Giới thiệu

- Tự động hóa đã phát triển và mang lại những ứng dụng vô cùng to lớn cho sự phát triển tất cả các ngành kĩ thuật của thế giới. Tuy nhiên, ở nước ta nó mới được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây , nó giúp nước ta phát triển để tiến tới trở thành một nước công nghiệp hóa – Hiện đại hóa , bởi vậy tự động hóa được nghiên cứu ở tất cá các ngành kĩ thuật nói chung và ngành tự động nói riêng.

- Ngày nay hầu như tất cả các máy móc thiết bị trong công nghiệp cũng như trong đời sống hàng ngày đều phải sử dụng điện năng, phần lớn các thiết bị đều sử dụng điện lưới , tuy nhiên thực tế có những lúc rất cần năng lượng điện mà ta không thể lấy năng lượng điện từ lưới điện được , do đó, ắc quy được thiết kế trở thành một nguồn điện dự phòng nhằm mục đích đảm bảo nguồn điện không bị gián đoạn khi xảy ra các sự cố mất điện bất thường .

- Nguồn năng lượng lưu trữ trong ắc quy là một nguồn điện dự phòng rất quan trọng được sử dụng cho điều khiển, bảo vệ, dừng khẩn các thiết bị tổ máy, hệ thống chiếu sáng khẩn và hệ thống điều khiển, dừng khẩn các thiết bị tổ máy, hệ thống chiếu sáng khẩn và hệ thống điều khiển trạm điện… Ngoài ra, ắc quy còn được sử dụng làm nguồn khởi động, đèn chiếu sáng trong các xe ô tô, xe máy, hay là nguồn năng lượng được chuyển hóa thành cơ năng trong các xe đạp điện, máy điện…

- Từ những ứng dụng thực tiễn nói trên, con người đã nghiên cứu và chế tạo được nhiều loại ắc quy , trong đó ắc quy chì acid là một loại ắc quy được lựa chọn để và sử dụng khá rộng rãi trong đời sống như: khởi động các động cơ xe máy, ô tô, dùng chiếu sáng… Vì ắc quy chì acid có sức điện động của mỗi bản cực cao, có điện trở trong nhỏ , do những ứng dụng thực tiễn của ắc quy nên Tân Duy Linh sẽ cho các bạn thấy thêm công nghệ sản xuất ắc quy.

- Hiểu được công nghệ sản xuất ắc quy chì – acid, nhằm phục vụ lý tưởng cải tiến về mặt kĩ thuật có thể hạn chế các nhược điểm của ắc quy chì – acid, nâng cao công suất, tuổi thọ ắc quy…

Bình ắc quy Long 12V-9Ah

PHẦN NỘI DUNG

1.Tổng quan về ắc quy chì – acid

1.1   Lịch sử hình thành và phát triển

- Vào đầu những năm 70, nhà khảo cổ học người Đức Conic đã phát hiện ra một vài hộp sứ có kích cỡ khác nhau tại thành cổ Patea ở phía tây Irăc có niên đại khoảng năm 250 trước công nguyên.

- Nếu nhìn qua thì chúng rất giống những hộp sứ thông thường của thời đại. Tuy nhiên, khi “khám phá” thì thấy trong mỗi hộp sứ lại có một thanh sắt nhỏ.

- Nhà khảo cổ học này đã rất ngạc nhiên khi ông mở một hộp sứ và phát hiện thanh sắt nhỏ ấy lại được đặt trong một ống tròn làm bằng đồng, trên thanh sắt có dấu vết của gỉ giống như đã bị dung dịch axit ăn mòn.

Chiếc bình ắc quy có thể được dùng để mạ vàng.
 

- Chính những điều phát hiện trên khiến Conic nghi ngờ và đặt ra câu hỏi đây là những bình ắc quy và tại sao cách đây hơn 2000 năm người ta đã phát mình ra được bình ắc quy này ?

- Sự phát hiện mới này khiến nhà khảo cổ học Conic say sưa nghiên cứu , từ đó ông còn phát hiện, ngoài việc vỏ bình làm bằng gốm sứ ra thì tất cả những gì làm nên chiếc bình này đều không khác so với bình ắc quy khô ngày nay.

- Các bình ắc quy này sau khi được đổ đầy giấm hay dung dịch điện phân khác có khả năng tạo ra điện áp khoảng 1.1 V , theo ông Conic thì sau khi nghiên cứu, ông khẳng định, Năm 250 trước công nguyên, người Patea đã biết phát minh và sử dụng bình ắc quy , đặc biệt hơn là những chiếc bình ắc quy ấy giống hệt bình ắc quy ngày nay.

Mô hình cấu tạo bình ắc quy cổ đại.

- Vậy câu hỏi đặt ra là, cách đây hơn 2.000 năm trước, người Patea đã làm như thế nào để có được những chiếc bình ắc quy như thế ? Câu hỏi này vẫn khiến nhiều nhà khoa học đau đầu tìm lời giải và những tranh cãi, giả thuyết vẫn chưa được chấp nhận.

- Những chiếc bình ắc quy hiện đại đầu tiên được phát minh vào thế kỷ 18 trong nỗ lực nghiên cứu của Luigi Galvani từ 1780 đến 1786 , qua quá trình thực nghiệm, Luigi Galvani đã phát hiện ra rằng, khi chạm hai thanh kim loại khác nhau vào đùi một con ếch (chiếc đùi này đã tách rời khỏi cái thân ếch đã chết), một dòng điện sẽ tạo ra và làm cho chiếc đùi đạp một cái.

- Ông ngẫm nghĩ về hiện tượng kỳ là này và cố gắng tìm lời giải đáp. Bỗng dung, một ý tưởng hiện ra trong óc ông: điện ! Galvani kết luận rằng có điện tại mọi vật, ngay cả trong đôi chân ếch. Thứ điện này được ông gọi là “điện của sinh vật”.

- Galvani liền viết một bài báo nói về sự phát hiện của mình. Cả châu Âu phải sửng sốt về điều tìm thấy mới lạ này và điện của sinh vật trở nên đầu đề cho các câu chuyện khoa học thời bấy giờ.

- Ngày nay, chúng ta biết rằng Galvani đã nhầm lẫn ở chỗ gọi điện của sinh vật và ông ta không tìm ra điện ở đâu mà có. Tuy nhiên phát hiện của Galvani đã mở đường cho công việc chế tạo điện bang kim loại và hóa chất sau này.

- Alessandro Volta (1745-1827) là Giáo Sư Vật Lý tại trường Đại Học Pavie nước Ý. Ông đã khảo cứu nhiều về điện học và đã tìm cách tang hiệu quả của chai tụ điện .

- Từ khi Galvani phổ biến các nhận xét về điện thì tại các phòng thí nghiệm của châu Âu, các nhà khoa học đã làm nhiều thí nghiệm về đôi chân ếch.

- Có người lại dùng dây dẫn điện nối chai Leyde với đôi chân ếch và đã thấy đôi chân con vật bị co giật mạnh gấp bội.

- Do thí nghiệm này, nhiều nhà khoa học bắt đầu nghi nghờ lý thuyết điện của sinh vật.

Thí nghiệm điện sinh vật

- Volta thử lại thí nghiệm của Galvani và lúc đầu chấp nhận ý kiến của Galvani. Nhưng chỉ là một chất dẫn điện thường.

- Điện sinh ra trong các kim loại dị chất đã kích thích các dây thần kinh, và làm hoạt động các cơ. Nói cách khác con vật không thể vừa là chủ động vừa là bị động. Con vật chỉ bị động do điện sinh ra từ bên ngoài nó.

- Mặt khác, Volta thấy rằng chỉ có sự co giật khi chân ếch được đặt lên mặt bàn bằng kim loại và được đâm bằng một thứ xiên kim loại.

- Còn trong trường hợp chân ếch treo trên thanh sắt bao lớn bằng một móc đồng, chân ếch chỉ co giật khi chạm vào thanh sắt.

- Như vậy cần phải có hai thứ kim loại khác nhau để có sự co giật đó. Và để chứng minh sự lầm lẫn của sự Galvani, Volta tạo ra điện với một thanh đồng và một thanh kẽm mà không cần có cơ thể con ếch.

- Như trong bài của Volta mô tả, chiếc “máy phát điện nhân tạo” mà ông sáng chế thật ra cực kỳ đơn giản: “chỉ là tập hợp một số những chất dẫn điện có tính chất khác nhau, sắp xếp theo một cách nào đó”. Cự thể, như Volta trình bày rất dễ hiểu, là khoảng 20 đơn vị chồng lên nhau.

- Mỗi đơn vị gồm một chiếc đĩa bằng đồng (hay tốt hơn, bằng bạc), và một chiếc đĩa thiếc (hay kẽm) xấp xỉ cùng bán kính, được chia cách bằng một tấm bìa (hay da) tẩm nước muối.

- Tấm da nhỏ hơn các đĩa kim loại. Đĩa bạc của đơn vị thứ hai sẽ chồng lên đĩa thiếc của cái thứ nhất, và cứ tiếp tục như thế cho đến cái cuối cùng. Ở cuối và đầu chồng đĩa là một chất dẫn điện (dây kim loại, hoặc một bộ phận của thân người).

- Khi hai chất dẫn điện chập với nhau (hai tay người, mỗi tay áp sát vào một đầu của chồng đĩa), một dòng điện sẽ chạy qua.

- Volta đã không ngần ngại thử nghiệm dòng điện chạy qua than mình với chiếc máy đầu tiên của ông . “Máy phát điện nhân tạo” đầu tiên vừa ra đời, nhưng cái tên dài dòng đó không truyền lại hậu thế.

- Người đời giữ lại hình ảnh chiếc máy từ mô tả của ông, gọi nó là một chồng, tiếng Ý là pila, tiếng Pháp pile được phiên âm ra tiếng việt : pin.

- Volta cũng không có trong tay lý thuyết về cấu tạo nguyên tử của hóa chất để giải thích các phản ứng lý – hóa tạo ra dòng điện trong chiếc “máy” của ông : ở hai cực của pin, trong dung dịch điện phân (nước muối) sẽ diễn ra hai “nửa phản ứng”, oxy hóa (ở cục dương) và khử (cực âm), tạo ra một trao đổi electron (điện tử), và khi một sợi dây dẫn điện được nối với hai cực của pin, electron chạy vào dây tạo ra dòng điện.

- Volta chính là người đã tạo ra nguồn điện một chiều đầu tiên. Phát minh của Volta là một trong những nguyên nhân đầu tiên và quan trọng nhất của thay đổi này.

Pin Volta

- Năm 1836, nhà hóa học người Anh John Daniell chế ra loại pin (mang tên ông sau đó) dung hai dung dịch điện phân khác nhau bao quanh hai cục (kẽm và đồng), nối với nhau bằng một “cầu điện phân”, còn gọi là ”cầu muối” vì làm bằng clorua kali (KCL), nhằm giữ thế cân bằng các electron ở hai cực.

- Năm 1866, Georges Leclanché (Pháp) chế ra chiếc pin khô hình thỏi quen thuộc ngày nay, với một cực bằng kẽm và một bằng than chì (graphite) bao chung quanh bởi một lớp dioxit mangan (MnO2).

- Loại pin này được cải tiến sau đó bằng việc sử dụng dung dịch hydroxit kali (KOH) làm chất điện phân, do đó được gọi là các pin kiềm (alkaline), có tuổi thọ lớn hơn nhiều so với các pin Leclanché loại cũ, nhưng vẫn giữ hình thỏi cùng cỡ với các pin này (hai cỡ phổ biến, theo ký hiệu quốc tế là AAA – nhở và AA- lớn hơn).

- Việc sản xuất ắc quy/pin có bước tang trưởng đột biến trong thế chiến thứ nhất, chúng được sử dụng chủ yếu cho chiếu sáng và liên lạc vô tuyến.

- Trong thời gian này, ắc quy đã có được những cải tiến quan trọng giúp có hiệu suất hoạt động cao hơn nhờ vào việc ứng dụng các vật liệu và phương pháp sản xuất mới .

- Ngày nay ắc quy đã trở thành một sản phẩm không thể thiếu. Chúng được sử dụng để vận hành hàng tỉ thiết bị điện dân dụng thương mại, y tế, công nghiệp và quân sự trên khắp thế giới. Nhu cầu sử dụng ắc quy ngày một gia tăng.

Sơ đồ bình ắc quy

1.2 Phân loại

1.2.1 Loại Ắc quy axit-chì hở khí (Vented Lead-Acid Batteries)

Nguồn sưu tầm :

https://text.123doc.org/document/4325575-cong-nghe-acqui-chi-axit.htm