Cấu Tạo Bình Ắc Quy Nước Gồm Những Gì? Tìm Hiểu Chi Tiết

Trong đời sống hiện đại và các hoạt động công nghiệp, ắc quy đóng vai trò là trái tim cung cấp năng lượng cho vô số thiết bị. Mặc dù cực kỳ phổ biến, không phải ai cũng thấu hiểu tường tận về kết cấu bên trong của một chiếc bình ắc quy, đặc biệt là ắc quy nước. 

Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn chuyên sâu, chi tiết về cấu tạo bình ắc quy nước, nguyên lý hoạt động và những đặc điểm quan trọng. Với kinh nghiệm và uy tín đã được khẳng định, Ắc Quy Đồng Khánh cam kết mang đến những thông tin chính xác và hữu ích nhất cho Quý khách hàng.

1. Tổng quan về bình ắc quy nước

1.1. Ắc quy nước là gì?

Tìm hiểu tổng quan về ắc quy nước

Ắc quy nước, hay còn gọi là ắc quy ướt hoặc ắc quy chì–axit hở, là loại ắc quy sử dụng dung dịch điện phân ở dạng lỏng. Cấu tạo bình ắc quy nước gồm các bản cực bằng chì và dung dịch điện phân (nước cất pha axit sunfuric) chứa trong các ngăn riêng biệt. 

Điểm khác biệt lớn nhất giữa ắc quy nước và ắc quy khô nằm ở trạng thái dung dịch điện phân: ắc quy nước dùng dung dịch lỏng, trong khi ắc quy khô sử dụng gel hoặc vật liệu hấp thụ điện phân. Sự khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến cách bảo dưỡng cũng như hiệu suất hoạt động của từng loại.

1.2. Vai trò và ứng dụng của ắc quy nước

Ắc quy nước đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và cung cấp năng lượng điện cho nhiều ứng dụng khác nhau. Nhờ khả năng cung cấp dòng điện lớn và ổn định, ắc quy nước được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

• Ô tô và xe tải: Ắc quy nước được sử dụng để khởi động động cơ, cung cấp năng lượng cho hệ thống chiếu sáng, điều hòa và các thiết bị điện khác trên xe. 
• Xe nâng: Trong các nhà kho và khu công nghiệp, ắc quy nước cung cấp năng lượng cho xe nâng, giúp vận chuyển hàng hóa một cách hiệu quả. Một chiếc xe nâng điện sử dụng ắc quy nước có thể hoạt động liên tục trong nhiều giờ, giảm thiểu tiếng ồn và khí thải so với xe nâng chạy bằng động cơ đốt trong.
• Máy phát điện: Ắc quy nước được sử dụng để khởi động máy phát điện, đảm bảo nguồn điện dự phòng liên tục trong trường hợp mất điện lưới. 
• Hệ thống năng lượng dự phòng: Ắc quy nước là một phần không thể thiếu của các hệ thống năng lượng dự phòng, cung cấp điện năng cho các thiết bị quan trọng trong trường hợp khẩn cấp. 

Xem thêm: Nguyên Lý Hoạt Động Ắc Quy Axit: Từ A-Z Cho Người Mới Bắt Đầu

2. Cấu tạo chi tiết của bình ắc quy nước

Tham khảo cấu tạo bình ắc quy nước

Để hiểu rõ hơn về nguyên lý làm việc, chúng ta hãy cùng tìm hiểu cấu tạo ắc quy nước điển hình. Một bình ắc quy nước thường gồm các thành phần chính: 

Vỏ bình ắc quy: Thường được làm từ nhựa cứng như polypropylene (PP) hoặc ABS, có hình chữ nhật và được chia thành các ngăn bên trong.

• Chức năng: Vỏ bình có chức năng bảo vệ các thành phần bên trong khỏi tác động của môi trường, chống lại sự ăn mòn của axit sulfuric, cách điện và chứa dung dịch điện phân.
• Yêu cầu: Vỏ bình cần phải bền, chịu nhiệt tốt và đặc biệt là chống rò rỉ để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

Các bản cực (tấm điện cực): Đây là thành phần quan trọng nhất của ắc quy, bao gồm các tấm cực dương và cực âm được đặt xen kẽ nhau trong mỗi ngăn.

• Mô tả chung: Các tấm cực này được ngâm trong dung dịch điện phân và là nơi diễn ra các phản ứng hóa học để tạo ra điện năng.
  • Bản cực dương (Anode/Tấm chì dioxide - PbO2)
    • Vật liệu: Bản cực dương được làm từ chì dioxide (PbO2) phủ trên một khung lưới hợp kim chì.
    • Chức năng: Đây là nơi diễn ra quá trình oxy hóa khi ắc quy phóng điện và quá trình khử khi ắc quy được nạp điện.
  • Bản cực âm (Cathode/Tấm chì xốp - Pb)
    • Vật liệu: Bản cực âm được làm từ chì xốp (Pb) phủ trên một khung lưới hợp kim chì.
    • Chức năng: Đây là nơi diễn ra quá trình khử khi ắc quy phóng điện và quá trình oxy hóa khi ắc quy được nạp điện.
    • Yêu cầu: Vật liệu và cấu trúc lưới điện cực đóng vai trò then chốt đối với hiệu suất và tuổi thọ của ắc quy. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng hợp kim chì đặc biệt và thiết kế lưới tối ưu có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu ăn mòn và tăng tuổi thọ của ắc quy.

Dung dịch điện phân:

• Mô tả: Dung dịch điện phân là dung dịch axit sulfuric (H2SO4) loãng, có nồng độ và tỷ trọng cụ thể.
• Chức năng: Dung dịch này đóng vai trò là môi trường dẫn ion, tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học để tạo ra và lưu trữ điện năng.
• Đặc điểm: Axit sulfuric có tính ăn mòn cao và có thể bay hơi trong quá trình hoạt động.
• Yêu cầu: Tỷ trọng axit là một yếu tố quan trọng, cần được kiểm tra và duy trì ở mức phù hợp. Việc bổ sung nước cất định kỳ là cần thiết để bù lại lượng nước bị mất do bay hơi.

Tấm ngăn cách:

• Mô tả: Các tấm ngăn cách là các tấm vật liệu xốp, cách điện, được đặt giữa các bản cực dương và âm.
• Vật liệu: Thường được làm từ sợi thủy tinh, cao su hoặc nhựa tổng hợp.
• Chức năng: Ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bản cực (tránh đoản mạch) nhưng vẫn cho phép các ion di chuyển tự do qua các lỗ nhỏ.

Các ngăn ắc quy:

• Mô tả: Bình ắc quy nước thường có nhiều ngăn (thường là 6 ngăn cho ắc quy 12V).
• Điện áp: Mỗi ngăn tạo ra điện áp khoảng 2.1V khi đầy. Các ngăn được nối tiếp với nhau để tạo ra điện áp tổng của ắc quy.

Cọc bình:

• Mô tả: Hai đầu nối kim loại (cực dương và cực âm) nhô ra từ vỏ bình.
• Chức năng: Là điểm kết nối ắc quy với hệ thống điện bên ngoài (tải hoặc bộ sạc).

Nút thông hơi và van an toàn:

• Mô tả: Các nút vặn trên mỗi ngăn và hệ thống van.
• Chức năng: Cho phép khí (hydro và oxy) thoát ra ngoài trong quá trình sạc và hoạt động để tránh tích tụ áp suất, đồng thời cho phép bổ sung nước cất khi cần thiết.

Xem thêm: Tuổi Thọ Bình Ắc Quy Nước: Bí Quyết Kéo Dài & Dấu Hiệu Hết Bình

3. Nguyên lý hoạt động của bình ắc quy nước

Nguyên lý hoạt động của bình ắc quy nước

Ắc quy nước hoạt động dựa trên các phản ứng hóa học thuận nghịch giữa các thành phần chính trong cấu tạo ắc quy nước, bao gồm bản cực chì (Pb), chì dioxide (PbO₂) và dung dịch điện phân axit sulfuric (H₂SO₄).

3.1. Quá trình phóng điện (xả điện)

Khi ắc quy cung cấp điện cho các thiết bị, quá trình phóng điện xảy ra như sau:

• Tại cực dương (PbO2): Chì dioxide (PbO2) phản ứng với axit sulfuric (H2SO4) và tạo ra chì sulfat (PbSO4) và nước (H2O).
• Tại cực âm (Pb): Chì (Pb) phản ứng với axit sulfuric (H2SO4) và tạo ra chì sulfat (PbSO4).

Phản ứng hóa học tổng quát trong quá trình phóng điện có thể được biểu diễn đơn giản như sau:

PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

Trong quá trình này, chì dioxide và chì dần chuyển thành chì sulfat, và nồng độ axit sulfuric giảm xuống do tạo ra nước. Điện áp của ắc quy cũng giảm dần khi ắc quy xả điện.

3.2. Quá trình nạp điện (sạc điện)

Khi ắc quy được nạp điện, một dòng điện được đưa vào ắc quy theo chiều ngược lại, và các phản ứng hóa học xảy ra theo hướng ngược lại:

• Tại cực dương: Chì sulfat (PbSO4) phản ứng với nước (H2O) và tạo ra chì dioxide (PbO2) và axit sulfuric (H2SO4).
• Tại cực âm: Chì sulfat (PbSO4) chuyển đổi trở lại thành chì (Pb).

Phản ứng hóa học tổng quát trong quá trình nạp điện có thể được biểu diễn đơn giản như sau:

2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4

Trong quá trình này, chì sulfat dần chuyển đổi trở lại thành chì dioxide và chì, và nồng độ axit sulfuric tăng lên. Điện áp của ắc quy cũng tăng lên khi ắc quy được nạp đầy.

4. Ưu và nhược điểm của ắc quy nước

Tham khảo ưu-nhược điểm của ắc quy nước

Giống như mọi loại ắc quy khác, ắc quy nước có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc hiểu rõ các đặc điểm này, cùng nắm vững cấu tạo ắc quy nước, sẽ giúp bạn đưa ra quyết định lựa chọn phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng.

4.1. Ưu điểm

• Giá thành kinh tế: So với các loại ắc quy khác như ắc quy khô (ắc quy kín khí) hoặc ắc quy lithium-ion, ắc quy nước thường có giá thành thấp hơn, phù hợp với nhiều đối tượng khách hàng.
• Dòng phóng khỏe, ổn định: Ắc quy nước có khả năng cung cấp dòng điện lớn và ổn định, đáp ứng tốt nhu cầu của các thiết bị đòi hỏi công suất cao như ô tô, xe tải, xe nâng.
• Dễ dàng kiểm tra và bảo dưỡng: Việc kiểm tra mức dung dịch điện phân và bổ sung nước cất khá đơn giản, có thể thực hiện tại nhà mà không cần thiết bị chuyên dụng.
• Khả năng phục hồi sau khi xả sâu: Nếu được bảo dưỡng đúng cách, ắc quy nước có khả năng phục hồi sau khi bị xả cạn (xả sâu) tốt hơn so với một số loại ắc quy khác.

4.2. Nhược điểm

• Cần bảo dưỡng định kỳ: Đây là một trong những nhược điểm lớn nhất của ắc quy nước. Người dùng cần thường xuyên kiểm tra mức dung dịch điện phân và bổ sung nước cất để đảm bảo ắc quy hoạt động tốt.
• Có thể rò rỉ axit, gây ăn mòn và ô nhiễm: Dung dịch axit sulfuric trong ắc quy có tính ăn mòn cao. Nếu ắc quy bị nghiêng hoặc nứt vỡ, axit có thể rò rỉ ra ngoài, gây nguy hiểm cho người sử dụng và làm hỏng các thiết bị xung quanh.
• Phát sinh khí H2 và O2 (dễ cháy nổ nếu không thông thoáng): Trong quá trình sạc và xả, ắc quy nước tạo ra khí hydro (H2) và oxy (O2). Nếu không gian không thông thoáng, các khí này có thể tích tụ và gây cháy nổ.
• Trọng lượng nặng hơn so với ắc quy khô cùng dung lượng: Ắc quy nước thường nặng hơn so với ắc quy khô có cùng dung lượng, gây khó khăn trong việc vận chuyển và lắp đặt.

5. Bảo dưỡng và lưu ý khi sử dụng ắc quy nước

Một số lưu ý khi sử dụng ắc quy nước

Để đảm bảo ắc quy nước hoạt động ổn định, bền bỉ và an toàn, việc bảo dưỡng đúng cách và tuân thủ các lưu ý khi sử dụng là vô cùng quan trọng.

5.1. Kiểm tra và bổ sung nước cất định kỳ

• Tần suất: Kiểm tra mức dung dịch điện phân ít nhất mỗi tháng một lần, hoặc thường xuyên hơn nếu ắc quy hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt (nhiệt độ cao, rung động mạnh).
• Cách thực hiện: Mở các nút trên nắp ắc quy và kiểm tra mức dung dịch. Nếu mức dung dịch thấp hơn vạch "Lower Level" hoặc thấp hơn đỉnh của bản cực, hãy bổ sung nước cất cho đến khi đạt mức "Upper Level".
• Lưu ý: Tuyệt đối không sử dụng nước máy hoặc các loại nước khác để thay thế nước cất, vì chúng có thể chứa các tạp chất gây hại cho ắc quy.

5.2. Vệ sinh cọc bình, vỏ bình

• Tần suất: Vệ sinh cọc bình và vỏ bình ít nhất 3 tháng một lần.
• Cách thực hiện: Tháo các cọc bình, dùng bàn chải và dung dịch vệ sinh chuyên dụng để làm sạch các vết bẩn và rỉ sét. Sau đó, lau khô và bôi một lớp mỡ bảo vệ lên cọc bình để chống ăn mòn. Vệ sinh vỏ bình bằng khăn ẩm để loại bỏ bụi bẩn và các chất ăn mòn.
• Lưu ý: Đảm bảo ngắt kết nối ắc quy khỏi hệ thống điện trước khi vệ sinh.

5.3. Sạc đúng cách và đúng điện áp

• Sử dụng bộ sạc phù hợp: Chọn bộ sạc có điện áp và dòng điện phù hợp với thông số của ắc quy.
• Tránh sạc quá mức: Sạc quá mức có thể làm hỏng ắc quy và giảm tuổi thọ. Ngừng sạc khi ắc quy đã đầy.
• Sạc định kỳ: Nếu không sử dụng ắc quy trong thời gian dài, hãy sạc lại ắc quy ít nhất mỗi tháng một lần để duy trì trạng thái tốt nhất.

5.4. Lưu ý về an toàn

• Tránh xa nguồn lửa: Khí hydro và oxy sinh ra trong quá trình sạc và xả ắc quy là các chất dễ cháy nổ. Không hút thuốc, sử dụng lửa hoặc tạo ra tia lửa điện gần ắc quy.
• Đảm bảo thông thoáng: Sạc ắc quy ở nơi thông thoáng để tránh tích tụ khí hydro và oxy.
• Sử dụng đồ bảo hộ khi thao tác: Đeo găng tay và kính bảo hộ khi làm việc với ắc quy để tránh tiếp xúc với axit sulfuric. Nếu axit dính vào da hoặc mắt, rửa ngay bằng nước sạch và đến cơ sở y tế gần nhất để được xử lý.

Hiểu rõ cấu tạo bình ắc quy nước không chỉ giúp bạn sử dụng và bảo dưỡng ắc quy một cách hiệu quả, mà còn giúp bạn đưa ra những quyết định sáng suốt khi lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình. Mặc dù có những nhược điểm nhất định, ắc quy nước vẫn là một lựa chọn tối ưu cho nhiều ứng dụng nhờ vào ưu điểm về giá thành và hiệu suất.

Nếu bạn đang tìm kiếm một địa chỉ tin cậy để mua sắm, tư vấn và bảo dưỡng ắc quy nước chất lượng cao, hãy đến với Ắc Quy Đồng Khánh. Chúng tôi cam kết cung cấp những sản phẩm ắc quy chính hãng, đa dạng về chủng loại và dung lượng, đáp ứng mọi nhu cầu của bạn. Với đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ bạn trong việc lựa chọn, lắp đặt và bảo dưỡng ắc quy một cách chuyên nghiệp nhất.

Hãy để Ắc Quy Đồng Khánh đảm bảo nguồn năng lượng bền bỉ cho mọi thiết bị của bạn!

Thông tin liên hệ:

Ắc Quy Đồng Khánh - Car service

Website: https://acquydongkhanh.vn/

SĐT: 0966.697.696

Địa chỉ: Số 1 Nguyễn Hữu Thọ (ngã 5 cầu vượt Linh Đàm), Q. Hoàng Mai, Hà Nội

Fanpage: https://www.facebook.com/acquydongkhanh