BÀI tập lớn môn THÍ NGHIỆM CHẾ tạo các hệ NĂNG LƯỢNG đề tài báo cáo THÍ NGHIỆM ắc QUY CHÌ AXIT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


BÀI TẬP LỚN
MƠN THÍ NGHIỆM CHẾ TẠO CÁC HỆ NĂNG LƯỢNG
ĐỀ TÀI
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ẮC QUY CHÌ AXIT
LỚP: Nhóm 4 - L01 - HK212
NGÀY NỘP: 03/03/2022
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lưu Hồng Tâm

Thành phố Hồ Chí Minh – 2022
1

TIEU LUAN MOI download :


MỤC LỤC
I.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG ẮC QUY CHÌ AXIT....................... 3
1.1. Trên thế giới..................................................................................................... 3
1.1.1. Tổng quan về ngành cơng nghiệp pin axit chì............................................ 3
1.1.2. Phân loại pin axit-chì................................................................................. 4
1.1.3. Phân tích tình hình cung cầu của ngành cơng nghiệp pin axit-chì..............4
1.1.4. Tình trạng cạnh tranh thị trường pin chì-axit............................................. 5
1.2. Tại nước ta........................................................................................................ 5

II.

QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ẮC QUY CHÌ AXIT...........................7
2.1. Cấu tạo của ắc quy chì axit............................................................................... 7
2.2. Ngun lí hoạt động......................................................................................... 8
2.3. Quy trình sản xuất ăc quy chì axit.................................................................... 9
2.4. Chế tạo cao chì............................................................................................... 10
2.5. Quá trình ủ, sấy lá cực.................................................................................... 10
2.6. Q trình hóa thành lá cực.............................................................................. 11
2.7. Quy trình cơng nghệ sản xuất ắc quy chì axit ở thế giới................................. 11
2.7.1. Sự hình thành và phát triển ắc quy chì axit.............................................. 11

III. NHỮNG NGHIÊN CỨU MỚI TRONG CẢI TIẾN ẮC QUY CHÌ AXIT...........13
3.1. Cơng nghệ ắc quy chì Axit chì nước AGM..................................................... 13
3.2. Công nghệ ắc quy AGM- Gel......................................................................... 14
3.3. Công nghệ ắc quy Pure Gel ( Gel thuần)........................................................ 15
*DANH MỤC ẢNH.................................................................................................... 16
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 18

2

TIEU LUAN MOI download :


I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG ẮC QUY CHÌ
AXIT
I.1.

Trên thế giới

Với sự phát triển nhanh chóng của pin lithium- ion trong những năm gần đây
và sự thúc đẩy mạnh mẽ của các chính sách quốc gia, tất cả chúng ta đều nghĩ rằng đó

là thời đại của pin lithium-ion và pin truyền thống như pin axit-chì đã bị loại bỏ. Thế
nhưng bây giờ nó vẫn là thế giới của pin axit-chì, ít nhất là trong vài năm tới, pin axitchì sẽ chiếm một vị trí vững chắc.
I.1.1. Tổng quan về ngành cơng nghiệp pin axit chì
Trình độ kỹ thuật công nghiệp và đặc điểm kỹ thuật. Với sự gia tăng dần dần
của việc xác minh môi trường và tăng cường dần dần việc thực hiện các Quy định
của Chế độ, ngành cơng nghiệp pin axit chì sẽ cải thiện hơn nữa các rào cản gia nhập,
loại bỏ năng lực sản xuất lạc hậu, về cơ bản thực hiện sản xuất cơ giới hóa, và cải
thiện hiệu quả trình độ kỹ thuật.
Mơ hình kinh danh đặc thù của ngành công nghiệp pin axit
A. Chế độ đấu thầu
Các công ty pin chì-axit thường mua theo yêu cầu kết hợp với đơn đặt hàng.
Do chì chiếm một lượng vốn tương đối lớn trong mua sắm nguyên liệu, nên các doanh
nghiệp công nghiệp thường thiết lập hợp tác chặt chẽ với các doanh nghiệp luyện chì
quy mơ lớn, và cũng mua thơng qua các đại lý hàng hóa số lượng lớn.
B. Chế độ sản xuất
Các doanh nghiệp công nghiệp thường áp dụng một chế độ sản xuất được cố
định bởi doanh số và một số sản phẩm thông số kỹ thuật phổ biến đặt một cổ phiếu an
tồn nhất định.
Mơ hình bán hàng
Các sản phẩm tấm chủ yếu được bán cho các nhà sản xuất pin chì-axit trong
nước. Các sản phẩm cơng nghiệp pin axit-chì thường được bán cho nước ngồi và
nước ngoài. Bán hàng trong nước chủ yếu được bán trực tiếp cho các nhà khai thác
truyền thông, nhà sản xuất UPS, nhà sản xuất thiết bị điện khẩn cấp, vv Thị trường
bảo dưỡng khởi động ô tô và thị trường bảo dưỡng xe đạp điện thường áp dụng mơ
hình phân phối. Bán hàng nước ngoài chủ yếu được bán cho thương nhân nước ngoài,
hoặc trực tiếp cho các nhà khai thác truyền thông, nhà sản xuất UPS, vv bằng cách
thiết lập văn phòng địa phương.
Các đặc điểm chu kỳ, khu vực và theo mùa của ngành công nghiệp. Các
đặc điểm định kỳ của ngành cơng nghiệp pin chì-axit là khơng rõ ràng.
Pin chì-axit được sử dụng rộng rãi trong giao thông vận tải, thông tin liên lạc,

điện, đường sắt, quốc phịng, máy tính và nghiên cứu khoa học, và là những sản
phẩm cơ bản của nền kinh tế quốc gia.
Các đặc tính của pin axit-chì có tuổi thọ nhất định và cần được thay thế định kỳ
xác định độ cứng của nhu cầu của chúng. Tính khu vực của ngành cơng nghiệp pin axit
chì khơng rõ ràng, chủ yếu vì đây là sản phẩm cơ bản của nền kinh tế quốc gia.
Thị trường chính của pin axit-chì (thị trường hỗ trợ) không rõ ràng theo mùa và thị
3


TIEU LUAN MOI download :


trường thứ cấp (thị trường thay thế) có sự khác biệt nhất định trong mùa ánh sáng và
mùa cao điểm. Vào mùa thu và mùa đông, do nhiệt độ giảm, pin để sử dụng ngoài trời
bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, công suất và hiệu suất bị suy giảm, và nhu cầu thay thế
được tăng lên so với mùa xuân và mùa hè.
Mối quan hệ giữa ngành công nghiệp pin axit chì và cơng nghiệp
thượng nguồn và hạ nguồn
Các ngành cơng nghiệp thượng nguồn của pin axit-chì chủ yếu là cơng nghiệp
luyện chì và thương nhân chì (đại lý số lượng lớn), sản xuất axit sunfuric, sản xuất
nhựa, vv. Pin axit-chì là sản phẩm cơ bản của nền kinh tế quốc gia và được sử dụng
rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như như giao thông vận tải, thông tin liên lạc,
năng lượng điện, đường sắt, quốc phòng, máy tính và thiết bị khẩn cấp. Với sự phát
triển của nền kinh tế và công nghệ, nhu cầu về pin axit-chì trong các ngành này ngày
càng tăng. Đồng thời, trình độ cơng nghệ pin chì-axit tiếp tục được cải thiện, chất
lượng sản phẩm và hiệu suất tiếp tục được cải thiện, các lĩnh vực ứng dụng của nó tiếp
tục mở rộng và nhu cầu công nghiệp hạ nguồn tiếp tục xuất hiện. Với việc thành lập và
cải tiến hệ thống tái chế pin axit chì, chuỗi cơng nghiệp pin axit chì sẽ hình thành một
cấu trúc vịng lặp tài ngun tái sản xuất tài nguyên, lành tính, dự kiến sẽ trở thành
một ngành phát triển tuần hoàn tiết kiệm tài nguyên .

I.1.2. Phân loại pin axit-chì
Theo lĩnh vực ứng dụng, pin chì-axit của Trung Quốc có thể được chia thành
bốn loại: pin dự phòng, pin dự trữ năng lượng, pin khởi động và pin điện.
Pin dự phòng là loại pin chủ yếu được sử dụng cho nguồn điện dự phòng liên lạc,
nguồn điện liên tục (UPS), nguồn điện chiếu sáng khẩn cấp và các nguồn cung
cấp điện dự phòng khác.
Pin lưu trữ năng lượng dùng để chỉ một pin lưu trữ năng lượng phù hợp cho
các thiết bị phát điện mặt trời và máy phát điện gió và các nguồn năng lượng tái tạo
khác.
Pin khởi động là loại pin chủ yếu được sử dụng trong ô tô, xe máy, khởi động
động cơ nhiên liệu, đánh lửa và chiếu sáng.
Pin điện chủ yếu được sử dụng trong xe đạp điện, xe điện đặc biệt (xe buýt
du lịch điện, xe golf, xe tuần tra, xe nâng, v.v.), xe khách điện tốc độ thấp, xe điện
hybrid và xe điện khác làm điện.
I.1.3. Phân tích tình hình cung cầu của ngành cơng nghiệp pin axit-chì
Năm 2017, thị trường pin chì-axit tồn cầu là khoảng 42,9 tỷ đô la Mỹ (tăng 1%
so với cùng kỳ) và dự kiến sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng 1% trong năm năm tới. Trên
thị trường toàn cầu, pin axit chì chiếm vị trí thống lĩnh thị trường pin do cơng nghệ
trưởng thành, độ an tồn cao, hiệu quả tái chế cao, băng thông nhiệt độ phù hợp, điện
áp ổn định, tính nhất quán kết hợp tốt và giá thấp. Tuy nhiên, các vấn đề môi trường sẽ
là yếu tố chính ảnh hưởng đến thị trường pin chì-axit trong tương lai. Quy trình sản
xuất pin chì-axit sử dụng một lượng lớn chì kim loại nặng. Nếu phát thải chất ô nhiễm
không thể được kiểm soát một cách hiệu quả, nó sẽ có tác động xấu đến mơi trường.
Sự phát triển của pin chì-axit phải đối mặt với áp lực lớn hơn từ dư luận. Mức tiêu thụ
chì của pin axit chì ở Hoa Kỳ chiếm hơn 95% tổng lượng chì trong cả nước. Do các
quy định hợp lý và quản lý hiệu quả, lượng khí thải chì từ sản xuất pin axit chì chỉ
4

TIEU LUAN MOI download :

chiếm 1,5% tổng lượng phát thải. Năm 2008, việc sản xuất pin chì-axit của chính phủ
Hoa Kỳ được loại trừ khỏi các nguồn chì chính. Ngồi ra, việc giảm khí thải xe cộ và
cải thiện hiệu quả nhiên liệu cũng sẽ dẫn đến những thay đổi trên thị trường pin axít
chì cho ơ tơ, dự kiến sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng 1% trong năm năm tới.
Trong năm 2015, thị phần pin chì-axit tồn cầu là 54,67% và dự kiến sẽ tăng
chậm trong vài năm tới. Pin chì-axit Là loại pin lớn nhất trên thị trường tồn cầu, quy
mơ thị trường toàn cầu dự kiến sẽ tiếp tục tăng. Năm 2015, thị trường pin chì-axit tồn
cầu tăng 1,57% so với năm trước, đạt 43,20 tỷ đô la Mỹ. Dự kiến sẽ duy trì tốc độ
tăng trưởng 1% -2% trong năm năm tới. Từ góc độ cung cấp pin chì-axit tồn cầu, các
lơ hàng pin axit-chì đã tăng 2,75% trong năm 2015 so với năm trước và các lô hàng
đạt 468 triệu kVAh. Dự kiến các lô hàng sẽ duy trì tăng trưởng từ 2% đến 3% trong
năm năm tới. tốc độ.
Trung Quốc là nhà sản xuất, tiêu dùng và xuất khẩu pin axit chì lớn nhất thế
giới. Ngành cơng nghiệp pin axit chì của Trung Quốc chủ yếu thực hiện sản xuất cố
định. Số lượng sản xuất pin axit chì trừ đi số lượng xuất khẩu gần bằng mức tiêu thụ
nội địa. Từ năm 2005 đến 2016, sản lượng pin axit chì trong các doanh nghiệp trong
nước cho thấy sự tăng trưởng biến động, với tốc độ tăng trưởng gộp trung bình hàng
năm là 10,17%. Trong năm 2014, đó là điểm cao nhất và sau đó, nó bị tấn cơng bởi
pin lithium-ion, sản lượng bắt đầu giảm chậm.
I.1.4. Tình trạng cạnh tranh thị trường pin chì-axit
Sản xuất pin axit chì của Trung Quốc đứng đầu thế giới và sản xuất khởi nghiệp
chiếm một nửa số pin axit chì. Từ quy mơ cơng suất pin axit chì tồn cầu, Trung Quốc là
nhà sản xuất lớn với sản lượng toàn cầu khoảng 45%, tiếp theo là Hoa Kỳ, với thị phần
sản xuất khoảng 32% và Nhật Bản đứng thứ ba với tỷ lệ gần 13 %. Ngồi ra cịn có Đức
và như vậy. Các nhà sản xuất hàng đầu về doanh số pin axit chì trên thế giới bao gồm Tập
đồn Reot của Mỹ, Tập đoàn EXIDE (bao gồm cả Ánh nắng mặt trời Đức), Yuasa Nhật
Bản, Xiendi và Nhật Bản Matsushita. Pin chì-axit là sản phẩm pin lớn nhất thế giới,
chiếm 50% tổng pin, chiếm 70% pin sạc. Ngay cả ở các quốc gia và khu vực phát triển
nhất thế giới như Châu Âu, Châu Mỹ và Nhật Bản, nó vẫn được sản xuất hàng loạt và sử

dụng pin axit-chì. Trong cấu trúc sản phẩm pin axit-chì, pin axit-chì loại khởi động chiếm
tỷ lệ lớn nhất, đạt 48%, tiếp theo là pin axit-chì loại năng lượng, chiếm 28%, và loại chì
dự trữ và loại lưu trữ năng lượng pin axit chiếm 15%.

I.2.

Tại nước ta

Sản lượng ắc quy chì axit của Việt nam hiện đã gần thoả mān nhu cầu trong
nước. Do đó các đơn vị sản xuất chú trọng đến việc nhập khẩu cơng nghệ hiện đại
có trình độ tự động hố cao, ưu tiên sản phẩm mới có lợi thế cạnh tranh cao.
Giai đoạn 2003 - 2005: mở rộng và đổi mới cơng nghệ các nhà máy hiện có,
nghiên cứu nâng cao chất lượng, tăng chủng loại ắc quy, đưa sản lượng lên 1 đến 1,2
triệu KWh/năm
Giai đoạn 2005 - 2010: tiếp tục hồn thiện cơng nghệ, đưa lên trình độ
cơng nghệ và chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn quốc tế. Nâng sản lượng lên 1,5
đến 1,9 triệu KWh/năm.
Hiện nay trong cả nước có 3 cơ sở sản xuất ắc quy thuộc Tổng Cơng ty hố chất
Việt nam (Công ty CP ắc quy Tia sáng, Công ty CP pin- ắc quy Miền Nam, Công ty
5

TIEU LUAN MOI download :


CP pin-ắc quy Vĩnh phú), 4 cơ sở sản xuất có vốn đầu tư nước ngồi (Cơng ty LD
Malaysia - Việtnam, Công ty LD 3K, Công_ty Le Long, Công ty GS) và một vài cơ sở
sản xuất tư nhân nhỏ.
Nghiên cứu trong lĩnh vực ắc quy chì-axit kín khí từ những năm của thập niên chín
mươi Viện Hố học Cơng nghiệp (Tổng Cơng ty Hố chất Việt nam) và Viện Hoá học
(Viện khoa học Việt nam) cũng đã đề cập đến (tập trung nghiên cứu về ắc quy kín điện

dịch keo và ức chế hoà tan angtimon), nhưng kết quả nghiên cứu mới ở mức thăm dò,
chưa đạt được yêu cầu để có thể triển khai ở mức sản xuất thử (như: Luận án Phó tiến sĩ
của nghiên cứu sinh Phan Thị Bình (Viện Hố học) năm 1993, Báo cáo kết quả nghiên
cứu ắc quy chì - axit kín của Nhóm nghiên cứu nguồn điện hố học Viện Hố học cơng
nghiệp (Nguyễn Việt Hoa, Phạm Hồng Kim, Nguyễn Ngọc Trai .v. v.... )
năm 1991.
Hiện nay trong lĩnh vực sản xuất ắc quy chì-axit kín khí-khơng bảo dưỡng ở
Việt nam có Công ty Cổ phẩn ắc quy Tia sáng từ năm 1999 đã đưa vào sân xuất ắc quy
khơ kín khí (theo công nghệ Hàn quốc) sử dụng cho: Xe gắn máy, tín hiệu thơng tin
liên lạc và các loại ắc quy cơng nghiệp có dung lượng từ 1,2Ah đến 1500Ah. Ngoài ra
một vài đơn vị sản xuất ắc quy ở Việt Nam như Công ty CP pin- ắc quy Miền Nam,
Công ty CP pin-ắc quy Vĩnh phú cũng bắt đầu nghiên cứu sản xuất thăm dị chủng loại
ắc quy này.
Cơng nghệ sản xuất ắc quy kín khí của Cơng ty Cổ phần ắc quy Tia sáng là công
nghệ sản xuất ắc quy VRLA được chuyển giao từ Kuk je Industry Battery Co.,Ltd. Korea
(Hàn quốc). Kuk je Industry Battery Co.,Ltd. được thành lập 27/3/1986 là một trong
những cơ sở sản xuất ắc quy độc lập ở Hàn Quốc. Cơng ty có trụ sở đặt tại Thành phố
Kyung Buk. Sản phẩm của Kuk je được tiêu thụ tại Hàn Quốc và xuất khẩu sang các thị
trường Bắc Mỹ, Châu Âu, Châu Úc và Trung Đông. Doanh số năm 1988 của Công ty Kuk
je đạt 183 triệu USD, trong đó xuất khấu 175 triệu USD.
Công ty cổ phần ắc quy Tia sáng qua thực tế triển khai sản xuất từ năm 1999
đến nay, nhận thấy cơng nghệ ắc quy kín khí đang sử dụng cũng cần phải có sự nghiên
cứu thay đổi một cách phù hợp với điểu kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm ở Miền Bắc
Việt nam (nhiệt độ và độ ẩm khơng khí ln biến đối lớn theo mùa). Cơng ty cổ phần
ắc quy Tia sáng đang nghiên cứu tìm nguyên nhân và biện pháp nhằm ổn định và
nâng cao chất lượng với chủng loại ắc quy kín khí khơng bảo dưỡng hiện có. Tạo lập
được quy trình cơng nghệ sản xuất ắc quy kín khí khơng bảo dưỡng phù hợp với điều
kiện khí hậu Việt nam, áp dụng được vào sản xuất tại Cơng ty, góp phần tăng năng lực
sản xuất - tiêu thụ, tăng vị thế thương hiệu của Cơng ty trên thị trường và có lợi cho
người sử dụng.

6

TIEU LUAN MOI download :


II.
QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ẮC QUY CHÌ
AXIT
II.1. Cấu tạo của ắc quy chì axit

Vỏ bình ăc quy : Vỏ ắc quy làm bằng vật liệu cách điện, chịu được axit như cao
su, ebơnit, gỗ bọc trì, thủy tinh hoặc các loại nhựa hóa học khác
Sườn cực : Sườn cực là nơi để trát chất hoạt động của ăc quy lên nó. Sườn cực
của bản âm và bản dương có cấu tạo giống nhau, chúng được đúc từ chì nguyên chất
90 – 92% và có pha thêm 5 - 8% ăngtimoan (Sb) làm tăng độ cứng và độ dẫn điện,
cải thiện tính đúc. Sườn cực được tạo hình mắt lưới.
Chất hoạt động: Chất hoạt động của bản cực dương là PbO2 có màu nâu sẫm.
Chất hoạt động của bản cực âm là Pb có màu nâu xám.
Chùm cực:
+ Chùm cực bao gồm nhiều bản cực cùng dấu được hàn với nhau.
+
Ở đầu của mỗi bản cực có vấu, các bản cực dương của mỗi ăc quy đơn
được hàn với nhau tạo thành chùm cực dương, các bản cực âm được hàn với nhau
thành chùm cực âm. Hai nhóm bản cực âm và dương được ghép xen kẽ nhau.
Nắp và cầu nối:
Nắp ắc quy có lỗ thơng khí và lỗ rót dung dịch nằm sát nhau để thuận tiện
cho việc điều chỉnh mức dung dịch trong bình ắc quy.
- Cầu nối thường làm bằng chì, dùng để nối các ngăn đơn với nhau.

7


TIEU LUAN MOI download :


Nhóm bản cực của ăc quy
Điện cực dương:
Bản cực dương: Trong ắc quy chì-axit, bản cực dương (vật liệu hoạt hóa) bao gồm
oxit Chì (PbO2) được nhúng hồn tồn trong dung dịch điện phân.
Lưới cực dương: Lưới cực dương bằng hợp kim chì và được dùng để giữ vật liệu
hoạt hóa đồng thời là bộ thu điện.
Điện cực âm:
Bản cực âm: Bản cực âm (vật liệu hoạt hóa) bằng Chì nguyên chất (Pb), cũng
được nhúng hoàn toàn trong dung dịch điện phân.\
Lưới cực âm: Giống như lưới cực dương, lưới cực âm cũng được làm từ hợp
kim chì và dùng cho cùng mục đích.
Giữa cực âm và cực dương là các vách ngăn.
Dung dịch điện phân là hỗn hợp của axit sunfuric (H2SO4) và nước cất. Dung
dịch điện phân này có thể ở dạng lỏng (như trong ắc quy ướt thông thường hoặc
trong công nghệ EFB được nâng cao), ở dạng gel hoặc gắn trong thảm thủy tinh
(như trong công nghệ AGM cho các ứng dụng khởi động-dừng mới hơn).
Một nhóm các điện cực dương tạo thành bản cực âm và nhóm các điện cực âm
tạo thành bản cực âm. Bản cực âm cùng với bản cực dương tạo thành một khối,
khối này chính là một ngăn của ắc quy..
Một ắc quy thơng thường có 6 ngăn được nối nối tiếp, mỗi ngăn có điện áp định
mức là 2 V, do đó điện áp của ắc quy khi sạc đầy chính xác là 12,72 V. Do đó, dung
lượng và khả năng khởi động nguội của ắc phụ thuộc vào số bản cực của mỗi ngăn.

II.2. Ngun lí hoạt động

Khi phóng điện, xảy ra phản ứng hóa học sau:
Tại cực dương: 2 PbO2 +2 H2 SO4= 2 PbSO4 +2 H2 O + O2
Tại cực âm: Pb + H2 SO4 =PbSO4 + H2
8

TIEU LUAN MOI download :


Phản ứng tổng: Pb +PbO2+2 H2 SO4 = 2 PbSO4 +2 H2 O
Q trình phóng điện kết thúc khi mà PbO2 ở cực dương và Pb ở cực âm hoàn toàn
chuyển thành PbSO4
Khi nạp điện cho ăc quy, phản ứng xảy ra theo chiều ngược với khi phóng.
Phản ứng tổng khi nạp là: 2 PbSO4 +2 H2 O = Pb + PbO2 +2 H2 SO4

Kết thúc quá trình nạp: cực dương là PbO2, cực âm là Pb.

II.3.

Quy trình sản xuất ăc quy chì axit

Sơ đồ quy trình

9

TIEU LUAN MOI download :


II.4.

Chế tạo cao chì

Bột chì sau khi nghiền được trộn với các phụ gia, nước cất và dung dịch axit
tạo thành cao chì.
Thành phần cao âm: bột chì, axit, nước cất, BaSO4, bột cacbon (dẫn điện),
chất ức chế…
Thành phần cao dương: bột chì, axit, nước cất và bơng hóa học.
Chất lượng, khả năng trát, hệ số hoạt động và tiêu hao của cao chì ảnh hưởng bởi:

-

Độ oxy hóa, độ mịn bột chì.

-

Các bước thực hiện và thời gian trộn.

Để tăng hiệu xuất hoạt động và phóng điện => tăng độ xốp của chất hoạt
động bằng cách:
- Thêm các chất phụ gia.
-

Thay đổi lượng axit và tỉ trọng axit trộn cao và cơng nghệ trộn.

II.5. Q trình ủ, sấy lá cực
Mục đích:
•

Tăng độ oxy hóa của lá cực và làm khơ chặt lá cưc sau trát cao.

•

Giảm điện năng và thời gian hóa thành.
Trong q trình ủ xảy ra phản ứng: 2Pb + O2 = 2PbO + Q

Quá trình sấy được thực hiện tiếp sau quá rình ủ để làm chặt và khơ lá cực sau
ủ rồi mang đi hóa thành.
10

TIEU LUAN MOI download :


II.6. Q trình hóa thành lá cực
Cơng đoạn hóa thành là công đoạn điện phân lá cực sống trong dd axit sunfuric
lỗng với dịng điện một chiều tạo ra PbO2 ở cực dương và Pb xốp ở cực âm.

Việc lựa chọn chế độ ủ (nhiệt độ,độ ẩm,thời gian) phù hợp sẽ tiết kiệm điện năng
và thời gian công nghệ.
Tại cực âm xảy ra phản ứng: 2PbSO4 +2e- = Pb + SO42Quá trình tổng: 2PbSO4 + 2H2O = PbO2 + Pb + 2H2SO4
Tại cực dương xảy ra phản ứng: 2PbSO4 + 2H2O = PbO2 + H2SO4 + 2H⁺
Q trình hóa thành sử dụng phương pháp nạp dịng điện khơng đổi với
nhiều giai đoạn nạp có cường độ dịng khác nhau.
Để tăng hiệu suất sử dụng dòng điện và giảm thời gian hóa thành, nạp điện
theo nhiều bậc với mật độ nạp giảm dần.

II.7. Quy trình cơng nghệ sản xuất ắc quy chì axit ở thế giới
* PURE GEL (GEL THUẦN)
II.7.1. Sự hình thành và phát triển ắc quy chì axit
Các nhà khoa học Đức đã cải tiến và cho ra đời công nghệ Ắc quy Gel thuần.
Điểm cốt lõi công nghệ ắc quy Gel thuần bao gồm:
Tấm cách PVC-SiO2/PE-SiO2: được sản xuất bằng vật liệu nhựa tổng hợp

(micropropous) có rãnh, hỗn hợp bột nhựa được pha trộn với bột SiO2. Tấm cách
PVC-SiO2/PE-SiO2 được sản xuất bằng công nghệ cán nguội. Khi hoạt động, chính
những hạt SiO2 trong tấm cách tan ra thành Gel, tạo ra những màng lỗ có đường kính
từ 2nm đến 3nm, đảm bảo dung dịch Gel thẩm thấu và phủ kín 100% bề mặt bản cực.
Dung dịch điện phân có nồng độ Gel đậm đặc hơn dung dịch Gel của Ắc quy AGMGEL, giúp chống lại quá trình bay hơi và phân tầng Axit, duy trì dung lượng trong thời
gian dài hơn Ắc quy AGM- GEL.
Bản cực: được thiết kế với thành phần hóa học đặc biệt giúp cho tính hoạt hóa
tốt trong mơi trường dung dịch Gel.
Cơng nghệ Gel thuẩn giúp cho ắc quy nâng cao hơn 40% tuổi thọ so với ắc quy
bán Gel (AGM-GEL) và 50% tuổi thọ so với ắc quy AGM, chịu được nhiệt độ môi
trường cao hơn, xả sâu tốt hơn, giảm sự lão hóa và chai hóa bản cực.
Khái niệm cơ bản
Ắc quy Gel thuần (Pure Gel): là sự cải tiến đột phá về công nghệ ắc quy, với tấm
cách bằng nhựa tổng hợp (micropropous), dung dịch Gel cô đặc và cấu trúc vật liệu
bản cực đăc biệt giúp cho ắc quy chịu nhiệt độ cao tốt hơn, sạc xả sâu tốt hơn, tổi
thọ cao hơn 50% so với ắc quy AGM
Vật liệu
Tấm cách bản cực được làm từ nhựa tổng (micropropous): PE-SiO2 hoặc PVCSiO2, có khe rãnh giúp cho Gel phủ kín bề mặt bản cực. Đây là cơng nghệ độc quyền
của Đức ,có kết cấu chặt chẽ , bền vững ,độ hở thẩm thấu 2~3nm, cấu tạo chống ăn
11

TIEU LUAN MOI download :


mịn trong mơi trường hóa chất , tuổi thọ sử dụng tới 30 năm . Quá trình trao đổi dung
dịch đạt 180ml/m2.
Bản cực
Cấu tạo hợp chất hóa học đặc biệt, đọ tinh khiết của chì cao hơn, được thiết kế
đặc biệt cho môi trường dung dịch điện phân dạng Gel cơ đặc, chịu được nhiệt độ cao,
chống lão hóa, xả sâu tốt hơn giúp nâng cao tuổi thọ ắc quy.

Bột polycrystalline silicon (SiO2) tinh khiết nhập khẩu từ Đức, Nhật, được pha
trộn với dung dịch H2SO4 tạo thành dung dịch keo, chống lại hiện tượng bay hơi
và phân tầng axit của hai loại ắc quy AGM và bán Gel (AGM-GEL).
Phản ứng
Phản ứng của dung dịch điện phân trong quá trình vận hành ắc quy dưới sự tác
động của : điện áp, dịng điện và nhiệt độ, phản ứng hố học xảy ra trong bình ắc
quy như sau:

Tính năng
Dung lượng tại 25C, phóng đến 1.8V/cell ở chế độ phóng 10h là 90% (vì vậy để
đạt 100% dung lượng như bình AGM thì nhà sản xuất phải sản xuất bình Gel thuần to
và nặng hơn bình AGM)
Tuổi thọ nạp xả tuần hồn: 200%
Tuổi thọ theo số lần phóng nạp: 150%
Tuổi thọ thiết kế (loại 12V): 15 năm
Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
+
Cấu tạo nguyên liệu đặc biệt nên ắc quy Gel thuần chịu được nhiệt dộ cao
tốt hơn
+

Thân thiện với môi trường

+

Tuổi thọ cao hơn so với dịng ắc quy acid chì AGM

+

Chất lượng và độ tin cậy cao

+

Phục hồi xả sâu tốt

+

Đáp ứng tiêu chuẩn hiện hành

+

Dẫn đầu công nghệ quốc tế

Nhược điểm: chi phí sản xuất cao
Ứng dụng:
Ắc quy Vision dòng Gel được sử dụng trong một số ứng dụng sau:
Năng lượng mặt trời và năng lượng gió
12


TIEU LUAN MOI download :


Truyền hình cáp
Viễn thơng
Xe lăn
Thiết bị hàng hải
Thiết bị qn sự
Chiếu sáng khẩn cấp

Nhà máy điện
Thiết bị y
tế Xe gofl

III. NHỮNG NGHIÊN CỨU MỚI TRONG CẢI TIẾN
ẮC QUY CHÌ AXIT
III.1. Cơng nghệ ắc quy chì Axit chì nước AGM
Loại pin này cịn được gọi là pin axit chì kín thủy tinh hấp thụ, đây là loại pin
VRLA phổ biến hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau. Tấm cách của ắc quy
được làm từ sợi thủy tinh có khả năng thẩm thấu dung dịch axit- dung dịch điện
phân giúp cho phản ứng hóa học sinh điện. Cơng nghệ ắc quy chì axit được sử dụng
các tấm AGM( tấm bơng sợi thủy tinh).
Ắc quy AGM đều được làm từ sợi thủy tinh, tạo kết cấu tấm bơng thủy tinh có khả
năng thấm thấu dung dịch điện phân, quá trình trao đổi điện tích diễn ra nhanh, nội trở
thấp.
+
Cực dương(PbO2) được thiết kế hoạt hóa tốt trong mơi trường dung dịch
điện phân H2SO4
+
Cực âm (Pb): bột chì được thiết kế phù hợp môi trường dung dịch điện
phân (H2SO4)
Điện phân hỗn hợp axit sunfuric và nước ( H2SO4/H2O)
Tuổi thọ nạp sạc hoàn toàn 100%
Điện áp danh định 2V/cell
Nội trở : 100%
Điện áp nạp nổi: 2.25 ~2.30 V/cell
Điện áp tăng cường: 2.35~2.45 V/cell
Tuổi thọ trung bình( loại 12V): 10 năm
Chi phí sản xuất: 100%
Ưu điểm: Sử dụng trong mơi trường ln có điều hịa, số lần xae sạc ít, nội

trở thấp, sạc nhanh.
Nhược điểm: Tuổi thọ sản phẩm thấp, dễ phù nếu điều kiện môi trường không đảm
bảo.
13

TIEU LUAN MOI download :


III.2. Cơng nghệ ắc quy AGM- Gel
Đây là dịng ắc quy bán gel, khắc phục một phần nhược ddierm của ắc quy AGM.
Gel là hợp chất SiO2 được trộn với dung dịch điện phân H2SO4 tạo thành dung dịch
keo, chống lại hiện tượng bay hơi dung dịch điện phân, nâng cao tuổi thọ ắc quy.

Với tấm cách AGM dung dịch gel khơng thể phủ kín 100% bề mặt bản cực do tấm
bơng thủy tinh khơng có khe rãnh nên gel khơng phủ kín đucợ hết bề mặt bản cực, nên
dung dịch điện phân vẫn chưa thành phần chính là axit H2SO4, tỷ lệ gel rất ít. Ắc quy
bán Gel khơng chống được hiện tượng phân tầng axit nên tuổi thọ chỉ cao hơn ắc quy
AGM khoảng 10%.
Dung dịch điện phân của ắc quy AGM-gel giống với ắc quy AGM nhưng được
pha them một tỉ lệ nhỏ gel.
Tuổi thọ nạp sạc hoàn toàn 100%
Điện áp danh định 2V/cell
Nội trở 100%
Điện áp nạp nổi 2.25~2.30 V/cell
Điện áp tăng cường 2.35~2.45 V/cell
Tuổi thọ (12V) 12 năm
Chi phí sản xuất 120%
Ưu điểm:
nhưng số lần sạc
với ắc quy AGM

Giống như AGM,
xả nhiều hơn 10% so

Nhược
nhiệt độ cao ắc
nhanh

điểm: trong môi trường
quy sẽ giảm tuổi thọ

14

TIEU LUAN MOI download :


III.3. Công nghệ ắc quy Pure Gel ( Gel thuần)
Đây là cơng nghệ ắc quy khắc phục hồn tồn nhược điểm của ắc quy chì axit.
Điểm cốt lõi của ắc quy Gel thuần:
Tấm cách PVC-SiO2/PE-SiO2: được làm từ nhưa tổng hợp có rãnh, hỗn hợp bột
nhựa pha trộn với bột SiO2, sản xuất bừng công nghệ cán nguội. Khi hoạt động SiO2
trong tấm tan ra thành Gel, tạo màng lỗ , đảm bảo dung dịch Gel thẩm thấu và phủ kín
100% bề mặt bản cực. Đay là cơng nghệ của Đức, có kết cấu cahwjt chẽ, bền vững
cấu tạo chống ăn mịn trong mơi trường hóa chất, tuổi thọ sử dụng đến 30 năm.
Dung dịch có nồng độ Gel đậm đặc hợn các loại khác, chống quá trình bay hơi và
phân tầng axit.
Là sự đột phá cải tiến về công nghệ ắc quy, với tấm bằng nhựa tổng hợp, dung
dịch Gel cô đặc và cấu trúc vật liệu bản cực giúp cho ắc quy chịu nhiệt độ tốt hơn,
sạc xả sâu tốt hơn.
Ắc quy Pure Gel cấu tạo từ hợp chất hóa học đặc biệt, độ tinh khiết của chì cao,

chịu được thiết kế đặc biệt cho môi trường dung dịch điện phân dạng Gel côc đặc,
chịu nhiệt độ cao.
Dung dịch điện phân trong ắc quy này là SiO2 tinh khiết nhập khảu từ Đức,
Nhật được pha trộn với dung dịch H2SO4 tạo thành dung dịch keo.
Tuổi thọ nạp sạc hoàn toàn 200%
Điện áp danh định 2V/cell
Nội trở 120%
Điện áp nạp nổi 2.25~2.30V/cell
Điện áp tăng cường 2.35~2.45V/cell
Tuổi thọ (12V) 15 năm
Chi phí sản xuất 125%

*DANH MỤC ẢNH

15

TIEU LUAN MOI download :


16

TIEU LUAN MOI download :


17

TIEU LUAN MOI download :


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguồn vision-tech, phanphoiacquytoanquoc.com/ac-quy-vision-dong-

gel , />2. Vision group, vision-tech.vn/phan-tich-va-so-sanh-ba-cong-nghe-ac-quy-axit-chiagm-agm-gel-pure-gel, />3. Trường đại học bách Khoa Hà Nội (2013), 123docz.net//document/3180533cong-nghe-san-xuat-ac-quy-chi-axit.htm, />
18

TIEU LUAN MOI download :