от реального что-то после вашей немы не отложилось..

А вообще, для понимания, ещё один вопрос к публике:
Объясните, почему ЭДС любого гальванического элемента падает при разряде?
Казалось бы, реакция идёт всё время одна и та же, а ЭДС изменяется. Прежде чем утверждать, что химия иная, сначала нужно этот эффект объяснить.

[Sever]

8244

Да , эдс самый правильный показатель. Просто надо еще понимать - что есть эдс двойного слоя на поверхности, а есть эдс внутренних масс пластины.

[8244]

http://www.nglib.ru/annotation.jsp?book=019873."...из книги Болотовский В.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов..."

Создал тему "литература по свинцовым аккумуляторам", кидайте все стоящие книжки туда

[8244]

Да , эдс самый правильный показатель. Просто надо еще понимать - что есть эдс двойного слоя на поверхности, а есть эдс внутренних масс пластины.

Что за зверь "ЭДС внутренних масс"?
Распишите подробнее. Или хотя бы процитируйте так, чтобы стало понятно. Ничерта ведь непонятно из этой фразы.
И почему вы все ленитесь давать ссылки!?

[UDAV]

я про это вам уже лет пять рассказываю, а вы все не верите...

Про отличия в ЭДС рассчётного от реального что-то после вашей немы не отложилось..

А вообще, для понимания, ещё один вопрос к публике:
Объясните, почему ЭДС любого гальванического элемента падает при разряде?
Казалось бы, реакция идёт всё время одна и та же, а ЭДС изменяется. Прежде чем утверждать, что химия иная, сначала нужно этот эффект объяснить.

Так эта, давно же все объяснили, что НРЦ зависит от плотности электролита 

Вы эта,  на мой вопрос про направление реакции отвечать не будете?