Mis on plii happeaku?

Leiutatud prantsuse arsti poolt Gaston Planté1859. aastal oli pliihape esimene kommertskasutuses taaslaetav aku.Vaatamata oma kõrgele vanusele on pliikeemia tänapäeval laialdaselt kasutusel.Selle populaarsusel on head põhjused;pliihape on töökindel ja vatipõhiselt odav.On vähe teisi akusid, mis pakuvad hulgivõimsust nii odavalt kui pliihape, ja see muudab aku kuluefektiivseks autode, golfiautode, tõstukite, mere- ja katkematu toiteallikate (UPS) jaoks.

Pliiaku võrgustruktuur on valmistatud pliisulamist.Puhas plii on liiga pehme ja ei peaks ennast ise kandma, seetõttu lisatakse mehaanilise tugevuse saamiseks ja elektriliste omaduste parandamiseks väikeses koguses muid metalle.Levinumad lisandid on antimon, kaltsium, tina ja seleen.Neid patareisid nimetatakse sageli "plii-antimoniks" ja "pliikaltsiumiks".

Antimoni ja tina lisamine parandab sügavat rattasõitu, kuid see suurendab veetarbimist ja suurendab vajadust selle järelevõrdsustada.Kaltsium vähendab isetühjenemist, kuid positiivse plii-kaltsiumiplaadi kõrvalmõju on ülelaadimise korral võre oksüdeerumise tõttu kasvamine.Kaasaegsed pliiakud kasutavad antimoni ja kaltsiumisisalduse vähendamiseks ka dopingaineid, nagu seleen, kaadmium, tina ja arseen.

Pliihape on raske ja sügavamal töötamisel vähem vastupidav kui nikli- ja liitiumipõhised süsteemid.Täielik tühjenemine põhjustab pinget ja iga tühjenemise/laadimise tsükkel võtab akult püsivalt väikese mahu.Kui aku on heas töökorras, on see kadu väike, kuid tuhmumine suureneb, kui jõudlus langeb pooleni nimivõimsusest.See kulumisomadus kehtib kõikide akude kohta erineval määral.

Sõltuvalt tühjendussügavusest tagab süvatsükliga rakenduste jaoks mõeldud pliihape 200 kuni 300 tühjendus-/laadimistsüklit.Selle suhteliselt lühikese eluea peamised põhjused on positiivse elektroodi võre korrosioon, aktiivse materjali ammendumine ja positiivsete plaatide laienemine.See vananemisnähtus kiireneb kõrgendatud töötemperatuuridel ja suurte tühjendusvoolude tõmbamisel.

Pliiaku laadimine on lihtne, kuid tuleb järgida õigeid pingepiiranguid.Madalpinge piiri valimine kaitseb akut, kuid see annab halva jõudluse ja põhjustab sulfatsiooni kogunemist negatiivsele plaadile.Kõrge pingepiir parandab jõudlust, kuid tekitab positiivsele plaadile võrgukorrosiooni.Kuigi sulfatsiooni saab õigeaegse hoolduse korral tagasi pöörata, on korrosioon püsiv.

Pliihape ei sobi kiirlaadimiseks ja enamiku tüüpide puhul võtab täislaadimine aega 14–16 tundi.Akut tuleb alati hoida täielikult laetuna.Madal laetus põhjustab sulfatsiooni, mis vähendab aku jõudlust.Süsiniku lisamine negatiivsele elektroodile vähendab seda probleemi, kuid see vähendab erienergiat.

Pliihappe eluiga on mõõdukas, kuid see ei allu mälule, nagu niklipõhised süsteemid, ja laengu säilivus on laetavate akude seas parim.Kui NiCd kaotab umbes 40 protsenti oma salvestatud energiast kolme kuuga, siis pliihape eraldub sama palju ühe aastaga.Pliiaku töötab hästi külmadel temperatuuridel ja on miinustingimustes töötades parem kui liitiumioon.Vastavalt RWTH-le, Aachen, Saksamaa (2018), on üleujutatud pliihappe maksumus umbes 150 dollarit kWh kohta, mis on akude hulgas üks madalamaid.