آیا باتری سرب اسید می تواند در دوران مدرن رقابت کند؟

ضخامت صفحه

عمر باتری سرب اسیدی را می توان تا حدی با ضخامت صفحات مثبت اندازه گیری کرد. هرچه صفحات ضخیم تر باشند، عمر طولانی تری خواهند داشت. در حین شارژ و تخلیه، سرب روی صفحات به تدریج خورده می شود و رسوبات به پایین می ریزند. وزن باتری به خوبی نشان دهنده محتوای سرب و طول عمر آن است.

صفحات باتری های استارت خودرو حدود 0.040 اینچ (1 میلی متر) ضخامت دارند، در حالی که باتری های گاری گلف معمولی دارای صفحاتی بین 0.07 الی 0.11 اینچ (1.8 الی 2.8 میلی متر) هستند. باتری‌های لیفتراک ممکن است صفحاتی بیش از 0.250 اینچ (6 میلی‌متر) داشته باشند. بیشتر باتری‌های چرخه عمیق صنعتی از صفحات سرب-آنتیموان استفاده می‌کنند. این کار باعث بهبود عمر صفحه می‌شود اما گازگرفتگی و اتلاف آب را افزایش می‌دهد.

باتری سیلد سرب اسیدی 

در اواسط دهه 1970، محققان باتری سرب اسیدی، باتری بدون نیاز به تعمیر و نگهداری ساختند که می تواند در هر موقعیتی کار کند. الکترولیت مایع به جداکننده های مرطوب ژل می شود و محفظه مهر و موم می شود. سوپاپ‌های ایمنی در هنگام شارژ، دشارژ و تغییرات فشار اتمسفر اجازه هواگیری را می‌دهند.

با توجه به نیازهای مختلف بازار، دو سیستم سرب اسید پدید آمد:

• باتری های سرب اسید سیلد معمولی
• اسید سرب تنظیم شده با شیر بزرگتر A valve regulated lead–acid (VRLA) که به دو گروه باتری ژله ای و ای جی ام تقسیم می شوند.

هر دو باتری مشابه هستند. مهندسان ممکن است استدلال کنند که کلمه “سرب-اسید مهر و موم شده” یک نام اشتباه است زیرا هیچ باتری قابل شارژی را نمی توان کاملاً آب بندی کرد.

برخلاف باتری سرب اسیدی پر شده Flooded Battery ، هر دو SLA و VRLA با پتانسیل اضافه ولتاژ پایین طراحی شده اند تا از رسیدن باتری به پتانسیل تولید گاز خود در حین شارژ جلوگیری کنند زیرا شارژ بیش از حد باعث گازگرفتگی و تخلیه آب می شود. در نتیجه، این باتری ها هرگز نمی توانند با پتانسیل کامل خود شارژ شوند. برای کاهش خشکی، باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده به جای سرب- آنتیموان از سرب-کلسیم استفاده می کنند.

تاثیر دما روی باتری

دمای کارکرد بهینه برای باتری سرب اسید 77 درجه فارنهایت معادل با 25 درجه سانتی گراد است. دمای بالا باعث کاهش طول عمر می شود. به عنوان یک دستورالعمل، هر 8 درجه سانتیگراد (15 درجه فارنهایت) افزایش دما، عمر باتری را به نصف کاهش می دهد. یک VRLA که به مدت 10 سال در دمای 25 درجه سانتیگراد (77 درجه فارنهایت) دوام می آورد، تنها برای 5 سال خوب است که در دمای 33 درجه سانتیگراد (92 درجه فارنهایت) کار کند. همان باتری اگر در دمای ثابت بیابان 41 درجه سانتیگراد (106 درجه فارنهایت) نگهداری شود، پس از 2 سال و نیم از کار می افتد.

باتری سرب اسیدی مهر و موم شده

باتری سیلد سرب اسید SEALED LEAD ACID BATTERY باتری که در ایران به عنوان باتری اتمی شناخته می شوند

باتری سیلد سرب اسیدی دارای دشارژ 5 ساعت (0.2) و 20 ساعت (0.05 درجه سانتیگراد) است. زمان های تخلیه طولانی تر به دلیل تلفات کمتر، خوانش ظرفیت بالاتری را ایجاد می کند. سرب اسید در جریان های بار بالا عملکرد خوبی دارد.

باتری های ای جی ام AGM 

AGM  یک نوع جدیدتر باتری سید سرب اسیدی است که از لایه های منسوج  فایبرگلاس بین صفحات استفاده می کند. مهر و موم شده است، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری است یعنی نیاز به تعویض آب باتری ندارند.  صفحات آن مقاومت خوبی مقابل ضربه و لرزش زیاد دارند. تقریباً همه باتری‌های AGM نوترکیب هستند، به این معنی که می‌توانند 99 درصد اکسیژن و هیدروژن را دوباره ترکیب کنند. تقریبا هیچ آبی را در فرآینده شیمیایی از دست نمی دهند.

ولتاژ شارژ مانند سایر باتری های سرب اسیدی است. حتی در شرایط اضافه شارژ شدید، انتشار هیدروژن کمتر از 4 درصد تعیین شده برای هواپیما و فضاهای بسته است. خود تخلیه کم 1 تا 3 درصد در ماه امکان ذخیره سازی طولانی قبل از شارژ مجدد را فراهم می کند. هزینه AGM دو برابر نسخه سیلد شده با همان ظرفیت است. به دلیل دوام، خودروهای آلمانی با عملکرد بالا از باتری‌های AGM استفاده می کنند.