MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU
PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PIN - ẮC QUY 1. Mở đầu 2. Lịch sử hình thành 3.
Khái niệm chung về pin -ắc quy 4. Công suất pin 5. Tuổi thọ của pin 6. Các loại pin 7.
Nguyên liệu chế tạo pin
PHẦN II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1. Công nghệ sản xuất chung của pin - ắc quy 2.
Công nghệ sản xuất ắc quy chì – axit
PHẦN III VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĂQUY A. Nguồn
phát thải tiềm ẩn và kỹ thuật kiểm soát ở từng công đoạn 1. Quá trình oxi hoá tạo sản
phẩm oxit 1.1. Tạo sản phẩm oxit 40 1.2. Hệ thống băng truyền 1.3. Quá trình trộn hồ
nhão 1.4. Quá trình đúc riêng phần 2. Tạo bản cực 43 2.1 Tạo lưới hồ 44 2.2 Ngưng kết
thủy lực 44 2.3 Phân tách các bản cực 2.4 Đóng gói và bao bì 45 2.5 Quá trình tổ hợp
ăcquy B. Kỹ thuật ước tính phát thải. 1. Nguồn phát thải và kỹ thuật kiểm soát 47 1.1
Phát thải vào không khí 47 1.2 Phát thải vào nước 47 1.3 Phát thải vào đất 47 2. Kỹ thuật
ước tính phát thải 2.1. Đo trực tiếp 48 2.1.1. Lấy mẫu dữ liệu 2.1.2 Hệ thống dữ liệu quan
trắc phát thải liên tục 2.2. Cân bằng khối 2.3. Kỹ thuật tính toán 49 2.4. Nhân tố phát thải
50 C. Công nghệ tái chế ăcquy chì-axit phế thải 1. Cơ sở đề xuất công nghệ 2. Công nghệ
tái chế 54 3. Đánh giá và kết luận 61 KẾT LUẬN CHUNG 63 PHỤ LỤC 1. Bảng số liệu
tham khảo
19 29 CHÌ-AXIT
2. Một số công trình nghiên cứu hiện nay trên thế giới và tại Việt Nam TÀI LI ỆU
THAM KH ẢO 64
PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PIN - ẮC QUY 1. Mở đầu Trong kỹ thuật, pin được
định nghĩa là 1 thiết bị chứa năng lượng hoá học và có thể sử dụng trong ắc quy điện. Pin
gồm có các bộ phận hoá học như 1 hoặc nhiều pin điện, pin nhiên liệu và pin chảy. Vật cổ
nhất được coi như pin là pin Baghdad, từ giữa khoảng 250BC và 640AD. Sự phát triển
hiện đại của pin bắt đầu với pin Voltaic sáng tạo bởi nhà vật lý người Ý Alessandro Volta
vào năm 1880. Ngành công nghiệp pin trên toàn thế giới thu được 48 tỉ USD hàng năm
(số liệu năm 2005_wikipedia). 2. Lịch sử hình thành Có một vài bằng chứng – trong cấu
tạo của pin Baghdad (khoảng 250BC đến 640AD) rằng pin điện đã được sử dụng ở thời
cổ đại. Kiến thức cổ xưa trong lịch sử ngành điện chỉ ra rằng không có một mối quan hệ
liên tục nào được biết đến với sự phát triển của pin hiện đại. Giả thuyết những thiết bị
này có chức năng điện, mặc dù đáng tin cậy, nhưng vẫn không được chứng minh, vì
những thiết bị khai quật được ở Ai Cập không được xác nhận là pin. Cũng không có tài
liệu hay hình vẽ hoặc bằng chứng nào như dây hoặc vật mạ điện chứng minh mục đích sử
dụng của những vật thể này là pin điện. Vào năm 1748, Benjamin Franklin, tiến hành
những nghiên cứu cơ bản về điện, đã dùng thuật ngữ battery (pin) để diễn tả một mạng
các thiết bị chứa có thể sạc, được biết đến vào thời điểm đó ở dạng bình Leyden. Daniel
Gralath là người đầu tiên kết hợp rất nhiều bình Leyden thành một dãy để tích được nhiều
điện hơn. Thuật ngữ battery được dùng để miêu tả một loạt các khẩu súng đại bác trên đất
liền và trên biển, có thể đánh bại kẻ thù một cách hiệu quả. Vào năm 1786, trong khi
đang nghiên cứu ảnh hưởng sinh học của dòng điện, Luigi Galvani đã chế tạo ra một thiết
bị có thể tạo ra dòng điện bằng các tính chất hoá học, nhiều hơn dòng điện được tạo ra
bởi các máy phát tĩnh điện trước đây, mặc dù ở một điện áp thấp hơn – đó là pin điện (the
galvanic cell). Đây là một chu trình bao gồm 2 kim loại không đồng dạng nối với nhau,
cực dưới của chúng nhúng vào dung dịch muối. (2 kim loại giống nhau sẽ không tạo ảnh
hưởng điện hoá). Dạng tự nhiên của pin điện (thường gọi là pin Volta, hoặc pin điện hoá)
đã được Volta làm sáng tỏ một phần trong những năm 1790. Năm 1800 Volta xếp nhiều
pin điện thành 1 mạng lưới tạo thành pin Voltaic (the Voltaic pile). Rất nhiều người châu
Âu vẫn sử dụng từ pile để miêu tả pin volta - thứ mà ngày nay trong tiếng Anh là từ
battery. (Thuật ngữ battery không dùng đến khi tả tụ điện). Năm 1801, Volta trình diễn
pin Voltaic cho Napoleon Bonaparte (người sau này đã phong tước cho ông vì những phát
minh). Có thể thấy Volta đã tạo thành các ngăn bằng các xếp liên tục các lớp kẽm, giấy
thấm nhúng trong nước muối và bạc. Cộng đồng khoa học vào thời gian này còn gọi loại
pin này là pile (đơn giản vì Volta đã xếp 1 pin lên 1 pin khác) hoặc là accumulator (ăc
quy – vì nó chứa sự tích điện) hoặc là an artificial electrical organ (bộ phận điện nhân
tạo). Tất cả các pin điện hoá đều tạo ra 1 dòng electron chạy theo 1 hướng, được coi là
hướng dòng điện.
Dưới đây là lịch sử vắn tắt của các loại pin và cách sử dụng của chúng. Pin khô là loại pin
điện áp cao dòng thấp bán vĩnh cửu, được chế tạo ra vào đầu thế kỷ 19 từ lá bạc, lá kẽm
và giấy. Lá đĩa có đường kính 2cm, được xếp thành chồng dày và sau đó được nén trong
ống kính có nắp bịt và bộ phận ốc, hoặc đơn giản xếp đống giữa 3 que kính và tấm bịt
bằng gỗ. Đó là 1 loại của pin Voltaic, với điện thế ra thay đổi trong khoảng hàng kilovolt.
Thực tế đây là pin tĩnh điện. Nó giống như 1 pin khô vì ngoài không khí ẩm, không có
chất điện phân nào khác. Năm 1880 William Nicholson và Anthony Carlisle dùng pin để
phân tích nước thành hiđrô và oxy. Cùng lúc Humphry Davy cũng quan tâm về ảnh
hưởng hoá học này. Davy nghiên cứu sự phân ly của các chất (gọi là chất điện phân).
Năm 1813 ông sáng chế ra pin cặp 2000 tấm dựa trên nền móng của Hội đồng khoa học
hoàng gia Anh, bao phủ 889 ft2 (83m2). Từ đây, Devy suy luận rằng chất điện phân là
chất tác dụng trong pin Voltaic tạo ra dòng điện. Năm 1820 nhà nghiên cứu người Anh
John Frederic Daniell đã phát triển pin Voltaic. Pin Daniell bao gồm bản đồng và kẽm và
sunfat đồng và kẽm. Nó được dùng trong máy điện báo và chuông cửa. Một vài nhà
nghiên cứu về pin đã gọi pin Daniell là pin trọng trường vì lực trọng trường đã giữ 2
muối sunfat tách rời nhau. Tên gọi crowfoot cell (pin rạn) cũng được sử dụng phổ biến vì
hình dạng của điện cực kẽm trong pin. Pin Daniell Giữa 1832 và 1834 Michael Faraday
hướng dẫn thí nghiệm với 1 vòng tròn sắt, điện kế nối với 1 pin. Khi pin được nối hoặc
ngắt, kim điện kế bị lệch. Faraday còn phát triển quy luật thay đổi ion trong phản ứng hoá
học của pin. Năm 1839 William Robert Grove phát minh ra pin nhiên liệu đầu tiên, loại
pin tạo ra năng lượng điện bằng cách kết hợp hiđrô và oxy. Grove cũng tạo ra 1 dạng
khác của pin Voltaic sử dụng điện cực kẽm và platin. Các điện cực này được đặt vào 2
axit ngăn cách bởi màng. Pin Bunsen Những năm 1860 George Leclanché người Pháp
phát minh ra pin kẽm – cacbon. Đây là pin ướt, các điện cực được nhúng vào dung dịch
điện phân. Nó thô, dễ sản xuất và có tuổi thọ hợp lý. Một dạng pin khô được phát triển
thêm sau này bằng cách bao kín pin và thay dung dịch điện phân bằng bột ướt. Pin
Leclanché là 1 loại của pin sơ cấp (không sạc được). Cũng vào những năm 1860,
Raymond Gaston Planté phát minh ra pin chì – axit. Ông nhúng 2 tấm mỏng chì rắn –
ngăn cách bởi lớp cao su – vào dung dịch axit sunfuric pha loãng để tạo ra loại pin thứ
cấp (sạc được). Tuy nhiên, phát minh đầu tiên có tuổi thọ rất ngắn. Khoảng 1881, Émile
Alphonse Faure, cùng các đồng nghiệp, đã tạo ra loại pin sử dụng hỗn hợp chì oxit cho
tấm điện cực dương. Chúng có tác dụng tăng tốc độ phản ứng và tăng hiệu quả. Năm
1878, pin không khí được sáng chế. Năm 1897, Nikola Tesla nghiên cứu ra pin cacbua
nhẹ và pin chưa oxy-hiđrô. Năm 1898 Nathan Stubblefield nhận bằng sáng chế
(US600457) cho một loại pin tạo ra từ dây đồng và dây sắt bọc vải cắt trong 1 cuộn, loại
pin này cần được chôn trong đất ẩm: cuộn điện phân giống như 1 loại “pin trái đất” (earth
battery). Thomas Edison năm 1900 cũng phát minh ra pin nickel, và năm 1905 – pin
nickel - sắt. Điện thoại thời đầu phải có pin đặt ở từng cái, thường là 1 đôi pin khô cao
6inch. Đầu thế kỷ 20, chúng được thay thế bằng pin chì – axit có thể sạc được. Hướng
dẫn của pin khô D năm 1896 dẫn tới việc ánh sáng điện thay thế đèn dầu hoặc nến. Các
phương tiện chạy bằng điện dùng pin trở nên phố biến vào đầu thế kỷ 20, cung cấp năng
lượng bởi pin chì – axit có thể sạc. Sau đó chúng bị thay thế bằng ô tô năng lượng gas khi
bộ đánh điện được phát minh, dựa trên độ dao động thấp và chậm của tốc độ ô tô điện.
Khi bộ thu nhận sóng vô tuyến ống chân không trở nên phổ biến những năm 1920, chúng
sử dụng pin - sự tiêu thụ chính. Trong vòng 1 vài năm bộ pin bị thay thế bởi năng lượng
cung cấp từ điện từ các thiết bị khác hơn là thiết bị cầm tay hoặc thiết bị dùng trong
những vùng không có điện. Trong thời kỳ chiến tranh thế giới thứ 2, Samuel Ruben và
Philip Rogers Mallory phát minh ra pin thuỷ ngân, và vào những năm 1950 Russell S.Ohl
chế tạo 1 dạng silicon có thể tạo các electron tự do, và vào năm 1954 Gerald L. Pearson,
Daryl M.
Chapin và Calvin S. Fuller sản xuất được nhiều dạng gắn vào nhau, tạo ra pin mặt trời
đầu tiên. Năm 1956 Francis Thomas Bacon phát minh pin năng lượng hiđrô – oxy. Năm
1959 ở phòng thí nghiệm ở Parma, Ohio của công ty pin Eveready, Lewis Urry phát minh
ra pin kiềm nhỏ. Vào những năm 1960, các nhà nghiên cứu người Đức sáng chế ra pin
chì – axit có chất điện phân dạng gel. Pin Clark, đặt theo tên người phát mình – Josiah
Latimer Clark, trong rất nhiều năm được sử dụng như một pin tiêu chuẩn cung cấp điện
áp chuẩn. Nó bị pin Weston thay thế vào năm 1905 (loại pin này được sử dụng đến năm
1972). Từ đó, tiêu chuẩn điện áp của US được quy theo tiêu chuẩn điện áp nối tiếp
Johnson, yêu cầu sử dụng chất siêu dẫn ở nhiệt độ thấp. Ở đây, phép đo tần số dao động
dòng qua các chỗ nối xác định sự thay đổi điện áp qua chỗ nối ấy. Hầu hết các chất rắn
hoặc vật ướt có đủ ion để dẫn điện đều có thể đóng vai trò chất điện phân trong pin. Ta có
thể cho 2 chất điện phân vào trong 1 quả chanh, củ khoai tây, thuỷ tinh... và tạo ra 1
lượng điện nhỏ. Năm 2005, đồng hồ 2 củ khoai tây rất phổ biến, chúng gồm 1 đôi pin,
mỗi chiếc là 1 của khoai tây (hoặc 1 quả chanh ...) được nhét 2 chất điện phân vào, nối
với nhau tạo thành 1 cục pin có đủ điện áp để cung cấp cho 1 chiếc đồng hồ. Bạn có thể
tạo pin Voltaic riêng của mình sử dụng những đồng xu và khăn tắm. Trộn muối và nước
(lượng muối nhiều nhất mà nước có thể chứa) và nhúng khăn tắm vào nước muối. Sau đó
tạo pin bằng các đồng xu và nickel. Quan sát điện áp và dòng điện tạo ra. Thử với số lớp
khác nhau, các kim loại khác và quan sát sự thay đổi điện áp. Một trong những loại pin
đơn giản nhất bạn có thể tự tạo là pin cacbon - kẽm. Khi có 1 bình axit sunfuric, cho 1
que kẽm vào và ngay lập tức axit sẽ phản ứng với kẽm, khí hiđrô thoát ra, que kẽm và
axit nóng lên. Phân tử axit phân ly thành 3 ion: 2 ion H+ và 1 ion SO42Kẽm trên bề mặt
mất 2e- trở thành Zn2+. Zn2+ kết hợp với SO42- tạo ZnSO4, hoà tan vào dung dịch axit.
Electron từ kẽm kết hợp với H+ của axit tạo khí hiđrô thoát ra khỏi điện cực. Bây giờ nếu
nối 1 sợi dây giữa cực kẽm và cực cacbon: dòng electron qua dây, kết hợp với hiđrô trên
cực cacbon, tạo H2. Sử dụng dòng e chạy qua dây đó để đo điện áp dòng điện do pin tạo
ra. 3. Khái niệm chung về pin - ắc quy: Pin là một thiết bị chuyển hoá trực tiếp hoá năng
thành điện năng. Pin bao gồm 1 hoặc nhiều pin voltaic (cell). Kí hiệu quy ước không nói
lên số lượng pin voltaic (cell). Điểm cực dương hay điện cực là đường kẻ ngang dài hơn,
làm từ chất rắn hoặc chất lỏng, chia các điểm cực. Các điểm cực của chúng không được
nối điện trực tiếp. Hình vẽ cho thấy: không có đường nối điểm cực âm ở đỉnh pin với
điểm cực dương ở đáy pin, nhưng thực tế chúng được nối điện trực tiếp. Chất điện phân
là các ion phản ứng hoá học ở các điện cực. Hoá năng được chuyển hoá thành điện năng
nhờ các phản ứng hoá học chuyển các điện tích giữa điện cực và chất điện phân tại bề
mặt của chúng. Những phản ứng như vậy được gọi là faradaic (cảm ứng), làm cho dòng
điện có thể truyền qua pin. Thực ra, phản ứng không truyền điện tích (non-faradaic) vẫn
xảy ra ở bề mặt phân cách điện cực - chất điện phân. Phản ứng không truyền điện tích là
1 nguyên nhân khiến cho pin voltaic (thường là pin chì – axit ở ắc quy ô tô) sụt giảm khi
không sử dụng. Khoảng năm 1800, Alessandro Volta nghiên cứu ảnh hưởng của các diện
cực khác nhau trong mạng lưới suất điện động (electromotive force – emf) của nhiều loại
pin voltaic khác nhau. Ông chỉ ra rằng E là hiệu của E1 và E2 liên quan tới 2 mặt phân
cách điện cực - chất điện phân. Do đó điện cực đồng nhất có E=0. Volta chưa thấy rằng
emf có liên quan tới phản ứng hoá học. Ông nghĩ rằng pin của ông là nguồn năng lượng
vô tận, và những ảnh hưởng hoá học liên quan (vd sự va chạm) chỉ gây phiền toái, khác
với Michael Faraday chứng minh vào năm 1830 đó là sản phẩm phụ của quá trình hoạt
động. Emf được đo bằng đơn vị volt. Pin voltaic thường được đánh giá trên thuật ngữ
volt. Điện áp qua các điểm cực của pin được gọi là điện áp cực (terminal voltage).Điện
áp cực của pin không thể sạc hoặc xả bằng với suất điện động của nó (điện áp xả nhỏ hơn
emf, còn điện áp sạc lớn hơn emf). Hầu hết pin voltaic ở khoảng 1.5volts do dạng tự
nhiên của phản ứng hoá học bên trong. Pin Liti có thể có 3volts hoặc hơn, vì hợp chất liti
có thế năng điện hoá cao. Tuy nhiên, hợp chất liti cũng rất nguy hiểm. Mô hình quy ước
của pin voltaic có điện trở trong như được vẽ phía ngoài pin. Đây là đương lượng
Thevenin, tuy nhiên nó đã đơn giản hoá vật lý và hoá học. Ở những mô hình chính xác
hơn (và phức tạp hơn), pin voltaic được hình dung như 2 bơm điện, mỗi cái ở 1 điểm cực
( phản ứng truyền điện tích xảy ra ở bề mặt phân cách điện cực - chất điện phân tương
ứng), được phân chia bởi điện trở trong ở mức độ lớn phụ thuộc vào chất điện phân. Kể
cả khi đã đơn giản hoá, cũng chưa thể giải thích tại sao hoá tính của pin voltaic lại phụ
thuộc mạnh vào tốc độ xả của nó. VD 1 pin được xả nhanh (nhưng không hoàn toàn) sẽ
tự hồi lại sau thời gian chờ, trong khi pin xả chậm (hoàn toàn) lại không hồi nhanh. Mô tả
đơn giản nhất về pin gồm có các đại lượng: điện áp, điện trở trong và công suất. Theo
quy tắc, năng lượng của pin bằng với tích của suất điện động và công suất của nó. 4.
Công suất pin: Công suất của pin để chứa điện tích thường được diễn tả bằng đơn vị
ampere hours (1A.h=3600coulombs). Nếu 1 pin có thể cung cấp 1A trong 1h, nó có công
suất 1A.h. pin có càng nhiều nguyên liệu điện cực và chất điện phân thì có công suất càng
lớn. 1 pin AAA mỏng có công suất ít hơn 1 pin D loại lớn hơn, mặc dù nó có chung phản
ứng hoá học tạo ra cùng điện áp cực (vd pin kiềm). Vì phản ứng trong pin, công suất của
pin phụ thuộc vào điều kiện tự xả như cường độ dòng, thời gian của dòng, điện áp cực
cho phép của pin, nhiệt độ và các yếu tố khác. Các nhà sản xuất pin sử dụng công cụ
chung để xác định cách đánh giá pin của họ. Pin được xả ở một tốc độ dòng ổn định trong
thời gian không đổi (vd 10 hoặc 20h) tới 1 set điện áp 1 pin. Như vậy pin 100A.h cung
cấp 5A cho 20h ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất của pin là khác nhau ở những tốc độ xả khác
nhau. Khi xả ở tốc độ thấp, năng lượng của pin được sử dụng hiệu quả hơn xả ở tốc độ
cao (định luật Peukert). 5. Tuổi thọ của pin: Ngay cả khi không tháo ra khỏi gói, mỗi năm
pin sơ cấp (dùng 1 lần) mất 2-25% điện tích ban đầu. Tốc độ này phụ thuộc đáng kể vào
nhiệt độ, vì thường phản ứng hoá học xảy ra mãnh liệt hơn khi nhiệt độ tăng. Đây chính
là tốc độ tự xả (self discharge rate) và phụ thuộc vào phản ứng không truyền điện tích
(không tạo dòng), xảy ra bên trong pin ngay cả khi không sử dụng. Pin nên được để ở nơi
có nhiệt độ thấp để giảm tốc độ này xuống. Một số người đã thử để pin không sử dụng
trong tủ lạnh hoặc máy làm lạnh để tăng tuổi thọ của pin. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp
đều làm giảm hiệu suất. Pin có thể sạc (rechargeable battery) tự xả mạnh hơn pin kiềm
dùng 1 lần, tới 3%/ngày (phụ thuộc vào nhiệt độ). Dựa trên thời gian ngắn này, chúng
không nên bị vứt trong ngăn kéo, và sau đó dùng để cung cấp năng lượng cho đnè hoặc
radio nhỏ trong trường hợp khẩn cấp. Vì lí do này, nên giữ 1 vài pin kiềm. NiCd thường
đã “chết” khi bạn mua, và phải sạc trước khi sử dụng lần đầu. Hầu hết pin NiMH và
NiCd có thể sạc hàng trăm lần. Pin chì – axit có thể sạc có tuổi thọ thấp hơn. Do chấn
động, shock, nhiệt, lạnh và sự sunfat hoá các tấm chì, một số pin tự động chỉ được 6 năm
sử dụng. Pin dự trữ đặc biệt (dùng cho thiết bị khẩn cấp hoặc vũ khí) giữ chất điện phân
của pin ngăn cách với các tấm cho đến khi pin được kích hoạt, cho phép pin chứa đầy
chất điện phân. Thời gian của những pin này có thể là hằng năm hoặc hàng thập kỷ. Tuy
nhiên sản xuất chúng đắt hơn loại thông thường. 6. Các loại pin: Pin sạc được và pin
dùng 1 lần Pin có thể phân loại một cách chung nhất thành 2 loại: pin sạc được
(rechargeable) và pin không sạc được (non-rechargeable) – dùng 1 lần (disposable). Mỗi
loại đều được sử dụng rộng rãi.Pin không sạc được, còn gọi là pin sơ cấp (primary cell)
chỉ dùng 1 lần và vứt bỏ. Loại này dùng phổ biến ở các thiết bị cầm tay với độ sử dụng
cạn kiệt thấp, sử dụng không đều đặn hoặc xa các nguồn năng lượng liên tục. Pin sơ cấp
thường dùng cho đồng hồ và thiết bị truyền thông có năng lượng điện dùng không thường
xuyên. Pin sơ cấp không sạc được, vì phản ứng hoá học không dễ diễn ra theo chiều
ngược lại. Các nhà sản xuất pin không khuyến khích việc thử sạc pin sơ cấp. Ngược lại,
pin thứ cấp có thể sạc ngay sau khi chúng cạn kiệt. Việc này được thực hiện bằng cách
cung cấp dùng điện bên ngoài, đảo ngược phản ứng hoá học xảy ra khi sử dụng. Thiết bị
dùng để sạc pin gọi là bộ sạc. Loại pin sạc được lâu đời nhất còn sử dụng đến ngày nay là
pin ướt chì – axit. Loại pin này đáng chú ý ở chỗ nó có 1 hộp hở chứa chất lỏng, nên pin
cần được để thẳng đứng, bề mặt cần thông gió để tiếp xúc với khí hiđrô thoát từ pin khi
quá đầy. Pin chì – axit chứa lượng lớn năng lượng điện. Mặc dù vậy, nó có giá thành rẻ
và cường độ dòng lớn. Công nghệ sản xuất pin chì – axit cũng rất phổ biến ở Việt Nam,
vì vậy chúng tôi chọn công nghệ này để giới thiệu trong phần sau. Một dạng phổ biến của
pin chì – axit là ắc quy ô tô pin ướt hiện đại (modern wetcell car battery). Nó có thể cung
cấp 10.000 watts trong 1 thời gian ngắn và dòng ra cực đại từ 450 đến 1100 amperes. Một
dạng phát triển khác của chì – axit là pin dạng gel (gel battery), trở nên phổ biến trong
ngành công nghiệp tự động hoá như một sự thay thế cho pin chì – axit ướt. Pin dạng gel
chứa chất điện phân bán rắn để ngăn sự đổ ra, sự bốc hơi chất điện phân, hết khí, đồng
thời tăng điện trở để giảm ảnh hưởng của dao động và nhiệt. Một loại pin khác Absorbed
Glass Mat (AGM) treo chất điện phân trong 1bóng thuỷ tinh để đạt kết quả tương tự. Pin
sạc được còn có :NiCd, NiMH, Li-ion (sắp xếp theo độ tăng mật độ năng lượng và giá
thành) Các loại kích thước của pin - ắcquy: Kích thước pin thông thường liên quan đến
hình dạng, và vị trí cực của 1 cục pin. Pin hoá học sơ cấp Pin hoá học Điện áp pin Đặc
điểm Kẽm – cacbon 1.5 Rẻ Dùng cho những thiết bị cần dung lượng pin thấp Kẽm – clo
1.5 Rẻ Gần với pin Kẽm – cacbon nhưng tuổi thọ dài hơn Pin kiềm (kẽm – mangan
đioxit) 1.5 Điều tiết mật độ năng lượng Tốt cho sử dụng cạn kiệt mức độ cao và thấp Liti
(liti - sắt đisunfit) LiFeS2 1.5 Đắt Sử dụng cho pin thêm Liti (liti - sắt đisunfit) LiMnO2
3.0 Đắt Chỉ sử dụng cho những thiết bị dùng cạn kiệt mức độ cao hoặc có thời gian sử
dụng dài (dựa vào tốc độ tự xả thấp) như camera kỹ thuật số. Thuỷ ngân oxit 1.35 Sử
dụng cạn kiệt mức độ cao và điện áp ổn định (thường dùng cho đồng hồ số) Cấm ở hầu
hết các nước vì ảnh hưởng đến sức khoẻ Kẽm – không khí 1.35 – 1.65 Dùng chủ yếu cho
máy trợ thính Bạc oxit (bạc – kẽm) 1.6 Rất đắt Chỉ dùng (về phương diện thương mại) ở
pin hình cúc áo Pin nhiệt Nhiệt độ dự trữ cao Dùng cho các thiết bị quân đội. Pin hoá học
sạc được Hoá học Điện áp pin Đặc điểm Pin chì - axit Rẻ Mật độ năng lượng thấp
Thường dùng cho phương tiện, hệ thống báo và thiết bị cung cấp năng lượng liên tục
NiCd 1.2 Rẻ Sử dụng cạn kiệt mức độ cao/ thấp, điều chỉnh mật độ năng lượng Tốc độ tự
xả cao Vòng đời dài nhất (hơn 1500 vòng) Mật độ năng lượng thấp NiMH 1.2 Đắt, thiết
bị sử dụng cạn kiệt mức độ cao Điều tiết tốc độ tự xả Liti ion 3.6 Không phổ biến ở các
loại kích cỡ pin thường gặp Phổ biến ở pin laptop, MP3player, các thiết bị số cầm tay Tốc
độ tự xả rất thấp Pin NaS Pin Nickel - sắt Pin Natri – kim loại clorit Pin muối chảy Các
loại Pin thông dụng Dưới đây là hình ảnh một số loại Pin thông dụng có trên thị trường.
Pin Zinc carbon Điện áp 1.5V Đây là loại Pin đã có từ rất lâu. Pin carbon - kẽm có giá rất
rẻ. Đây là lựa chọn tốt cho các thiết bị tiêu thụ ít điện năng (đèn pin và đồ chơi). Các loại
pin trong nước sản xuất như pin con thỏ , con ó...thường thuộc loại này. Do có nội trở
cao, không sử dụng loại pin này cho các thiết bị như máy ảnh được. Pin có thể duy trì cho
các thiết bị có dòng nhỏ như đồ chơi, bảng điều khiển. Chú ý rằng, nếu dùng lâu mà
không kiểm tra, dung dịch điện phân trong Pin có thể sẽ chảy ra phá hỏng các tiếp điểm
gá pin, nếu chảy vào mạch điện, có thể gây chập, hỏng mạch. Nên kiểm tra thường xuyên
2-3 tháng hoặc thay luôn khi thấy có hiện tượng vỏ pin ẩm hoặc phồng (Có thể pin vẫn
còn cung cấp được điện, nhưng nếu để dùng tiếp, pin sẽ chảy) Mức tự xả của pin tròn
carbon kẽm tối đa là 4%/năm. Pin Alkaline (Pin kiềm) Điện áp 1.5V. Có thể mua được
pin loại này khá dễ dàng. Nếu bạn dùng với máy ảnh số thì thời gian sử dụng sẽ ngắn.
Tuy vậy với giá khá rẻ pin Alkaline vẫn là lựa chọn của nhiều người. Pin Alkaline có chất
lượng tốt trên thị trường do các hãng danh tiếng như Fuji hay Duracell sản xuất. Khi sử
dụng điện áp và khả năng chịu tải của pin alkaline giảm dần dần . Nhờ vậy, người dùng
có thể nhận biết được thời điểm hết pin. Pin alkaline có nội trở nhỏ, khả năng chịu tải
cao, có thể bảo quản trong nhiều năm, suy yếu trung bình 2%/năm. Pin có thể sử dụng tốt
cho những thiết bị tiêu thụ dòng nhỏ như đồng hồ treo tường hoặc điều khiển các loại như
Tivi, điều hòa... Chú ý về Pin như Pin Cacbon kẽm. Niken Cadimi (Ni-Cd) điện áp 1.2V
Ni-Cd, là Pin có nội trở nhỏ do đó rất phù hợp khi dùng với máy ảnh số, đèn flash.... Pin
này có số lần sạc lại nhiều nhất, lên tới 1000 lần, tuy nhiên bạn phải cẩn thận khi sử dụng
vì pin Ni-Cd rất độc. Một trong số các yếu điểm của pin Ni-Cd là điện thế giảm đột ngột
ở cuối chu kỳ xả. Sự giảm đột ngột này không nhanh bằng pin Ni-MH nhưng thấy rõ so
với pin Alkaline. Vì vậy, để tránh “cái chết đột ngột này” bạn nên có pin dự phòng khi đi
xa hay làm những việc quan trọng. Một đặc điểm Ni-Cd là hiệu ứng nhớ (memory effect).
Đây là hiện tượng suy giảm tuổi thọ nhanh chóng nếu không sử dụng pin đúng cách.
Hiện tượng này được giải thích như sau: khi bạn sạc pin Ni-cd với dòng sạc nhỏ hoặc
dùng pin không kiệt đã sạc lại thì một số hợp chất hoá học sẽ tích tụ ở cực âm của pin.
Nếu bạn tiếp tục
sạc kiểu lũy năng xả trước động sạc
này, các hợp chất tích tụ ngày càng nhiều thêm và làm giảm khả năng tích lượng. Cách
tốt nhất để tránh hiện tượng này là dùng pin cho đến hết hay khi sạc. Các bộ sạc pin NiCd tốt thường có nút bấm để xả pin rồi tự khi điện áp tụt đến mức thấp nhất.
Pin Ni-MH (Nickel Metal Hidride) Điện áp 1.2V. Pin Ni-MH dạng “AA” có thể dùng với
hầu như tất cả các thiết bị đang dùng pin Alkaline và Ni-Cd. Pin Ni-MH có khả năng lưu
trữ năng lượng tốt và nội trở nhỏ. Đây là lực chọn phổ biến vì pin Ni-MH có hiệu ứng
nhớ ít hơn Ni-Cd và dung lượng pin cao hơn hai lần pin Ni-Cd. Với pin này bạn có thể
sạc bất cứ lúc nào mà không cần phải xả pin.Tuy nhiên nếu dùng liên tục trong tình trạng
đó, pin vẫn bị chai. Ngoài ra nó có thể bị hỏng vì nhiệt nếu sạc quá lâu. Bạn nên sử sụng
bộ sạc pin chất lượng cao. Có điều khiển tự động để tránh điều này.Khi mua pin Ni-MH,
bạn nên mua các loại có dung lượng cao (cỡ 1800mAh trở lên). Trên thị trường có thể
mua pin Ni-MH của các hãng như Sanyo, Panasonic, Sony... có dung lượng 20002500mAh với giá khoảng 140.000 - 250.000 đ/vỉ 4 viên cỡ AA. một lưu ý nữa là không
nên dùng sạc của pin Ni-Cd cho pin Ni-MH để tránh cháy, nổ pin nhất là khi dùng bộ sạc
nhanh. Sau khi sạc hãy bỏ pin khỏi bộ sạc để tránh hao điện trong pin. Pin silver oxide
(oxit bạc) Điện áp 1.5V. Đôi khi ta thấy Pin này có điện áp 6V hoặc 12V. đó là do có
nhiều pin nhỏ nối tiếp ở bên trong. Pin này hoạt động được trong môi trường nhiệt độ
thấp, nội trở nhỏ và có khả năng chịu tải xung. Pin silver có độc tính cao không thông
dụng do giá rất đắt. Bạn có thể thấy loại pin này trong một số loại đồng hồ, máy trợ thính,
và các máy ảnh tiêu thụ ít năng lượng. Ngoài ra, do Pin khi hết không chảy nước nên rất
được ưa chuộng khi gắn trực tiếp lên bo mạch như Pin CMOS trong máy vi tính. Cấu tạo
chi tiết pin bạc – oxit. Pin Lithium-lon (Li-lon) Điện áp 3.7V Pin Li-ion hiện nay được sử
dụng trong nhiều trong các thiết bị cao cấp như điện thoại di động, PDA, máy ảnh đắt
tiền và máy tính xách tay...nó có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn pin Ni-Cd và Ni-MH
trên cùng một dung tích, nhưng cũng đắt hơn nhiều do công nghệ chế tạo và chất liệu
được sử dụng. Trong mỗi viên pin Liion thường có mạch điều khiển quá trình sạc và bảo
vệ pin. Một khối Pin máy tính xách tay có thể có nhiều viên Pin (Cell) ghép lại để có
được điện áp và dòng đủ lớn. Ví dụ Pin có điện áp 14.8V tức là có 4 viên Pin 3.7V nối
tiếp nhau (4 cells). Pin Li-ion suy giảm chất lượng theo thời gian bất kể bạn dùng hay
không dùng nó. Vì vậy khi mua pin, bạn cần được đảm bảo rằng pin mới được sản xuất.
Bạn có thể sạc pin bất cứ lúc nào, đầy hay hết không quan trọng nhưng Pin sẽ giảm chất
lượng sau mỗi lần sạc. đó là lý do tại sao các chương trình kiểm tra pin (Battery
monitoring) trên máy tính xách tay đếm cả số lần sạc pin. Thường thì tuổi thọ của Pin
khoảng 500 lần sạc, nhưng khi đó Pin chỉ còn 20-30% dung lượng so với ban đầu. Cấu
tạo chi tiết pin Li-ion Pin Lithium-Polymer Là thế hệ pin mới và cũng và điện thoại di
động cao phân lỏng như hầu hết các hơn nhiều so với các loại bất kỳ hình dạng nào. Như
chiều dày 2mm. Đựng trong (Li-Po) Điện áp 3.7V đắt tiền nhất nên chỉ xuất hiện trong
các thiết bị PDA cấp. Pin Li-Po có chất điện phân dạng rắn khác với điện loại pin khác.
Điều đó có nghĩa nó có trọng lượng nhẹ pin khác và nhà sản xuất có thể chế tạo pin Li-Po
với Pin theo hình bên là Pin cho PDA SONY NR70V. Pin chỉ có túi Polimer và có dòng
cung cấp tới 1200mAh. Pin Li-Po nhẹ và có khả năng lưu trữ năng lượng nhiều hơn bất
kỳ loại pin nào kể trên vì vậy rất được ưa chuộng và sử dụng phổ biến trong các thiết bị
cầm tay hiện nay . Các chú ý về cách sử dụng cũng như các đặc tính Pin này cũng như
Pin Li-ion. 7. • 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Nguyên liệu chế tạo pin:
Vật liệu anot:(từ chất kém nhất đến tốt nhất) Vàng Platin Thuỷ ngân Palađi Bạc Đồng
Hiđrô Chì Thiếc Niken Sắt Crôm Kẽm Nhôm Magiê Liti
• Vật liệu làm catot: (từ chất tốt nhất đến chất kém nhất) 1. Ferat 2. Oxit sắt 3. Oxit đồng
4. Iốt 5. Oxit thuỷ ngân 6. Oxit coban 7. Mangan đioxit 8. chì đioxit 9. Oxit bạc 10. Oxy
11. Niken oxyhiđrôxit 12. Niken đioxit 13. Bạc peoxit 14. Pemanganat (thuốc tím) 15.
Brômat Vì phần sau báo cáo trình bày về công nghệ sản xuất pin chì- axit nên chúng tôi
trình bày sơ qua các nguyên liệu chính (cụ thể sẽ được nêu trong phần thuyết trình về
công nghệ): Hộp nhựa co dãn Các tấm chì ở trong làm cực dương và âm Tấm tách làm từ
chất liệu xốp tổng hợp Chất điện phân, dung dịch pha loãng của axit sunfuric và nước,
được biết đến như axit ắc quy. Cực chì, điểm nối giữa pin và vật nhận năng lượng PHẦN
II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1. Công nghệ sản xuất chung của pin - ắc quy • Các tấm:
Có 2 loại chung: Faure và Plante. Faure, loại bột nhão, được sử dụng rộng rãi trong tự
động hoá. Trong sản xuất tấm bột nhão có rất nhiều bước: • Đặt lưới: Lưới là bộ xương
của tấm. Nó có 2 chức năng: hỗ trợ các kim loại hoạt động yếu và dẫn điện. Lưới được
làm từ hợp kim chì antimon được nấu chảy và đổ vào khuôn. Chì sạch rất mềm và dễ bị
tấn công bởi chất điện phân, và antimon được thêm vào để tăng độ cứng và điện trở đối
với ảnh hưởng của chất điện phân trong pin. Lượng antimon sử dụng thay đổi, nhưng
thường từ 8 - 10%. Quá trình đặt đòi hỏi một số kỹ năng, hợp chất kim loại thích hợp và
nhiệt độ của cả kim loại và khuôn đều rất quan trọng trong việc bảo vệ lưới khỏi chỗ rỗ.
Một số nhà sản xuất đặt cả 2 lưới cùng 1 lúc vào từng khuôn, và 2 tấm liên kết với nhau
dọc theo cạnh đáy. • Cắt lưới: Khi vật đúc đã được làm lạnh, chúng được đổ ra khỏi
khuôn và đưa qua máy nén hoặc máy cắt sẽ cắt đi cửa đúc và cạnh nhám. Lưới được
kiểm tra kỹ, những chỗ co, mất hoặc những khuyết điểm khác sẽ bị loại bỏ. Lưới được
đưa ra dán bột nhão.
Lưới đã cắt và chuẩn bị dán bột nhão
Giá treo nặng ở phía góc trên là cam dẫn điện dùng để truyền dòng điện đến dải. Những
vấu này sau đó được đốt khi lắp ráp pin. Dải vật liệu được thêm các điểm cực. Những
đường gân đứng của lưới chạy thẳng qua tấm, tạo tính cơ khí và tính dẫn điện, khi những
đường gân ngang nhỏ nằm ở bề mặt và mặt đối diện. • Bột nhão: Có rất nhiều công thức
cho bột nhão, sau đó được chuyển thành nguyên liệu hoạt động, và mỗi công thức là 1 bí
mật của nhà sản xuất. Cơ bản nhất là chì oxit, cả chì đỏ (Pb3O4) .Litharge (PbO), hoặc là
1 hỗn hợp của cả hai, được làm thành bột cùng với chất lỏng như axit sunfuric loãng.
Trộn oxit và chất lỏng tạo thành một loại bột nhão có tính toán trước cho lưới, cùng lúc
đưa ra số lượng thích hợp của chất liên kết sẽ gây ra trạng thái rỗ, đồng thời lien kết
nguyên liệu hoạt động, đặc biệt là ở cực dương. Chì đỏ thường chiếm ưu thế ở bột nhão
cực dương, và litharge ở cực âm, vì sự kết hợp này yêu cầu ít nhất năng lượng để hình
thành oxit nguyên liệu hoạt động.Các cực âm và dương Chì oxit dùng để chuẩn bị bột
nhão dán vào lưới là dạng bột, nếu khô sẽ rơi ra khỏi lưới. Trộn chúng với axit để tạo bột
nhão sẽ tạo sự kết dính. Axit sunfuric đặt oxit vào trạng thái nhão mong muốn, nhưng có
nhược điểm là gây ra phản ứng hoá học làm thay đổi tỷ lệ của oxit và chì sunfat làm cứng
bột. Khi sử dụng axit, cần làm nhanh ngay sau khi oxit được trộn cùng axit sunfuric để
tạo bột. Bột nhão có thể gồm cả những nguyên liệu kết dính như amoni hoặc magiê
sunfat. • Đặt bột nhão: Sau khi oxit được trộn tạo thành bột, chúng được dán vào lưới.
Công đoạn này có thể làm bằng tay hoặc bằng máy. Nếu làm bằng tay, chúgn được dính
vào mặt lưới bằng các công cụ gỗ (hình cái bay). Thời gian làm ngắn để bột không bị
cứng. Làm bằng máy có ưu điểm tạo được mật độ thích hợp (do có áp suất dính bột vào
lưới cùng lúc). • Làm khô bột: Bằng cách để nguyên trong không khí hoặc thổi khí qua
lưới, các tấm sau đó có thể cầm tay mà không bị mất bột từ lưới. Lưới kim cương
Philadelphia • Định dạng: Bước tiếp theo là chuyển bột nhão oxit thành nguyên liệu hoạt
động để kích hoạt pin. Đây là giai đoạn sạc kéo dài nhiều ngày. Ở một số nhà máy, các
tấm này được dựng lên trong bể, cực âm và cực dương xen kẽ trong 1 pin. Các cực dương
được kết nốt chung lại vào 1 nhóm và cực âm vào 1 nhóm khác, và dòng điện chạy qua
như khi sạc pin. Ở một số nơi khác cực âm và cực dương lại được định hình ở những bể
khcs nhau để tránh điện cực giả. Dòng điện truyền qua dần dần thay đổi hỗn hợp chì oxit
và chì sunfat, tạo thành Pb)2 trên cực dương và chì kim loại xốp trên cực âm. Sự hình
thành này diễn ra nếu hợp chất của 2 bột nhão là giống nhau. Sự khác nhau trong thành
phần là để bảo vệ tính chất rỗ và điều kiện vật lí phù hợp nhất với từng loại. Khi giai
đoạn định hình kết thúc, các tấm được rửa và làm khô, và sẵn sàng sử dụng. Nếu lưới 2
tấm được đặt cạnh nhau, chúng được cắt cùng chiều cao. Bước tiếp theo là cuộn, hoặc
nén cực âm sau khi chuyển chúng khỏi bể định hình (trở nên nhám bởi khí trong quá trình
định hình) chạm vào bề mặt lưới. Một lượng sunfat bỏ lại cùng với tấm để tạo nguyên
liệu hoạt động. Thiếu lượng này, bột dương sẽ chỉ là bột và khi khô sẽ rơi khỏi lưới. •
Phân tách: Chất tách được làm đặc biệt là gỗ đã xử lý. Công ty Willard đã đặt 1 lớp cách
điện làm từ sợi cao su. Chất điện phân được đưa qua lớp này từ 1 phía cách chất tách tới
phía kia, đảm bảo sự khuếch tán nhanh chóng của chất điện phân. Gỗ làm chất tách được
cắt thành dải có độ dày xác định. Những dải này qua đưa qua máy đào rãnh, sau đó được
cưa, và đun trong dung dịch kiềm nóng trong 24 giờ để trung hoà axit hữu cơ (như axit
axetic) – vì axit hữu cơ gây nguy hiểm cho pin. • Chất điện phân: Sunfua đioxit bị oxy
hoá thành sunfua trioxit, sau đó thêm nước, chuyển thành axit sunfuric. Axit đặc được
pha loãng với nước cất tới trọng lượng riêng xác định. • Bình Bình chứa các tấm, chất
tách và chất điện phân được làm từ hợp chất cao su.. Chúng được đổ khuôn, hoặc dán cao
su xung quanh lõi kim loại. Trong 1 số trường hợp bình cao su còn được lưu hoá ở nhiệt
độ thích hợp, đưa qua điện áp cao kể tránh vệt rạn, nứt có thể gây rò rỉ. Ở đáy bình có rất
nhiều sọc cứng tạo chỗ dựa chắc cho cac tấm, đồng thời có nhiều túi nhỏ dưới cái tấm thu
cặn rơi ra từ nguyên liệu hoạt động. • Bọc (covers) Vỏ được thiết kế đặc biệt để khí tập
trung ở phần dưới pin có thể dễ dàng thoát ra trong quá trình sạc, tạo khoảng trống cho
chất điện phân dãn nở khi nóng lên, đơn giản hoá sự kiểm tra, đổ đầy nước tinh khiết,
kiểm tra rò rỉ giữa vỏ và bình và giữa vỏ với cực chì, đồng thời đơn giản hoá việc sửa
chữa.Mặt cắt của lớp bọc đôi của pin (Top cover: vỏ phía trên Wood separator: tấm phân
tách bằng gỗ Lower covẻ: vỏ dưới Separator retainer: vật giữ tấm phân tách Height of
solution: chiều dài dung dịch Sealing compound: hợp chất dán kín Negative plate: tấm
âm Expansion chamber: phòng nở Positive plate: tấm dương Soft rubber gasket: miếng
đệm cao su mềm) • Dán quanh điểm cực: Để chổng rò giữa điểm cực và vỏ, rất nhiều
phương pháp được sử dụng. Một trong số đó dùng hợp chất dán. Một cách khác là dùng
điểm cực mảnh, hợp kim chì và vòng đệm cao su để tạo chỗ nối... Mặt cắt của pin loại cũ
Willard • Làm đầy ống hoặc thiết kế ống thông: Mức độ thấp (Vent tube: ống thông hơi
Filling tube: ống đổ đầy Vent hole: lỗ thông hơi) • Vỏ Vỏ cao su 1 mảnh (bình và vỏ được
làm 1 từ miếng cao su). Thiết kế này dùng để làm pin Radio A • Lắp ráp và dán kín Bước
đầu tiên là nung tấm dương và âm. Đỉnh của các vấu lồi ở các tấm sẽ bị nóng chảy. Nhóm
cực dương và âm sẽ tách khỏi nhau và chất tách được đưa vào giữa. Phía có rãnh của gỗ
tách hướng về phía cực dương. Nhóm dương và âm được lắp rắp cùng với l p phân cách
tạo thành pin. Trước khi pin được đặt vào bình chúng được kiểm tra kỹ lưỡng. Sau khi
bình và lớp bọc đã vào vị trí, hợp chất dán được làm nóng để tạo chỗ nối kiểm tra rò rỉ
giữa bình và lớp bọc. Pin hoàn chỉnh được lắp vào vỏ và kết nốt, nung điểm cực. Sau khi
đổ đầy chất điện phân, pin được sạc lần đầu tiên, có thể dài 1 ngày tới 1 tuần. Tốc độ sạc
chậm, vì các tấm đang bị sunfat khi lắp ráp. Trọng lượng riêng tăng lên 1.280 trong khi
sạc. 2. Công nghệ sản xuất ắc quy chì – axit: Ắc quy chì – axit: Đây là loại pin điện là
loại ắc quy sạc được phổ biến nhất hiện nay. Chúng cũng là thiết kế lâu đời nhất với tỷ lệ
công suất / khối lượng thấp nhất (bên cạnh pin niken - sắt), khoảng 300Wh/kg. Tỷ lệ
năng suất / thể tích cũng thấp hơn so với các loại pin khác. Tuy nhiên tỷ lệ năng lượng /
khối lượng lại cao. Chúng có giá thành rẻ và cung cấp dòng điện cao cần cho motor khởi
động. Ô tô hiện đại thường dùng chì – axit vì mục đích này. Ắc quy ô tô chì – axit cho 1
hệ thống 12 volt bao gồm 6 pin 2.1 V. Mỗi pin ( ở phía sạc) gồm các điện cực kim loại
chì Pb và oxit chì PbO2 ở chất điện phân vào khoảng 37% (hoặc 6-12M) axit sunfuric
H2SO4. Một số thiết kế hiện đại có chất điện phân được gel hoá. Ở phía xả 2 điện cực
chuyển thành chì II sunfat và chất điện phân hoà vào nước ( đây là lý do ắc quy chì axit
với chất điện phân dạng gel có thể làm lạnh). Một số người bán lẻ bán chất phụ gia hoá
học (hợp chất rắn và dung dịch lỏng) làm giảm sunfat, che kín và tạo điều kiện cho pin
khi thêm vào chất điện phân của ắc quy chì - axit thoát khí. Ắc quy chì – axit 6 pin có
điện áp chung như sau: Vòng mở được sạc đầy: 12.6 – 12.8 V Vòng mở xả hết: 11.8 –
12.0 V Duy trì quá trình sạc: 13 – 13.2 V
Sạc thư ng: 13.2 – 14.4 V Sạc cân bằng (dùng cho chì – axit ngập): 15 – 16 V Ngưỡng
khí: 14.4 V Sau khi sạc đầy điện áp trong sẽ sụt nhanh xuống 13.2 V và chậm dần xuống
12.6 V. Phản ứng hoá học (từ sạc đến xả): Anot (s oxy hoá): Pb + SO42- ↔ PbSO4 + 2e –
E0 = 0.356V Catot (sự khử): PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e – ↔ PbSO4 + 2 H2O E0 =
1.685 V Do hầu hết ắc quy chì – axit có pin mở với chất điện phân lỏng, sạc quá điện áp
sẽ tạo ra khí oxy và hiđrô bằng điện phân nước, tạo ra một hỗn hợp dễ nổ. Nên chú ý lời
cảnh báo vì dạng tự nhiên của axit sunfuric dễ phá hủy. Công nghệ sản xuất Ngành công
nghiệp sản xuất chì – axit được chia ra 3 bộ phận chính: ắc quy SLI:khởi động (starting),
bật đèn (lighting) và đánh lửa (igniton); ắc quy công nghiệp và ắc quy kéo (traction
battery). Ắc quy SLI được sử dụng ở các phương tiện. Ắc quy công nghiệp dùng cho
những nguồn cung cấp năng lượng liên tục và ắc quy kéo dùng cho các phương tiện năng
lượng điện. Ắc quy chì – axit được sản xuất từ thỏi hợp kim chì và chì oxit. Lưới ắc quy
được sản xuất bằng 2 cách: đổ chì nóng chảy vào khuôn, hoặc cắt (dập, giã) các tấm chì.
Bột nhão được sử dụng đổ vào các lưới là 1 hỗn hợp của bột chì oxit, nước và axit
sunfuric (dùng cho điện cực dương). Còn điện cực âm cũng có thành phần như trên
nhưng theo 1 tỷ lệ khác cộng thêm chất gây nở (thường là hỗn hợp bari sunfat, cacbon
đen và chất hữu cơ). Máy trộn ép những bột trên vào những khoảng trống trên lưới, tạo
thành các tấm. Những tấm này được xử lý trong vòng vài ngày ở 1 nhiệt độ khoảng 30 –
40 độ C và độ ẩm tương đối 90%. Trong quá trình này, tinh thể chì sunfat hình thành
trong cả khối. Những tấm này sau đó được ngăn lớp ở các cực âm và dương, có lớp cách
điện ở giữa. Chì được hàn thành dải ở mỗi tấm hoặc trên từng pin trong quá trình nung.
Tấm âm và dương được hàn một cách độc lập, và được nối với nhau, tạo thành pin. Ắc
quy sau đó được sạc qua quá trình hình thành ướt hoặc khô. Trong sản xuất ắc quy kéo,
những bộ phận chì trước khi lắp đặt cùng với những túi hình ống được đổ đầy bột chì oxit
bằng dao động tần số thấp và cao. Các ống kín được đặt trong 1 dung dịch pha loãng của
axit sunfuric trong khoảng 2 giờ, và được chuyển sang phòng xử lý trong vài giờ. Sau đó,
các tấm được nén và cực âm và dương được đặt xen kẽ trong máy gá. Các điểm cực được
gắn vào, và ắc quy được lắp ráp và tiến hành quá trình hình thành ướt. Đặt lưới Exide
Dán bột nhão vào tấm Exide Đặt các phần nhỏ ắc quy Exide Hình thành tấm cực dương
Exide Nung các tấm Exide thành nhóm Cắt và khía cạnh tấm gỗ phân tách Sạc pin Trộn
bột nhão Đổ khuôn lưới Phòng tạo bột nhão Dán bột nhão lên tấm Phòng hình thành
Phòng lắp ráp Kiểm tra lớp phân tách
Kiểm tra pin lần cuối Đổ khuôn lưới
Phòng trộn axit Kiểm tra và điều chỉnh pin
Đóng gói pin - ắc quy để chuyên chở
PHẦN III VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĂQUY CHÌ-AXIT
Trong phần I của báo cáo, chúng tôi đã đưa ra những nét tổng quát và lý do lựa chọn
phân tích công nghệ sản xuất ăcquy chì-axit. Phần II dưới đây chúng tôi đưa ra những
phân tích cụ thể hơn về những vấn đề môi trường trong quá trình sản xuất ăcquy chì-axit
và kèm theo đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường mà hiện nay đang được
sử dụng ở nhiều nước trên thế giới. A. Nguồn phát thải tiềm ẩn và kỹ thuật kiểm soát của
từng công đoạn. Nguồn phát thải chủ yếu từ quá trình sản xuất ăcquy chì-axit là bụi chì,
oxit chì, hơi axit. 1. Quá trình oxi hoá tạo sản phẩm oxit 1.1. Tạo sản phẩm oxit Chì oxit
sử dụng để tạo phần hồ nhão giữa các bản cực trong ăcquy. Trong quá trình này nguồn
chì thoát ra chủ yếu do rò rỉ các thiết bị và các hệ thống cũ hỏng. Nguồn phát thải chì •
Bụi chì trở thành bụi không khí do những luồng khí không thích hợp từ các quạt thông
gió • Chì oxit có thể thoát ra từ quá trình xử lý đúc thỏi chì và vận hành máy xay cầu. •
Do hoạt động tách xỉ từ lò nấu (Hình 1). • Từ họat động thu gom và lấy mẫu kiểm tra. •
Từ các hệ thống vận chuyển các điểm Hình1 : Tách xỉ từ lò nấu chuyển đổi trong quá
trình. • Từ quá trình bảo dưỡng và vệ sinh lò nấu mà yêu cầu đưa các dụng cụ vào bên
trong lò. K ỹ thuật kiểm soát • Tạo vỏ bọc bao lò nấu chì, và lò xỉ. • Tạo hệ thống băng
truyền kín với quạt thông gió ở các điểm chuyển tiếp. • Lắp đặt các van xả cao áp, tạo lỗ
thông cho hệ thống lọc tới các băng tải guồng xoắn để thông bụi phát sinh trong. H.2:
Bao kín băng tải guồng xoắn • Sử dụng quạt thông gió nội bộ quanh điểm phát sinh bụi. •
Đảm bảo cách ly các bể chứa với không khí bên ngoài để ngăn chặn sự ngưng tụ nưới
bên ngoài bể chứa. • Tự động hoá hệ thống rót chì lỏng. • Bọc các ống dẫn trước khi hút
bụi hoặc chuyển đến nơi khác Hệ thống vỏ bọc lò nấu chì và lò xỉ 1.2. Hệ thống băng
truyền Có thể sử dụng 4 hệ thống băng truyền • Băng truyền khí thổi. • Băng đai truyền. •
Drag link conveyor ? • Băng tải guồng xoáy. Nguồn phát thải tiềm ẩn • Do rò rỉ thiết bị
băng truyền.. H.4. Máy trộn hồ • Do các túi lọc bị rách. • Bụi chì phát thải từ các điểm
chuyển và nhận. Kỹ thuật kiểm soát • Sửa chữa và thay thế các túi lọc rách ngay khi phát
hiện. • Sử dụng khả năng tự bám dính của cao su neoprene để làm vòng đệm ở các khớp
nối tránh rò rỉ. • Ở những vị trí có thể, cung cấp hệ thống băng truyền kín hoặc băng
truyền.
guồng • • •
xoáy thay thế các băng đai truyền hở. Tạo các gờ mép băng truyền để hạn chế sự tràn.
Cung cấp các ống mềm để thường xuyên lau rửa thiết bị băng truyền. Tưới ướt sàn để ức
chế bụi.
1.3.Quá trình trộn hồ nhão Hồ nhão gồm PbO + H2O+ axit và một số hoá chất khác được
trộn lẫn tạo thành một hỗn hợp nhão. Nguồn thải chì chính trong quá trình này từ các máy
trộn khô. Chì thoát ra trở thành bụi không khí. Nguồn phát thải chì • Từ các băng tải. •
Phễu nạp liệu. • Cửa trộn hồ. • Sự thông gió không hợp lý có thể dẫn đến bụi vì phát tán
theo các dòng không khí. • Quá trình lau rửa và nạo máy trộn hồ. • Chì đóng rắn ở các
thùng, phễu nạp liệu, khi nhiệt độ cao các phễu trống chì trở thành bụi không khí Kỹ
thuật kiểm soát • Giữ các phễu nạp liệu không bị trống. • Đảm bảo đóng kín các cửa hở
của thiết bị khuấy trộn. • Không gõ hoặc va chạm mạnh vào thiết bị khuấy, phễu nạp liệu,
các ống dẫn hoặc thùng chứa bằng búa hoặc các công cụ khác. • Sử dụng chất dẻo hoặc
các vật liệu không trở nên ô nhiễm nặng khi kết hợp với oxit chì để phủ lên các thùng
chứa hồ nhão. • Lau bề mặt các thiết bị khuấy bằng lớp dầu nhẹ. • Dùng áp suất cao của
nước phun để rửa thiết bị khuấy thay cho dùng các dao nhựa để nạo. 1.4. Quá trình đúc
riêng phần Nguồn thải chính : khói chì và bụi chì oxit do: • Quá trình tải chì thỏi vào lò. •
Các gầu múc xỉ chứa chì oxit để ra ngoài hoặc lau rửa ngoài thùng bao lò xỉ. • Chì bám
đóng cặn trên bề mặt thiết bị. • Do sử dụng máy mài cát cho khuôn đúc. Kỹ thuật kiểm
soát • Giữ kín các cửa cabin xỉ khi xỉ rót vào thùng. • Làm lạnh chất thải dưới quạt thông
gió. • Không thêm mạt cưa vào xỉ. • Sử dụng chổi cán dài hoặc hệ thống tự động cho chì
thỏi vào lò. • Tránh sử dụng máy mài cát làm sạch khuôn đúc 2. Tạo bản cực
2.1 Tạo lưới hồ Nguồn phát thải chì chính trong quá trình này là do chì oxit của hồ nhão
đóng rắn ở dạng khô và dễ biến thành bụi. Nguồn phát thải • Chì oxit dạng khô đóng rắn
trên các thiết bị như máy trộn, phễu nạp, thiết bị chuyển hồ và các khu vực lân cận trở
thành bụi chì do sự dao động của các thiết bị (Hình 5) • Bụi chì bám trên găng tay, quần
áo, công cụ của làm việc của công nhân
Kỹ thuật kiểm soát • Phủ lên bề mặt thiết bị lớp dầu lạc hoặc nhão nước nhũ tương để
tăng hiệu quả kết dính chì oxit khô và dễ dàng cho việc lau rửa. • Sử dụng kỹ thuật ức chế
bụi như giữ ẩm cho sàn, sử dụng hợp chất. ức chế bụi hoặc hút bụi • Sử dụng vỏ bọc cho
động cơ để giảm bụi phát tán. • Cung cấp nước sạch ở dạng sương mù để hồ trở lạidạng
nhão tránh sự khô lại của vật liệu gây phát tán bụi (hình 7) 2.2 Ngưng kết thủy lực Chì
khô. Nguồn • •
H.6. Tràn
hồ
H.7. Nước dạng mù
phát thải trong quá trình này chủ yếu do việc di chuyển và xử lý các bản cực phát thải chì
Do di chuyển các bản cực khô hoặc để gần chỗ thông gió hoặc có nhiệt độ cao. Bụi chì từ
xử lý các túi vải dùng để bọc lưới chứa chì.
2.3 Phân tách các bản cực Sau khi các lưới chì oxit được tạo thành các bản cực được
phân tách để tạo thành ăcquy. Chì phát thải trong quá trình này chủ yếu trong công đoạn
cắt xếp các bản cực khô và các bản hỏng thải bỏ 2.4 Đóng gói và bao bì • Chì phát thải
chính ở công đoạn này là bụi chì bám dính trên quần áo, găng tay dụng cụ của công nhân
• Từ điểm nạp liệu và kết thúc của quá trình đóng gói. • Các bản hỏng thải bỏ. Máy đóng
gói Kỹ thuật kiểm so át • Không va chạm mạnh vào các bản cực trong khi thao tác. • Đậy
thùng hoặc bao chứa bản thải hỏng bằng tấm nhựa trước khi rời chúng ra khỏi vùng . 2.4
Quá trình tổ hợp ăcquy Nguồn thải chính : khói chì • Khói chì phát thải từ việc sử dụng
đèn xì để hàn. • Do di chuyển các bản cực vào và ra khỏi bể axit, lò khô và bệ đỡ. Kỹ
thuật kiểm soát và bảo dưỡng chung cho hệ thống • Đảm bảo một chu trình bảo dưỡng
định kỳ tổng hợp. • Đảm bảo các quạt thông gió làm việc ở vận tốc hợp lý. • Sử dụng hệ
thống hút bụi trung tâm cho chì oxit rò rỉ từ các thiết bị hoặc bị tràn. • Hút bụi các bề mặt
thiết bị và sàn nhà. • Sử dụng hợp chất ức chế bụi thay cho nước ở trong các vùng nấu
chảy oxi hoặc các xilo để ngăn sự cháy của oxit và sự trộn lẫn của nước vào chì nóng
chảy. • Giữ khu vực sàn và bề mặt làm việc quanh lò nấu chì và nơi chứa chì không bị chì
oxit bám dính. • Theo dõi sự rò rỉ của thiết bị và khắc phục ngay lập tức.
•
Định kỳ ngừng hoạt động các thiết bị để lau bụi lắng cặn.
HỆ THỐNG HÚT BỤI TRUNG TÂM B. Kỹ thuật ước tính phát thải. 1. Nguồn phát thải
và kỹ thuật kiểm soát 1.1. Phát thải vào không khí • Phát thải từ nguồn không cố định Sự
phát thải này không qua ống khói hoặc ống xả. Ví dụ bao gồm sự bay hơi axit từ các
thùng mở hoặc chì phát thải từ quá trình đúc, lấy mẫu, hoặc do tràn kim loại. Lượng phát
thải không cố định phát tán từ các rãnh ống hẹp, tháp áp mái, các cửa hở hay sự rò rỉ của
các van và thiết bị. Yếu tố kỹ thuật ước tính phát thải là phương pháp để chỉ ra sự mất
mát từ nguồn thải không cố định. • Điểm nguồn phát thải Những phát thải này phát tán
trong ống thông hơi hoặc ống khói sau đó phát tán vào không khí. Những chất phát thải
chính từ quá trình sản xuất ăcquy chì-axit là vật chất dạng hạt, chì, axit và một số kim
loại với hàm lượng nhỏ. Những thiết bị phổ biến được sử dụng để làm giảm nồng độ các
khí thải trước khi thải qua ống khói là thiết bị lắng bụi tĩnh điện, lưới lọc hoặc túi lọc và
các tháp rửa khí. 1.2.Phát thải vào nước Phát thải của các chất vào nước có thể được phân
ra các mức thải: • ở bề mặt nước. • vùng ven biển hoặc thuỷ vực. • dạng nư c mưa. Chì là
chất phát thải chính vào nước trong sản xuất ăcquy chì-axit. Nếu không có dữ liệu quan
trắc, phát thải vào nguồn nước có thể được tính toán dựa vào cân bằng khối, các kỹ thuật
tính toán hoặc sử dụng nhân tố phát thải. 1.3. Phát thải vào đất Những chất phát thải vào
đất bao gồm: chất thải rắn, cặn lắng, bùn lỏng, sự rò rỉ từ lưu trữ chất lỏng. Những phát
thải này có thể do: • từ bề mặt tích nước của chất lỏng và bùn lỏng • sự rò rỉ không được
kiểm soát 2. Kỹ thuật ước tính phát thải Kỹ thuật có thể được sử dụng để ước tính phát
thải từ các thiết bị: • lấy mẫu và đo trực tiếp. • cân bằng khối lượng. • xét nhân tố phát
thải. Sự lựa chọn kỹ thuật ước tính phát thải phải phù hợp với mục đích và công nghệ sản
xuất. Ví dụ có thể sử dụng cân bằng khối để ước tính cho sự phát thải từ nguồn không cố
định, hay đo trực tiếp cho phát thải từ các ống xả, sử dụng nhân tố phát thải cho sự rò rỉ
từ các bể chứa… 2.1. Đo trực tiếp 2.1.1. Lấy mẫu dữ liệu Mẫu kiển tra báo cáo thường
được xây dựng thành dữ liệu dạng kg/h hoặc g/m3 (tiêu chuẩn khô) Phương trình 1 đưa
ra dưới đây được sử dụng cho ước tính phát thải của một chất vào không khí từ quá trình
sản xuất ăcquy chì-axit sử dụng thiết bị lấy mẫu dữ liệu đặc biệt. Phương trình 1 : E = E :
phát thải hàng năm của một chất Ci : nồng độ của chất i trong dòng khí, mg/m3 Q : thể
tích theo tỷ lệ khí khô, m3/s (ĐK chuẩn 0*C, 1atm)
t : tổng thời gian thiết bị vận hành trong 1 năm, h/năm 3600: hệ số chuyển đổi giây/h
106 : hệ số chuyển đổi mg/kg BẢNG 1 chỉ ra kết quả những mẫu dữ liệu điển hình cho
phát thải chì từ các thiết bị sản xuất ăcquy chì-axit (số liệu từ đơn vị kiểm kê ô nhiễm
quốc gia Úc - NPI). Những số liệu này có thể được vận dụng với phương trình 1 để ước
tính chì phát thải khi không có các thiết bị lấy mẫu đặc biệt BẢNG 1 : Chì phát thải từ
thiết bị sản xuất ăcquy Nguồn Tỷ lệ (m3/s) Q Nồng độ chì (mg/m3) Ci Oxit nghiền Sự
chiết suất chính Ống rót 2 5 1 0,1 0,03 0,02 2.1.2 Hệ thống dữ liệu quan trắc phát thải
liên tục. Hệ thống này cung cấp một bản ghi về phát thải liên tục theo thời gian, thường
được báo cáo dưới nồng độ chất ô nhiễm. Nồng độ một chất ô nhiễm đã biết, tỷ lệ phát
thải được tính bởi: nhân nồng độ chất đó với thể tích khí hoặc chất lỏng theo tỷ lệ (bảng
1) 2.2. Cân bằng khối Một cân bằng khối xác định số lượng của chất vào và ra của toàn
bộ quá trình hay một số thiết bị. Phát thải được tính do sự khác nhau giữa đầu vào và ra
của chất được liệt kê. Sự tích tụ hay suy giảm của một chất sẽ được tính toán trong phép
cân bằng khối này. 2.3. Kỹ thuật tính toán Đây là phương pháp ước tính phát thải dựa vào
đặc tính vật lý, hoá học của chất và các quan hệ toán học. Trong sản xuất ăcquy chì-axit,
sự phát thải của axit sunfulric H2SO4 có thể được ước tính qua tính toán nồng độ của
sunfur trioxit SO32- phát thải từ vùng nạp ăcquy. Điều này dựa trên sự tổng hợp của tất
cả sunfur trioxit tạo thành axit sunfulric. Phương trình 2 mô tả sự tính toán này: Phương
trình 2: CH2SO4 = CSO3 CH2SO4 , CSO3 : nồng độ của axit sunfulric và sunfur trioxit
g/m3 hoặc ppm MH2SO4 , MSO3 : khối lượng phân tử của axit sunfulric và sunfur
trioxit g/mol 2.4. Nhân tố phát thải Nhân tố phát thải là một công cụ được sử dụng ước
tính phát thải vào môi trường. Nó liên quan tới số lượng những chất phát thải từ một
nguồn tới một số hoạt dộng xã hội theo đó. Thường được biểu diễn bởi khối lượng chất
phát thải trên một đơn vị khối lượng, thể tích, khoảng cách hoặc khoảng thời gian hoạt
động. Phương trình 3 sử dụng nhân tố phát thải để ước tính chì phát thải: Phương trình 3
Ei = A EFi Ei : tỷ lệ phát thải của chất ô nhiễm i, kg/năm A : tỷ lệ hoạt động 1000
ăcquy /năm EFi : nhân tố phát thải không kiểm soát được của chất ô nhiễm i, kg/1000
ăcquy Nhân tố phát thải phát triển cho một quá trình riêng biệt có thể được áp dụng cho
các quá trình khác nếu một nhà máy có một số quá trình vận hành và kích cỡ tương tự.
Đồng thời từ một nguồn phát thải cũng có thể áp dụng cho một số nguồn khác
tương tự. Bảng 2 dưới đây đưa ra các nhân tố phát thải: BẢNG 2 : Nhân tố phát thải dạng
hạt, chì, axit sunfulric Quá trình Nhân tố phát thải (kg/1000 ăcquy ) Dạng hạt Chì H2SO4
tỷ lệ nhân tố Đúc lưới Trộn hồ nhão Chì oxit (túi lọc) 3 quá trình (cắt xếp bản cực, đốt
cháy, tổ hợp ăcquy) Thu hồi chì từ lò Hệ thống khô Đúc riêng phần nhỏ Tổng sản phẩm
0,8 – 1,42 1,0 – 1,96 0,05- 0,1 13,2-42 0,7-3,03 NA 0,09 56,82-63,2 0,35-0,4 0,5-1,13
0,05 4,79-6,6 0,35-0,63 ND 0.,05 6,94-8 NA NA NA NA 14-14,7 NA ND B B Chì B B B
C NA (Nguồn USEPA AP-42, 1995. NA – not applicable, ND – no data available) Mọi
nhân tố phát thải đều đánh giá qua tỷ lệ. Hệ thống này được phát triển bởi cục bảo vệ môi
trường Mỹ (USEPA) và cục bảo vệ môi trường Châu Âu (EEA). Hệ thống này dùng
chung cho tất cả các ngành và lĩnh vực công nghiệp Các mức đánh giá: A - rất cao
(excellent) B - trên trung bình (above average) C - trung bình (average) D - dư i trung
bình (below average) E - nghèo (poor) U - không xét tỷ lệ (unrate)
NAC. Công nghệ tái chế ăcquy chì-axit phế thải 1. Cơ sở đề xuất công nghệ Ngành công
nghiệp sản xuất ăcquy là một ngành sản xuất phức tạp được tổ hợp từ nhiều kim loại và
vật liệu khác nhau. Nó tạo ra sản phẩm tiêu dùng trực tiếp sử dụng vào cuộc sống. Vì vậy
sau khi đã qua sử dụng, ăcquy nói chung và ăcquy chìaxit nói riêng bị thải ra sẽ trở thành
chất thải bao gồm cả chất thải dạng rắn và lỏng. Nguồn tiêu thụ chì lớn nhất là trong
ngành công nghiệp sản xuất pin và ăcquy thuộc dòng chì-axit. Do vậy nguồn phát thải chì
lớn nhất cũng từ ngành trong công nghiệp này. Một ăcquy chì-axit đã qua sử dụng còn
chứa một lượng chì lớn nếu bị thải ra môi trường không có kiểm soát sẽ tác động xấu tới
môi trường và con người. Theo tiêu chuẩn Việt Nam và hầu hết các tiêu chuẩn môi
trường quốc tế chì thải ra từ ăcquy chì-axit đã qua sử dụng được xếp vào loại chất thải
nguy hại. Lấy ví dụ một ăcquy chì – axit có khối lượng 14kg có thành phần 80% là chì,
12% axit ( dung dịch H¬2SO4), 8% chất dẻo. Các thành phần trên là khác nhau đối với
từng loại ăcquy và có sự thay đổi giữa ăcquy đã qua sử dụng và ăcquy mới. Số liệu so
sánh được thể hiện ở bảng 1. BẢNG 1: So sánh sự khác nhau của thành phần các hợp
chất giữa ăcquy mới và ăcquy đã qua sử dụng (cho ăcquy loại 14kg) Thành phần ăcquy
Ăcquy mới (%) (%) Chì kim loại Hồ hoạt động (PbO) Hồ ăcquy (PbO2, PbSO4) Chất
dẻo (PVC, PP, PE) Dung dịch axit (H2O+H2SO4) Vật liệu khác (giấy, ebonite) 28-30 3536 7-8 26-27 0.3-1 28-30 48-50 7-8 12-13 0.3-1 Ăcquy đã qua sử dụng
Sự khác nhau lớn nhất về thành phần của ăcquy mới và ăcquy đã qua sử dụng là thành
phần hồ nhão có trong ăcquy. Hỗn hợp này hình thành từ quá trình oxi hoá chì trong
ăcquy mới và sự giảm dần nồng độ dung dịch axit. Tổng lượng chì chứa trong ăcquy đã
sử dụng bao gồm 45% ở dạng kim loại, 55% ở dạng muối chì ( PbSO4, PbO, PbO2). Số
luợng của các vật liệu còn lại không bị ảnh hưởng bởi các quá trình xảy ra bên trong
ăcquy nên tỷ lệ phần trăm được giữ nguyên. Tất cả những vật liệu này đều có tác động
đến môi trường nếu chúng bị thải ra một cách không hợp lý. Thực tế tất cả những vật liệu
chứa trong ăcquy đều có thể thu hồi và tái chế. Tái chế ăcquy chì-axit không chỉ bao gồm
sản phẩm chì tái chế mà còn tái chế chất dẻo (dạng hạt, PVC, PE, PP ). Một ăcquy được
tái chế chỉ tạo ra 25% chất thải, do đó sự thu gom và tái chế ăcquy đã qua sử dụng có khả
năng giảm tới 75% lượng chất thải, trong khi nếu không tái chế rõ ràng sẽ tạo ra 100%
lượng rác thải. Tái chế cũng là một quá trình công nghiệp có tác động tới môi trường ,
năng lượng và tài nguyên vì vậy hoạt động này cũng có những tích cực và hạn chế đi
kèm. Công nghiệp tái chế ăcquy chì axit là một trong những ngành đã phát triển trên thé
giới thế giới đặc biệt tại các nước phát triển. Năm 1990 có khoảng 85% ăcquy đã qua sử
dụng được tái chế và khoảng 47% chì sản xuất trên thế giới là từ chì thứ phẩm được tái
chế. Năm 1996 khoảng 96% các loại ăcquy chì axit được tái chế (số liệu từ Battery
Council International) Tái chế ăcquy chì-axit đóng góp một phần quan trọng vào việc bảo
tồn nguồn nguyên liệu. Đó là một giải pháp môi trường đúng đắn và thích hợp, các nước
phát triển trên thế giới đã thực hiện và thu được những kết quả khả quan. Ở một số nước
Châu Âu ví dụ ở Ý việc thu gom và tái chế ăcquy chì axit đã qua sử dụng do một tổ chức
đảm nhận có tên là COBAT. Họ có một hệ thống thu gom ở rất nhiều thành phố trên cả
nước. Hơn 3000 thùng chuyên dụng dung để chứa ăcquy phế thải được đặt ở các thành
phố. Năm 2000 tổ chức này đã thu gom được 94% tổng số ăcquy thải ra từ đó 96000 tấn
chì được thu hồi và 34 triệu lít axit H2SO4 được trung hòa. Chì tái chế chiếm 49% tổng
sản phẩm chì ở Ý. Năm 2002 ở Ý thu gom dược 96% chì ăcquy đã qua sử dụng, Thụy
Điển 95%, ở ÚC 90%-95%, Đan Mạch 95%, Thụy Sỹ 95%. Tái chế ăcquy đã qua sử
dụng mang lại tác động sau tích cực sau: • Bảo tồn nguồn nguyên liệu, và tài nguyên
(giảm thiểu sử dụng nguồn tài nguyên sơ cấp). • Tiết kiệm năng lượng . • Tiết kiệm không
gian và chi phí cho bãi chứa phế thải . • Các vật liệu bao gồm kim loại và chất dẻo được
thu hồi và tái sử dụng, cung cấp trở lại cho sản xuất. • Đảm bảo giữ được những kim loại
thuộc chất thải nguy hại ở một chỗ giảm thiểu s phát tán. Tái chế ăcquy chì-axit bao gồm
cả ba hướng xử lý về mặt môi trường cho chất thải nguy hại đó là :quản lý, giảm thiểu và
xử lý. Nó bao gồm toàn bộ các khâu trong quá trình tái chế từ thiết kế và đặt các thùng
thu gom chuyên dụng, đến vận chuyển, lưu giữ, xử lý tái chế và cuối cùng là khâu xử lý
chất thải do chính quá trình tái chế tạo ra. Ở Việt Nam nhu cầu về sử dụng phương tiện
giao thông cá nhân gia tăng trong những năm gần đây theo đó nhu cầu cung cấp ăcquy
cũng tăng. Mặt khác công nghệ phát triển sử dụng năng lượng sạch và chế tạo các dòng
ăcquy không thuộc hệ chì- axit ở Việt Nam là chưa đáp ứng được nhu cầu đó. Theo số
liệu của báo điện tử VNexpress ra ngày 27/10/2001, số lượng phương tiện giao thông của
- Xem thêm -
.DOCX 
32 
351 
113 
