Εφευρέθηκε από τον Γάλλο γιατρό Γκαστόν ΠλαντέΤο 1859, το μόλυβδο οξύ ήταν η πρώτη επαναφορτιζόμενη μπαταρία για εμπορική χρήση.Παρά την προχωρημένη ηλικία της, η χημεία του μολύβδου συνεχίζει να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα.Υπάρχουν καλοί λόγοι για τη δημοτικότητά του.Το οξύ μολύβδου είναι αξιόπιστο και φθηνό σε βάση κόστους ανά watt.Υπάρχουν λίγες άλλες μπαταρίες που παρέχουν μαζική ισχύ τόσο φθηνά όσο το μόλυβδο οξύ, και αυτό καθιστά την μπαταρία οικονομικά αποδοτική για αυτοκίνητα, αυτοκίνητα γκολφ, περονοφόρα ανυψωτικά, θαλάσσια και αδιάλειπτα τροφοδοτικά (UPS).
Η δομή πλέγματος της μπαταρίας μολύβδου οξέος είναι κατασκευασμένη από κράμα μολύβδου.Ο καθαρός μόλυβδος είναι πολύ μαλακός και δεν στηρίζεται, επομένως προστίθενται μικρές ποσότητες άλλων μετάλλων για να αποκτήσουν τη μηχανική αντοχή και να βελτιώσουν τις ηλεκτρικές ιδιότητες.Τα πιο κοινά πρόσθετα είναι το αντιμόνιο, το ασβέστιο, ο κασσίτερος και το σελήνιο.Αυτές οι μπαταρίες είναι συχνά γνωστές ως «μόλυβδος-αντιμόνιο» και «μόλυβδος ασβέστιο».
Η προσθήκη αντιμονίου και κασσίτερου βελτιώνει τη βαθιά ανακύκλωση, αλλά αυτό αυξάνει την κατανάλωση νερού και κλιμακώνει την ανάγκη γιαισοφαρίζω.Το ασβέστιο μειώνει την αυτοεκφόρτιση, αλλά η θετική πλάκα μολύβδου-ασβεστίου έχει την παρενέργεια να αυξάνεται λόγω της οξείδωσης του πλέγματος όταν υπερφορτίζεται.Οι σύγχρονες μπαταρίες μολύβδου οξέος χρησιμοποιούν επίσης παράγοντες ντόπινγκ όπως σελήνιο, κάδμιο, κασσίτερο και αρσενικό για να μειώσουν την περιεκτικότητα σε αντιμόνιο και ασβέστιο.
Το μόλυβδο οξύ είναι βαρύ και είναι λιγότερο ανθεκτικό από τα συστήματα με βάση το νικέλιο και το λίθιο όταν ανακυκλώνονται σε βάθος.Η πλήρης αποφόρτιση προκαλεί καταπόνηση και κάθε κύκλος εκφόρτισης/φόρτισης στερεί οριστικά μια μικρή χωρητικότητα από την μπαταρία.Αυτή η απώλεια είναι μικρή ενώ η μπαταρία είναι σε καλή κατάσταση λειτουργίας, αλλά το ξεθώριασμα αυξάνεται μόλις η απόδοση πέσει στο μισό της ονομαστικής χωρητικότητας.Αυτό το χαρακτηριστικό φθοράς ισχύει για όλες τις μπαταρίες σε διάφορους βαθμούς.
Ανάλογα με το βάθος εκφόρτισης, το μόλυβδο οξύ για εφαρμογές βαθέων κύκλων παρέχει 200 έως 300 κύκλους εκφόρτισης/φόρτισης.Οι κύριοι λόγοι για τη σχετικά σύντομη διάρκεια ζωής του είναι η διάβρωση του πλέγματος στο θετικό ηλεκτρόδιο, η εξάντληση του ενεργού υλικού και η διαστολή των θετικών πλακών.Αυτό το φαινόμενο γήρανσης επιταχύνεται σε υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και κατά την άντληση υψηλών ρευμάτων εκφόρτισης.
Η φόρτιση μιας μπαταρίας μολύβδου οξέος είναι απλή, αλλά πρέπει να τηρούνται τα σωστά όρια τάσης.Η επιλογή ενός ορίου χαμηλής τάσης προστατεύει την μπαταρία, αλλά αυτό παράγει κακή απόδοση και προκαλεί συσσώρευση θείωσης στην αρνητική πλάκα.Ένα όριο υψηλής τάσης βελτιώνει την απόδοση αλλά δημιουργεί διάβρωση του δικτύου στη θετική πλάκα.Ενώ η θείωση μπορεί να αντιστραφεί εάν συντηρηθεί έγκαιρα, η διάβρωση είναι μόνιμη.
Το μόλυβδο οξύ δεν προσφέρεται για γρήγορη φόρτιση και στους περισσότερους τύπους, η πλήρης φόρτιση διαρκεί 14–16 ώρες.Η μπαταρία πρέπει να αποθηκεύεται πάντα σε πλήρη κατάσταση φόρτισης.Η χαμηλή φόρτιση προκαλεί θείωση, μια κατάσταση που στερεί την απόδοση της μπαταρίας.Η προσθήκη άνθρακα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μειώνει αυτό το πρόβλημα, αλλά αυτό μειώνει τη συγκεκριμένη ενέργεια.
Το μόλυβδο οξύ έχει μέτρια διάρκεια ζωής, αλλά δεν υπόκειται σε μνήμη όπως τα συστήματα με βάση το νικέλιο, και η διατήρηση φόρτισης είναι η καλύτερη μεταξύ των επαναφορτιζόμενων μπαταριών.Ενώ το NiCd χάνει περίπου το 40 τοις εκατό της αποθηκευμένης ενέργειάς του σε τρεις μήνες, το μόλυβδο οξύ αποφορτίζεται την ίδια ποσότητα σε ένα χρόνο.Η μπαταρία μολύβδου οξέος λειτουργεί καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες και είναι ανώτερη από ιόντων λιθίου όταν λειτουργεί σε συνθήκες κάτω από το μηδέν.Σύμφωνα με το RWTH, Άαχεν, Γερμανία (2018), το κόστος του πλημμυρισμένου οξέος μολύβδου είναι περίπου 150 $ ανά kWh, ένα από τα χαμηλότερα σε μπαταρίες.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-13-2021