Khi nào xảy ra hiện tượng tự phóng điện của ắc quy

Ngày nay, ắc quy được xem là thiết bị phổ biến dùng để cung cấp điện cho nhiều thiết bị điện. Tuy nhiên, người dùng cần chú ý đến các nguyên lý hoạt động của bình ắc quy khi sử dụng. Một trong số đó, hiện tượng tự phóng điện của ắc quy là câu hỏi mà nhiều người dùng xe máy, ô tô hay các thiết bị điện khác thắc mắc. Chính vì vậy, bài viết dưới đây của đại lý Ắc Quy Việt Nhật sẽ giải thích nguyên nhân, cách nhận biết và cách phòng ngừa hiện tượng này.

Phân loại ắc quy

Theo nguyên lý hoạt động, ắc quy có thể được phân loại dựa trên loại điện môi mà chúng sử dụng. Có hai loại điện môi chính là Axit và Kiềm.

Ắc quy axit

Ắc quy dùng điện môi Axit được gọi là ắc quy Axit (hoặc ắc quy Axit Chì) và có hai dạng:

• Dạng hở: Ắc quy Axit chì hở (Vented Lead-Acid Batteries)
• Dạng kín: Ắc quy Axit chì kín (Valve – Regulated Lead – Acid)

Bình ắc quy axit có cấu tạo tổng quát như sau:

• Vỏ bình: Làm bằng nhựa ebonit, asphalt opec, có lớp lót chịu axit bên trong để tăng độ bền và khả năng chống ăn mòn. Vỏ bình được chia thành nhiều ngăn, mỗi ngăn có 4 sống đỡ khối bản cực để tránh chạm chập do sunfat lead sinh ra khi xả. Số ngăn phụ thuộc vào điện áp định mức của bình, ví dụ ắc quy 6V có 3 ngăn, ắc quy 12V có 6 ngăn (mỗi ngăn có điện áp 2,1V).
• Cầu nối: Là các thanh kim loại dùng để nối tiếp các ngăn ắc quy với nhau để tạo thành bình ắc quy.
• Điện cực: Là hai thanh kim loại (+, -) nằm ở hai đầu của bình ắc quy, dùng để kết nối với thiết bị tiêu thụ điện.
• Dung dịch điện phân: Là hỗn hợp của H2SO4 và nước, dùng để tham gia vào các phản ứng hóa học trong quá trình phóng/xả và sạc/nạp điện.

Cấu tạo ắc quy axit

Ắc quy kiềm

Ắc quy sử dụng điện môi kiềm gọi tắt là ắc quy kiềm (Nickel – Cadmium Batteries). Đây là một loại ắc quy dùng năng lượng từ phản ứng hóa học giữa kẽm và mangan dioxit.

Ắc quy kiềm có nhiều ưu điểm so với các loại ắc quy kẽm – carbon hay kẽm clorua. Ắc quy kiềm có mật độ năng lượng cao hơn, có thể cung cấp điện áp ổn định hơn và có thời gian sử dụng lâu hơn. Tuy nhiên, loại ắc quy này ít phổ biến hơn vì giá thành cao hơn nhiều so với ắc quy Axit cùng loại về các thông số như: điện áp định mức (Nominal voltage), dung lượng Ah (Capacity).

Ắc quy kiềm có cấu tạo gồm các thành phần sau: các bản cực dương bằng Oxy Hydrat – kiềm, các bản cực âm làm bằng sắt ngâm trong dung dịch Hydroxit Kali.

Các bản cực được làm hình dạng dẹp, thẳng, bằng hợp kim mạ kiềm. Các bản cực có quai ở phía trên để có thể gắn bu lông nối với nhau. Như vậy, việc nối các bản cực dương và âm, hoặc các bản cực âm và âm được thực hiện một cách thuận tiện.

Dung lượng của ắc quy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có số lượng, chiều dày, chiều dài, chiều ngang của các bản cực. Thông thường, ắc quy có dung lượng cao sẽ có nhiều bản cực hơn.

Để duy trì sự phân bố đồng đều của các chất hoạt tính trong dung dịch ắc quy, nhà sản xuất thêm vào một lượng nhỏ chất phụ gia. Chất phụ gia này là chất xúc tác, thường là Dioxit Liti.

Hiện tượng tự phóng điện của ắc quy diễn ra khi nào?

Quá trình chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện và lưu trữ lại để cung cấp cho các thiết bị điện khác được gọi là quá trình phóng xả điện bình ắc quy. Quá trình này diễn ra khi ắc quy được kết nối với một thiết bị tiêu thụ điện, ví dụ như đèn, máy tính, điện thoại,… Cùng Ắc Quy Việt Nhật tìm hiểu trong phần dưới đây nhé!

Đối với loại Ắc quy axit chì

Khi ắc quy được kết nối với một thiết bị điện, quá trình phóng/xả điện sẽ xảy ra. Trong quá trình này, các phản ứng hóa học sau đây sẽ diễn ra:

• Ở cực dương: 2PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O + O2
• Ở cực âm: Pb + H2SO4 → PbSO4 + H2
• Tổng phản ứng: Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O

Quá trình này sẽ kết thúc khi PbO2 và Pb bị hết và chuyển thành PbSO4.

Khi ắc quy được sạc/nạp điện, quá trình ngược lại sẽ xảy ra. Các phản ứng hóa học trong quá trình này là:

• 2PbSO4 + 2H2O → Pb+PbO2+2H2SO4.

Quá trình này sẽ kết thúc khi PbSO4 và H2O bị hết và chuyển thành PbO2 và Pb.

Như vậy, có thể thấy rằng, ắc quy hoạt động theo nguyên lý chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện và ngược lại.

Phóng xả điện ắc quy axit chì

Ắc quy kiềm (Ni-Cd kiềm)

Khi ắc quy kiềm được nối với một thiết bị điện, quá trình phóng/xả điện sẽ bắt đầu. Trong quá trình này, ở cực dương, Niken hydroxit hóa trị 3 (Trivalent nickel hydroxide) sẽ giảm hóa trị xuống còn 2 (divalent nickel hydroxide), và ở cực âm, Catmi (Cadmium) sẽ tạo thành Catmi hydroxit (Cadmium hydroxide)

Ắc quy kiềm là một loại ắc quy có sức điện động không thay đổi theo nồng độ của dung dịch điện phân. Các phản ứng hóa học trong ắc quy kiềm có công thức như sau:

(+) NiOOH │ KOH │ Cd (-)

• Phản ứng toàn phần: Cd + 2 NiOOH + 2H2O ↔ 2 Ni(OH)2 + Cd(OH)2
• Phản ứng tại các điện cực:
  • Ni(OH)2 +OH- ↔ NiOOH + H2O + e
  • Cd + 2OH- ↔ Cd (OH)2 + e
  • φ(+) = φo NiOOH/Ni(OH)2 – 0,059 lg [OH-]
  • φ(-) = φoCd(OH)2/Cd – 0,059 lg [OH-]

Trong đó: KOH chỉ là chất dẫn điện, không tham gia vào phản ứng.

Khi ắc quy kiềm được sạc/nạp điện, quá trình ngược lại sẽ xảy ra cho đến khi nước bị bay hơi do oxy và hydro thoát ra ở hai cực. Đây là nguyên nhân gây ra sự mất nước trong ắc quy.

Kết luận: Do các tấm cực của ắc quy được xếp chồng lên nhau, nên số tấm cực dương và cực âm thường không bằng nhau để tận dụng hiệu suất của hai mặt của mỗi tấm cực (nếu số tấm cực bằng nhau thì hai mặt của các tấm cực ở hai bên ngoài sẽ cách nhau quá xa, làm giảm hiệu quả của phản ứng hóa học). Giữa các tấm cực có các tấm chắn không dẫn điện nhưng có khả năng thấm các ion để giúp cho phản ứng diễn ra giữa các điện cực.

Dung lượng ắc quy và ảnh hưởng bởi chế độ phóng như thế nào?

Dung lượng là một thông số quan trọng, nó cho biết ắc quy có thể lưu trữ bao nhiêu điện năng. Thông số này thường được đo bằng đơn vị Ah (Ampe giờ), hoặc mAh (mili-ampe giờ) đối với các ắc quy nhỏ hơn (hoặc các pin).

Để hiểu rõ hơn về dung lượng ắc quy, bạn có thể tưởng tượng như sau: Ah là số Ampe của dòng điện mà ắc quy phát ra trong một khoảng thời gian tính bằng giờ. Dung lượng mà ắc quy có thể phóng ra trong vòng 20 giờ với dòng điện bằng C20/20 (A). Ví dụ, ắc quy có dung lượng C20 là 100Ah có nghĩa là nó có thể phóng ra dòng điện 5A trong 20 giờ. Tuy nhiên, nếu dùng dòng điện cao hơn hoặc thấp hơn, dung lượng sẽ thay đổi theo công thức:

C = I * t * K

Trong đó:

• C là dung lượng (Ah)
• I là dòng điện phóng (A)
• t là thời gian phóng (h)
• K là hệ số hiệu chỉnh

Hệ số hiệu chỉnh K phụ thuộc vào dòng điện phóng và loại ắc quy.

Tuy nhiên, dung lượng ắc quy không phải là một hằng số, mà phụ thuộc vào cường độ dòng điện phóng ra. Nếu dòng điện phóng ra càng cao thì dung lượng ắc quy còn lại càng ít và ngược lại, nếu dòng điện phóng ra càng thấp thì dung lượng ắc quy sẽ được duy trì ở mức cao hơn.

Dung lượng ắc quy ảnh hưởng bởi độ phóng điện

Thay ắc quy tại đâu chính hãng?

Bạn đang cần một nơi uy tín, chuyên nghiệp và chất lượng để thay ắc quy cho xe của bạn? Bạn đang lo lắng về việc chọn mua ắc quy chính hãng, phù hợp với xe và túi tiền của bạn? Bạn đang mong muốn được hỗ trợ nhanh chóng, tận tình và chu đáo khi gặp sự cố về ắc quy? Nếu bạn có những nhu cầu trên, thì Ắc Quy Việt Nhật là địa chỉ lý tưởng cho bạn. Chúng tôi tự hào là đơn vị đi đầu trong lĩnh vực cung cấp và thay thế – cứu hộ ắc quy cho các loại xe máy, ô tô, xe tải, xe khách,… được nhiều người tiêu dùng lựa chọn.

Ắc Quy Việt Nhật – Địa chỉ thay ắc quy chính hãng

Tại Ắc Quy Việt Nhật, bạn sẽ được tư vấn chọn mua ắc quy phù hợp với nhu cầu và ngân sách. Bên cạnh đó, bạn cũng sẽ được hưởng các dịch vụ hậu mãi như bảo hành, bảo dưỡng, kiểm tra miễn phí,… Vì vậy, khi có nhu cầu mua mới – thay thế ắc quy, liên hệ ngay qua hotline 0763 100 100 – 0707 636 363 để được tư vấn, phục vụ tốt nhất.

Bài viết trên đây đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin chi tiết và đầy đủ về hiện tượng tự phóng điện của ắc quy. Đây là hiện tượng rất quan trọng và có thể gây ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất của ắc quy. Hy vọng thông tin mà Ắc Quy Việt Nhật cung cấp sẽ giúp bạn đọc có thêm nhiều thông tin hữu ích về nguyên nhân, dấu hiệu và cách khắc phục vấn đề này để bảo vệ ắc quy của mình.