Свинцовые аккумуляторы необслуживаемые: Типы свинцово-кислотных аккумуляторов • Ваш Солнечный Дом

Свинцово-кислотные аккумуляторы в Томске

Общие сведения

Свинцовые аккумуляторы являются наиболее распространенными среди всех существующих в настоящее время химических источников тока. Их масштабное производство определяется как относительно низкой ценой, так и разработкой разных вариантов этих аккумуляторов, отвечающих требованиям широкого круга потребителей. Их разделяют на четыре основные группы; стартерные, стационарные, тяговые и портативные (герметизированные(SLA)).

Номинальное напряжение одного элемента составляет 2 В. Номинальное напряжение батареи равно числу элементов, умноженному на 2. Напряжение разомкнутой цепи свинцово-кислотных аккумуляторов линейно возрастает с ростом степени заряженности аккумулятора. По значению напряжения разомкнутой цепи можно судить о степени разряда свинцового аккумулятора. Номинальной емкостью свинцово-кислотного аккумулятора считается емкость, полученная при разряде в течение 20 ч, т.е. током 0,05С. Отдаваемая аккумулятором емкость значительно зависит от тока разряда, который может достигать нескольких С.

Стационарные аккумуляторы используются в энергетике, на телефонных станциях, в качестве аварийного источника тока и т.д. Обычно они работают в режиме непрерывного подзаряда.

Тяговые аккумуляторы предназначены для электроснабжения электрокаров, подъемников, электромобилей и других машин. Действуют в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс.

Стартерные аккумуляторы

Стартерные аккумуляторы, предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания и энергообеспечения устройств машин. В последние годы в основном производятся необслуживаемые аккумуляторы. К недостаткам относят невысокие удельную энергию и наработку, плохую сохранность заряда, выделение водорода. В конце зарядного процесса традиционных аккумуляторов происходит бурное газовыделение, напоминающее кипение электролита. Это ведет к потере воды из-за ее электролитического разложения и испарения вместе с образующимися газами. Для стартерных аккумуляторов, работающих в умеренном климате, рекомендованная плотность электролита равна 1,26-1,28 г/см3, а для районов с жарким (тропическим) климатом — 1,22-1,24 г/см3. В необслуживаемых аккумуляторах достигнуто значительное снижение газовыделения, которое обеспечивает эксплуатацию аккумуляторов без доливки воды в течение всего срока работы. Для максимального использования ресурса полностью необслуживаемой аккумуляторной батареи необходимо обеспечить стабильное зарядное напряжение, обеспечивающие минимальное разложение воды при заряде аккумуляторов. Владельцы автомобилей должны более внимательно относиться к обеспечению исправной работы электрооборудования. Прежде всего, это касается натяжения ремня привода генератора, исправности самого генератора, регулятора напряжения, отсутствия утечек тока в системе электрооборудования или сигнализации и ряда других факторов. Необслуживаемые автомобильные аккумуляторы оснащены индикатором состояния заряженности: шарик-поплавок зеленого цвета расположен над пластинами, который всплывает, когда электролит при заряде достигает определенной плотности. Эта величина соответствует минимальной степени заряженности (60-65% от номинального значения), последующее увеличение плотности электролита (до 100 % заряда) не меняет показания индикатора. В случаях понижения уровня электролита до оголения пластин, информация индикатора о состоянии заряженности батареи прекращается. При работающем индикаторе его информация относится только к одной из шести банок (ячеек) аккумуляторной батареи. Следовательно, когда появляется дефект в другой банке информация индикатора становится бесполезной и не отображает действительную работоспособность аккумулятора. Существуют стартерные герметизированные автомобильные аккумуляторы с иммобилизованным электролитом, различные по используемой технологии:

• создание загущенного (гелеобразного) электролита;
• адсорбция жидкого электролита в сепараторах с высокой объемной пористостью.

Емкость герметизированных свинцовых аккумуляторов с иммобилизованным электролитом на 15-20% меньше, чем батарей со свободным электролитом одинакового объема и массы. Технология производства аккумуляторов с адсорбированным жидким электролитом немного дешевле, но емкостные показатели хуже, чем у автомобильных аккумуляторов с гелеобразным электролитом. Свинцовые аккумуляторные батареи с иммобилизованным электролитом являются герметизированными, но не являются герметичными. Во всех свинцовых герметизированных аккумуляторах есть предохранительный клапан, который служит для стравливания избыточного давления внутри аккумулятора. Нормальная эксплуатация герметизированных свинцовых автомобильных аккумуляторов возможна при соблюдении гораздо более жесткого диапазона регулирования зарядного напряжения, чем при эксплуатации необслуживаемых аккумуляторов с жидким электролитом.

Разрядная емкость аккумулятора зависит от целого ряда конструктивных и технологических параметров, а также от условий эксплуатации аккумулятора. Саморазряд аккумуляторов в значительной мере зависит от температуры электролита. При температуре ниже 0°С у новых аккумуляторных батарей он практически прекращается. Поэтому хранить автомобильные аккумуляторы рекомендуется в заряженном состоянии при низких температурах (до -30 °С). Потери емкости свежеизготовленного аккумулятора за счет саморазряда как правило не превышают 2-3 % в месяц. Но при эксплуатации они быстро увеличиваются.

Герметизированные (SLA) аккумуляторы

Герметизированные (SLA) свинцовые аккумуляторы используются для питания приборов, инструмента, в системах бесперебойного питания, аварийного освещения. К их достоинствам относятся более низкая стоимость по сравнению со стоимостью других портативных аккумуляторов, широкий интервал рабочих температур. Недостатками являются невозможность хранения в разряженном состоянии, трудность изготовления аккумуляторов малых размеров. Для создания данных аккумуляторов, был предпринят ряд мер:

• в аккумуляторе применяется иммобилизованный (обездвиженный) электролит, который сохраняет высокую электропроводность серной кислоты;
• для снижения вероятности выделения водорода применяются сплавы свинца с кальцием, иногда легированного алюминием, сплавы свинца с оловом и другие;
• в отрицательный электрод закладывается емкость больше, чем в положительный.

Портативные SLA аккумуляторы выпускаются в виде батарей, которые собраны в едином призматическом контейнере из пластмассы или резины (моноблочная конструкция). Контейнер, крышка и выводы аккумуляторной батареи загерметизированы. Клапанное приспособление для сброса газа при излишнем давлении состоит из резинового клапана и отражателя, служащего для улавливания капель электролита. Воздух в аккумулятор через него не поступает. При выборе герметизированной свинцовой аккумуляторной батареи большой емкости следует внимательно отнестись к использованному в ней способу иммобилизации электролита, поскольку известно, что в высоких аккумуляторах со стекловолокнистым сепаратором (технология AGM) со временем отмечается расслоение электролита. Такие аккумуляторы стараются проектировать высотой не более 35 см. Современные герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи обладают достаточно высокими удельными энергетическими характеристиками (до 40 Втч/кг и 100 Втч/л). Они работоспособны в буферном режиме при нормальной температуре в течение продолжительного периода (более 10 лет), а при циклировании обеспечивают несколько сотен циклов до потери 20 % емкости. Герметизированные свинцовые аккумуляторные батареи работоспособны в интервале температур от -30 до +50 °С, чаще гарантируется работоспособность при температуре не ниже -15 °С. Самое большое влияние на срок службы герметизированного свинцово-кислотного аккумулятора оказывают: рабочая температура, глубина разряда и величина перезаряда, а также периодичность срабатывания клапана для сброса газа. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен по сравнению с вентилируемыми аккумуляторами и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев. При продолжительном хранении в заряженном состоянии батареи рекомендуют периодически подзаряжать. Продолжительное хранение батареи в разряженном состоянии приводит к быстрой потере ее работоспособности. При многократных переразрядах уменьшается разрядная емкость и понижается срок службы аккумулятора.

Заряд герметизированного (SLA) аккумулятора

Заряд батарей должен осуществляться при температуре от 5 до 35°С в режиме, при котором ток должен сильно понижаться к концу заряда. Наиболее простое и дешевое оборудование осуществляет заряд при постоянном напряжении 2,4-2,45В/ак. Заряд считается законченным если ток заряда остается неизменным в течении 3-х часов. Но чаще применяют комбинированный режим, при котором начальный ток ограничивают (0,1С), а по достижении заданного напряжения, заряд проводится при стабилизации напряжения (2,4В на элемент). Ускорение процесса заряда достигается при повышении тока на первой стадии заряда, но в соответствии с советами производителей не более чем до 0,3С. В конце заряда для большей безопасности может быть применена еще одна ступень заряда: при снижении напряжения источника питания до напряжения подзаряда аккумулятора 2,30-2,35 В. Заряд аккумуляторных батарей, используемых, для работы в буферном режиме, проводится, как правило, при более низком напряжении (2,23-2,275 В). Следует помнить, что при заряде герметизированных аккумуляторов их температура может быть значительно выше температуры окружающей среды. Если нельзя избежать существенного увеличения температуры, то при заряде следует вводить корректировку напряжения источника питания.

Заряд автомобильного аккумулятора

Заряд автомобильного аккумулятора может происходить двумя методами:

1. Заряд аккумулятора при постоянном токе. При подобном заряде сила тока в ходе всего времени заряда должна оставаться постоянной. Для этого в ходе заряда надо менять напряжение зарядного устройства или сопротивление цепи. Коэффициент полезного действия заряда при комнатной температуре для исправных батарей может быть принят равным 85-95% при токе заряда не более 0,1С20. Коэффициент использования тока зависит от силы зарядного тока, уровня заряженности батареи и температуры электролита. Он будет тем меньше, чем больше зарядный ток, чем выше уровень заряженности и чем ниже температура электролита. На финальной стадии заряда аккумуляторов начинается вторичный процесс — электролиз воды, входящей в состав электролита. Выделяющийся при электролизе воды газ создает видимость кипения электролита, что свидетельствует об окончании процесса зарядки аккумуляторов. При зарядке постоянным током наиболее распространенным является режим, который состоит из двух стадий. Первая стадия заряда производится при токе равном 0,1С20 до тех пор, пока напряжение на батарее 12 В не достигнет 14,4 В (2,4В на каждом аккумуляторе). Затем сила зарядного тока уменьшается вдвое до величины 0,05С20. Зарядка при такой силе тока длится до неизменности напряжения и плотности электролита в аккумуляторах в течение 2ч. При этом в конце заряда происходит бурное выделение газа («кипение» электролита). Уменьшенная сила тока в конце заряда позволяет снизить скорость газовыделения, уменьшить влияние перегрева на последующую работоспособность и срок службы батареи, а также обеспечить полноту заряда. В ходе зарядки аккумуляторов с гелиевым или адсорбированным электролитом следует четко следовать рекомендациям производителя. В противном случае малейшее отклонение от оптимального режима может привести к порче аккумулятора.
2. Заряд аккумулятора при постоянном напряжении. При этом методе, в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Зарядный ток убывает в ходе заряда по причине повышения внутреннего сопротивления батареи. В первый момент после включения, сила зарядного тока определяется следующими факторами: выходным напряжением источника питания, уровнем заряженности батареи и числом последовательно включенных батарей, а также температурой электролита батарей. Сила зарядного тока в первоначальный момент заряда может достигать (1,0-1,5)С20. Для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий. Несмотря на большие токи в первоначальный момент зарядного процесса, общая длительность полного заряда аккумуляторных батарей приблизительно соответствует режиму при постоянстве тока. Дело в том, что завершающий этап заряда при постоянстве напряжения происходит при достаточно малой силе тока. Однако, заряд по такой методике в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить пуск двигателя. Кроме того, сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. При этом реакция газообразования в аккумуляторе еще не возможна.

Максимальная величина зарядного напряжения для автомобильных аккумуляторных батарей с загущенным (гелеобразным) и адсорбированным электролитом зависит от рекомендаций производителя (ориентировочно для гелеобразных 14,35В, а для адсорбированных 14,4В). Превышения величины рекомендованной производителем на 0,05В приводит к выходу из строя аккумулятора.

Уравнительная зарядка аккумуляторов. Такая зарядка производится при постоянной силе тока менее 0,1 от номинальной емкости в течение немного большего времени, чем обычно. Его цель — обеспечить полное восстановление активных масс во всех электродах всех аккумуляторов батареи.

Форсированная зарядка аккумуляторов. В случаи потребности в короткое время восстановить работоспособность глубоко разряженной аккумуляторной батареи, используют так называемую форсированную зарядку. Такая зарядка может производиться токами величиной до 70% от номинальной емкости, но на протяжении более короткого времени. В ходе форсированного заряда нужно контролировать температуру электролита, и при достижении 45 °С прекращать зарядку. Использование форсированного заряда заметно укорачивает срок службы аккумуляторной батареи.

Модифицированный заряд. («Способ с полупостоянным напряжением») Такой заряд представляет собой некоторое приближение к заряду при постоянном напряжении. Его цель — немного уменьшить силу тока в начальный период заряда и понизить влияние колебания напряжения в сети на зарядный ток. Для этого последовательно с аккумуляторной батареей в электрическую цепь подключают резистор небольшого сопротивления. При использовании этого метода напряжение на клеммах зарядного устройства поддерживается постоянным в пределах от 2,5 до 3,0В на один аккумулятор. Считается, что для свинцовых аккумуляторов наилучшим является напряжение 2,6В на аккумулятор, обеспечивающее заряд ориентировочно за 8ч.

Постоянная подзарядка. Постоянные подзарядки наиболее применимы для стационарных аккумуляторов. Напряжение постоянной подзарядки выбирается в зависимости от конструкции аккумуляторов и срока службы с целью полной компенсации потери емкости от саморазряда. Для поддержания аккумуляторов с низким саморазрядом, лучше использовать периодические подзарядки. Режим подзарядки определяется условиями эксплуатации, типом и степенью изношенности аккумулятора. Основным недостатком режима постоянной подзарядки является параллельное протекание вторичного процесса, что способствует преждевременному ухудшению характеристик аккумуляторов.

Правила эксплуатации стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов

Подготовка к работе.

• Залитая электролитом и заряженная батарея готова к работе.
• Перед установкой батареи на автомобиль рекомендуется батарею подзарядить. Эксплуатация батареи.
• Батарею следует содержать в чистоте.
• Один раз в три месяца проверьте надёжность закрепления батареи в штатном гнезде автомобиля.
• Не допускайте загрязнения поверхности батареи. При необходимости протрите поверхность батареи влажной тряпкой.
• Полюсные выводы и клеммы должны быть чистыми. Рекомендуется после очистки смазать их техническисм вазелином или другой густой нейтральной смазкой.
• Пуск двигателя производите короткими (5-10 секунд) включениями стартера. В зимнее время выключайте сцепление. Перерывы между попытками пуска должны составлять не менее 1 минуты. Если после 3-4 попыток двигатель не запускается, проверьте исправность системы зажигания и питания топливом.
• При эксплуатации автомобилей и других транспортных средств уровень зарядного напряжения должен соответствовать требованиям инструкции на транспортное средство и находиться в пределах 13,9 — 14,4 Вольт независимо от режима работы двигателей и включённых потребителей. НЕ ДОПУСКАЕТСЯ эксплуатация батарей как в режиме НЕДОЗАРЯДА, т.е. при напряжении ниже 13,9 Вольт, так и в режиме ПЕРЕЗАРЯДА, т.е. при напряжении выше 14,4 Вольт. Поэтому не реже одного раза в 2 месяца проверяйте уровень зарядного напряжения. В случае, если зарядное напряжение отличается от вышеуказанного, необходимо обратиться в автосервис для приведение его до заданного уровня.
• Батарею следует поддерживать в заряженном состоянии. Не реже одного раза в 3 месяца, а также в случае ненадёжного пуска двигателя, необходимо проверять степень заряженности по равновесному напряжению разомкнутой цепи (НРЦ) для аккумуляторов.
• Измерение равновесного НРЦ необходимо производить не ранее чем через 8 часов после выключения двигателя. У полностью заряженной батареи величина НРЦ составляет 12,6 Вольт при температуре 20 -25 °С. 80% — 12.5 В. 60% — 12,3 В.
• Батарею, степень заряженности которой ниже 75% зимой и 50% летом, следует снять с машины и зарядить.
• В случае, если по какой-либо причине произошёл глубокий разряд батареи, её необходимо незамедлительно полностью зарядить. Недопустимо оставлять батарею в состоянии глубокого разряда. Это приводит к существенному снижению её ёмкости, а при отрицательных температурах к замерзанию электролита и разрушению корпуса батареи.
• При заряде аккумулятора не используйте зарядные устройства «кустарного» производства.
• НЕДОПУСТИМА длительная (более 1 месяца) эксплуатация батареи в условиях перезаряда, т.е. при зарядном напряжении выше 14,4 В, так как это приводит в разложению всего запаса электролита и, как следствие, может привести к взрыву гремучей смеси и разрушению батареи.

Указания мер безопасности.

• Выделяющаяся при заряде батареи смесь водорода с кислородом ВЗРЫВООПАСНА. Поэтому КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ курить вблизи батареи, пользоваться открытым огнём, допускать образование искры, в том числе замыкать полюсные выводы аккумулятора.
• Не наклоняйте батарею более чем на 45° во избежание вытекания электролита.
• Электролит — агресивная жидкость. При попадании его на незащищённые участки тела немедленно обильно промойте их водой, а затем 5% раствором соды и аммиака. При необходимости обратитесь за медицинской помощью.
• Отсоединение и присоединение батареи от бортовой сети автомобиля должно производиться при отключённых потребителях. Вначале отсоединяется отрицательный вывод, затем — положительный; присоединение производится в обратном порядке.
• Батарея должна быть надёжно закреплена в штатном гнезде автомобиля, соединительные клеммы плотно зажаты на полюсных выводах, а сами провода прослаблены.

Правила эксплуатации герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов:

• Соблюдайте температурный режим эксплуатации аккумуляторной батареи, рекомендованный производителем. При увеличении температуры эксплуатации на каждые 10°С за счет увеличения скорости электрохимических процессов в аккумуляторах их срок службы будет сокращаться в 2 раза.
• Эксплуатация аккумуляторов при температуре свыше 50°С, как правило, недопустима.
• Не допускайте переразрядов и перезарядов АКБ. Это приводит к уменьшению срока службы батареи.
• Превышение допустимых токов заряда/разряда приводит к короблению и механическому разрушению пластин. Разряд малыми токами увеличивает отдаваемую емкость и повышает конечное напряжение разряда.
• При буферной работе для достижения приемлемого срока службы свинцово-кислотных аккумуляторов необходимо не превышать допустимый ток их заряда, который задается различными производителями в пределах 0,1-0,3 С10. При этом следует помнить, что ток заряда аккумуляторов с напряжением, превосходящим 2,4 В/эл., не должен превышать величину 0,05 С10.
• Пользуйтесь только специальными зарядными устройствами, предназначенными для заряда герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов.
• Храните батареи в заряженном состоянии при температуре окружающей среды 0 — 20°С
• При длительном хранении заряженных аккумуляторов в бездействующем состоянии для предупреждения последствий саморазряда и сульфатации необходимо периодически производить подзаряд.

ВНИМАНИЕ! В процессе эксплуатации НЕ ДОПУСКАТЬ:

• применения зарядных устройств, не предназначенных для заряда аккумуляторов данной химической системы
• короткого замыкания между контактами аккумулятора
• внешнего нагрева выше 100°С и воздействия открытого огня
• любых физических повреждений корпуса аккумулятора
• зарядки холодного аккумулятора (ниже 0°С)
• проникновения жидкости в корпус аккумулятора.

Свинцово-кислотные аккумуляторы: типы и ключевые особенности

 

Свинцово-кислотные аккумуляторы находят свое применение в обслуживании современной бытовой, промышленной техники, устанавливаются в автомобили, являются способом основного или резервного питания различной электроники. В этом обзоре мы попробуем ответить ключевые вопросы: какие типы свинцово-кислотных аккумуляторов есть на сегодняшний день? какие ключевые особенности каждого вида? для чего и где применяются?

Режимы работы аккумуляторов

В зависимости от целей и особенностей применения аккумуляторов в быту или промышленности различаются три режима работы таких устройств: буферный режим, циклический и смешанный. Все они основаны на особенностях разрядных и зарядных процессов, происходящих внутри батареи.

Циклический режим

В таком режиме аккумулятор совершает своеобразный цикл – полностью разряжается, а затем полностью заряжается. Специалисты считают такое использование аккумулятора наиболее жестким, так как каждая модель ограничена определенным запасом циклов стопроцентного разряда.

Например, в современных автомобильных аккумуляторах типа AGM (о самом типе мы поговорим позже) средний циклический ресурс составляет около трехсот полных разрядов и зарядов батарей. Существуют более дорогостоящие и более «мощные» в этом плане модели, которые рассчитаны на шестьсот и более циклов.​

Однако в автомобилях полный разряд батареи встречается редко. Экстремальные условия полного разряда батареи можно встретить в различных бытовых приборах, например, в поломоечных машинах. В таких агрегатах аккумуляторы стопроцентно разряжаются и заряжаются за день около трех раз. В результате эксплуатационный срок в таком «серьезном» режиме составляет всего лишь около шести месяцев.

Буферный режим

Данный режим является наиболее распространенным в современном применении. Для батарей буферный режим работы считается самым приемлемым, так как в результате работы батарея разряжается не полностью. Аккумуляторы в таком режим находятся всегда подключенными к источнику питания, поэтому глубокие разряды происходят крайне редко.

Соответственно, износоустойчивость батарей в таком режиме работы существенно повышается. Наиболее знакомый всем вариант применения аккумуляторов в буферной работе – это использование в качестве источника бесперебойного питания. К примеру, аккумуляторы такого типа устанавливаются на стационарные компьютеры.

Смешанный режим

В смешанной работе аккумулятора происходит комбинация двух режимов – буферного и циклического. Аккумулятор основное свое время работы «проводит» в режиме буферного питания, во время которого иногда случаются глубокие разряды. Уже упоминавшееся «автомобильное» применение аккумулятора – распространенный вариант смешанного режима работы.

Конструктивные особенности свинцово-кислотных аккумуляторов

Устройство свинцово-кислотных аккумуляторов несложное, но требует дополнительного разъяснения. Основными элементами таких моделей являются электродные пластины, которые изготавливаются из свинца, и электролит – раствор серной кислоты (h3SO4). Именно такой химический состав аккумуляторов начинает взаимодействовать между собой при процессах разряда и заряда батарей.

Электроды имеют решетчатую структуру и покрыты активными массами – специальными порошками, которые повышают разделительную поверхность электролитного вещества. Таким образом увеличивается емкостный запас аккумулятора. Положительные пластины (аноды) запрессовываются внутрь решетчатых пор активной массой диоксида свинца, имеющего химическую формулу PbO2. На отрицательных электродных пластинах (катодах) применяется обычный свинец (Pb), который еще называют «губчатым». Между электродными пластинами помещаются еще дополнительные разделительные решетки – сепараторы, которые препятствуют замыканию электродов между собой во время разряда или заряда. 

В современных аккумуляторных моделях для изготовления электродных решеток используются дополнительные металлы. В чистом виде свинец встретить практически невозможно, так как по своим физическим свойствам он не отличается прочностью. Пластины дополнительно «оснащаются» каким-нибудь более твердым веществом, преимущественно сурьмой, в редких случаях кальцием (иногда кальций добавляется в состав или в анодные решетки, или только в катодные).

Электролит – это раствор серной кислоты, в которую погружены решетки анода и катода вместе с сепараторными пластинами. Для увеличения эксплуатационного срока в современных аккумуляторах используют только дистиллированную воду, чтобы приготовить раствор кислоты. В обычной воде всегда содержится агрессивная среда – различные соли (кальций, магний), что негативно сказывается на работе батареи.

Аккумуляторы типа WET

WET-аккумуляторы – классические батареи, устройство которых мы подробно описали выше. Такие модели называются аккумуляторами со «свободной» кислотой – с жидким электролитным веществом (в данном случае – это раствор серной кислоты h3SO4).

Типы аккумуляторных батарей со свободной кислотой

В связи с конструктивными особенностями отдельных моделей, в которых внутренний состав и строение электродных решеток может отличаться, батареи со свободной кислотой разделяются на три группы. Эта классификация учитывает особенности реальной эксплуатации батарей.

• Обслуживаемые аккумуляторы. В таких моделях электродные пластины изготовлены из свинца с добавлением сурьмы (общая формула – PbSb). Решетки с таким состав в большей степени поглощают электролитное вещество, поэтому его состав и количество необходимо время от времени проверять. От пользователя таким аккумулятором требуется периодически доливать воду в аккумулятор. Категорически запрещается доливать основное вещество электролита – серную кислоту. Вода доливается в специальные вентиляционные отверстия, расположенные на крышке модели.
• Малообслуживаемые аккумуляторные батареи. Технология изготовления таких моделей в профессиональных кругах называется «гибридной». Здесь строение электродных пластин отличается по своему составу: анодные пластины изготавливают из комбинации свинца и сурьмы низкого содержания (PbSb), а катодные решетки производят путем комбинации свинца и кальция (PbCa). Расход воды в электролите благодаря такому составу решеток значительно снижается. Доливать воду необходимо только в редких случаях, когда происходила длительная перезарядка или же при долгой работе в повышенных температурных условиях.
• Необслуживаемые модели. Здесь электродные пластины изготавливаются без добавления в их состав сурьмы. В анодных решетках зачастую используют комбинацию из свинца, кальция и олова (PbCaSn). В некоторых случаях к ним еще добавляется серебро (Ag). Отрицательные электроды (катоды) всегда изготавливаются из свинца и кальция (PbCa). Такой состав позволяет аккумулятору расходовать минимальное количество воды. Поэтому при эксплуатации данных аккумуляторных батарей в обычных условиях доливать воду нет необходимости.

Некоторые модельные варианты необслуживаемых батарей оснащены так называемым «магическим глазом» — специальным индикатором. Он позволяет приблизительно понять, какое количество электролита осталось внутри: зеленый цвет – модель полностью заряжена, красный цвет – практически полный разряд, белый цвет – осталось мало электролита. При белом цвете индикатора аккумулятор обычно меняют на новую модель, так как в таких моделях не предусмотрены специальные отверстия для воды.

AFB-аккумуляторы

Модели данного типа относятся к аккумуляторам необслуживаемым, со свободной кислотой. Это новое поколение аккумуляторных батарей, разработанных специально для небольших автомобилей с инновационной системой Start&Stop. Если вкратце, то такая система позволяет уменьшить расход топлива автомобиля и выброс газов. Двигатель таких машин автоматически отключается при остановке автомобиля и запускается при нажатии сцепления или отпускания тормозной педали.

Такие особенности системы не могли не повлиять и на производство новой разновидности батарей. В целом, аккумуляторы типа AFB конструктивно похожи на строение классических батарей со свободной кислотой. Однако есть свои нюансы:

• в таких моделях электролитное вещество обладает большим резервом;
• для функции Start&Stop разработаны специальные оптимизированные пластины отрицательного заряда и активная масса;
• для увеличения эксплуатационного срока при постоянных циклах заряда и разряда в модели внедряются специальные двухслойные перегородки;
• электродные пластины более стойки к различным коррозийным процессам внутри аккумулятора.

Основные преимущества подобных батарей – это увеличенный эксплуатационный срок в циклическом режиме работы, более мощные пусковые возможности.

 

Разновидности аккумуляторов VRLA

Аккумуляторные батареи VRLA – это свинцово-кислотные модели, в которых используется специальная система клапанной регулировки. Конструктивное строение аккумуляторов позволяют использовать их в помещениях без вентиляционного оборудования: данные модели практически не выделяют опасных газов. Батареи относятся к типу необслуживаемых, поэтому необходимости доливать воду внутрь аккумулятора нет необходимости. Благодаря такой констуркции и особенностям модели получили название «герметизированных необслуживаемых» моделей.

Существует три разновидности аккумуляторных батарей VRLA: аккумуляторы технологии AGM, гелевые батареи GEL и аккумуляторы Dryfit.

Аккумуляторы AGM

Данный тип аккумуляторов помимо стандартных элементов (электродных пластин и кислотного электролита) оснащен дополнительным абсорбентом. В качестве абсорбирующего вещества в современных моделях используется стекловолокно. Аккумуляторы AGM – единственные модели, которые не требуют никакого эксплуатационного обслуживания.

Абсорбирующее вещество (стекловолокнистый материал) служит для возможности так называемой рекомбинации газов. В классических моделях батарей при заряде аккумулятора происходит процесс распада молекул воды (h3O) на два газа – кислород (O) и водород (H). Выделяемые газы в обычных моделях со свободной кислотой выходят через специальные вентиляционные отверстия.

В батареях типа AGM за удержание кислоты отвечает специально внедренная пластина пористой структуры из стекловолокна. Процесс происходит следующим образом: в результате распада водной молекулы выделенный кислород от положительного электрода перемещается на отрицательную пластину. На катоде кислород удерживается до тех пор, пока не происходит новый процесс рекомбинации – кислород соединяется с водородом, заново образуя воду.

Однако избыток газа в результате таких химических процессов может все-таки возникнуть. Незначительное количество выделяется через специальный клапан, расположенный на корпусе батареи.

В целом, аккумуляторы данного типа являются более безопасными и комфортными при использовании: практически не выделяют газов, не требуют никакого обслуживания. В современных автомобилях именно аккумуляторы AGM используются чаще всего, в том числе благодаря лучшим пусковым возможностям.

Гелевые аккумуляторы

Аккумуляторы GEL имеют похожую конструкцию с батареями свободной кислоты, однако в роли электролита здесь выступает не жидкий раствор кислоты, а гель – точнее силикагель. Такой электролит позволяет увеличить емкость батареи, так как при внутренних химических процессах гель незначительно подсыхает, препятствуя испарению.

Благодаря физическим и химическим свойствами гелевые аккумуляторы чаще всего используются в областях энергетики, а не в силовых отраслях (как автомобильная система). Гелевые батареи наиболее распространены в промышленных производствах, где необходима стойкость к разрядам и зарядам, комфортный и надежный буферный режим работы. Аккумуляторы долговечны, без какого-либо обслуживания.

Батареи технологии Dryfit

Еще одна разновидность аккумуляторов VRLA с желеобразным электролитным веществом – батареи типа Dryfit. По своей структуре данные аккумуляторные батареи относятся к типу моделей со свободной кислотой – свинцовые электродные пластины и серная кислота в роли электролита. Однако дополнительно в раствор серной кислоты разработчики добавляют специальный загуститель. В изготовлении свинцовых электродов не участвует сурьма, ее заменяют кальцием или олово. Электролит в желеобразной форме, как и гелевый электролит, участвует в процессе газовой рекомбинации. Одним словом, выделение газов из аккумулятора минимально. Модели данной модификации стойки к глубоким разрядам, очень быстро восстанавливают емкость, долговечны по сравнению с классическими батареями со свободной кислотой. 

Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов Термины и определения :: KM Disti

Есть несколько терминов, которые описывают ожидаемый срок службы батареи. Эти термины используются производителями аккумуляторов, но в тоже время не всегда хорошо понимаются теми, кто использует или обслуживает системы с аккумуляторными батареями. Целью данной статьи является разъяснение этих терминов и устранение любой двусмысленности относительно их значения и использования. Этот документ будет посвящен необслуживаемым свинцово-кислотным герметичным аккумуляторным батареям (Valve Regulated Lead Acid — VRLA), но большая часть предоставленной информации также применима и к другим свинцово-кислотным батареям, а также и ко многим другим химическим батареям.

Вступление

Срок службы батареи можно описать несколькими терминами, некоторые из которых четко определены компаниями, занимающимися производством батарей, и хорошо понятны специалистам в области производства батарей, а некоторые из них являются неформальными терминами без четких определений. В результате термины, предназначенные для описания срока службы батареи, могут ввести в заблуждение продавцов или конечных пользователей, которые не совсем знакомы с «жаргоном» рынка батарей.

Кроме того, нужно учитывать, что некоторые условия окружающей среды существенно влияют на срок службы батареи и обязательно должны учитываться, когда конечный пользователь выбирает батареи под свои задачи.

Чтобы объяснить, что означает термин «время автономной работы» и почему он используется, данная статья описывает этот термин и нюансы по нему.

 

Срок службы батареи

Расчетный срок эксплуатации (Design life)

Прежде чем создавать батарею, R&D уже имеет все основные параметры, которым должна соответствовать новая модель батареи. Напряжение, сила тока, типоразмер и дизайн, технология изготовления и ожидаемый срок службы — все это части оригинальной спецификации на производимую батарею. Работа R&D заключается в обеспечении того, чтобы в требуемом размере корпуса было предусмотрено достаточно активного материала и электролита для обеспечения требований по напряжению и силе тока в течение периода, указанного в расчетном сроке службы батареи. Расчетный срок службы — это определенный срок эксплуатации, при котором, по данным производителя, аккумулятор с незначительными  отклонениями обеспечивает соблюдение всех параметров спецификации к батарее.

Спецификации по расчетному сроку службы батарей варьируется от производителя к производителю, а также от модели аккумулятора. В основном расчетный срок службы для аккумуляторов VRLA — 5, 10 и 12 лет. Стоит отметить, что существуют и несколько нестандартных проектных характеристик от некоторых производителей, но они не являются универсальными и не используются основным пулом производителей батарей.

Для соответствия указанной производителем спецификации расчетного срока службы батарей учитываются также условия эксплуатации, которые  влияют на срок службы батареи. Чтобы срок соответствовал спецификации, должны соблюдаться следующие требования со стороны производителя батарей:

Напряжение при «плавающей» зарядке или зарядке на холостом ходу. Метод зарядки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов (sealed lead acid batteries). Зарядное устройство поддерживает на аккумуляторах некоторое напряжение, называемое «напряжением холостого хода» («float voltage»). Такое подзаряжающее напряжение идеально для продления срока службы аккумулятора. Когда «холостое напряжение» («float voltage») применяется к аккумулятору, в нем возникает «холостой ток» («float current»), точно компенсирующий собственный ток саморазрядки аккумулятора. Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы должны хотя бы иногда подзаряжаться на холостом ходу, иначе со временем они теряют полезные свойства из-за процесса т.н. сульфатации. Максимальный срок службы этих аккумуляторов достигается только при постоянном применении «плавающей» подзарядки.

Число циклов разрядки, которые батарея может совершить, прежде чем ее емкость будет уменьшена до 80% от ее первоначальной емкости (величина, при которой считается, что батарея превысила свой срок полезного использования).

Скорость зарядки и разрядки аккумулятора определяется C-нормой. Емкость батареи обычно оценивается в 1C. Это значит, что означает, что полностью заряженная батарея, рассчитанная на 1Ah, должна обеспечивать 1A в течение одного часа. Можно произвести быстрый разряд батареи (подключив на батарею нагрузку более рекомендованной), т.е. сделать так, чтобы идентичное количество энергии расходовалось в течение более короткого времени, но внутренние потери при этом превращают часть энергии в тепло, влияя на срок службы батареи и при этом снижая полученную с нее мощность.   Реально большинство аккумуляторных батарей могут быть перегружены на короткое время, но оно действительно должно быть коротким и перегруз должен быть не частым. Нужно учесть, что срок службы батареи напрямую связан с уровнем и продолжительностью воздействия, которое включает в себя заряд, разряд и температуру батареи.

• Maximum Continuous Discharge Current

Дополнительно к предыдущему параметру, стоит отметить, что данный параметр определяет максимальный ток, при котором батарея может непрерывно разряжаться. Этот максимум обычно определяется производителем батареи, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда (discharge rate), которая может повредить батарею или уменьшить ее заявленную емкость. Это как в примере с автомобилем, когда с максимально продолжительной высокой мощностью двигателя мы получаем максимальную скорость и ускорение автомобиля, но как результат значительно увеличиваем и износ двигателя.

• Maximum 30-sec Discharge Pulse Current

Максимальный ток, при котором батарею можно разряжать импульсами до 30 секунд. Этот предел обычно определяется производителем батареи, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая может повредить батарею или уменьшить ее емкость.

• Depth of Discharge (DOD) (%)

Процент емкости разряженной батареи, выраженный по отношению к максимальной емкости. Разряд до 80% DOD называется глубоким разрядом. Разряд аккумуляторной батареи более чем на 80% от номинальной, приводит к существенному сокращению срока службы и также может привести к полной невозможности заряда батареи. Это связано с тем, что длительное отсутствие заряда приводит к образованию в аккумуляторной батареи сульфата свинца.

Граничное напряжение зарядки. При более высоком напряжении, мы получаем результат быстрой зарядки, что  приводит к разрушению электролита, и соответственно к потере емкости. Из вышесказанного можно сделать вывод, что с каждым циклом зарядки/разрядки накопленная необратимая потеря емкости будет увеличиваться. Хотя это может быть и незаметно, но в конечном итоге уменьшение емкости необратимо приведет к тому, что ячейка не сможет накапливать энергию, обещанную спецификацией производителя. Поэтому потеря емкости вызванная работой с высоким током уменьшит  срок полезного использования батареи.

Рабочая Температура. Рабочая температура батареи предпочтительно должна поддерживаться в номинальном диапазоне рекомендованном производителем. Всякий раз, когда батарея заряжается, ток, протекающий через батарею, вызывает выделение тепла при электролизе. Более высокая температура даст дополнительную емкость, но в конечном итоге она уменьшит срок службы батареи. Очень высокие температуры, могут привести к повреждению батареи и преждевременному выходу из строя. В тоже время низкие температуры так же уменьшают емкость батареи.

Это требования производителей по эксплуатации батарей, которым нужно следовать, чтобы достичь максимального срока службы указанного производителем для конкретного типа батарей. Стоит отметить, что не многие устройства могут выдерживать требуемые условия при эксплуатации аккумуляторов.

 

Срок эксплуатации (Service Life)

В отличие от расчетного срока эксплуатации, реальный срок жизни батареи не имеет реальной спецификации. Срок службы батареи в действительности обозначает приблизительное время, в течение которого аккумулятор с заданным/расчетным сроком службы от производителя будет оставаться в пределах описанных для него параметров, учитывая реальную среду эксплуатации. Как правило, это скорее похоже на предположение максимального срока эксплуатации при типовых (не критических) условиях эксплуатации.

При использовании аккумуляторов в системах бесперебойного питания (ИБП), стоит отметить, что окружающая среда эксплуатации, как электрическая, так и физическая, может существенно влиять на срок эксплуатации. В современных высокоэффективных ИБП использование качественных батарей является очень важным критерием при выборе необходимой модели  под определенное оборудование и требования со стороны потребителя. Описание нюансов по окружающей среде эксплуатации будет приведено далее.

 

Проблемы физической окружающей среды эксплуатации

Температура — Температура в помещении (месте), где установлены батареи, является очень критичным параметром эксплуатации. Температура батареи VRLA обычно указывается производителем в 20° C для Европы. Этот параметр спецификации указан производителем для ВНУТРЕННЕЙ температуры батареи, а не для комнатной. Внутренняя температура обычно на ~ 1-2°C выше, чем температура в помещении. Разница температур сверху и внизу в помещении, где эксплуатируются аккумуляторы, также может достигать 5°C. Важно отметить, что повышение температуры на 10 ° C приведет к сокращению срока службы батареи примерно на 50%. Снижение температуры на ту же величину также уменьшит емкость батареи примерно на 25%.

Правильный ввод батареи в эксплуатацию — Крайне важно точно следовать указаниям производителя для начальной зарядки батареи, перед тестированием и вводом батареи в эксплуатацию. Несоблюдение этой процедуры приводит к высокой вероятности того, что батарея никогда не будет работать в полную силу, и может значительно сократиться срок службы батареи.

Выбор правильного местоположения — Аккумулятор должен быть установлен в стабильной среде. Он не очень хорошо работает в ситуациях, когда температура колеблется в широких пределах или когда одна часть батареи заметно горячее или холоднее, чем другая часть. Аккумуляторы также плохо переносят вибрацию.

Агрессивная среда — Аккумуляторы VRLA специально разработаны для установки в обычных рабочих помещениях. Но иногда батареи устанавливают в местах где «нужнее», в данном случае нужно приложить все усилия, что бы окружающая среда не вызывала коррозии и батареи были защищены.

 

Проблемы электрической среды эксплуатации

Напряжение зарядки — Каждая модель батареи имеет определенное зарядное напряжение на элемент, на которое она рассчитана для оптимальной работы. У каждого производителя оно отлично. Очень важно внимательно следовать  всем рекомендациям. У батарей VRLA имеется небольшой диапазон напряжения, который позволяет батарее правильно поляризовать положительные и отрицательные пластины. Батарея должна работать в этом диапазоне, чтобы обеспечить наилучший срок службы. Следуют учесть, что некоторые производители допускают значительное увеличение напряжения для быстрой зарядки после разряда, но данные нюансы нужно проверять в документации производителя. НЕ ПРЕВЫШАЙТЕ напряжение для подзарядки, если производитель не рекомендует это для конкретной марки и модели батареи.

Ток зарядки — Каждая марка и модель аккумулятора имеет спецификацию по максимально допустимому току зарядки. Очень важно убедиться, что источник зарядки не перезаряжает батарею, так как это может привести к внутренним сбоям аккумулятора и соответственно или сокращению срока службы или поломке. Так же не стоит забывать и про корректность зарядки “float charge” (описано выше), когда зарядное устройство поддерживает определенное напряжение «float voltage» или «напряжение холостого хода» для компенсации собственного тока саморазрядки аккумулятора. Корректное применение «плавающей» подзарядки, позволяет максимально увеличить срок службы аккумуляторов.

Переменное напряжение и ток — Хотя по спецификациям производителей, данные параметры могут варьироваться в некоторых пределах, но стоит отметить, что любой из этих параметров при чрезмерном превышении рекомендованных параметров может повредить батарею. Настоятельно рекомендуется прислушиваться к рекомендациям производителей батарей относительно рекомендованных диапазонов работы.

 

Заключение

Что все описанное ранее означает для конечного пользователя? В чем основная разница между расчетным сроком эксплуатации (Design life) и реальным срок эксплуатации (Service Life)?

Если взглянуть на рассмотренные ранее термины и рассмотреть их упрощенные объяснения, можно увидеть, что расчетный срок эксплуатации (Design life)- это ожидаемый срок службы, на который, как заявляет производитель, способен аккумулятор, при условии сохранения всех параметров в спецификации. Также из нюансов описанных выше, можно сделать вывод, что из-за реальных физических и электрических переменных окружающей среды очень маловероятно, что реальный срок (Service Life) службы аккумулятора будет где-то близок к расчетному сроку.

Расчетный срок эксплуатации (Design life) —  это то, как долго будет работать батарея, учитывая практически идеальную среду и цикл зарядки/разрядки. Часто выдерживание требований близких к требованиям производителя встречается в правильно спроектированных центрах поставщиков телеком-услуг или центрах хранения данных, когда аккумуляторы заряжаются со стабильным напряжением и силой тока, которые обеспечиваются за счет дополнительного высококачественного оборудования, а так же  при специально созданных условиях в помещениях, где располагаются батареи. Когда же батареи разряжаются, разряд представляет собой длительный процесс, с низкой силой тока, и это позволяет очень эффективно использовать имеющийся активный материал в аккумуляторах.  

Реальный срок эксплуатации (Service Life)- это то, как долго, будет работать батарея, учитывая, что ей придется выдержать все отклонения от требований производителя, так как обычно их очень сложно соблюсти. Конечный потребитель, к большому  сожалению, не может контролировать существующих сегодня поставщиков электроэнергии, и того как часто происходят колебания в электросети, а так же не всегда может создать идеальные температурные условия для эксплуатации батарей. В основном батареи эксплуатируются с более высокой температурой, чем рекомендованная. Когда происходит разрядка батареи, то она обычно подает питание только на короткий период времени, но нагрузка во время разряда очень высока. Разряд происходит с очень высокой силой тока в течение всего нескольких минут, и такой процесс не позволяет эффективно использовать имеющийся активный материал. Затем аккумулятор заряжается с очень высоким током, чтобы как можно быстрее восстановить емкость, чтобы батарея могла быть готова к очередному сбою с электропитанием. И это критично влияет как на срок эксплуатации батарей, так и на соблюдение требуемых параметров, что к большому   сожалению, выше возможностей большинства конечных пользователей.

Приведение условий эксплуатации максимально под требования, которые указывает в документации производитель, использование качественных ИБП, правильный расчет нагрузки — позволяют максимально  приблизить реальный срок эксплуатации к прогнозируемому сроку эксплуатации. Но даже при этом получить точно срок полученный производителем в тестовых условиях, не получится.  

Очень часто случается, что конечный пользователь выбирает на рынке наилучшую батарею с двенадцатилетним сроком службы (Design Life), и в итоге оказывается, что реальный срок ее жизни составляет от трех до четырех лет. В «идеальном мире» эти батареи будут служить и девять и двадцать лет, но сожалению реалии иные .

 

Особенности конструкции свинцово-кислотных батарей

Первый работоспособный свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен в 1859 г. французским ученым Гастоном Планте. Его конструкция представляла собой электроды из листового свинца, разделенные сепараторами из полотна, которые были свернуты в спираль и помещены в сосуд с 10 % раствором серной кислоты. 

Недостатком первых свинцово-кислотных аккумуляторов была их низкая емкость. Первоначально для ее увеличения проводили большое число циклов заряда-разряда. Для достижения существенных результатов требовалось до двух лет таких тренировок. Причина недостатка была явной — конструкция пластин. Поэтому дальнейшее совершенствование конструкции свинцово-кислотных аккумуляторов было направлено на совершенствование конструкции используемых в них пластин и сепараторов. 

В 1880 г. К. Фор предложил технологию изготовления намаз-ных электродов путем нанесения на пластины окислов свинца. Такая конструкция электродов позволила значительно увеличить емкость аккумуляторов. А в 1881 г. Э. Фолькмар предложил использовать в качестве электродов намазную решетку. В том же году ученому Селлону был выдан патент на технологию изготовления решеток из сплава свинца и сурьмы. 

Первоначально практическое применение свинцово-кислотных аккумуляторов было затруднено из-за отсутствия зарядных устройств — для заряда использовали первичные элементы конструкции Бунзена. То есть химический источник тока заряжался от другого химического источника — батареи гальванических элементов. Положение кардинально изменилось с появлением недорогих генераторов постоянного тока.

Именно свинцово-кислотные батареи первыми в мире из аккумуляторных батарей нашли коммерческое применение. К 1890 году во многих промышленно развитых странах был освоен их серийный выпуск. В 1900 году немецкая фирма Varta выпустила первые стартерные аккумуляторы для автомобилей. 

В 70-х годах прошлого, XX века были созданы необслуживаемые свинцово-кислотные батареи, способные работать в любом положении. Жидкий электролит в них заменили гелевым или абсорбированным (впитанным) сепараторами электролитом, батареи герметизировали, а для отвода газов, выделяющихся при заряде или разряде, установили безопасные клапаны. Были разработаны новые конструкции пластин на основе медно-кальциевых сплавов, покрытых оксидом свинца, на основе титановых, алюминиевых и медных решеток. 

Активные вещества аккумулятора сосредоточены в электролите и положительных и отрицательных электродах, а совокупность этих веществ называется электрохимической системой.! В свинцово-кислотных аккумуляторных батареях электролитом является раствор серной кислоты, активным веществом положительных пластин — двуокись свинца РЬО2, отрицательных платин — свинец РЬ. 

Для того чтобы было легче разобраться в многообразии, свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, следует знать об их делении на группы по режиму их эксплуатации и по технологии изготовления. Это поможет понять, как правильно подобрать аккумуляторную батарею для решения конкретных задач, как правильно выбрать режимы заряда и разряда, какие внешние факторы и как будут влиять на ее работу в процессе эксплуатации. 

---

По режиму эксплуатации аккумуляторные батареи делятся на три группы: 

1. Батареи для работы в буферном режиме, когда батарея работает в буфере с основным источником напряжения, например, сетевым блоком питания. При этом основное ее назначение — резервный источник питания. Периоды разряда батареи по сравнению с периодами заряда непродолжительны. Большую часть времени она постоянно подзаряжается. В буферном режиме работают батареи резервного питания базовых станций мобильной связи, АТС, сетевые коммутаторы провайдеров Интернет, источники бесперебойного питания персональных компьютеров и серверов (UPS) и т. д. 

2. Батареи для работы в циклическом режиме, который характерен их разрядом в течение какого-то времени и последующим зарядом. Циклический режим работы аккумуляторных батарей используется гораздо реже, чем буферный. Примером такого режима можно назвать работу электротранспорта и устройств с автономным питанием: в течение рабочего дня происходит разряд тяговых батарей или батарей питания, а после его окончания эти батареи ставят на заряд. 

3. Батареи для работы в смешанном режиме, например автомобильные батареи. 

По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторные батареи можно разделить на:

— батареи с жидким электролитом — обслуживаемые и необслуживаемые
— батареи с регулируемыми клапанами (VRLA — Valve Regulated Lead Acid batteries) — с увлажненными сепараторами и с гелевым электролитом. 

В различной технической литературе можно встретить такие названия батарей, как SLA — Sealed Lead Acid batteries — герметичные свинцово-кислотные батареи, относящиеся к VRLA батареям. Хотя это не вполне соответствует истине: абсолютно герметичных батарей не существует по той причине, что во всех них используются клапаны для снижения внутрикорпусного давления. Очень часто, подчеркивая это, вместо термина «герметичные батареи» употребляют термин «герметизированные батареи». Встречается также название Gelcell — торговая марка гелевых батарей. Стартерные батареи иногда сокращенно называют SLI, что расшифровывается как Start, Light, Ignition — пуск, освещение, зажигание. 

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока. В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех поколений: 

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом открытого или закрытого типа, имеющие емкость от 36 до 5328 Ач и срок службы от 10 до 20 и более лет. Батареи открытого типа не имеют крышек, и электролит непосредственно соприкасается с открытым воздухом. Основные затраты при их эксплуатации — это затраты на обслуживание, связанные с необходимостью частой доливки дистиллированной воды, и расходы на содержание хорошо вентилируемых помещений, в которых их устанавливают. Батареи закрытого типа имеют специальные пробки, обеспечивающие задержку аэрозоли серной кислоты. Пробки для заливки электролита и добавления воды при эксплуатации вывинчиваются. Батареи закрытого типа могут быть и необслуживаемыми: от производителя они поставляются залитыми и заряженными, и в течение срока службы нет необходимости доливки воды, т. к. конструкция пробок таких батарей обеспечивает удержание ее паров в виде конденсата. Кроме использования в качестве стационарных, батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в автотракторной технике в качестве стартерных и тяговых. 

2. Батареи второго поколения, которыми являются герметизированные гелевые батареи. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это двуокись кремния SiO2 — силикагель). Технология производства гелевых батарей получила название GEL. Гелевые батареи в течение всего срока эксплуатации не нуждаются в обслуживании, их нельзя вскрывать. Для их подзаряда необходимо использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже ±1 % для предотвращения обильного газовыделения. Такие аккумуляторные батареи критичны к температуре окружающей среды. 

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом. Часто их называют батареями, собранными по AGM-технологии. AGM — Absorbed in Glass Mat, т. е. технология, при которой электролит абсорбирован в сепараторах из стекловолокна, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой капиллярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции выделяющихся газов. По своим свойствам AGM батареи подобны гелевым, за исключением того, что газообразование в них существенно меньше, и меньшее влияние на их работу оказывает температура окружающей среды. Как и для гелевых аккумуляторных батарей, для них требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже ±1 %. 

К сожалению, в России герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы не производятся. 

Конструкция батарей различных фирм, их выпускающих, может иметь свои особенности, например, особую конструкцию сепараторов или решеток или применение специфических добавок при изготовлении пластин. Часто при обозначении типа аккумуляторной батареи указывают ее маркировку, которая определяется конструкцией положительных пластин. 

При изготовлении свинцово-кислотных аккумуляторных батарей применяют химические добавки. Например, к свинцу добавляют сурьму (доля в сплаве 1…10 %), которая обеспечивает более прочный электрический контакт активного материала с решеткой, предотвращает его осыпание, что позволяет увеличить срок службы аккумуляторных батарей. Кроме свинцово-сурьмяных, используют также свинцово-кальциевые сплавы, позволяющие сделать пластины более легкими и прочными при сохранении высоких электрических и механических характеристик. 

Правильный подбор металлов, химикатов и добавок помогает достичь компромисса и баланса между высокой энергетической плотностью, длительностью срока хранения, увеличением срока службы и безопасностью при эксплуатации. Высокой энергетической плотности можно достичь сравнительно легко, например, добавив вместо кобальта никель. Емкость батареи при этом возрастет, снизится ее стоимость, но при этом ухудшится и безопасность ее эксплуатации. Начинающие свой бизнес компании могут во главу угла поставить максимально возможную емкость выпускаемых батарей, пренебрегая всем остальным. Но производители с высокой репутацией на рынке, такие, как EXIDE, FIAMM, HOPPECKE, Panasonic, Varta и другие, на первое место всегда ставят безопасность своей продукции и продают только безопасные и надежные аккумуляторные батареи. 

Большинство типов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей имеют элементы призматической формы. Поэтому прямоугольные корпуса для них изготавливаются из пластмасс. Хотя некоторые типы батарей VRLA производятся на основе цилиндрических элементов, сохраняя все преимущества последних. Они обеспечивают более высокую стабильность работы элементов, больший ток разряда, лучшую температурную стабильность по сравнению с батареями, собранными из призматических элементов. 

Напряжение на элементе свинцово-кислотной батареи составляет 2,12 В. Среди всех типов аккумуляторов свинцово-кислотные отличаются наименьшей энергетической плотностью. В них отсутствует «эффект памяти». Их продолжительный заряд не станет причиной выхода батареи из строя. 

Способность сохранять заряд у этих батарей наилучшая из всех типов аккумуляторных батарей. Если никель-кадмиевые батареи в течение трех месяцев теряют 40 % сохраненной энергии, то свинцово-кислотные батареи теряют 40 % энергии только за год. Они недороги, но эксплуатационные расходы на них выше, чем на те же никель-кадмиевые батареи. 

Время заряда свинцово-кислотных батарей составляет 8… 16 часов, но может увеличен с возростом аккумулятора. Они всегда должны храниться в заряженном состоянии, так как хранение в незаряженном состоянии приведет к сульфатации пластин — причине потери емкости, а в перспективе и к тому, что батарею впоследствии зарядить не удастся вообще. 

В отличие от никель-кадмиевых свинцово-кислотные батареи не любят глубоких циклов заряд/разряд. Полный разряд может стать причиной деформации пластин, и каждый цикл заряда/разряда батареи впоследствии ведет к снижению ее емкости. Такие потери относительно невелики, пока батарея работает в нормальных условиях, но даже единственный случай ее перегрузки и, как результат, глубокого разряда приведет к потере ее емкости примерно на 80 %. Для предупреждения таких случаев рекомендуется использовать батареи повышенной емкости. 

В зависимости от глубины разряда и рабочей температуры ресурс или срок службы свинцово-кислотной батареи может составлять от 1 года до 20 и более лет. Кроме того, в значительной мере срок службы определяется конструкцией элементов батареи. 

Существует несколько способов увеличения емкости и срока службы свинцово-кислотных батарей. Оптимальная рабочая температура для таких батарей составляет 25 °С, и ее увеличение на каждые 10 °С сокращает срок службы батареи наполовину. Например, VRLA батарея при температуре 25 °С может работать 10 лет, а при температуре 33 °С — только 5 лет, ну а при температуре 42 °С — всего лишь 1 год. 

Преимущества свинцово-кислотных батарей: 

• дешевизна и простота производства — по стоимости 1 Вт * ч энергии эти батареи являются самыми дешевыми; 

• отработанная, надежная и хорошо понятная технология обслуживания; 

• малый саморазряд — самый низкий по сравнению с аккумуляторными батареями других типов; 

• низкие требования по обслуживанию — отсутствует «эффект памяти», не требуется доливки электролита; 

• допустимы высокие токи разряда. Недостатки свинцово-кислотных батарей: 

• не допускается хранение в разряженном состоянии; 

• низкая энергетическая плотность — большой вес аккумуляторных батарей ограничивает их применение в стационарных и подвижных объектах; 

• допустимо лишь ограниченное количество циклов полного разряда; 

• кислотный электролит и свинец оказывают вредное воздействие на окружающую среду; 

• при неправильном заряде возможен перегрев. Свинцово-кислотные батареи имеют настолько низкую энергетическую плотность по сравнению с другими типами батарей, что это делает нецелесообразным использование их в качестве источников питания переносных устройств. Хотя примеры их применения в портативной электронной технике есть. Кроме того, при низких температурах их емкость существенно снижается.

АКБ-5 HR 12-21 W Delta Свинцово-кислотный аккумулятор — Аккумуляторы 12 вольт

Аккумулятор свинцово-кислотный, 12В/5Ач, ножевые клеммы 7,8 мм (F2), 90х70х101мм, 1,8 кг

Батареи  DELTA серии HR-W — герметизированные, необслуживаемые свинцовокислотные аккумуляторы с системой рекомбинации газов (VRLA), произведенные по технологии AGM (электролит, абсорбированный в сепараторе).
Серия HR-W относится к линейке DELTA UPS series, разработанной специально для использования в источниках бесперебойного питания серверных и других аналогичных системах. Серия HR-W обладает высокой энергоотдачей благодаря использованию при производстве более массивных пластин.

Основные особенности:

• Технология AGM позволяет рекомбинировать до 99% выделяемого газа;
• Нет ограничений на воздушные перевозки;
• Соответствие требованиям UL, IEC, Гост Р;
• Легированные кальцием свинцовые пластины обеспечивают низкий саморазряд, высокую конструктивную прочность решетки;
• Необслуживаемые.
• Не требует долива воды;
• Высокая плотность энергии;
• Корпус аккумулятора выполнен из пластика ABS, не поддерживающего горение.

Технические характеристики:

• Номинальное напряжение    12 В
• Число элементов    6
• Срок службы    8 лет
• Номинальная емкость (25°С)
• 15 мин . разряд пост. мощностью до 1,80 В/эл    21 Вт
• 20 часовой разряд (0,25 А; 1.75 В/эл )    5 Ач
• 10 часовой разряд (0,49 А ; 1.75 В/эл )    4,9 Ач
• Саморазряд    3% е мкости в месяц при 20°С
• Внутреннее сопротивление полностью заряженной батареи (20° С)    32 мОм

Габаритные размеры: 

• Длина, мм    90
• Ширина, мм    70
• Высота, мм    101
• Полная высота, мм    107
• Вес (±3%), кг    1,8

Характеристики АКБ-5 HR 12-21 W:

• Тип АКБ: Свинцово-кислотный
• Производитель: Delta
• Емкость (Ач): 5
• Клеммы: Нож (F2)
• Срок службы (лет): 8
• Длина (мм): 90
• Ширина (мм): 70
• Высота без клемм (мм): 101
• Серия АКБ: HR
• Тип питания: 12 В

Консультации по оборудованию Новый вопрос

Задайте вопрос специалисту о АКБ-5 HR 12-21 W Delta Свинцово-кислотный аккумулятор

Самовывоз из офиса: Доставка курьером: Транспортные компании: Отзывы о АКБ-5 HR 12-21 W Delta: Оставить отзыв

Ваш отзыв может быть первым!

Герметичные аккумуляторы | ООО «Линарис»

09.02.2016

Традиционные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи для автомобилей постепенно уступают свое место более прогрессивным и технологически продуманным моделям. Наибольшую популярность в последнее время приобрела идея АКБ, почти не требующих вмешательства со стороны автолюбителя. Производители все чаще устанавливают в машины так называемые герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные батареи.

Наиболее очевидное отличие таких аккумуляторов — это отсутствие на верхней крышке пробок для заправки дистиллированной водой и электролитом. Таким образом, автолюбитель не может замерить или изменить плотность электролита в АКБ. Другое отличие — построение на основе конвертов-сепараторов. Это означает, что пластины в батарее помещаются в специальный отсек из микропористого полиэтилена: такая конструкция способствует увеличению емкости батареи. Кроме того, осадок, который образуется в процессе эксплуатации, оседает не на дне аккумулятора, а остается в самом конверте.

Конструкция герметичной батареи гарантирует значительное сокращение расхода электролита. Производители давно пытались реализовать идею необслуживаемой АКБ, однако найти соответствующие технологические решения удалось относительно недавно. Последним нововведением стало использование свинцово-кальциевых токоотводов — теперь батареи практически не расходуют электролит.

Если вы решили купить качественный аккумулятор на авто, то необслуживаемая АКБ станет отличным выбором, так как срок ее службы может достигать 5 лет., то необслуживаемая АКБ станет отличным выбором, так как срок ее службы может достигать 5 лет. Однако для того, чтобы сохранить рабочий ресурс батареи в течение долгого периода времени, необходима практически безупречная работа бортового генератора и строгое выполнение правил эксплуатации, предусмотренных производителем. Аккумулятор весьма проблематично восстановить после глубокого разряда, поэтому следует относиться к его работе с должным вниманием и производить периодический осмотр, а также уход. Необходимо контролировать герметичность корпуса, чистоту дренажных отверстий, не допускать долгого простоя машины, при первом появлении признаков течи электролита тщательно промывать батарею нейтрализующим щелочным составом. Кроме того, рекомендуется периодически смазывать клеммы специальной литиевой смазкой для того, чтобы избежать их преждевременного электрокорозийного разрушения.

Источник: linaris.ru

Свинцовые аккумуляторы перезаряд — Справочник химика 21

    Отработанный свинцовый аккумулятор, содержащий PbS04 массой 1,198 кг, перезарядили. Рассчитайте массу образовавщихся катода и анода. Какой объем раствора серной кислоты (ш (h3SO4) =40% и р=1,30 г/см ) необходим для работы такого аккумулятора  [c.143]

    В свинцовом аккумуляторе меняется импеданс обоих электродов, но при перезаряде наибольшие изменения происходят в отрицательном, когда начинает интенсивно выделяться водород. [c.225]

    Необслуживаемые стартерные батареи. Идея разработки необслуживаемых стартерных батарей возникла из практической потребности устранить недостатки традиционных свинцово-кислотных батарей. Как известно, стоимость обслуживания стартерной батареи в эксплуатации включает в себя стоимость собственного заряда и стоимость периодической доливки воды. Тот факт, что до сих пор кислотные стартерные батареи подвергаются сильному перезаряду (свыше 25%), особенно если они перед этим были разряжены глубоко, отрицательно сказывается на их эксплуатации во-первых, имеет место излишняя трата электроэнергии во-вторых, перезаряды способствуют развитию коррозионного процесса и оплыванию активной массы положительного электрода, т. е. сокращают срок службы в-третьих, избыток перезаряда приводит к сокращению периодов между доливками воды в аккумуляторы. [c.185]

    При заряде свинцово-кислотного аккумулятора, как и в других аккумуляторах с водным электролитом, имеют место побочные процессы выделения газов. Выделение водорода начинается при полном заряжении отрицательного электрода. Кислород начинает выделяться гораздо раньше в обычных условиях заряда при 50-80 % заряженности (в зависимости от тока заряда), а при температуре О °С уже после заряда на 30-40 %. Поэтому отдача положительного электрода по емкости составляет 85-90 %. Для получения полной разрядной емкости при заряде аккумулятору должен быть обеспечен перезаряд на 10-20 %. Этот перезаряд сопровождается значительным выделением водорода на отрицательном электроде и кислорода — на положительном. [c.121]

    После того как произойдет зарядка свинцового аккумулятора, его можно перезарядить, приложив к нему внеишее напряжение, которое превысит его собственную э. д. с., т. е. 2 В в расчете на каждый элемент батареи. Это приводит к обращению реакций, указанных в подписи к рис. 19-7, в результате чего сульфат свинца превращается в свинец и оксид свинца. Если бы по мере разрядки аккумулятора сульфат свинца осаждался на дно бака, обратная реакция оказалась бы невозможной. Однако этого не происходит сульфат свинца остается на свинцовой решетке, готовый к обратному превращению. Это и делает свинцовую аккумуляторную батарею удобным устройством для запасания электрической энергии в форме химической свободной энергии. [c.170]

    Было отмечено, что коррозия основ положительных электродов свинцовых аккумуляторов может быть замедлена при введении в электролит присадок солей кобальта [Л. 8— 10] и серебра [Л. 10]. Благотворное их влияние сказывается при перезаряде электродов [Л. 10], т. е. именно в периоды наибольшего коррозионного разрушения решеток. В присутствии этих солей отмечается снижение перенапряжения кислорода на положительном электроде. Механизмы ингибирующего влияния указанных присадок, выдвигаемые разными авторами, довольно противоречивы. Б. Н. Кабанов [Л. 8] считает, что ионы Со+з или СоОг адсорбируются на поверхности РЮг, затрудняя внедрение избыточного кислорода в его кристаллическую решетку. Тем самым уменьшается возможность диффузии атомарного кислорода к свинцовой основе. Адсорбция этих ионов может, кроме того, понизить смачиваемость поверхности РЬОг электролитом, который при этом труднее проникает между отдельными кристаллами или агломератами РЬОг к свинцовой решетке. Из работы Л. И. Антропова [Л. 9], ионы Со+з способствуют созданию более плотного и совершенного слоя РЬОг, окисляя металлический свинец в порах двуокисно-свинцового слоя (реакция 1)  [c.199]

    Свинцовые аккумуляторы типа Циклон фирмы Хлорайд— Джэйтс Энеджи Лтд со спиральной комбинацией электродов, выпускаемые в Великобритании, аналогичны рассмотренным выше аккумуляторам. Аккумуляторы имеют полипропиленовый корпус с внешней металлической оболочкой и выпускаются как в виде отдельных элементов, так и в виде аккумуляторных батарей, включая батареи для фонарей. Полностью герметичная конструкция аккумуляторов исключает доливку воды и предотвращает выделение паров кислоты или ее вытекание. Для предотвращения увеличения давления в аккумуляторах в условиях жесткого перезаряда он снабжен самозакрывающимся клапаном. [c.183]

    В связи с расширением области применения герметизированных свинцовых аккумуляторов до обитаемых комплексов специального назначения, где должны использоваться мощные источники тока с большим напряжением, стало необходимым изучение последствий возникновения аварийных ситуаций в эксплуатации. Такие ситуации могут возникать как при разбалансировании характеристик аккумуляторов, составляющих батарею, так и в результате неправильного обслуживания батарей или отказе управляющего оборудования.В этом случае при перезаряде или переразряде батарей, приводящем к переполюсованию наиболее слабых аккумуляторов, может произойти разгерметизация аккумуляторов или даже разрушение их баков. [c.131]

    Аккумуляторные батареи типа Дрифит фирмы Зонненшайн выпускаются двух типов АЗОО с диапазоном емкости 1—9,5 А-ч для эксплуатации в аварийном резервном режиме и А200 с диапазоном емкости 1—36 А-ч, напряжением 12 В для длительного циклирования. Фирма Кромптон Паркинсон Лтд производит герметичные свинцовые необслуживаемые устойчивые к перезаряду аккумуляторы в диапазоне емкостей 1,5—4,5 А-ч. Эти аккумуляторы пригодны в качестве источников питания для охранной сигнализации и аварийного освещения, для переносной электронной аппаратуры на транзисторах, используемых в быту, а также в медицине и связи. [c.182]

    Электрические компании США уделяли скрупулезное впимание обслуживанию установок и обеспечили их длительную беспрерывную работу с очень малыми колебаниями напряжения и практически без колебаний частоты переменного тока. Преобразовательные установки размещаются около батарей и спроектированы так, что колебания напряжения сведеньи к минимуму. Это обеспечило возможность США широкого применения и долголетней работы аккумуляторов с пастированными пластинами в режиме постоянного подзаряда. Сейчас -многие тысячи таких батарей установлены и успешно работают. Аккумуляторы, решетки пластин которых содержат кальций, преимущественно применяются для работьи с постоянным подзарядом па телефонных станциях. Ток подзаряда таких аккумуляторов, необходимый для поддержания состояния полного заряда, составляет всего 0,2—0,125 от тока, пеобходи- мого для аккумуляторов со свинцово-сурь-мянистыади решетками при прочих равных условиях. Количество воды, добавляемой в элемент для поддержания уровня электролита на надлежащем уровне, связано определенным отношением с объемом перезаряда батареи и поэтому может быть использовано как средство проверки правильности выбранного режима подзаряда. Слишком большой расход воды свидетельствует, что выданный режи.м слишком высок. Заводы-изготовители обычно регламентируют максимум добавки воды. [c.284]

    В аккумуляторах с водным электролитом интенсификация процесса выделения газов при перезаряде приводит к характерным изменениям низкочастотного импеданса, которые связываются с газозаполнением поро-вого пространства положительного электрода. На рис. 8.10 показаны эти изменения в процессе заряда Ni- d и Ni-MH аккумуляторов разных производителей (емкостью от 0,5 до 1,0 Ач), на рис. 8.11 — герметизированной свинцово-кислотной ячейки емкостью 1,2 Ач. [c.226]

---

Как продлить срок службы заливных и герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

Общий обзор свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы по-прежнему являются наиболее распространенной формой хранения энергии для фотоэлектрических систем. Свинцово-кислотная батарея заряжает, накапливает и разряжает энергию за счет химической реакции металла, из которого состоят пластины. Пластины находятся в кислоте, которая служит электролитом для обеспечения электронов, участвующих в реакциях.

O2 + 2Pb → 2PbO
Pb + h3SO4- → PbSO4 + H + + 2e-
PbO2 + HSO4- + 3H + + e- → PbSO4 + 2h3O

Это обратимые реакции, которые протекают в одном направлении при зарядке аккумулятора и в другом направлении, когда он разряжается.Батарея циклически повторяет эти реакции снова и снова. Чем больше раз батарея проходит эти циклы, тем сильнее постепенно ухудшается ее работоспособность. Состояние здоровья (SOH) батареи — это субъективное качество, которое определяется как общее состояние батареи и является показателем ожидаемой производительности, относительно состояния батареи, когда она была новой. Срок службы большинства батарей истекает, когда они достигают 80% своей первоначальной полностью заряженной емкости в ампер-часах (Ач).

Общие проблемы, которые возникают с течением времени (включая ухудшение состояния SOH)

1. Газовыделение — избыточная энергия в конце цикла заряда генерирует водород и кислород, смесь может стать взрывоопасной, если им позволено собираться. Повреждение электрода — отрицательный электрод особенно мягкий и легко повреждается
2. Расслоение электрода — по сути, расслоение серной кислоты и воды в растворе электролита, препятствующее правильному протеканию реакции
3. Сульфатирование батареи — накопление кристаллов PbSO4 резко ухудшает характеристики батареи, не позволяя превратить этот свинец обратно в PbO2 при перезарядке, уменьшая общую емкость накопления энергии
4. Утечка серной кислоты — это представляет значительный риск для здоровья, поскольку серная кислота очень коррозионная
   
5. Температурная деградация — высокие температуры вызывают дополнительная емкость изначально, но сокращает срок службы t Аккумулятор и более 125 F повреждают аккумулятор и вызывают преждевременный выход из строя.Аналогичным образом, чрезвычайно низкие температуры могут вызвать повреждение из-за замерзания электролита
6. Короткие замыкания — в первую очередь вызванные перезарядкой и чрезмерной разрядкой аккумулятора, каждое короткое замыкание снижает емкость аккумулятора
   

Конструкция, эксплуатация и обслуживание, которые могут предотвратить эти проблемы

1. Газообразование можно предотвратить, если уровень воды в аккумуляторе остается высоким, а аккумуляторная батарея вентилируется должным образом, а также чтобы настройки заряда аккумулятора соответствовали типу аккумулятора.
2. Расслоение можно предотвратить путем контролируемого выделения газа из электролита — также путем использования выравнивающего заряда в залитых батареях для повторной гомогенизации электролита. Это не может быть использовано для батарей VRLA.
3. Сульфатирование можно исправить, применив контролируемую избыточную зарядку к полностью заряженной батарее и увеличив температуру для разрушения кристаллов (выравнивание).
4. Загустевание или иммобилизация кислоты снижает вероятность разливов кислоты
5. Поддержание батареи при температуре 60-80 F обеспечивает максимальный срок службы с наименьшим снижением емкости
6. Изменения фактической конфигурации батареи могут улучшить характеристики — состав и геометрию электрода, раствор электролита , корпус аккумулятора или клеммы
   

Конструкция аккумулятора — вентилируемый / затопленный или герметичный — регулируемый клапаном (VRLA)

• Вентилируемый / затопленный Свинцово-кислотные батареи

Плюсы

1. Самые экономичные из свинцово-кислотных аккумуляторов .
2. Срок службы дольше, чем у батарей VRLA.
3. Прочный и менее чувствительный к температуре, чем герметичный VRLA.

Cons

1. Требует периодического обслуживания — два раза в месяц.
2. Выделяет едкие пары.
3. Требуется кислотостойкая аккумуляторная комната / корпус
4. Невозможно транспортировать в заряженном состоянии, первоначальная зарядка занимает от 55 до 90 часов.
5. Требуется специально обученный персонал для работы с очень опасной серной кислотой.

• Герметичные необслуживаемые батареи / Свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном

Плюсы

1. Не требует технического обслуживания в отношении заполнения водой, проверки удельного веса и т. Д.
2. Могут быть отправлены в заряженном состоянии и готовы к использованию.
3. Удобство для пользователя — можно отправлять как неопасные товары и устанавливать практически в любом положении.

Минусы

1. Оставление аккумуляторов в разряженном состоянии на более длительное время значительно сократит срок службы или может привести к необратимому их повреждению.
2. Очень чувствительна к температуре.
3. Срок службы короче, чем при заливке.
4. Дороже свинцово-кислотных аккумуляторов, залитых / вентилируемых

Ссылка:
http: // портал электротехники.com / различные типы батарей, используемых для вспомогательных источников питания на подстанциях и электростанциях

ОТДЕЛЕНИЕ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ111

В попытке разработать саморегулируемую свинцово-кислотную герметичную систему в LABD были разработаны вспомогательные электроды из WC для необслуживаемых батарей. Недавно разработанный каталитический электрод из карбида вольфрама может заменить дорогостоящие катализаторы из благородных металлов (Pt, Pd, Ru) для реакции рекомбинации водорода и кислорода в воду.

Вспомогательный электрод WC. Каталитический электрод из WC частично погружен в раствор электролита. Электрод содержит электропроводящую свинцовую сетку, на которую прижат каталитически активный материал. Каталитически активный материал содержит: карбид вольфрама (катализатор), активированный уголь и тефлонированную сажу в качестве связующего вещества. Предыдущими исследователями было установлено, что WC обладает хорошей каталитической активностью по отношению к окислению водорода.Команда LABD установила, что каталитическая активность WC в отношении восстановления кислорода соизмерима с его активностью в отношении окисления водорода. Активированный уголь увеличивает каталитическую активность как по отношению к реакциям кислорода, так и по отношению к водороду. Электроды рекомбинации из WC обладают вдвое меньшей каталитической активностью, чем их Pt аналоги. Для достижения активности Pt-катализаторов площадь поверхности WC-электродов должна быть вдвое больше, чем у Pt-электродов.

Аккумуляторы, не требующие обслуживания, со вспомогательными электродами WC. Свинцово-кислотные элементы с каталитическими устройствами из WC спроектированы и изготовлены в отделе свинцово-кислотных аккумуляторов. Один электрод из WC подсоединяется с помощью электронного устройства к отрицательным пластинам ячейки, чтобы поддерживать восстановление кислорода. Второй электрод WC подключен через другое электронное устройство к положительным пластинам для окисления водорода. Оба электронных устройства предназначены для поддержания потенциалов, при которых рекомбинация H ₂ и O ₂ протекает с максимальной скоростью.Работа этих элементов исследуется во время зарядки, разрядки, перезаряда и в разомкнутой цепи.

Результаты показывают, что использование вспомогательных электродов для унитаза позволяет работать от батареи без потери воды. Этот метод особенно подходит для стационарных приложений и приложений с выравниванием нагрузки, где обслуживание аккумуляторной батареи (то есть долив воды) является серьезной проблемой.

Список литературы

1. Г. Папазов, И. Николов, Д. Павлов, Т.Витанов, Свинцово-кислотный аккумулятор с рекомбинационными электродами из WC, Бюллетень электрохимии , 6 (1990) 255
2. Николов, Г. Папазов, Д. Павлов, Т. Витанов, В. Найденов , Электроды из карбида вольфрама для рекомбинации газов в свинцово-кислотных аккумуляторах, J. Источники энергии , 31 (1990) 69
3. Г. Папазов, И. Николов, Д. Павлов, Т. Витанов, П. Андреев, М. Божинов , Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор со вспомогательными электродами из карбида вольфрама, J.Источники энергии , 31 (1990) 79
4. Г. Папазов, I. Николов, Д. Павлов, Т. Витанов, Применение электродов WC в стационарных батареях, Труды конференции TELESCON’94 , Берлин, 1994, с. 463

Ключевые слова: Вспомогательные электроды из WC, необслуживаемые батареи, карбид вольфрама, реакция рекомбинации водорода и кислорода в воду, каталитическая активность WC, окисление водорода на электродах WC, восстановление кислорода на электродах WC

Преимущества герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов (SLAB)

• Удержание заряда в три раза лучше за счет снижения скорости саморазряда.
Аккумуляторы
• AGM поставляются полностью заряженными и электрически протестированными на высокую скорость и производительность класса C1.
  • Залитая батарея должна быть активирована и протестирована во время установки. До этого времени невозможно определить наличие коротких замыканий и производственных дефектов.
  • Правильная активация залитой аккумуляторной батареи требует многочасового обслуживания.
Батареи
• RG ^® не содержат свободного электролита; батареи не проливаются даже в перевернутом положении.Отсутствуют коррозионные повреждения планера, вызванные чрезмерным распылением или проливанием электролита.
Аккумуляторы
• AGM не требуют технического обслуживания — газы кислорода и водорода рекомбинируют при зарядке, а не выбрасываются в атмосферу, поэтому пополнение запаса воды не требуется.
• Пластины сильно сжаты между AGM и сепаратором PolyGuard ^® , что снижает внутреннее сопротивление и увеличивает проводимость. Это обеспечивает превосходную пусковую мощность двигателя / ВСУ.
• Увеличена емкость аккумулятора.Сжатие пластин и кожуха AGM предотвращает осыпание активного материала. Для удаления залитого активного материала аккумуляторной батареи необходимо наличие грязевой подставки на дне корпуса элемента. Аккумуляторы AGM не требуют грязевой подставки, в результате чего пластины большего размера с большей площадью поверхности и большей пусковой мощностью.
Батареи
• RG ^® безопасны, выделяя менее 2% газообразного водорода во время сильной перезарядки.
  • Водород воспламеняется в воздухе при 4,1%
Герметичные свинцово-кислотные батареи
• классифицируются как неопасные на основании независимых лабораторных испытаний и соответствуют требованиям перевозки опасных материалов DOT, раздел 173 раздела 49 CFR.159. Их отгрузка не ограничена.

Преимущества герметичных свинцово-кислотных батарей по сравнению с никель-кадмиевыми батареями:

• Сниженная стоимость владения:
  • Более низкая стоимость приобретения.
  • Нет детали для замены.
Батареи
• SLAB не подвержены эффекту памяти и, следовательно, не требуют длительной работы на велосипеде, как в случае с никель-кадмиевыми батареями. Это означает меньшее время простоя.
• Газы рекомбинируют в батареях AGM, поэтому долив воды не требуется.
• Угроза «теплового разгона» отсутствует, поэтому системы обнаружения перегрева не требуются.
Батареи серии
• RG ^® заряжаются без затухания на шине постоянного напряжения.
• Характеристики в холодную погоду такие же или лучше, чем у никель-кадмиевых.
Герметичные свинцово-кислотные батареи
• классифицируются как неопасные на основании независимых лабораторных испытаний и соответствуют требованиям перевозки опасных материалов DOT, раздел 173 раздела 49 CFR.159. Их отгрузка не ограничена.
• 100% пригодность для вторичной переработки.

Преимущества аккумуляторов Concorde серии RG перед другими герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами:

• Более низкое внутреннее сопротивление и улучшенное удержание заряда:
  • Результат технологии Concorde RG ^® , включающий в себя более широкие, чем промышленные стандарты, межэлементные соединения перегородок, сжатие пластин и повышенную электропроводность.
  Запатентованные
  • Сепараторы Polyguard ^® — уникальны для Concorde.
• Обеспечивает дополнительный уровень защиты от ударов и вибрации, а также улучшенное сжатие, снижающее внутреннее сопротивление (ни один другой производитель аккумуляторов не предоставляет этот дополнительный слой).
• Медные клеммы, болты и шайбы вместо свинцовых клемм со стальными болтами, шайбами ​​и барашковыми гайками.
• Разнородные металлы вызывают коррозию.
• Свинцовые клеммы улавливают кислоту, вызывая коррозию.
• Свинцовые клеммы и стальные болты могут плавиться при воздействии чрезвычайно высокого тока.
• Медные клеммы, болты и шайбы устойчивы к воздействию свинца и стали.
• Повышенная проводимость по току.

В чем разница между свинцово-кислотными аккумуляторными батареями и герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами?

Понимание типов и химического состава батарей может сбить с толку новичков в солнечной энергии.Важно понимать основы их различий, чтобы вы могли выбрать правильный тип батареи для вашего солнечного источника энергии. Сегодня мы рассмотрим разницу между свинцово-кислотными аккумуляторами с залитой водой и герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами.

Залитые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи являются наиболее распространенными в отрасли по сравнению с герметичными свинцово-кислотными аккумуляторами, которые иногда называют аккумуляторными батареями с регулируемым клапаном, батареями AGM (Absorbed Glass Mat) или гелевыми батареями. На бумаге эти два типа батарей имеют много общего.В основном это связано с их производительностью, глубиной разряда, гарантией и сроком службы.

Самая большая разница между двумя типами батарей — это вопрос обслуживания батарей. При залитой свинцово-кислотной батарее воду необходимо добавлять время от времени, необходимо выполнять периодическое выравнивание и время от времени измерять удельный вес электролита с помощью ареометра. Еще одним отличительным фактором затопленных аккумуляторов является то, что они могут выделять водород при определенных условиях зарядки аккумулятора, в результате чего необходимо вентилировать аккумулятор для выпуска паров.В отличие от залитой батареи, герметичная свинцово-кислотная батарея не требует обслуживания и не требует вентиляции, что является большим преимуществом для тех, кто не хочет заниматься обслуживанием батареи. Одним из потенциальных недостатков герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что из-за невозможности обслуживать аккумулятор они могут не работать на оптимальных уровнях, как его залитый аналог.

Помимо обслуживания, эти два типа батарей схожи по размеру, весу, характеристикам и эффективности.Между ними есть некоторые незначительные плюсы и минусы, но фактор обслуживания является самым большим и наиболее заметным различием, когда покупатели решают, какой тип батареи купить.

Если вам нужна помощь в выборе подходящей батареи для вашего солнечного применения, свяжитесь с нашими инженерами по продажам солнечной энергии, нажав кнопку под видео или позвонив по телефону (800) 383-0195.

Более подробное объяснение смотрите в видео ниже. Не забудьте подписаться на канал Northern Arizona Wind & Sun на YouTube, чтобы получать уведомления о новых видео, когда мы их публикуем.

типов свинцово-кислотных аккумуляторов — BatteryClerk.com

Герметичные свинцово-кислотные батареи все еще используются сегодня, потому что они являются недорогим и надежным источником энергии. За 140 лет, прошедшие с момента изобретения свинцово-кислотных аккумуляторов, были внесены различные модификации и усовершенствования.

Аккумуляторы мокрого типа

Аккумуляторы мокрого типа являются самой старой версией свинцово-кислотных аккумуляторов и подлежат ремонту или обслуживанию.У исправных батарей есть вентилируемые съемные колпачки, поэтому электролит можно и нужно регулярно проверять. Этот тип батареи является наименее дорогим и может прослужить дольше при правильном уходе. Однако они должны быть установлены в определенном положении и могут представлять опасность из-за утечки кислоты в случае повреждения.

Аккумуляторы, не требующие технического обслуживания, герметичны на весь срок службы, и, как следует из названия, не требуется поддерживать или контролировать уровень воды. Эти батареи намного безопаснее, но все же должны устанавливаться вертикально и могут представлять опасность из-за утечки кислоты в случае повреждения.

Оба типа аккумуляторных батарей с жидким электролитом в некоторой степени чувствительны к температуре, поскольку раствор электролита может замерзнуть или испариться. Они также склонны к газообразованию, что означает, что при перезарядке они выделяют сероводород, ядовитый горючий газ.

Герметичные свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA) или герметичные свинцово-кислотные батареи (SLA) более безопасны и более устойчивы к изменениям температуры окружающей среды, чем батареи с жидкими элементами. Они разработаны для предотвращения испарения электролита, что продлевает срок службы батареи и снижает образование газов.Два типа герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов — это аккумуляторы с абсорбированным стеклом (AGM) и гелевые аккумуляторы.

Гелевые батареи были разработаны в 1950-х годах в Германии и были популярны в 1970-х годах. В жидкий сернокислый электролит добавляется силикагелеобразующий агент, который превращает его в пасту, делая гель электролита неподвижным и не требующим обслуживания. В основном они используются для систем бесперебойного питания. Они надежно работают при более высоких температурах, чем другие батареи, и их можно устанавливать в любом направлении.Они служат дольше, чем другие батареи, и работают на пределе максимальной мощности дольше, пока быстро не разрядятся.

AGM-батареи, также называемые сухими батареями или герметичными свинцово-кислотными батареями, получили широкое распространение в 1980-х годах, потому что они были легче и надежнее, чем мокрые или гелевые батареи для конкретных применений. Батарея AGM похожа на батарею с мокрым элементом, за исключением того, что электролит удерживается рядом с пластинами в стекловолоконных матах, а не свободно заливает пластины.Подобно гелевым батареям, это делает батарею AGM защищенной от разлива, поскольку кислота содержится в матирующей технологии. Они более устойчивы к вибрации и могут выдерживать более низкие температуры, чем типичные батареи с жидкими элементами. Они стоят немного дороже и чувствительны к завышенной цене, что может сделать их непригодными для некоторых приложений.

Аккумуляторы AGM продаются больше, чем гелевые аккумуляторы. Они дешевле и их легче перезаряжать. Они также предлагают большую доступную мощность для своего размера. Гелевые батареи более полезны в приложениях, где температура выше и более низкая скорость разряда является приоритетом.

БП3-6

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > / Страницы 4 0 R / Метаданные 5 0 R / Контуры 6 0 R >> эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > транслировать 2002-09-01T11: 23: 59-07: 002011-01-21T12: 11: 56-07: 00CorelDRAW, версия 9.397Corel PDF Engine, версия 9.397application / pdf

BP3-6

конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState> >> >> эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > / NM (0ac20fe0-69b0-4438-ac1d3f4b5fc28f31) / Имя / FromClipBoard351139530 / Rect [374.446495 756,657319 584,446495 784,857319] / Subj (штамп) / Тип / Аннотация / Подтип / Штамп / CreationDate (D: 20110121121020-07’00 ‘) >> эндобдж 15 0 объект > / BS> / DA (1.000 0.000 0.000 мкг) / IT / FreeTextTypewriter / LE / Нет / NM (802fe2af-5746-49aa-b5bef62262c9974e) / RC (

Нажмите здесь, чтобы приобрести подлинный BP3-6

) / RD [0 0 0 0] / Rect [376.654367 745.261568 565.474367 757.261568] / Subj (Пишущая машинка) / Подтип / FreeText / Содержание (Нажмите здесь, чтобы приобрести подлинный BP3-6) / CreationDate (D: 20110121121057-07’00 ‘) >> эндобдж 16 0 объект > / C [0 0 0] / М (Д: 20110121121153-07’00 ‘) / П 8 0 Р / NM (7e509f6f-2bdc-4ae6-860e59e612d4ca6b) / Rect [26.260763 495,593957 594,243543 788,001889] / Граница [0 0 0] / Подтип / Ссылка >> эндобдж 17 0 объект > транслировать E $ @ 0FxLABdPm

`Q

Оптовая продажа ИБП 12В 38ач с длительным сроком службы Необслуживаемая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, поставщики, производители, заводы

Приложение:

Солнечные и ветровые системы Кабельное телевидение Телекоммуникации Инвалидное кресло Морское оборудование

Военная техника Аварийное освещение Электростанции Медицинское оборудование Машина для гольфа

Использование и обслуживание аккумуляторов:

1) Используйте заряд постоянного напряжения.

2) При плавающем заряде напряжение составляет от 2,23 до 2,27 на элементарную ячейку.

3) При циклическом использовании напряжение составляет от 2,35 до 2,45 на элементарную ячейку, макс. Сила тока не более 25% ° C

4) Затяните болты, чтобы избежать искрения и плохого контакта при использовании аккумулятора.

5) Пожалуйста, не используйте его рядом с источником тепла и открытым пламенем.

6) Пожалуйста, храните его при низкой температуре. Пожалуйста, замените его, если есть утечка жидкости или повреждение.

Размер выхода батареи:

Параметры батареи :

Вместимость 25 ° C (77 ° C)	10-часовой тариф (4А)	38Ач
	5-часовой тариф (6.8А)	34Ач
	1 час (25А)	25Ач
Внутреннее сопротивление	Полностью заряженный аккумулятор при температуре 25 ° C (77 ° F)	10 мОм
Емкость, на которую влияет температура	40 ° C (104F)	102%
	25 ° C (77 ° F)	100%
	0’C (32’F)	85%
	(-15 ° C) 5 ° F	65%
Саморазряд 25 ° C (77 ° F)	Емкость после 3 месяцев хранения	90%
	Емкость после 6 месяцев хранения	80%
	Емкость после 12 месяцев хранения	66%
Заряд (постоянное напряжение)	Начальный зарядный ток менее 26 А
	Напряжение 14.4-15,0 В
	Напряжение 13,5-13,8 В

Серия свинцово-кислотных аккумуляторов:

Цех		Посмотреть больше
Основная мастерская FGET, он обладает высокой устойчивостью к кислоте аккумуляторной батареи, окислению и нагреванию, а также может сохранять свою форму и прочность после длительного воздействия суровых условий окружающей среды.Доступны индивидуальные спецификации.	Зарядка батареи В полностью заряженном состоянии отрицательная пластина состоит из свинца, а положительная пластина — диоксида свинца с электролитом из концентрированной серной кислоты.	Производственная линия FGET имеет 3 производственные линии для аккумуляторов AGM от 2 В до 12 В, аккумуляторов GEL и аккумуляторов OPzV.
Упаковка и доставка		Посмотреть больше
Картонная упаковка 20, 10 или 4 штуки в одной коробке для аккумуляторов менее 12В24 Ач, одна в одной коробке для больших батарей.	Батарейный слой Загрузите свинцово-кислотные батареи в 3-5 слоев с картоном между каждым слоем и стрейч-пленкой. Убедитесь, что поддон зацепился за верхнюю часть, чтобы закрепить его.	20 футовый контейнер Поскольку свинцово-кислотные батареи очень тяжелые, мы все используем лотки без фумигации для их транспортировки.
Наша Сертификация		Посмотреть больше
Сертификат компании Приверженность качеству, последовательности, инновациям и обслуживанию ведет Компанию через устойчивый рост на конкурентном рынке.	Сертификат ISO Сертификат системы менеджмента качества SGS ISO9001, сертификат системы окружающей среды ISO14001	Паспорт безопасности материалов и транспорт Наши батареи имеют сертификаты UL и CE.Паспорт безопасности материалов и отчет по безопасной транспортировке грузов.

Образцы и OEM, гарантийное и послепродажное обслуживание:

Образец может быть предоставлен для проверки качества

• OEM приветствовал
• Гарантия: 2 года
• Послепродажное обслуживание: круглосуточная горячая линия для консультаций и технической поддержки

.

No related posts.