Cấu tạo của bình ắc quy xe nâng chủ yếu sử dụng các cell ắc quy axít - chì (Lead Acid Battery). Nó làm nguồn khởi động của các động cơ dùng nguồn điện một chiều DC, động cơ dùng nguồn điện xoay chiều AC.

I. Khái niệm ắc quy xe nâng:

Ắc quy xe nâng liên quan đến hoạt động của xe nâng điện. Không nói quá khi cho rằng nó chính là trái tim của một chiếc xe nâng điện ngồi lái và xe nâng điện đứng lái. Nó là thành phần đắt giá nhất trên xe.

Ắc quy xe nâng chủ yếu sử dụng các cell ắc quy axít - chì (Lead Acid Battery), nó làm nguồn khởi động của các động cơ dùng nguồn điện một chiều DC, động cơ dùng nguồn điện xoay chiều AC, động cơ đốt trong - là nguồn điện dự trữ đảm bảo cung cấp điện liên tục trong khoảng thời gian nhất định.

– Bình ắc quy xe nâng nói riêng và bình điện nói chung là các cell ắc quy có vỏ nhựa và bên trong là các ngăn riêng. Số ngăn tùy thuộc vào điện áp định mức bình:

+ Ắc quy 6V thường 3 ngăn (2,1V/1Cell)

+ Ắc quy 12V thường 6 ngăn (2,1V/1Cell)

II. Cấu tạo cơ bản của ắc quy:

1. Cấu tạo:

- Vỏ bình:

+ Chế tạo từ các loại nhựa ebonit, axphantopec.

+ Để tăng độ bền vững và khả năng chịu axit, người ta ép vào bên trong bình một lớp lót chịu axit dày 0,6 mm bằng poluclovinlim > tăng tuổi thọ vỏ bình.

+ Phía trong vỏ chia thành những vách ngăn riêng biệt, ở đáy mỗi ngăn có 4 sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống > tránh được hiện tượng chạm chập do sunfat chì tạp ra khi xả.

+ Các ngăn ắc quy được nối tiếp với nhau bằng cầu nối > bình điện.

- 2 Điện cực +, - từ Cell đầu và Cell cuối bình điện.

- Dung dịch điện phân: H₂SO₄ và nước.

Tấm lưới điện cực: Tạo độ bền cần thiết cho điện cực, mặt khác nó tập trung dòng điện > giảm điện trở cho điện cực.

- Mỗi ngăn (Cell) gồm vài điện bản cực âm và dương, từ chì nguyên chất và oxit chì có độ xốp và độ bền cao > điện dung ắc quy lớn + tuổi thọ đảm bảo.

- Khối bản cực và xen kẽ cách điện với nhau qua qua tấm ngăn có độ xốp cao. Các bản cực cùng loại (+, -) được hàn vào vấu cực theo số lượng quy định và tạo thành khối bản cực.

Cấu tạo ắc quy xe nâng

2. Nguyên lý hoạt động của ắc quy xe nâng:

Nạp điện:

- Quá trình phóng/xả điện: diễn ra nếu như giữa hai cực ắc quy có một thiết bị tiêu thụ điện, ta đổ dung dịch axit sunfuric vào các ngăn bình thì trên các bản cực sẽ sinh ra lớp mỏng chì sunfat (PbSO4). Vì chì tác dụng với axit theo phản ứng:

PbO + H₂SO₄ → PbSO₄ + H₂O

- Đem nối nguồn điện một chiều vào hai đầu cực của ăc quy thì dòng điện một chiều được khép kín qua mạch ắc quy và dòng điện đi theo chiều: Cực dương của nguồn một chiều → Dung dịch điện phân → Đầu cực 2 của ắc quy → Cực âm của nguồn một chiều. Dòng điện một chiều sẽ làm cho dung dịch điện phân phân ly:

+ H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2- Tại cực âm, Cation H⁺ theo dòng điện đi về phía bản cực nối với âm nguồn điện và tạo thành phản ứng tại đó:

2H⁺ + PbSO₄ → H₂SO₄ + Pb

+ Tại cực dương, Các anion SO4^2-chạy về phía chùm bản cực nối với dương nguồn điện và cũng tạo thành phản ứng tại đó:

PbSO₄ + H₂O + SO4^2- → PbO₂ + 2H₂SO₄

- Từ các phản ứng hóa học trên ta thấy quá trình nạp điện đã tạo ra lượng axit sunfuric bổ sung vào dung dịch điện phân, đồng thời trong quá trình nạp điện dòng điện còn phân tích ra trong dung dịch điện phân khí hydro (H₂) và oxy (O₂), lượng khí này sủi lên như bọt nước và bay đi.

- Do đó nồng độ của dung dịch điện phân trong quá trình nạp điện được tăng lên. Ắc quy được coi là đã nạp đầy khi quan sát thấy dung dịch sủi bọt đều (gọi đó là hiện tượng sôi). Lúc đó ta có thể ngắt nguồn nạp và xem như quá trình nạp điện cho ăc quy đã hoàn thành 95-98%.

Phóng điện:

- Nối hai bản cực của bình ắc quy xe nâng đã được nạp điện với một phụ tải, ví dụ như một bóng đèn thì năng lượng tích trữ trong ắc quy sẽ phóng qua tải, làm cho bóng đèn sáng. Dòng điện của ắc quy sẽ đi theo chiều: Cực dương của ắc quy (đầu cực đã nối với cực dương nguồn nạp) → Tải (bóng đèn) → Cực âm của ắc quy → Dung dịch điện phân → Cực dương của ắc quy. Quá trình phóng điện của ắc quy, phản ứng hoá học xảy ra trong ắc quy như sau:

+ Tại cực dương: PbO₂ + 2H+ + H₂SO₄ +2e → PbSO₄ + 2H₂O

+ Tại cực âm: Pb + SO₄^2- → PbSO₄ + 2e

- Như vậy khi ắc quy phóng điện, chì sunfat lại được hình thành ở hai bản cực, làm cho các bản cực dần trở lại giống nhau, còn dung dịch axit bị phân thành cation 2H⁺ và anion SO₄^2- , đồng thời quá trình cũng tạo ra nước trong dung dịch, do đó nồng độ của dung dịch giảm dần và sức điện động của ắc quy cũng giảm dần.

- Kết thúc quá trình nạp thì ắc quy trở lại trạng thái ban đầu: Cực dương gồm: PbO₂, cực âm là Pb.