연 축전지의 주액구(鉛 蓄電池의 注液口)

 

연 축전지의 주액구(鉛 蓄電池의 注液口) Lead Storage Battery Filling Hole

 

전해액 및 증류수를 넣기 위하여 덮개 위에 마련된 구멍으로 주액과 배기의 기능을 겸하기도 한다.

연 축전지의 배기구 마개(鉛 蓄電池의排氣栓) Lead Storage Battery Ventilating Cap

 

Ventilated Type에서 충전 중에 발생된 가스로 인하여 올라오는 황산무를 여과하여 황산분은 축전지로 내려 되돌려 보내고 가스만을 배기공을 통하여 외부로 배기시켜, 외부 화기로 인한 내부인화 폭발을 방지하는 구조로 되어 있다.

연 축전지의 환수 촉매형 마개(鉛 蓄電池의 還收 觸媒栓)   

  Lead Storage Battery Catalyst Cap

 

환수촉매전은 Sealed Type 축전지에만 장착되며, 축전지 충전 중 내부에서 발생하는 산소, 수소 혼합 가스를 고성능 촉매반응에 의해 수증기로 변환시켜 촉매장치 외기 내벽에 의해 냉각후 물로 환원하여 다시 전지 내로 되돌려 보내는 구조로 되어 있다.

충전             촉매

2H₂O  →  2H₂↑ +  O₂↑ →  2H₂O

환수촉매장치의 구조는 산소와 수소의 혼합 가스로 이것은 촉매 용기를 통과하여 촉매에 도달한다. 혼합 가스에 섞여 있는 황산분은 촉매용기(다공성 세레니움)에서 제거되고 수소가스만 촉매에 작용한다. 촉매에 작용한 가스는 촉매반응에 의하여 수증기화 되어 외기의 내벽 등에 의하여 냉각후 물로 환원되고 생성된 물은 전해액으로 환원된다. 시일형은 상기 작용을 연속으로 반복하여 전해액의 감소가 거의 없다. 만약 충전기 고장으로 축전지의 내부에서 과잉 가스 발생시는 촉매 반응 없이 기공으로부터 대기중에 방출된다.(산소, 수소가스는 우선 비산 방지부에서 유황산 비산이 제거되며 촉매용기의 미다공(微多孔)에서 재차 유황산 분무(噴霧)가 제거되며 활성 촉매에 흡착되어 화학반응을 일으킨다. 이때의 반응열로 수증기가 생성된다) 촉매전은 5년 정도 사용 후 교체하여야 한다.

 

취급시 유의사항으로는 촉매전 뚜껑을 떼어내거나 열을 가하지 말고 던지거나 충격을 가하지 말 것. 균등, 회복충전 종기의 촉매전 표면온도 상승은 정상이어야 한다. 가격은 개당 4～5천원으로 기존의 일반 전지는 규격이 맞지 않는다. 촉매전 및 배기전에는 물기가 닿지 않도록 조심한다. 축전지를 1개월이상 미 사용시 또는 이동시는 촉매전을 빼내어 정방향 즉 나사 부분이 아래로 내려가도록 놓아둔다. 여유분의 촉매형 마개를 확보해 둔다.

또한, 방폭. 비산 방지장치는 충전 말기 전해액의 수분이 전기분해되고 산소 가스와 수소 가스가 발생하며, 분무상유황산(噴霧狀硫黃酸) {산분무(酸噴霧)}을 수반하여 축전지의 외부로 탈출하고, 이 가스는 폭오기(爆嗚氣)이며 부근에 발화물질이 있으면 축전지내 가스에 인화되어 폭발의 위험이 있다.

연 축전지 기전력의 특성(鉛 蓄電池 起電力의 特性) Lead Storage Battery Electromotive Force

 

단전지(1Cell) 1개당 기전력은 대략 2[V]이며, 개로(충전 또는 방전하지 않는 상태의 단자)전압은 전해액 비중 및 온도에 따라 약간의 차이가 있으나 무시될 정도이기 때문에 연 축전지의 공칭전압은 단전지(1 Cell)당 2[V]이다.

연 축전지의 기전력과 비중과의 관계 (鉛 蓄電池의 起電力과 比重과의 關係)

 

전해액의 비중과 기전력의 관계는 단전지(1 Cell) 1개당 다음 식으로 나타낸다.

기전력 E[V] = 전해액 비중 + 0.85

예를 들어,

가. 만 충전시의 비중이 1.215(25℃)일 때의 단전지당 기전력은?

(고정 축전지인 경우)  E = 1.215 + 0.85 = 2.065[V]

                             즉, 기전력은 2.065[V]이다.

나. 완전 방전시의 비중이 1.140(25℃)일 때의 단전지당 기전력은?

(고정 축전지인 경우)

E = 1.140 + 0.85 = 1.99[V]

즉, 완전 방전시에는 기전력이 1.99[V]로 된다.

연 축전지의 기전력과 온도와의 관계 (鉛 蓄電池의 起電力과 溫度와의 關係)

 

기전력은 전지 온도가 상승하면 높아지고, 1[℃]에 대하여 단전지당 0.2～0.3[mV] 정도로 변화한다. 따라서 온도에 따른 기전력의 변화는 극히 작은 값으로 실용상 무시하여도 된다.

연 축전지의 방전중의 전압변화(鉛 蓄電池의 放電중의 電壓變化)

 

방전중의 전압변화는 일반적으로 방전이 진행됨에 따라 서서히 하강하다 어느 한도에 이르면 급히 하강한다.

또한, 방전전의 기전력보다 방전중의 단자전압이 더 낮은 것은 다음 식에서 볼 수 있는 바와 같이 내부저항에 의한 방전 때문이다.

V = E - Iㆍr

여기서, V : 단자전압[V]       E : 기전력[V]

        I : 방전전류[A]       r : 겉보기 내부저항[Ω]

이때, 축전지가 방전하게 되면 전해액의 비중이 저하하고 따라서 기전력도 떨어진다.

또한, 축전지가 방전하면 겉보기 내부저항이 커지며, 만 충전시의 겉보기 내부저항을 1이라 하면 완전 방전시에는 2～3으로 커진다.

연 축전지의 충전중의 전압변화(鉛 蓄電池의 充電중의 電壓變化)

 

충전중의 전압변화는 일반적으로 충전이 진행됨에 따라 점차 전압이 상승하다가 어떤 최고치에 도달하면 더 이상 충전하여도 거의 변화가 없으므로 충전을 중단한다.

또한, 충전중의 기전력보다 충전중의 단자전압이 더 높은 것은 다음 식에서 나타낸 바와 같다.

단자전압 V = E + Iㆍr

여기서, E : 기전력[V]

V : 단자전압[V]    I : 충전전류[A]  r : 겉보기 내부저항[Ω]

축전지를 충전하면 전해액 비중이 상승하고, 따라서 기전력도 상승하게 된다. 그리고 전해액중의 수분이 전기분해 되어 음, 양극판을 가스가 둘러싸게 되고 이것이 가스전극을 형성하게 되어 가스 과전압이 된다.