Cơ Chế Hoạt Động Của Ắc Quy Như Thế Nào ?

Ắc Quy là một thiết bị tích trữ năng lượng dưới dạng hóa năng và chuyển đổi nó thành điện năng khi cần sử dụng. Nếu muốn khám phá thế giới của Bình Ắc Quy chi tiết hơn thì phải biết về cơ chế và nguyên lý làm việc .

Cùng hiểu nhiều hơn với bài viết sau đây Ắc Quy Toàn Quốc sẽ giúp bạn nắm rõ hơn về các nguyên lý hoạt động của Bình Ắc Quy.

Nguyên lý hoạt động nạp và phóng điện của Ắc Quy

Ắc Quy nạp và phóng điện năng thông qua phản ứng hóa học với dung dịch điện phân, qua nguyên lý hoạt động của ắc quy như sau: 

1. Quá trình phóng điện

Khi Ắc Quy cung cấp dòng điện cho thiết bị tiêu thụ, phản ứng hóa học diễn ra trong các ngăn của Ắc Quy có thể được tóm tắt như sau: Năng lượng điện được tạo ra khi axit sulfuric trong dung dịch điện phân phản ứng với chì, tạo thành nước. Axit sulfuric kết hợp với các bản cực âm và dương, chuyển thành sunfat chì.

Tại cực dương, phản ứng diễn ra như sau: 

PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e –> PbSO4 + 2H2O

Tại cực âm, phản ứng diễn ra như sau.

Pb + H2SO4 –>PbSO4 + 2e + 2H+

Quá trình phóng điện làm tăng lượng nước nhưng giảm lượng axit sulfuric, do đó nồng độ dung dịch điện phân giảm. Các bản cực dần chuyển thành PbSO₄, làm giảm hiệu điện thế giữa chúng.

Phản ứng diễn ra mạnh hay yếu, số lượng các chất tham gia tùy thuộc vào khả năng phân ly và khuếch tán của SO₄²⁻ và H⁺. Vì thế, nồng độ dung dịch điện phân, độ xốp của các bản cực, điện thế và cường độ dòng điện nạp là những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng.

2. Quá trình nạp điện

Khi nạp điện, axit sulfuric được giải phóng khỏi các bản cực, chất điện phân chuyển thành axit sulfuric, tăng nồng độ dung dịch điện phân. Bản cực dương chuyển thành ôxit chì, bản cực âm chuyển thành chì. Chiều dòng điện nạp vào Ắc Quy ngược với chiều phóng điện. Trong quá trình nạp, nước trong dung dịch điện phân phân tách thành hydro và oxy.

Tại cực dương, phản ứng diễn ra như sau:

PbSO4 + SO4 + 2H2O –>Pb4+O2 + 2H2SO4 + 2e

Tại cực âm, phản ứng diễn ra như sau.

2PbSO4 + 2H+ + 2 H2O + 4e –>2Pb + 2H2SO4

Lưu ý: Trong quá trình này, axit sulfuric được tái tạo, làm tăng nồng độ dung dịch axit. Do đó, khi sử dụng Ắc Quy chì-axit, người dùng chỉ cần bổ sung nước, không cần thêm dung dịch axit.

Cơ chế hoạt động của Bình Ắc Quy Xe Ô Tô như thế nào ?

Bình ắc quy xe Ô Tô là một phần thiết yếu trong hệ thống điện của xe, đóng vai trò cung cấp nguồn năng lượng cho động cơ khởi động và các thiết bị điện tử khác trên xe. Dưới đây là cơ chế hoạt động của bình ắc quy xe ô tô:

1. Nguyên lý cơ bản

Bình ắc quy ô tô là một loại ắc quy chì-axit, hoạt động dựa trên nguyên lý hóa học để chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Nó bao gồm các thành phần chính sau:

• Cực Dương (Cực Dương): Là bản cực làm bằng dioxit chì (PbO₂).
• Cực Âm (Cực Âm): Là bản cực làm bằng chì nguyên chất (Pb).
• Dung Dịch Điện Giải: Là dung dịch axit sulfuric (H₂SO₄) loãng, hoạt động như một chất dẫn điện giữa các cực.

​

2. Quá trình Sạc và Xả

Quá Trình Xả: Khi bình ắc quy cung cấp năng lượng cho xe (chẳng hạn như khi khởi động động cơ), các phản ứng hóa học xảy ra giữa các bản cực và dung dịch điện giải.

• Phản ứng tại Cực Dương: Dioxit chì (PbO₂) phản ứng với axit sulfuric để tạo ra chì sulfat (PbSO₄) và nước (H₂O), giải phóng điện năng.
• Phản ứng tại Cực Âm: Chì (Pb) phản ứng với axit sulfuric để tạo ra chì sulfat (PbSO₄) và nước (H₂O), đồng thời giải phóng điện năng.

Quá Trình Sạc: Khi động cơ hoạt động, máy phát điện (alternator) tạo ra điện năng để sạc lại bình ắc quy.

• Phản ứng tại Cực Dương: Chì sulfat (PbSO₄) tại cực dương được chuyển hóa trở lại thành dioxit chì (PbO₂) nhờ năng lượng điện.
• Phản ứng tại Cực Âm: Chì sulfat (PbSO₄) tại cực âm được chuyển hóa trở lại thành chì nguyên chất (Pb) nhờ năng lượng điện.
• Dung dịch axit sulfuric được phục hồi về nồng độ ban đầu, và điện năng được lưu trữ trong bình ắc quy để sẵn sàng cung cấp cho các thiết bị điện của xe.

​Thay bình ắc quy xe ô tô chính hãng cho cách hãng xe - Hotline: 0934 10 3883

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của Ắc Quy

Hiệu suất hoạt động của Ắc Quy bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Dưới đây là những yếu tố quan trọng nhất.

1. Nhiệt độ môi trường

Nhiệt độ cao sẽ gây ra phản ứng hóa học nhanh hơn, có thể dẫn đến quá nhiệt và giảm tuổi thọ Ắc Quy.

Nhiệt độ thấp sẽ làm chậm các phản ứng hóa học, giảm khả năng cung cấp điện năng và hiệu suất tổng thể.

2. Quá trình hóa học bên trong Ắc Quy

Ắc Quy trong UPS tương tự như một thiết bị điện hóa, có khả năng lưu trữ và giải phóng điện năng giảm dần theo thời gian. Ngay cả khi tuân thủ đúng hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng của nhà sản xuất, Ắc Quy vẫn cần được thay thế sau một thời gian sử dụng nhất định.

3. Quá trình phóng/nạp của Ắc Quy

Khi UPS hoạt động ở chế độ lưu điện, Ắc Quy sẽ phóng điện và được nạp lại khi có nguồn điện lưới.

Ban đầu, dung lượng Ắc Quy có thể đạt tối đa 100%, nhưng sau mỗi chu kỳ phóng/nạp, dung lượng sẽ giảm đi một ít. Thời gian phóng điện ở một mức công suất nhất định sẽ giảm dần theo số lần phóng/nạp. Vì vậy, Ắc Quy cần được kiểm tra và thay thế sau nhiều chu kỳ phóng/nạp theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

4. Chọn tải sử dụng phù hợp

Nếu Ắc Quy có dung lượng nhỏ hơn so với tải sử dụng, điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của Ắc Quy đáng kể. Do đó, cần lựa chọn Ắc Quy phù hợp với mức tải để bảo vệ tuổi thọ của Ắc Quy.

5. Bảo dưỡng Ắc Quy định kỳ

Bảo dưỡng Ắc Quy là một việc quan trọng khi sử dụng UPS, ngay cả với những Ắc Quy không cần bảo dưỡng. Nội dung bảo dưỡng bao gồm: kiểm tra môi trường vận hành, kiểm tra điện áp, kiểm tra tải, vệ sinh, kiểm tra đấu nối,...

Hướng dẫn bảo quản Ắc Quy đúng cách

Để Ắc Quy hoạt động hiệu quả và có tuổi thọ dài, việc bảo quản đúng cách là rất quan trọng. Dưới đây là các hướng dẫn chi tiết để bảo quản Ắc Quy đúng cách.

• Đặt Ắc Quy ở nơi có nhiệt độ khoảng 25 độ C (77 độ F).
• Đảm bảo Ắc Quy được bảo quản ở nơi khô ráo, tránh tiếp xúc với nước hoặc ẩm ướt.
• Kiểm tra điện áp của Ắc Quy thường xuyên và sạc đầy khi cần thiết, ngay cả khi không sử dụng.
• Không để Ắc Quy bị xả quá mức, vì điều này có thể làm hỏng các tế bào bên trong và giảm tuổi thọ của Ắc Quy.
• Kiểm tra và sạc lại Ắc Quy mỗi 3-6 tháng để đảm bảo dung lượng không bị giảm đáng kể.
• Để Ắc Quy ở nơi thông thoáng, tránh xa các nguồn nhiệt và tia lửa.

Trên đây là những thông tin cơ bản về các cơ chế hoạt động của Ắc Quy, các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của Ắc Quy, và hướng dẫn bảo dưỡng Bình Ắc Quy đúng cách. Hy vọng qua bài viết này, bạn có thể sử dụng và bảo trì Ắc Quy một cách hiệu quả.