Cấu tạo bình ắc quy khô và bình ắc quy nước

Bình ắc quy là một thiết bị quan trọng trong đời sống hiện nay, được dùng để lưu trữ và cung cấp điện năng cho các thiết bị khác hoạt động. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về cấu tạo bình ắc quy, cách phân loại và nguyên lý hoạt động của ắc quy. Vì vậy, hãy cùng Xe nâng HC làm rõ ngay trong bài viết dưới đây.

1. Bình ắc quy là gì?

Bình ắc quy (acquy) là một loại nguồn điện thứ cấp, hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi hóa năng thành điện năng. Chúng có thể được nạp điện bằng các máy nạp và sử dụng nhiều lần trước khi phải thay thế. Chức năng chính của bình ắc quy chính là tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện, có tác dụng tích trữ và cung cấp điện cho các thiết bị sử dụng điện.

>>>> XEM NGAY: Cách bảo quản bình ắc quy khi không sử dụng hiệu quả

2. Cấu tạo của bình ắc quy

Trên thực tế, cấu tạo của bình ắc quy tương đối đơn giản. Bên ngoài bình được bọc bằng lớp nhựa cứng, bên trong được làm từ số những tế bào, mỗi tế bào sẽ có bản cực âm và cực dương. Dưới đây là thông tin chi tiết về từng bộ phận của bình ắc quy.

• Các bản cực âm: Được cấu tạo từ chì nguyên chất và được dát trên một tấm khung hợp kim chì. Đồng thời, các bản cực âm trong một ngăn cũng được nối lại thành bộ chùm cực âm.

• Các bản cực dương: Được tạo thành từ chì Oxit (PbO2) dát phẳng lên tấm khung hợp kim chì – canxi để gia tăng độ cứng của khung. Các bản cực dương trong 1 ngăn được nối lại tạo thành một chùm cực dương.

• Chất điện phân: Hai bản cực âm và dương được ghép song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp cách điện. Sau đó nhúng ngập tất cả vào chất điện phân Axit Sunfuric (H2SO4) loãng ở thể lỏng hoặc dạng gel.

>>>> TÌM HIỂU THÊM: Sạc bình ắc quy 12V bao lâu thì đầy? Dấu hiệu nhận biết

3. Nguyên lý hoạt động của bình ắc quy

Thực tế cho thấy, bình ắc quy hoạt động dựa trên nguyên lý hóa học, trong đó các dòng ion sẽ di chuyển từ cực dương sang cực âm và ngược lại, từ đó tạo ra dòng điện. Trong đó, quá trình sạc và xả của bình ắc quy sẽ diễn ra theo quy trình khác nhau. Cụ thể:

Quá trình xả điện sẽ diễn ra như sau:

• Tại cực âm của bình ắc quy: Pb + H2SO4 -> PbSO4 + H2
• Tại cực dương của bình ắc quy: 2PbO2 + 2H2SO4 -> 2PbSO4 + 2H2O + O2

Dựa vào 2 phản ứng hóa học trên, chúng ta sẽ tính được phản ứng cộng gộp là: Pb+PbO2+2H2SO4 -> 2PbSO4 + 2H2O. Quá trình xả của bình ắc quy sẽ kết thúc nếu phương trình trên tạo ra PbO2 ở cực dương và PbSO4 ở cự âm.

Ngược lại với quy trình xả điện, quá trình nạp điện sẽ có phản ứng gộp như sau: 2PbSO4 + 2H2O -> Pb+PbO2+2H2SO4. Sau khi kết thúc, chúng ta sẽ có được cực dương là PbO2, cực âm là Pb.

Lưu ý rằng: Trong quá trình hoạt động, H2SO4 được tái tạo nên nồng độ dung dịch axit sẽ tăng dần. Chính vì vậy, bạn không cần phải châm thêm dung dịch axit, thay vào đó chỉ thêm nước trong quá trình sử dụng.

>>>> THAM KHẢO: 30Ah bằng bao nhiêu W? Ý nghĩa thông số này trên bình ắc quy

4. Phân loại bình ắc quy

Dựa theo nguyên lý hoạt động, bình ắc quy được chia thành 2 loại chính: Bình ắc quy khô và bình ắc quy nước. Mỗi loại đều có những cấu tạo và đặc tính riêng. Dưới đây là những thông tin chi tiết về hai loại ắc quy này, bạn có thể tham khảo để chọn mua sản phẩm ắc quy phù hợp.

4.1 Bình ắc quy khô

Bình ắc quy khô được sử dụng phổ biến trong các phương tiện như ô tô, xe nâng hàng, xe đầu kéo… Đây là loại ắc quy có thiết kế kín, không cần phải châm thêm nước và axit thường xuyên. Hầu hết mọi bình ắc quy đều cần có dung dịch điện ly để hoạt động, tuy nhiên thay vì sử dụng dung dịch dạng nước, ắc quy khô sẽ được sử dụng axit dạng gel. Đây chính là điểm nhận diện giữa ắc quy nước và ắc quy khô.

4.2 Bình ắc quy nước

Bình ắc quy nước được thiết kế với nhiều ngăn và nắp vặn bên trên. Mỗi ngăn đều có lá chì, kim loại và dung dịch axit H2SO4 pha loãng với nồng độ phù hợp. Tuy nhiên, dung dịch axit này có khả năng ăn mòn rất cao và có mùi khó chịu. Vì vậy, người dùng cần cẩn trọng trong quá trình sử dụng và bổ sung axit trong bình một cách định kỳ.

>>>> ĐỌC NGAY: Nên dùng ắc quy hay pin Lithium? So sánh ắc quy và pin Lithium

5. Các thông số kỹ thuật của bình ắc quy

Bên cạnh việc tìm hiểu về cấu tạo bình ắc quy, nhiều người vẫn sẽ thắc mắc về cách tính toán và đo đạc các thông số trên bình ắc quy. Vậy những chỉ số về dung lượng bình được tính bằng cách nào?

Dung lượng ắc quy được tính bằng tích thời gian phóng điện với cường độ dòng điện phóng điện. Đồng thời, dung lượng của ắc quy sẽ phụ thuộc vào diện tích bề mặt bản cực mắc song song, số lượng bản cực và nồng độ dung dịch điện ly.

Điện áp của bình ắc quy là hiệu số của thế điện cực của hai cực. Đại lượng này phụ thuộc chủ yếu vào nồng độ, nhiệt độ dung dịch điện ly và số lượng bản cực mắc nối tiếp. 

Nội trở của bình ắc quy là trị số điện trở trong ắc quy. Nó được tạo ra bởi điện trở của dung dịch điện ly, điện trở của màng chắn và điện trở của hai cực. Các thông số này sẽ có những công thức tính như sau:

• Thế điện cực: a Oxh + ne = b Kh, E= Eo+RT/nF * ln 〖[oxh]〗^a/〖[kh]〗^b.

• Sức điện động của 1 ngăn: a1 Oxh1 + b2 Kh2 = b1 Kh1 + a2 Oxh2, Ep=E+ – E- = Epo + RT/nF * ln (〖[oxh1]〗^a1 〖[kh2]〗^b2)/(〖[kh1]〗^b1 〖[oxh2]〗^a2 ).
• Nội trở của acquy: E = U + Ir = I(R +r).

6. Ưu nhược điểm của bình ắc quy

So với những các thiết bị lưu trữ điện năng khác, bình ắc quy lại sở hữu những ưu điểm vượt trội. Tuy nhiên, mỗi loại bình ắc quy khác nhau sẽ có những ưu và nhược điểm riêng biệt. Hãy cùng xe nâng HC tìm hiểu thông qua bảng phân tích về bình ắc quy khô và ắc quy nước dưới đây:

Bình ắc quy khô và ắc quy nước sẽ có ưu và nhược điểm khác nhau

7. Ứng dụng của bình ắc quy trong đời sống và sản xuất

Bình ắc quy được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong đời sống hàng ngày và trong sản xuất. Một số ứng dụng của bình ắc quy được nhắc đến như sau:

• Về cơ bản, bình ắc quy sẽ được dùng để chứa điện năng có thể di chuyển riêng biệt khi cần.
• Là thiết bị tích trữ điện năng, cung cấp năng lượng cho thiết bị hoạt động.
• Bình ắc quy là thiết bị không thể thiếu trên xe ô tô, có nhiệm vụ tích trữ điện năng, cung cấp năng lượng cho thiết bị tiêu thụ điện. Đồng thời, ắc quy xe còn cung cấp điện năng cho các phụ tải khi máy chưa hoạt động, vòng tua máy chưa đạt tốc độ mong muốn hoặc trong trường hợp phụ tải dùng dòng vượt quá định mức của máy phát.
• Sau khi khởi động, máy phát trên xe ô tô sẽ sinh ra điện năng để cung cấp cho các thiết bị khác, đồng thời cung cấp điện năng dự trữ cho bình ắc quy để sử dụng cho những lần khởi động sau.
• Trong cuộc sống hàng ngày, bình ắc quy như một thiết bị lưu trữ điện có thể di chuyển đến mọi nơi mong muốn.

Trên đây là toàn bộ nội dung nói về cấu tạo bình ắc quy, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của chúng trong đời sống hàng ngày. Có thể thấy, bình ắc quy là một thiết bị chuyên dụng được sử dụng với mục đích tích trữ và cung cấp điện năng, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Mong rằng với những chia sẻ trên của xe nâng HC đã giúp bạn có thêm nhiều kiến thức và đưa ra quyết định lựa chọn bình ắc quy phù hợp.

>>>> BÀI VIẾT LIÊN QUAN:

• Những điều cần biết khi châm nước cất bình ắc quy
• Hướng dẫn câu bình ắc quy ô tô an toàn và hiệu quả