Jak funguje autobaterie a proč je potřeba?

Ne všichni majitelé vozidel chápou, jak funguje autobaterie. Většina z nich však ví, že bez kvalitní a nabité baterie není možné nastartovat motor auta, zejména při teplotách pod bodem mrazu. Baterie produkuje počáteční elektrický proud, díky kterému startér otáčí klikovou hřídelí pohonné jednotky. Po nastartování motoru začne generátor generovat potřebnou energii.

Účel autobaterie

Nepřerušovaný provoz autobaterie je předpokladem pro efektivní provoz vozidla. Každý majitel automobilu musí sledovat stav zdroje energie, včas jej nabíjet a v případě potřeby vyměňovat.

V moderních automobilech plní baterie následující funkce:

• zajišťuje, že motor vozidla nastartuje za různých provozních podmínek, včetně zimního období, kdy je vozidlo zaparkováno na ulici;
• baterie zajišťuje fungování elektrických zařízení a vybavení instalovaných v interiéru vozidla;
• přítomnost vysoce kvalitní baterie zajišťuje provoz autoalarmu a poskytuje ochranu před vloupáním a krádeží;
• Během pohybu baterie akumuluje energii, kterou v případě potřeby dodává spotřebitelům.

Existuje několik typů autobaterií, které se liší designem, materiály, velikostmi a technickými vlastnostmi. Princip fungování a účel všech výkonových prvků jsou shodné.

Struktura a princip fungování autobaterie

Tradiční olověná baterie má plastové pouzdro se 6 bateriemi uvnitř. Každý článek produkuje výstupní napětí 2 volty, celkem tedy 12 voltů. Uvnitř každého článku jsou olověné desky ošetřené chemicky aktivní látkou. Na záporné a kladné desky je naneseno jemně pórovité olovo a oxid olovnatý.

Princip fungování autobaterie spočívá v aktivaci a výskytu chemické reakce při zatížení baterie. Elektrolyt a aktivní látka vzájemně interagují, což vede ke vzniku elektrického proudu. Vedlejším účinkem chemické reakce je srážení síranu olovnatého a postupné vyčerpávání elektrolytu. Z tohoto důvodu vede dlouhodobý odběr energie z baterie k jejímu vyčerpání.

Pokud běží motor automobilu a vozidlo se pohybuje, chemická reakce probíhá v opačném směru. Schopnost baterie produkovat proud se obnoví. Při delším pohybu automobilu baterie získá plnou kapacitu a funguje bez poruch.

Co je uvnitř autobaterie

Pokud konstrukce a princip fungování autobaterie nezpůsobují pro mnoho majitelů automobilů žádné zvláštní otázky, pak existuje pochopení potřeby pravidelné údržby a dobíjení baterie. Každá baterie, bez ohledu na výrobce a model, je poměrně složité zařízení, které zahrnuje následující prvky:

• Na těle výrobku jsou svorky, záporná a kladná. K nim jsou připojeny napájecí vodiče z elektrického systému automobilu;
• kyselý roztok, který plní baterii, se skládá ze směsi destilované vody a kyseliny sírové;
• Pro připojení svorek k vnitřním prvkům generujícím proud jsou k dispozici speciální lité pásky;
• záporná deska je vyrobena ve formě kovové mřížky potažené aktivní látkou;
• Kladná deska je kovová síťovina potažená oxidem olovnatým;
• Pomocí separátoru jsou kladné a záporné desky od sebe odděleny a nedotýkají se;
• kryt baterie a tělo jsou vyrobeny z odolného plastu, odolného vůči mechanickému a chemickému namáhání;
• Desky baterie vyrobené ze střídavých kladných a záporných prvků vyplňují celou kapacitu baterie.

Taková konstrukce a složení jsou typické pro různé typy akumulátorů. Existují servisované a neservisované modely. Výrobky druhého typu neznamenají možnost doplňování elektrolytu a nevyžadují údržbu po celou dobu životnosti.

Konstrukční vlastnosti moderních baterií

Dlouhý a bezproblémový provoz autobaterie je možný s použitím vysoce kvalitních baterií a včasnou údržbou zařízení. Moderní modely baterií mají díky konstrukčním prvkům dlouhou životnost. V závislosti na typu, značce a modelu baterie mohou výrobci použít následující technická řešení:

• Díky radiálnímu provedení mřížky a výrobě desek vytlačováním buněk z pevného plechu je možné zachovat chemickou strukturu kovu, což má pozitivní vliv na technické vlastnosti výrobku;
• Použití slitiny olova a stříbra jako materiálu pro výrobu mřížky zvyšuje pevnost desek. Zároveň snížení hmotnosti a tloušťky mřížky dosahuje 30 procent, životnost baterie se zvyšuje o 0 procent;
• Ve standardním pouzdře baterie je instalován větší počet desek vyrobených technologií extruze. To umožňuje zvýšit kapacitu baterie a její provozní dobu;
• použití separátorů se skelnými vlákny umožňuje eliminovat vibrace a rozsypávání materiálu během chemické reakce a zachovat aktivní hmotu roštů;
• přidání modifikátorů do elektrolytu působí proti houstnutí kapaliny při nízkých teplotách. Vodivost zůstává stejná a vnitřní odpor se nezvyšuje;
• Aby se zabránilo zkratům, jsou desky umístěny v separátorech vyrobených ve tvaru obálek s utěsněnými okraji. Tato konstrukce zabraňuje vypadávání sedimentů ze separátoru, čímž se minimalizuje riziko zkratů.

Moderní baterie mají i další vlastnosti. Technologie se neustále vyvíjejí. Výrobci zavádějí inovativní nápady, které zlepšují kvalitu výrobků.

Pouzdro a kryt

Jedním z hlavních prvků každé baterie je pouzdro a kryt. Tyto moduly jsou vyrobeny z odolného, chemicky odolného plastu, který odolává změnám teploty a vlhkosti. Materiál je neutrální vůči kyselinám, zachovává si pevnost a těsnost po celou dobu používání baterie.

Desky

Každá baterie má sadu záporných a kladných elektrod, které se nazývají katoda a anoda. Záporná elektroda je vyrobena z houbovité olovnaté hmoty, kladná elektroda je vyrobena z oxidu olovnatého a je porézní.

Přidání dalších materiálů do olova umožňuje vyloučit rychlé vybíjení baterie. Takové prvky zpomalují proces sulfatace a umožňují zvýšit kapacitu baterie o 70 procent. Moderní modely baterií se vyrábějí z čistého olova, očištěného od nečistot. Díky této vlastnosti je možné zvýšit výkon daného startovacího proudu.

Elektrolyt

Elektrolyt nalitý do každé baterie je směs sestávající z 35 procent kyseliny sírové a 65 procent destilované vody. Vysoká hustota elektrolytu zabraňuje zamrznutí baterie v silných mrazech. Čím vyšší je toto číslo, tím lepší je baterie.

Oddělovač

Aby se desky oddělily a zabránilo se jejich vzájemnému kontaktu, každá baterie obsahuje separátory. Tyto prvky jsou vyrobeny z chemicky neutrálního plastu, revertexu nebo ebonitu. Separátor odděluje záporné desky od kladných.

Mikrovlákno se používá k výrobě separátorů pro moderní modely baterií. Tento materiál je high-tech, plní funkci udržování elektrolytu uvnitř baterie. Desky jsou obaleny mikrovláknem a pevně zabaleny do baterie.

Svorky a zástrčky

Póly na každé baterii jsou vyrobeny z olova. Kladný a záporný pól jsou připojeny ke kontaktům elektrického systému vozidla. Pokud má být baterie během provozu servisována, její kryt má plnicí zátky odpovídající počtu plechovek. Tyto zátky lze odšroubovat, změřit hladinu elektrolytu a doplnit destilovanou vodu.

Jak funguje autobaterie

Každá baterie funguje díky nepřetržité chemické reakci, která probíhá mezi deskami. Když se baterie vybije, oxid olovnatý se na katodě redukuje a olovo se oxiduje na anodě. Z kyseliny se v důsledku sulfatace uvolňuje vodík, který reaguje s kyslíkem z anody. V důsledku chemické reakce se generuje elektrická energie.

Proces nabíjení zahrnuje obnovu kyseliny sírové a tvorbu oxidu olovnatého. Hustota elektrolytu a kapacita baterie se zvyšují. Po celou dobu její životnosti probíhají neustálé procesy nabíjení a vybíjení baterie. Majitel je povinen sledovat hladinu elektrolytu.

Typy autobaterií

Všechny baterie uvedené na trhu se dělí na servisované a bezúdržbové. Produkty uvedené jako první jsou vybaveny zátkami pro kontrolu hladiny a doplnění kapaliny. Bezúdržbové modely nevyžadují během používání preventivní údržbu.

Baterie s tekutým elektrolytem

Modely baterií s tekutým elektrolytem jsou navrženy pro 3–5 let provozu. Pro prodloužení životnosti je vhodné pravidelně kontrolovat hladinu elektrolytu a v případě potřeby kapalinu doplňovat. Takové baterie jsou na trhu nejoblíbenější.

EFB baterie

Baterie vyrobené technologií EFB jsou vybaveny destičkami obalenými mikrovláknem. Kontaktní plocha s destičkami je zvětšena, což zvyšuje kapacitu a výkon. Takové baterie nejsou servisované, jejich životnost je 4-5 let.

AGM

Konstrukce baterií vyrobených technologií AGM zahrnuje ventily pro odvádění plynu. Mezi desky je umístěno vlákno s elektrolytem v pórech. Proces sulfatace v takových bateriích je velmi pomalý. Životnost těchto baterií dosahuje 10 let, ale cena produktů je poměrně vysoká.

Gelové baterie

V bateriích tohoto typu je elektrolyt poměrně hustý kvůli přítomnosti přísad. Kapalina funguje také jako separátor. Takové baterie si zachovávají své technické vlastnosti po dobu 10 let, ale jsou několikanásobně dražší než standardní modely. Nevýhodou ALB je citlivost na zkraty.

Každý typ baterie má své výhody a nevýhody. Při výběru je nutné porovnat technické vlastnosti, cenu, provozní podmínky a další parametry produktů.