車のバッテリー: 単なる湿式鉛以上のもの

かつては車の電気システムの作業は簡単でした。 バッテリーは単に車の始動時にスターターモーターに電力を供給したり、エンジンが作動していないときに少数のアクセサリを動作させるために電力を供給しました。 残りの時間は、オルタネーターがバッテリーを充電し、車両の残りの部分と点火システムに電力を供給しました。 非常に初期の車にはバッテリーがなく、一部の古い車には 6 V のプラス接地システムがありましたが、私たちのほとんどは、車のバッテリーにはいくつかのサイズがあり (国際バッテリー評議会によって管理されています)、車には 12 V が備わっている環境で人生を送ってきました。マイナスアース方式。

時が変わった。 自動車にはもう販売代理店はなく、コンピューターが存在します。 GPSからバックアップカメラ、携帯電話の充電器まで、ガジェットもたくさんあります。 バッテリーはより強力になる必要があり、現代の傾向としてメンテナンスの必要性も少なくなっているため、今日では、車のバッテリーの種類が 1 種類だけではないことがわかります。 しかし、これらの他の電池はどのように機能するのでしょうか?また、古き良き鉛蓄電池の何が問題だったのでしょうか?

この投稿の目的上、私は電気自動車のバッテリーについて話しているわけではありません。電気自動車のバッテリーについては全く別の話です。そして、ほとんどの電気自動車には通常の自動車のバッテリーも搭載されています。

これらのバッテリーは非常にシンプルです。 各セルには、カソード用の鉛ベースの合金と硫酸中に置かれた酸化鉛アノード用のグリッドがあります。 一般的なバッテリーには 12.6V に達するために 6 つのセルがあり、必要に応じてユーザーが水 (できれば蒸留水) を追加できるようにするキャップがあり、充電中に発生する水素ガスを排出することもできました。

これらすべての厄介な問題は、電解質バッテリーの蒸発です。 古い電池を使用すると、実際に中身がこぼれる可能性があります。 バッテリー駆動により水も除去されます。 熱により液体が蒸発する可能性があります。 液体が少なくなると、電解液にさらされる表面積が少なくなり、バッテリーの能力が低下します。 また、電極が硫酸鉛でコーティングされるサルフェーションを引き起こす可能性があり、これによりバッテリーが弱くなり、慎重な再充電が必要になります。

ただし、このタイプのバッテリーの主な摩耗は、動作中に材料の一部が硫酸鉛を放出し、硫酸鉛がバッテリーの底に沈むことです。 ディープサイクルバッテリーはプレートが厚く、底部に廃棄物が蓄積するためのより多くのスペースがあります。 最終的に、十分な老廃物が底に蓄積すると、バッテリーは故障します。

タイヤの空気をチェックするのと同じようにバッテリー内の水をチェックする必要があった時代には、サルフェーションを防ぐために硫酸カドミウムを使用したバッテリーセルに注入できる VX-6 のような添加剤がありました。 少なくとも、それは一部の人が異議を唱えた主張でした。

しかし、明らかに、永久に持続し、メンテナンスを必要としないバッテリーが必要です。 もちろんすべてを手に入れることはできませんが、試してみることはできます。 新しい合金により分解される水の量が減少したため、バッテリーは耐用年数が経過するまで十分な量の液体を蓄えることができます。 そのため、今日のほとんどのバッテリーは密閉されており、充電中にガスが逃げるための通気口しかありません。

強化された浸水バッテリーはもう一つの革新であり、従来のバッテリーに大きく取って代わることに成功しました。 これらは、電解質に対して多孔質であるが、プレート同士の短絡を防ぐポリマーセパレーターを使用しています。 これらのバッテリーは従来のバッテリーよりもはるかに長持ちし、深放電に対する耐性がはるかに優れています。

AGM バッテリーの重要な革新は、電解質が液体ではないことです。 代わりに、非常に薄いガラス繊維で織られたグラスファイバーマットに保持されています。 製造中、マットは酸に浸され、絞って余分な液体を取り除いた後、バッテリーに取り付けられ、バッテリーの寿命の間、電極に十分な酸が接触した状態が保たれます。

AGM バッテリーはメンテナンスをほとんど必要とせず、液体バッテリーとは異なり、どの向きでも動作できます。 これは、バッテリーが傾いたり反転したりする可能性がある全地形対応車やオートバイでは特に重要です。 水素ガスの排出も少ないので安全です。 定期的なメンテナンスは必要ありませんが、適切にメンテナンスされた従来のバッテリーよりも長持ちする場合とそうでない場合があります。 ただし、通常のバッテリーを適切に維持しないと、すべてが無駄になることに注意してください。 繰り返しになりますが、株主総会では過大な請求はさらに困難になります。

マットというと平らなパッドのような構造を意味するように見えますが、AGM マットはバッテリーに応じて丸めたり、他の構成にしたりすることができます。 たとえば、以下に従来のバッテリーとスパイラル AGM バッテリーの比較を示します。 半固体電解質のもう 1 つのオプションはゲル電池ですが、ゲル化した硫酸は低温では性能が低下するため、自動車用途ではあまり見られません。

密封されていないバッテリーのいくつかの種類の問題を解決する方法があり、その中には大きな電圧スパイクを伴うものもあります。 トーマス・エジソンは電気自動車にニッケル鉄電池を使用することを好んでいましたが、場合によってはこの技術も少しずつ復活するかもしれません。

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