Устройство свинцово кислотного аккумулятора: Свинцово-кислотный аккумулятор — устройство, принцип работы, преимущества и недостатки, срок службы

Содержание

устройство, виды, эксплуатация и прочая полезная информация

Свинцово-кислотный аккумулятор является одним из наиболее распространённых вторичных химических источников тока. Аккумуляторные батареи этого типа в основном применяются в качестве стартерных в автомобилях. Реже они встречаются в складской технике в качестве тяговых. Их также можно встретить в локомотивах, пассажирских вагонах, телекоммуникационных и промышленных системах резервного питания, разных видах ИБП и т. д. Свинцово-кислотные АКБ являются самой старой разновидностью аккумуляторов вообще. Именно эти аккумуляторные батареи первыми создавали в своё время изобретатели. Прочие типы АКБ (щелочные и литиевые появились позже). В этом обзоре мы подробно рассмотрим свинцово-кислотный аккумулятор, его устройство, характеристики, разновидности, особенности эксплуатации и т. п.

 

Содержание статьи

Немного истории

Считается, что свинцово-кислотный аккумулятор был впервые разработан французом Гастоном Планте, который работал в лаборатории Александра Беккереля. В конструкции этого аккумулятора использовались электродные пластины из листового свинца. Они были скручены в спираль и обёрнуты сепаратором из полотна. Вся эта конструкция находилась в 10%-ном растворе серной кислоты. Ёмкость первой свинцово-кислотной АКБ была очень низкой. С тех пор принцип работы этих аккумуляторных батарей не менялся, а лишь совершенствовалась их конструкция, за счёт чего улучшились эксплуатационные характеристики.



Позднее Камилл Фор предложил усовершенствование, которое заключалось в покрытии электродных пластин свинцовым суриком. Вскоре после этого была разработана технология изготовления намазки на электроды. На пластины наносились окислы свинца, благодаря чему существенно повышалась ёмкость свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

В первой половине 1880-х годов учёные разработали намазные электродные решётки, а также технологию создания электродов из свинцового сплава, легированного сурьмой. В таком виде АКБ стали выпускаться в промышленных масштабах с 1890-х годов.

В 1950-х годах появились свинцово-кислотные аккумуляторы с электролитом, который находился в связанном состоянии в виде геля. В 1970-х годах были разработаны аккумуляторные батареи, в которых электролит был в виде пропитки стекловолокна. О них подробнее можно прочитать в статье о технологии AGM. Постепенно были разработаны прочные морозостойкие корпуса из полипропилена.

Свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом (WET) постепенно совершенствовались и требовали всё меньше обслуживания при эксплуатации. В частности, в 1980-х годах появились модели АКБ, у которых решетки электродов выполнялись из сплава свинца, легированного кальцием. Это кардинально снизило расход дистиллированной воды. Подробнее об аккумуляторах Ca-Ca читайте по этой ссылке.

По большому счёту, конструкция и принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов не меняется уже больше столетия. Производители лишь совершенствуют материалы и конструкцию, что даёт улучшение характеристик и снижение стоимости производства.
Вернуться к содержанию
 

Устройство свинцово-кислотных аккумуляторов

Конструкция

Свинцово-кислотный аккумулятор относятся к вторичным гальваническим элементам. Оговоримся, что гальваническим элементом называется прибор, который преобразовывает химическую энергию в электрическую. Вторичным элементом называется потому, что разряженная аккумуляторная батарея может быть восстановлена. Это делается пропусканием через неё постоянного тока в направлении, обратном протеканию тока при разряде. Электрическая энергия при этом преобразовывается в химическую. А при последующем разряде она снова трансформируется в электрическую.

Свинцово-кислотный гальванический элемент имеет ЭДС в интервале 2,11-2,17 вольта, а рабочее напряжение 2,1 вольта. В роли анода здесь выступает электродная решётка с обмазкой из двуокиси свинца (PbO

2). Катодом является электрод с обмазкой из губчатого свинца (Pb). Чем более высокую пористость он имеет, тем больше площадь взаимодействия с электролитом. На рисунке ниже схематически показан гальванический элемент.

В составе современных автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов работают шесть таких гальванических элементов. Их ещё часто называют «банками». На обслуживаемых аккумуляторных батареях, которые выпускались давно, нерабочие банки можно было заменить на исправные. Сборка из шести гальванических элементов с ЭДС 2,1-2,15 вольта даёт на автомобильной АКБ привычные нам 12,6-12,9 вольта.

Строго говоря, аккумулятором следует называть один гальванический элемент. А обычный автомобильный аккумулятор – это батарея из шести таких аккумуляторов.

Ниже можно посмотреть схематическое изображение автомобильного свинцово-кислотного аккумулятора, а также фотографию в разрезе.



Схематичное изображение аккумуляторной батареи для автомобиля на рисунке выше показывает все основные её составляющие. Они присутствуют во всех выпускаемых сейчас свинцово-кислотных аккумуляторах. Отличия могут быть, но в основном в мелочах. Может отличаться форм-фактор корпуса, формат клемм, некоторые дополнительные фишки в зависимости от производителя. Чем больше пластин находится в корпусе АКБ, тем больше её ёмкость и пусковой ток.

Положительные и отрицательные пластины бывают средние и боковые. Отличия боковых в том, что на них активная масса наносится только с одной стороны.

Чтобы исключить соприкосновение пластин разной полярности, между ними устанавливаются сепараторы, не проводящие электрический ток.

Основные требования к сепаратору заключаются в устойчивости к воздействию кислоты из электролита, а также достаточной пористости, чтобы химические вещества, участвующие в электрохимической реакции, могли беспрепятственно проходить через него к пластинам. Когда-то давно использовались фанерные сепараторы. На современных аккумуляторах используется конверты из нетканого материала с перфорацией, в который помещаются электродные пластины.

Что касается корпуса свинцово-кислотного аккумулятора, то его материал должен обладать безусловной кислотоустойчивостью. Кроме того, при длительной работе он не должен выделять в электролит вещества, которые вредны для протекания реакций в электрохимической системе.

Вернуться к содержанию
 

Электрохимическая система и принцип работы

Теперь, когда вы имеете понимание о конструкции отдельного гальванического элемента и автомобильной аккумуляторной батареи, рассмотрим процессы, происходящие в свинцово-кислотной электрохимической системе.
 

Процесс разряда

В полностью заряженном аккумуляторе положительный электрод (или анод) состоит из двуокиси свинца PbO2. Отрицательный электрод или катод состоит из губчатого свинца (Pb). Электролит, который представляет собой водный раствор серной кислоты, имеет плотность 1,18-1,32 гр/см

3 в зависимости от степени заряженности АКБ. В таблице ниже можно посмотреть зависимость между степенью заряда аккумуляторной батареи напряжением, плотностью электролита и температурой его замерзания.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,1111,78,40-7
1,1211,768,546-8
1,1311,828,6812,56-9
1,1411,888,8419-11
1,1511,94925-13
1,16129,1431-14
1,1712,069,337,5-16
1,1812,129,4644-18
1,1912,189,650-24
1,212,249,7456-27
1,2112,39,962,5-32
1,2212,3610,0669-37
1,2312,4210,275-42
1,2412,4810,3481-46
1,2512,5410,587,5-50
1,2612,610,6694-55
1,2712,6610,8100-60
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

При работе аккумулятора на разряд ток внутри идёт от катода к аноду. При этом происходит расход серной кислоты, а на плюсовом электроде выделяется водород. В результате протекающей реакции двуокись свинца превращается в сульфат свинца (PbSO

4) и выделяется вода (H2O). Часть SO4 от разложившейся серной кислоты вступает соединение с зубчатым свинцом на катоде с образованием сульфата свинца.

В процессе разряда активная масса на положительном и отрицательном электродах превращается в сульфат свинца. Поскольку идёт расход серной кислоты и выделяется вода, плотность электролита уменьшается. Реакции, протекающие в электрохимической системе, можно описать следующим образом.

На катоде:

PbO2 + SO

42- + 4H+ + 2e => PbSO4 + 2H2O

На аноде:

Pb + SO42- — 2e => PbSO4

Общая реакция:

PbO2 + Pb + 2H2SO4 => 2PbSO4 + H2O
Вернуться к содержанию
 

Процесс заряда

В разряженном аккумуляторе положительный и отрицательный электроды в основном состоят из сульфата свинца (PbSO4). Электролит в этот момент является раствором серной кислоты с пониженной плотностью. При заряде постоянный ток проходит от положительного к отрицательному электроду. Происходит частичное разложения электролита на водород H2 и SO42-. Водород проходит к отрицательному электроду, где восстанавливает сульфат свинца до губчатого Pb, также происходит образование серной кислоты.

На положительном электроде идёт сложная реакция. Две части воды, образующиеся при разряде, отдают водород (H2), который участвует в образовании двух частей серной кислоты из SO42- (выделяется на положительном электроде). Кислород (O2), который образовался от двух частей воды, потерявших водород, взаимодействует со свинцом из сульфата свинца с образованием двуокиси свинца (PbO2).

К окончанию процесса заряда сульфат свинца на отрицательном электроде восстанавливается до губчатого свинца. На положительном электроде он превращается в двуокись свинца. При протекании этой реакции происходит расход воды и образование серной кислоты, в результате чего плотность электролита повышается.

Расход воды в результате реакции, а также из-за обычного испарения в жаркое время года, можно компенсировать доливкой дистиллированной воды (если аккумулятор обслуживаемый).

Реакции на электродах, которые были описаны для процессов разряда, протекают в обратном направлении. Общее уравнение при заряде аккумулятора выглядит следующим образом.

2PbSO4 + 2H2O => PbO2 + Pb + 2H2SO4


Вернуться к содержанию
 
При разомкнутой цепи

Когда внешняя цепь аккумулятора разомкнута, на аноде происходит накопление свободных электронов. К ним из объёма электролита притягиваются положительно заряженные ионы водорода H+. В результате, рядом с анодом происходит формирование электрического поля. Оно закрывает доступ к аноду ионов SO42-. Разность потенциалов в этом тонком слове растёт по мере увеличения отрицательного заряда. Замедляется доступ к аноду отрицательно заряженных ионов. В этот момент устанавливается равновесие и на аноде прекращается накопление заряда.

На катоде происходит аналогичная ситуация. Благодаря положительному заряду катода, к нему притягиваются ионы SO42-. Они оттесняют от него положительно заряженные ионы водорода H+, что приводит к замедлению реакции.

Когда внешняя цепь замыкается, то электроны от анода движутся к катоду, нейтрализуют на нём положительный заряд и химическая реакция на электродах возобновляется.
Вернуться к содержанию
 

Основные характеристики

Здесь мы кратко рассмотрим важные параметры свинцово-кислотных аккумуляторов.
 

Электродвижущая сила

Это величина, представляющая собой разность потенциалов на выводах разомкнутого аккумулятора. Значение электродвижущей силы (ЭДС) непосредственно не зависит от уровня заряда аккумуляторные батареи. Однако существует косвенная зависимость. Она определяется тем, что при заряде и разряде аккумулятора изменяется плотность электролита. А сама ЭДС находится в прямой зависимости от концентрации электролита. Существует следующая формула, выведенная эмпирическим путём, которая позволяет оценить ЭДС аккумулятора, если вы знаете плотность электролита в нём.

ЭДС = 0,84 + плотность электролита при 15 С.

Например, при плотности 1,23 гр/см3 электродвижущая сила гальванического элемента будет 0,84 + 1,23 = 2,07 вольта.



Вернуться к содержанию
 
Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление аккумулятора в целом складывается из сопротивлений электродов, сепараторов, электролита. Активная масса электродов (PbO2 и Pb) имеет  в заряженном состоянии удельную проводимость, близкую по значению к проводимости металлического свинца. В разряженном состоянии аккумулятора активная масса электродов содержит много сульфата свинца (PbSO4), который плохо проводит электрический ток. Отсюда вывод: внутреннее сопротивление пластин зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи.

Полная зараженность АКБ соответствует минимальному внутреннему сопротивлению пластин. Это сопротивление растёт по мере разряда аккумулятора. Внутреннее сопротивление пластин старых или засульфатированных гальванических элементов существенно больше сопротивление пластин нового исправного аккумулятора.

Во внутреннем сопротивлении АКБ преобладающим является сопротивление электролита. Если сепараторы между пластинами исправны, то их сопротивлением можно пренебречь. Если аккумулятор новый и находится в исправном состоянии, то внутренним сопротивлением электродных пластин также можно пренебречь.

Величина внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи растёт по мере его разряда из-за уменьшения плотности электролита. Особенно это касается пространства в порах пластин и рядом с ними. Это происходит из-за роста сопротивления активной массы (в ней при разряде образуется сульфат свинца).

Значение внутреннего сопротивления для аккумулятора зависит от тока разряда. Чем он больше, тем более интенсивно идёт снижение концентрации электролита в порах активной массы и рядом с ними. Тем быстрее увеличивается сопротивление электролита.

Во время заряда аккумуляторной батареи концентрация электролита растёт, внутреннее сопротивление снижается, а сульфат свинца восстанавливается губчатого свинца на катоде и двуокиси свинца на аноде. Абсолютные величины внутреннего сопротивления АКБ обычно совсем небольшие. Для стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов они лежат в диапазоне 0,008-0,02 Ом. На графике выше можно посмотреть изменение внутреннего сопротивления АКБ при заряде и разряде.
Вернуться к содержанию
 

Ёмкость

Ёмкость – это количество электричества, которая аккумулятор может отдать разряде. На практике от свинцово-кислотного аккумулятора намеренно никогда не отбирают полную ёмкость, поскольку это приводит его к необратимому истощению. Поэтому более актуальной величиной является рабочая ёмкость аккумулятора. Это количество электричества, которая аккумуляторная батарея отдает в определённом режиме разряда. При этом она разряжается до определённого в этом режиме напряжения. Рабочая ёмкость всегда меньше полной ёмкости АКБ.



Единицей измерения ёмкости являются ампер часы (Ач). Величина ёмкости равна произведению тока разряда, выраженному в амперах, на длительность разряда, выраженную в часах.

От чего зависит величина ёмкости?

  • Размеры электродов и их количество.
  • Температура, плотность и объём электролита.
  • Срок службы аккумуляторной батареи.
  • Состояние активной массы.
  • Режим разряда.

Ёмкость свинцово-кислотного аккумулятора находится в прямой зависимости от количества активной массы. Если во время разряда в порах активной массы отсутствует достаточная концентрация серной кислоты, напряжение элемента быстро снижается, и он приходит в разряженное состояние.

Стоит также отметить, что ёмкость АКБ при разных режимах разряда меняется. При увеличении разрядного тока ёмкость батареи снижается. Причиной этого является то, что при большом разрядным токе в порах пластин быстро падает концентрация серной кислоты. Падение концентрации должна компенсировать диффузия электролита из объёма сосуда вглубь пластин. Но при высоком токе разряда диффузия не успевает проходить в полной мере.

Помимо этого, при высоком токе разряда химическая реакция протекает в поверхностных слоях активной массы. Здесь же образуется сульфат свинца, который забивает поры. И, когда в пластинах ещё есть достаточное количество активных веществ, аккумулятор уже приходит в разряженное состояние.

На сопротивление электролита влияет не только его плотность, но и температура. Стоит только сказать, что внутреннее сопротивление аккумулятора при 0 С в 2 раза выше чем при 25 С. Естественно, что при этом в такой же степени изменяется работоспособность и ёмкость АКБ.



Интенсивность процессов проходящих в электрохимической системе аккумулятора, напрямую зависит от температуры. Например, ёмкость зависит от скорости диффузии электролита в толщину активной массы электродов. Скорость диффузии напрямую зависит от вязкости электролита, а вязкость – от температуры.
Вернуться к содержанию
 
Саморазряд

В процессе разряда свинцово-кислотной батареи на положительных и отрицательных электродах образуется сульфат свинца.

Если аккумулятор находится на хранении (в бездействии), то в нём ещё идут различные паразитные электрохимические и химические реакции. Они выражаются в том, что двуокись свинца на положительных электродах и губчатый свинец на отрицательных электродах превращаются в сульфат свинца. Этот процесс и называется саморазрядом.

Он является нормальным явлением даже на полностью рабочих аккумуляторах. Поэтому в научной литературе он называется нормальным саморазрядом. Чем больше температура электролита и его плотность, тем с большей интенсивностью идёт саморазряд.
Вернуться к содержанию
 

Отдача АКБ

Ещё один важный параметр АКБ, который хотелось бы выделить, это отдача. Этот термин применяется для аккумулятора вместо «коэффициента полезного действия». Существует два варианта отдачи.

Отдача по ампер-часам (электрохимический КПД). Это величина представляет собой отношение числа ампер-часов, которые были отданы при разряде, к числу ампер-часов, принятых при заряде до первоначального состояния. Выражается в процентах.

NC = (Cразрзар)*100%

Отдача по энергии (энергетический КПД). Представляет собой отношение числа ватт-часов, отданных при разряде к ватт-часам, полученным при заряде.

NЭ = (Iразр*Uразр*tразр/Iзар*Uзар*tзар)*100%

Отдача по ампер-часам (по ёмкости) для стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов находится на уровне 85-90%. Отдача ватт-часам (по энергии) не более 65-75%.

В таблице ниже сведены основные электрические и эксплуатационные характеристики свинцово-кислотных батарей.

ХарактеристикаЗначение
Рабочее напряжение гальванического элемента, В2.1
ЭДС заряженного гальванического элемента, В2,11-2,17
Минимально допустимое напряжение разряженного элемента, В1,75-1,8
Интервал рабочих температур, Сот -40 до +40
Теоретическая удельная энергоёмкость, Втч/кг25-40
Теоретическая удельная энергоёмкость, Втч/кгдо 133
КПД по току, %85-90
КПД по энергии, %65-75

Поскольку большая часть свинцово-кислотных аккумуляторов применяются в качестве стартерных на автомобилях, есть ещё несколько важных характеристик.

  • Стартерный ток. В ГОСТ он называется ток холодной прокрутки. В большинстве отечественных и зарубежных стандартов этот ток измеряется при температуре минус 18 градусов Цельсия в течение 30 секунд. Методики замера могут отличаться, но в основном они опираются на допускаемое конечное напряжение.
  • Номинальная ёмкость. Это заявленное производителем количество электричества, отдаваемое аккумуляторной батареей. Указывается в ампер-часах (Ач). Методы измерения могут отличаться, но в большинстве случаев это разряд током, величина которого составляет 1/20 от номинальной ёмкости в Ач.
  • Резервная ёмкость. В соответствии с государственным стандартом, резервная ёмкость показывает время, на протяжении которого АКБ может отдавать ток величиной 25 А до просадки напряжения до 10,5 В.

Подробно характеристики Pb аккумуляторов описывались в этой статье. Она вышла давно, но большая часть информации актуальна.

Для автомобильных аккумуляторных батарей есть ещё свои специфические характеристики, которые важны при выборе модели на конкретный автомобиль. Например, полярность, размеры и форм-фактор, тип клемм и т. д.
Вернуться к содержанию
 

Виды свинцово-кислотных АКБ

В литературе сложно найти чёткую классификацию свинцово-кислотных аккумуляторов. Большая их часть данного типа применяется в качестве стартерных автомобильных АКБ. Но есть также модели, которые используется в качестве тяговых батарей. Поэтому для начала можно представить такую классификацию по характеру работы.

  • Стартерные. Используются в автомобильной и мототехнике для запуска в бензиновых или дизельных двигателей. После запуска мотора АКБ заряжается от бортовой сети. Если генератор в какой-то момент перегружен, то аккумулятор может обеспечивать часть питания, требуемого для бортовой сети автомобиля. В электромобилях, которые становятся всё более популярными, также есть аккумулятор на 12 вольт. Но там он не выполняет роль стартерного, а является источником питания для подсети электромобиля с напряжением 12 вольт. В основном это обеспечение питанием светотехники и бортовой аппаратуры. Сейчас некоторые производители уже ставят в качестве таких моделей литий-железо-фосфатные АКБ.
  • Тяговые. Тяговые аккумуляторы работают в режиме циклирования. То есть, они разряжаются на 80-90% от своей номинальной ёмкости, после чего их ставят на зарядку и они восполняют потери. Как правило, в этом качестве используются щелочные и литиевые аккумуляторы. Но свинцово-кислотные также применяются в этой роли. Чтобы обеспечить достойный срок эксплуатации тяговые свинцовые аккумуляторы используются с трубчатыми или панцирными электродами. Они обозначаются, как OPzS и OPzV. Первые используют жидкий электролит, вторые – гелевый наполнитель.
  • Модели для работы в буферном режиме. В качестве примера можно привести аккумуляторы, работающие в источниках бесперебойного питания (ИБП). В данном случае имеется основной источник питания от сети, а аккумуляторная батарея выступает в роли резервного источника питания. Продолжительность заряда в процессе работы значительно больше, чем разряда в периоды отключения основного питания. Свинцово-кислотные аккумуляторы здесь обычно используются в виде AGM моделей. Хотя до сих пор встречаются и батареи с жидким электролитом в каком-нибудь промышленном оборудовании.

В отдельную группу можно также выделить стационарные аккумуляторы, часто используемые в энергетике, промышленности, телекоммуникационном оборудовании.

Автомобильные АКБ можно классифицировать следующим образом.

  • С жидким электролитом (WET). Классический вариант, устройство которого рассматривалось выше. В этой группе также присутствует разновидности, различия между которыми в основном касаются сплава, из которого делаются решетки электродов. Можно выделить малосурьмянистые (положительные и отрицательные пластины из сплава Pb + Sb), кальциевые (положительные и отрицательные пластины из сплава Pb + Ca), гибридные (положительные Pb + Sb, отрицательные Pb + Ca).
  • AGM. Вместо жидкого электролита здесь электроды окружены стекловолокном, в котором находится электролит. Само стекловолокно выступает в роли сепарататора. Аккумуляторы этого типа были разработаны ещё в 1970 годах. Широкое распространение на автомобилях они получили в последние 10-15 лет. Они хорошо показывают себя на автомобилях с двигателями Старт-Стоп, а также там, где много электрооборудования на борту. Модели AGM могут использоваться не только, как стартерные, но и способны переносить многократный разряд до 80% от номинальной ёмкости без последствий.
  • EFB. Эта разновидность является результатом маркетинга. На самом деле эти аккумуляторы по своей конструкции соответствует залитым АКБ типа WET. Просто в них могут быть усиленные электродные решётки большей толщины, какие-нибудь особенности строения корпуса, добавки в сплав, из которого делаются решётки, и т. п. Их выделили в отдельную группу сами производители, которая позиционируют их в качестве доступной альтернативы аккумуляторам AGM. Подробнее о технологии EFB тут.
  • Гелевые. В них жидкий электролит превращают в гель с использованием водного щелочного раствора силикатов натрия (Na2SiO4). Они, как и AGM, также способны работать в режиме циклирования. То есть, испытывать глубокий разряд и последующий заряд многократно. В автомобилях они встречаются крайне редко, но зато часто используются для обеспечения электроэнергии автодомов, водного транспорта, питания садовой техники, электроинструмента, в системах резервного и аварийного питания.

Автомобильные аккумуляторы также можно разделить на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые. Кроме того, есть деление аккумуляторных батарей на легковые и грузовые. В общем, разновидностей свинцово-кислотных аккумуляторов масса. По мере развития этой технологии появляются новые виды, а устаревшие исчезают. В последние годы на автомобилях встречаются литиевые АКБ с литий-железо-фосфатной электрохимической системой. Подробнее о видах аккумуляторов для автомобилей можно прочитать в этой статье.



Здесь можно также добавить, что свинцово-кислотные аккумуляторы для автомобилей могут выпускаться по различным стандартам в зависимости от региона мира. В России производство аккумуляторов осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53165-2008. Азиатские производители придерживаются требований японского стандарта JIS. В Европе компании выпускают АКБ по требованиям немецкого стандарта DIN или европейского ETN. В США используется стандарт SAE J537. Более подробно об этом и маркировке аккумуляторных батарей можно узнать из этого материала.
Вернуться к содержанию
 

Сферы применения

В большинстве случаев свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются с напряжением, кратным 2. Наиболее востребованные легковые автомобильные аккумуляторы имеют номинал 12 вольт. На грузовых автомобилях и спецтехнике применяются модели 24 вольта. Есть также мотоциклетные транспортные средства с АКБ 6 вольт. То есть, гальванические элементы 2 вольта редко используется по отдельности, а чаще применяются в составе аккумуляторных батарей.

Ниже перечислены основные сферы использования Pb батарей всех типов.

  • Легковые и грузовые автомобили, автобусы, мотоциклетная и садовая техника.
  • Железнодорожный транспорт.
  • Морские и речные суда.
  • Охранные и противопожарные системы.
  • Источники бесперебойного питания (ИБП).
  • Телекоммуникационное оборудование.
  • Системы сигнализации и аварийного освещения.
  • Приемно-передающее оборудование для связи.
  • Системы аварийной подачи электроэнергии.
  • Электронные кассовые аппараты.
  • Контрольно-измерительные приборы.
  • Электрифицированные инвалидные кресла.
  • Детские электрические игрушечные автомобили.

По мере распространения электромобилей использование свинцово-кислотных аккумуляторов в данном сегменте будет меньше. Пока ещё производители электромобилей устанавливают на свои модели свинцовые AGM батареи, но некоторые уже переходят на литиевые 12-вольтовые АКБ. Однако свинцовой кислотные батареи по-прежнему востребованы в различных отраслях, поскольку обеспечивают оптимальное соотношение энергоёмкости, эксплуатационных характеристик и цены.
Вернуться к содержанию
 

Эксплуатация свинцово-кислотных батарей

Срок службы и износ

Срок службы большинства свинцово-кислотных аккумуляторов WET, продаваемых сейчас в магазинах составляет 3-4 года. После отработки этого срока ёмкость аккумуляторных батарей существенно снижается, и их дальнейшая эксплуатация только доставляет неудобства. Если обеспечивать необходимый уход за аккумулятором, то срок его службы можно продлить до 5-6 лет. Аккумуляторные батареи AGM обычно служат дольше, чем модели с жидким электролитом. Они более устойчивы к глубокому разряду, вибрации во время движения автомобиля и т. п.

Среди основных причин, которые приводят к выходу аккумулятора из строя можно назвать следующие.

  • Разрыхление и нарушение однородности активной массы на решетках плюсовых электродов. Из-за этого обмазка осыпается и сползает с решёток.
  • Сульфатация электродных пластин. Это процесс, в результате которого образуются крупные кристаллы сульфата свинца. Они забивают поры активной массы и препятствуют протеканию электрохимических процессов в АКБ.
  • Ослабление сцепления обмазки с решётками электродов и её осыпание. Ухудшение сцепления активной массы может происходить в процессе эксплуатации, а может быть результатом производственного брака из-за нарушения технологии.
  • Коррозионные процессы на электродах. Как уже говорилось выше, при работе аккумуляторной батареи, помимо основных электрохимических реакций, идёт много паразитных. Они приводят к коррозии электродов и их частичному растворению в электролите. Это усиливает осыпание активной массы.

Среди причин, по которым АКБ выходит из строя, можно назвать производственный брак и замыкание разноимённых пластин. Производственный брак обычно проявляется в первые дни (недели) эксплуатации. Замыкание может быть вызвано физическим повреждением  аккумулятора, а также оно может произойти в результате замерзания электролита и коробления электродов. Срок службы свинцово-кислотного аккумулятора также снижается из-за использования некачественного электролита или обычной воды вместо дистиллированной.

Если аккумулятор потерял ёмкость из-за осыпания активной массы и разрушения пластин, то восстановлению он не подлежит. Можно встретить довольно много статей в интернете, где описываются различные способы постановления свинцово-кислотных АКБ. У нас на сайте был отдельный материал про десульфатацию. Существуют различные «дедовские» способы в виде добавление раствора сульфата магния, соединений аммиака и т. п. Таким образом, люди пытаются растворить сульфат свинца на поверхности электродных пластин.



Однако реально работающим методом является импульсная зарядка, во время которой попеременно даётся зарядные и разрядный ток. Это позволяет сбивать сульфат свинца с поверхности активной массы. Подобный режим имеют некоторые зарядное устройства (ЗУ), а также в продаже есть для этого есть приспособления, которые способны работать в связке с ЗУ.

Но здесь стоит отметить, что импульсная зарядка аккумулятора хороша лишь в качестве профилактики сульфатации. Если аккумулятор не обслуживался должным образом в течение трёх-четырёх лет, это процедура не принесёт должного результата и восстановления АКБ.

Срок службы аккумуляторной батареи всегда проще продлить, если делать её регулярное обслуживание. Это более действенный метод, чем восстановление. Ниже перечислены основные действия, которые рекомендуется выполнять при эксплуатации Pb аккумулятора.

  • Необходимо содержать поверхность аккумуляторной батареи, токовыводы и крышки банок сухими и чистыми. Токовыводы, а также наконечники клемм нужно периодически очищать от окислов. Необходимо также чистить вентиляционное отверстие в крышке. Регулярное удаление электролита, грязи, были, масла с поверхности АКБ сводит к минимуму ток саморазряда.
  • Поддерживать аккумулятор в заряженном состоянии. Для этого нужно регулярно проверять напряжение на батарее при разомкнутой внешней цепи. Нужно следить затем, чтобы оно не опускалось ниже 12 вольт. Если вы редко ездите на автомобиле, то нужно на регулярно заряжать АКБ от сетевого зарядного устройства. После зарядки проверяйте плотность электролита, чтобы оценить насколько зарядился аккумулятор. Таблица заряженности аккумуляторные батареи со значениями плотности электролита приводилась выше. Подробнее об электролите в свинцово-кислотном аккумуляторе можно прочитать в этой статье.
  • Если аккумулятор малобслуживаемый (есть доступ к банкам) нужно периодически проверять уровень электролита и поддерживать его в нормальных пределах. Он должен покрывать полностью пластины. Обычно это проверяют в пластиковой или стеклянной трубкой, опуская её внутрь банки. Уровень должен быть на 10-15 мм выше поверхности пластин. Если уровень недостаточный, заливается дистиллированная вода. Если аккумулятор необслуживаемый (нет доступа к банкам), то там не требуется доливка дистиллированной воды из-за её небольшого расхода. Для контроля степени заряженности в таких АКБ обычно предусмотрен индикатор.
  • Необходимо проверять, что от генератора автомобиля идёт нормальный режим заряда аккумулятора. Для этого при заведённом двигателе измеряется напряжение на выводах аккумуляторной батареи. Нормальные пределы напряжения 13,6-14,4 вольта. Значение может колебаться в указанном интервале в зависимости от включенного в этот момент оборудования (обогрев стекол, музыка, печка и т. п.). Если напряжение меньше, аккумуляторная батарея будет испытывать хронический недозаряд. Превышение 14,4 вольта также вредно, поскольку начинается разложение воды и электролит «кипит». При этом разрушается активная масса на положительных электродах, что сокращает срок службы аккумулятора.
  • Рекомендуется обеспечить надёжный контакт токовыводов АКБ и клемм. Сам аккумулятор должен быть надёжно закреплён на посадочном месте. Подключаемые провода не должны быть в натяг, поскольку это приведёт к физическому воздействию на токовыводы, их расшатыванию и разрушению.

Более подробно об обслуживании автомобильных аккумуляторов можно узнать из этого материала.
Вернуться к содержанию
 

Заряд

Заряд свинцово-кислотной аккумуляторной батареи является одним из ключевых моментов при её эксплуатации. Выше уже было сказано, что периодически нужно снимать аккумулятор с автомобиля и заряжать его от сетевой зарядки. Теперь подробнее об этом процессе.

Заряд свинцово-кислотных аккумуляторов может осуществляться двумя методами.

  • При постоянной величине тока.
  • При постоянной величине напряжения.

При постоянном токе последовательно с заряжаемой аккумуляторной батареей подключается реостат, с помощью которого выполняется регулировка величины зарядного тока. Напряжение устанавливается в зависимости от количества элементов аккумуляторной батареи. На каждый из них требуется 2,7 вольта. То есть, для автомобильного аккумулятора с шестью элементами потребуется общее напряжение 16,2 вольта.

При постоянном напряжении АКБ подключается напрямую к источнику питания без реостата. Этот вариант реализован в большинстве продаваемых на сегодняшний день зарядных устройств.
 

Заряд при постоянном токе

При постоянном токе заряд может осуществляться в одну или две стадии. Если заряд одностадийный, то зарядный ток на протяжении всего процесса не должен быть выше 0,12 от номинальной ёмкости АКБ. По мере заряда напряжение одного аккумуляторного элемента доходит до 2,6-2,8 вольта. К этому моменту во всех аккумуляторных банках наблюдается сильное газообразование. Весь процесс занимает 10-11 часов.

Если заряд постоянного тока выполняется в две стадии, то режимы такие.

1) Заряд ведётся до напряжения 2,3-2,4 вольта током не более 0,25 от номинальной ёмкости. Когда будет достигнуто заданное напряжение, то заряд переводится на вторую стадию.

2) На этой стадии заряд ведётся до 2,6-2,8 вольта током не более 0,12 от номинальной ёмкости.

Признаки окончания заряда такие же, как и при одностадийном процессе. То есть, достижение максимального напряжения и плотности электролита, которые в течение одного часа остаются неизменными. Во всех аккумуляторных элементах происходит сильное газообразование (электролиз воды). По времени процесс занимает 7-8 часов.

Стоит отметить, что на электролиз воды из электролита расходуется тем больше зарядного тока, чем выше напряжение, при котором идёт процесс. Обычно электролиз воды и прочие потери приводят к тому, что количество ампер-часов, передаваемых аккумулятору при заряде на 15-18% больше, чем количество ампер-часов, снимаемых с АКБ при разряде.

Двухстадийный процесс зарядки постоянным током часто применяется для заряда свинцово-кислотных аккумуляторов, испытавших глубокий разряд.

Есть ещё видоизменённый вариант заряда с плавно убывающим током. На начальном этапе заряда тока составляет 0,25*С, а заканчивается с током 0,25*С при напряжении 2,6-2,8 вольта. Признаки окончания заряда такие же, как было описано выше.
Вернуться к содержанию
 

Заряд при постоянном напряжении

В этом случае процесс заряда ведётся при фиксированном напряжении 2,2-2,3 вольта на аккумуляторный элемент. Напряжение держится постоянным на протяжении всего процесса. В начале ток заряда не ограничивается и он может достигать величины номинальной ёмкости АКБ. После 1-2 часов заряда уменьшается в 2 раза, а к моменту окончания процесса составляет (0,001-0,003)*С.

Процесс является более длительным, чем при зарядке постоянным током. В случае заряда стационарных свинцово-кислотных батарей большой ёмкости процесс может длиться до нескольких суток. Большая часть времени проходит без газообразования. Аккумулятору передаётся ёмкость на 7-10% выше, чем снимаемая при разряде. То есть, КПД процесса выше, чем при зарядке постоянным током. Признаком окончания заряда является постоянство плотности электролита.



Существует также модифицированный вариант заряда при постоянном напряжении, который выполняется в два этапа. На первом этапе зарядный ток ограничил эту величиной 0,25*С,  напряжение увеличивается. Переход на второй этап осуществляется при достижении напряжения на элементе 2,2-2,3 вольта. На этой стадии процесс идёт при постоянном напряжении. По длительности этот вариант близок к одностадийной зарядке. Причём заряд может выполняться без снятия нагрузки.

На диаграммах ниже можно посмотреть зарядные кривые напряжения, ёмкости и тока при комбинированном режиме заряда током 0,1*С и напряжением 2,45 вольта на элемент.



Современные ЗУ выполняют процесс зарядки в автоматическом режиме и владельцу аккумулятора обычно не требуется выставлять какие-либо параметры. Но информация о них не помешает.
Вернуться к содержанию
 

Функционирование при низкой температуре

Свинцово-кислотный аккумулятор является довольно чувствительными к низким температурам электролита. По мере снижения температуры окружающей среды эксплуатационные характеристики таких АКБ снижаются. Нужно сказать, что по сравнению с другими видами аккумуляторов, у свинцово-кислотных снижение характеристик не такое большое.

Эмпирическим путём было обнаружено, что аккумуляторная батарея теряет примерно 1% отдаваемой ёмкости при понижении температуры окружающей среды на 1 градус, начиная от +20С. Несложно вычислить, что при снижении температуры с +20 до 0 градусов аккумулятор потеряет около 20% отдаваемой ёмкости.

Чем ниже будет температура электролита, тем выше внутреннее сопротивление батареи. Тем больше будет падение напряжения АКБ. Объясняется это увеличением вязкости электролита при низких температурах, что приводит к затруднению диффузии. На диаграмме ниже можно посмотреть зависимость зарядного напряжения от температуры электролита.

Там видно, что чем ниже температура, тем выше проходит кривая зарядного напряжения. С увеличением напряжения также растет доля зарядного тока, который расходуется на электролиз воды. При температуре электролита ниже — 18 градусов практически весь зарядный ток расходуется на электролиз. Это значит, что процент заряда аккумуляторной батареи при такой температуре не эффективен.

Надёжность работы свинцово-кислотной батареи при низких температурах определяется не столько возможностью эффективного заряда, сколько отдачей необходимой ёмкости, пускового тока и напряжения при разряде.

При разряде в порах активной массы происходит постоянное снижение концентрации электролита, но оно непрерывно восстанавливается за счёт диффузии более концентрированного электролита из объёма между пластинами. В условиях разряда при нормальной температуре он будет продолжаться до исчерпания ёмкости АКБ.

Если разряд происходит при низкой температуре, то из-за повышенной вязкости электролита диффузия электролита замедляется. В результате падает ёмкость батареи. На диаграмме ниже можно посмотреть зависимость ёмкости аккумуляторной батареи от температура электролита.



При разряде аккумулятора большими токами в условиях низких температурах отдаваемая ёмкость снижается ещё больше. Повышенное сопротивление электролита при низкой температуре усиливает падения напряжения на выводах аккумулятора. На изображении ниже можно посмотреть кривые разряда стационарных аккумуляторов при 30-минутном режиме.

Видно, что расчётное напряжение 1,75 вольта в конце процесса разряда обеспечивается лишь при температуре электролита +25 С.

Итог вышесказанному можно подведите подвести следующий. Снижение отдачи тока и ёмкости свинцово-кислотной батареей при низких температурах обусловлено снижением скорости химических реакций. Чтобы восстановить характеристики, требуется подогреть её. Снижение эксплуатационных характеристик в холодную погоду является абсолютно нормальным даже для исправного заряженного аккумулятора.

Основная опасность охлаждения электролита заключается в том, что если он разряжен и имеет низкую плотность электролита, жидкость может замёрзнуть. В этом случае образование кристаллов льда может необратимо повредить пластины электродов. Эта проблема является Особенно актуальной для популярных сейчас современных необслуживаемых аккумуляторов. В них нет доступа к банкам и измерить плотность электролита проблематично. Поэтому сложно прогнозировать, что может произойти с ними в сильный мороз.

В отзывах про автомобильные аккумуляторы люди обычно пишут о проблемах с запуском двигателя, начиная с -10 C. И это неудивительно, поскольку в диапазоне от минус 10 до минус 20 градусов Цельсия наблюдается серьёзное снижение пускового тока, а также уменьшается возможность принимать заряд. При температурах ниже -20 С нормальная работа свинцово-кислотного стартерного аккумулятора не может быть гарантирована. К тому же, при этих температурах аккумуляторная батарея перестаёт принимать заряд.

В холодную погоду рекомендуется держать стартерный аккумулятор заряженным. Для этого нужно периодически снимать его с автомобиля и заряжать сетевым зарядным устройством. Во время поездок АКБ просто не успевает нагреться и принять необходимое количество заряда от генератора.

Если ночью, когда автомобиль находится на стоянке, температура опускается ниже — 20 С, имеет смысл забрать аккумулятор на хранение домой в тепло. Тогда утром без проблем сможете запустить двигатель.

Как вариант, можно использовать конструкции и приспособления для электрического подогрева аккумулятора.


Вернуться к содержанию
 

Функционирование при высокой температуре

  • Работа свинцово-кислотных аккумуляторных батарей при высоких температурах также имеет свои проблемы и особенности. Это актуально для стартерных автомобильных аккумуляторов, которые в летнее время года работают под капотом, где температура может сильно повышаться. Ниже перечислены проблемы и особенности при эксплуатации свинцово-кислотных АКБ при повышенной температуре.
  • Повышенный саморазряд. Если при температуре электролита 25 С саморазряд находится на уровне 0,5-1% от номинальной ёмкости в сутки, то уже при 40 С он возрастает до 1,8-3,5%. В этих условиях увеличивается скорость сульфатации электродов. Некоторые производители выпускают модели батарей, которые рассчитаны для работы в условиях тропиков. Для них возможна длительная работа при температуре электролита более 25 С.
  • При заряде аккумулятора температура электролита не должна превышать температуру 45 С. Помните, что плотность электролита при его температуре около 35-40 градусов будет ниже на 0,05-0,09 гр/см3, чем при 20-25 С. Это нормально. Поэтому не нужно стараться повышать ёмкость после заряда. Не нужно передерживать аккумулятор на зарядке или корректировать плотность добавлением кислоты.
  • Уровень электролита. При повышенной температуре может увеличиваться расход дистиллированной воды в аккумуляторе из-за её испарения. Поэтому в жаркую погоду нужно чаще контролировать уровень электролита в банках и не допускать оголения пластин. Для этого нужно просто периодически доливать дистиллированную воду. Опять же это возможно для малообслуживаемых аккумулятора, где есть пробки для доступа к банкам. Если АКБ необслуживаемая, то сделать этого не получится.

Вернуться к содержанию
 

Хранение

Свинцово-кислотные аккумуляторы, залитые электролитом, нужно хранить в прохладном помещении. В идеале температура там должна быть около 0-10 С (саморазряд при этих температурах ниже). Лучше всего хранить батареи на стеллажах полюсными выводами вверх. Токовыводы нужно смазать техническим вазелином. Пробки должны быть прочно закручены.



Перед постановкой АКБ на хранение следует полностью зарядить аккумулятор, довести плотность до нормы, а поверхность корпуса очистить и нейтрализовать. Это можно сделать с помощью протирки хозяйственным мылом или раствором пищевой соды в воде. Процедура необходима для снижения саморазряда в процессе хранения.

Кроме того, перед отправкой аккумуляторных батарей на хранение, их могут подвергать контрольно-тренировочному циклу для проверки отдаваемой ёмкости. В организациях, которые связаны с эксплуатацией транспорта, проверка аккумуляторов с помощью КТЦ проводится ежегодно. По результатам проверки принимается решение о пригодности аккумуляторов для дальнейшей эксплуатации. Ёмкость аккумуляторов в период гарантированного срока эксплуатации должны находиться на отметке не менее 90% от номинального значения. Аккумулятор подлежит списанию, если ёмкость снижается до 40% от номинала.

Во время хранения допускаются постоянные подзарядки аккумуляторов малыми токами для компенсации потерь от саморазряда. Допустимый срок хранения залитых свинцово-кислотных АКБ не должен превышать 3-12 месяцев в зависимости от условий хранения.

Сухозаряженные аккумуляторные батареи без электролита могут храниться в неотапливаемых помещениях до 3 лет. Их заряженность гарантируется производителем в течение 1 года с момента их производства.
Вернуться к содержанию
 

Утилизация и переработка

На сегодняшний день процесс сбора и переработки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей налажен значительно лучше, чем для остальных видов аккумуляторов. Отработавшие АКБ принимают в каждом пункте приема металлолома. Кроме того, большинство крупных торговых сетей и мелких магазинов предлагают приём старых аккумуляторов в виде обмена их на новые с доплатой. Так, что проблемы сбора бу свинцово-кислотных аккумуляторов на сегодняшний день не существует.

Из пунктов приёма и магазинов старые аккумуляторы направляются на предприятия для переработки. Это могут быть заводы самих производителей аккумуляторов, где утилизация осуществляется на отдельных линиях. Кроме того, переработкой занимаются сторонние предприятия, которые выделяют ценные материалы и затем продают их производителям.

По некоторым оценкам примерно 80% исходных материалов удаётся извлечь из бу аккумуляторов, и они снова возвращаются в производство. Речь идёт об извлечении свинца, стали, пластика. Есть отработанные технологии разделения этих материалов и их очистки.

Более подробно о переработке автомобильных свинцово-кислотных батарей можно прочитать в этой статье.
Вернуться к содержанию
 

Итоги

В этой статье мы рассмотрели практически все важные моменты, связанные с устройством и эксплуатацией свинцово-кислотных аккумуляторов. В первой части статьи была рассмотрена конструкция, устройство и электрохимическая система Pb батарей. Мы рассмотрели разновидности этого типа аккумуляторов, а также сферы их применения.

Большая часть материала была посвящена эксплуатации АКБ. Речь шла о заряде, хранении, износе, сроке эксплуатации, а также об особенностях функционирования аккумуляторов при низких и высоких температурах.

В заключение можно сказать, что свинцово-кислотные аккумуляторы до сих пор остаются востребованными во многих направлениях деятельности человека. И это, несмотря на то, что они были изобретены уже почти 150 лет назад.

В последнее время выпускается всё больше электромобилей, где стартерный аккумулятор уже не требуется. Но, даже если со временем Pb батареи уйдут из автомобильного сегмента, за ними останется ещё много областей применения в промышленности, быту и т. п. Это объясняется тем, они просты в эксплуатации и имеют невысокую стоимость.
Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваше отзывы и мнения по теме свинцово-кислотных аккумуляторов, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оцениваете статью.
Вернуться к содержанию
 

Используемая литература

1) Устинов П. И. Обслуживание стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов.

2) Конофеев Н. Т. Автомобильные аккумуляторные батареи.

3) ГОСТ Р 53165-2008 Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники.
Вернуться к содержанию

Свинцово-кислотный аккумулятор — это… Что такое Свинцово-кислотный аккумулятор?

Свинцово-кислотный аккумулятор — наиболее распространенный на сегодняшний день тип аккумуляторов, изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте. Основные области применения: аккумуляторные батареи в автомобильном транспорте, аварийные источники электроэнергии.

История

Свинцовый аккумулятор разработал в 1859—1860 годах Гастон Планте, сотрудник лаборатории Александра Беккереля. В 1878 году Камилл Фор усовершенствовал его конструкцию, покрыв пластины аккумулятора свинцовым суриком.

Принцип действия

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде.

Энергия возникает в результате взаимодействия оксида свинца и серной кислоты до сульфата (классическая версия). Проведенные в СССР исследования показали, что внутри свинцового аккумулятора протекает как минимум ~60 реакций, порядка 20 из которых протекают без участия кислоты электролита (нехимические)[1]

Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде[2][1] и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном.

Химическая реакция (слева направо — разряд, справа налево — заряд):

В итоге получается, что при разряде аккумулятора расходуется серная кислота из электролита (и плотность электролита падает, а при заряде, серная кислота выделяется в раствор электролита из сульфатов, плотность электролита растёт). В конце заряда, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При заряде не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо её долить для восполнения потерянного в ходе электролиза количества.

Устройство

Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из электродов (положительных и отрицательных) и разделительных изоляторов (сепараторов), которые погружены в электролит. Электроды представляют собой свинцовые решётки. У положительных активным веществом является перекись свинца (PbO2), у отрицательных активным веществом является губчатый свинец.

На самом деле электроды выполнены не из чистого свинца, а из сплава с добавлением сурьмы в количестве 1-2 % для повышения прочности и примесей. Иногда в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обеих пластинах, или только в положительных. Применение солей кальция вносит не только положительные но и много отрицательных моментов в эксплуатацию свинцового аккумулятора, например, у такого аккумулятора при глубоких разрядах существенно и необратимо снижается емкость.


Электроды погружены в электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты (H2SO4). Наибольшая проводимость этого раствора наблюдается при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) и при его плотности 1,23 г/см³

Однако на практике, часто в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29 −1,31 г/см³.

Существуют экспериментальные разработки аккумуляторов где свинцовые решетки заменяют вспененным карбоном, покрытым тонкой свинцовой пленкой. Используя меньшее количество свинца и распределив его по большой площади, батарею удалось сделать не только компактной и легкой, но и значительно более эффективной — помимо большего КПД, она заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов.[3]

В батареях для бытовых ИБП жидкий электролит сгущают водным щелочным раствором силикатов натрия (Na2Si2O4)жидкое стекло до пастообразного состояния.

Физические характеристики

Аккумулятор электромобиля
  • Теоретическая энергоёмкость (Вт·ч/кг): около 133.
  • Удельная энергоёмкость (Вт·ч/кг): 30-60.
  • Теоретическая удельная энергоплотность (Вт·ч/дм³): 1250.[4]
  • ЭДС заряжённого аккумулятора = 2,11 — 2,17 В, рабочее напряжение = 2 В (3 или 6 секций в итоге дают стандартные 6 В или 12 В (12 В)).[1]
  • Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75 — 1,8 В (из расчета на 1 секцию). Ниже разряжать их нельзя.[1]
  • Рабочая температура: от −40 °C до +40 °C.
  • КПД: порядка 80-90 %

Эксплуатационные характеристики

  • Номинальная ёмкость, показывает количество электричества, которое может отдать данный аккумулятор. Обычно указывается в ампер-часах, и измеряется при разряде[5] малым током (1/20 номинальной емкости, выраженной в А*ч).
  • Стартерный ток (для автомобильных аккумуляторов). Характеризует способности отдавать сильные токи при низких температурах. В большинстве случаев замеряется при −18 °C (0 °F) в течение 30 секунд. Различные методики[6] замера отличаются, главным образом, допускаемым конечным напряжением.
  • Резервная емкость (для автомобильных аккумуляторов). Характеризует время, в течение которого аккумулятор может отдавать ток 25А до конечного напряжения 10,5В согласно ГОСТ Р 53165-2008[7].

Эксплуатация

Ареометр может быть использован для проверки удельного веса электролита каждой секции

При эксплуатации «обслуживаемых» аккумуляторов (с открываемыми крышками над банками) на автомобиле при движении по неровностям неизбежно происходит просачивание проводящего электролита на корпус аккумулятора. Во избежание сильного саморазряда необходимо периодически нейтрализовывать электролит протиранием корпуса, например слабым раствором пищевой соды или разведенным в воде до состояния консистенции жидкой сметаны хозяйственным мылом. Кроме того, особенно в жаркую погоду, происходит испарение воды из электролита, что увеличивает его плотность, увеличивая напряжение на аккумуляторе, и может оголить свинцовые пластины. Поэтому необходимо следить за уровнем электролита и своевременно доливать дистиллированную воду.

Такие нехитрые операции вместе с проверкой автомобиля на утечку тока и периодической подзарядкой аккумулятора могут на несколько лет продлить срок эксплуатации батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

По мере снижения окружающей температуры, параметры аккумулятора ухудшаются, однако в отличие от прочих типов аккумуляторов, свинцово-кислотные снижают их относительно медленно, что не в последнюю очередь обусловило их широкое применение на транспорте. Считается что свинцово-кислотный аккумулятор теряет ~1% ёмкости на каждый градус от +20°C. Т.е. в -30°C свинцово-кислотный аккумулятор будет иметь 50% ёмкости.

Снижение ёмкости и токоотдачи при низких температурах обусловлено, в первую очередь, ростом вязкости электролита, который уже не может в полном объёме поступать к электродам, и вступает в реакцию лишь в непосредственной близости от них, быстро истощаясь.

Не полностью заряженный аккумулятор в мороз может раздуться из-за замерзания электролита низкой плотности (близкой к 1.10)

Хранение

Свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо хранить только в заряжённом состоянии. При температуре ниже −20 °C заряд аккумуляторов должен проводиться постоянным напряжением 2,45 В/секцию 1 раз в год в течение 48 часов. При комнатной температуре — 1 раз в 8 месяцев постоянным напряжением 2,35 В/секцию в течение 6-12 часов. Хранение аккумуляторов при температуре выше 30 °C не рекомендуется.

Слой грязи и накипи на поверхности аккумулятора создаёт проводник для тока от одного контакта к другому и приводит к саморазряду аккумулятора,после чего начинается преждевременная сульфатизация пластин и поэтому поверхность аккумулятора необходимо поддерживать в чистоте. Хранение свинцово-кислотных аккумуляторов в разряженном состоянии приводит к быстрой потере их работоспособности.

При длительном хранении аккумуляторов и разряде их большими токами (в стартерном режиме), или при уменьшении ёмкости аккумуляторов, нужно проводить контрольно-тренировочные циклы, то есть разряд-заряд токами номинальной величины.

Износ свинцово-кислотных аккумуляторов

При использовании технической серной кислоты и не дистиллированной воды, ускоряются саморазряд, сульфатация, разрушение пластин и уменьшение ёмкости аккумуляторной батареи.[8]

В результате каждой реакции образуется нерастворимое вещество — сернокислый свинец PbSO4, осаждающийся на пластинах, который образует диэлектрический слой между токоотводами и активной массой. Это один из факторов, влияющий на срок службы свинцово-кислотной аккумуляторной батареи.

Основными процессами износа свинцово-кислотных аккумуляторов являются:

  • сульфатация пластин[1], заключающаяся в образовании крупных кристаллитов сульфата свинца, который препятствует протеканию обратимых токообразующих процессов;
  • коррозия электродов, то есть электрохимические процессы окисления и растворения в электролите, что вызывает осыпание материала электродов;
  • слабая механическая прочность или плохое сцепление активной массы с токоотводами, что приводит к опаданию активной массы;[9][1]
  • оползание и осыпание активной массы положительных электродов, связанное с разрыхлением, нарушением однородности.[1]

Хотя батарею, вышедшую из строя по причине физического разрушения пластин, самому починить нельзя, некоторые источники описывают химические растворы и прочие способы способные «десульфатировать» пластины. Простой но вредный для жизни аккумулятора способ предполагает использование раствора сульфата магния.[1] Раствор заливается в секции после чего батарею разряжают и заряжают несколько раз. Сульфат свинца и прочие остатки химической реакции осыпаются при этом на дно батареи, что может привести к замыканию секции поэтому обработанные секции желательно промыть и заполнить новым электролитом номинальной плотности. Это позволяет несколько продлить срок использования устройства. Если батарея имеет одну или несколько секций которые не работают (то есть не дают 2.17 вольта — например если корпус имеет трещины) возможно соединить две (или больше) батареи последовательно: к плюсовому контакту первой батареи подключаем плюсовой провод потребителя, к минусовому контакту второй батареи — минусовой провод потребителя, а две оставшихся контакта батареи соединяются кабелем. Такая батарея имеет суммарное напряжение работающих секций и поэтому количество работающих секций должно быть не более шести — то есть необходимо слить электролит из излишних секций. Такой вариант подходит для транспортных средств с большим моторным отсеком.

Вторичная переработка

Кодовый символ указывающий, что свинцовые батареи могут быть вторично переработаны

Вторичная переработка для этого вида аккумуляторов играет важную роль, так как свинец, содержащийся в аккумуляторах является тяжелым металлом и наносит серьёзный вред при попадании в окружающую среду. Свинец и его соли должны быть переработаны на специальных предприятиях для возможности его вторичного использования.

Выброшенные аккумуляторы часто используются как источник свинца для кустарной переплавки, например, в рыболовные грузила, дробь или гири. Для этого из аккумулятора сливается электролит, остатки нейтрализуются промыванием каким-либо безвредным основанием (например, гидрокарбонатом натрия), после чего корпус батареи разбивается и извлекается металлический свинец.

См. также

Примечания

Ссылки

Эксплуатация и обслуживание свинцово-кислотных АКБ



1.1 Метод заряда свинцово-кислотных аккумуляторов

(Данные предоставлены производителем свинцово-кислотных АКБ EverExceed)

Параметр Буферный режим Циклический режим
Напряжение буф. заряда 2.25В/эл @25oC 2.25~2.30В/эл @25oC
Коэф. темпер. компенсации -3мВ/oC/эл @ 25oC
Выравнивающий заряд 2.35В/эл@25oC 2.35~2.40В/эл@25oC
Максимальные  токи заряда 0.25C10 A для 6В и 12В;   0.2C10 А для 2В
Токи выравнивающего и буферного подзаряда 0.005C10 ~ 0.01C10А
Выравнивающий заряд a. Буферный заряд каждые 3 месяца b. При разряде более 20% емкости

Примечание:

1. Заряжать аккумулятор следует сразу же после разряда. Нельзя оставлять аккумулятор в разряженном состоянии.

2. Следует зарядить батарею перед вводом в эксплуатацию после хранения.

 

1.2 Влияние температуры окружающей среды на срок службы батарей

 

Согласно закону химической активности Аррениуса скорость коррозии удваивается при повышении температуры на 10°C.

Следовательно, срок службы будет уменьшаться вдвое при повышении Т на 10oC.

Высокая температура сокращает срок службы аккумулятора. Например, расчетный срок службы батареи составляет 10 лет при 25oC; если же аккумулятор работает при 35oC в течение длительного времени, срок службы составит 5 лет. Ниже приведена формула:

L25 = LT х 2(T-25)/10

Примечание:

Т – температура окружающей среды

LT – расчетный срок службы при температуре Т (град)

L25 – расчетный срок службы при температуре 25оС (град)

Повышение температуры окружающей среды ускоряет коррозию пластин батарей и потерю воды, что значительно сокращает срок службы аккумулятора. Поэтому важно контролировать температуру окружающей среды. Значительное повышение температуры может вызвать серьёзное повреждение батареи, вплоть до полного выхода из строя.

При повышении температуры в помещении, необходимо предпринять меры по снижению температуры путём проветривания и т. д. Расстояние между батареями  должно быть не менее 10 мм, в то же время необходимо регулировать напряжение буферного и выравнивающего заряда в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации.

 

1.3 Установка АКБ

 

  • Аккумулятор AGM может работать практически в любом положении, кроме перевернутого;
  • Гелевый аккумулятор можно эксплуатировать в вертикальном положении;
  • Расстояние между батареями должно быть не меньше 10 мм;
  • Батарейный шкаф или помещение должны быть вентилируемыми, водород в виде газа от перезаряда должен выходить наружу;
  • Чем ближе зарядное устройство к АКБ, тем лучше;
  • Все болты крепления и гайки должны быть затянуты.

 

1.4 Хранение аккумуляторов

 

Условия хранения:

  • Рекомендуемая температура хранения 15~30oC;
  • Защищайте элементы/аккумуляторы от неблагоприятных погодных условий, влаги и попадания внутрь воды;
  • Защищайте элементы/аккумуляторы от прямого или непрямого солнечного излучения;
  • Место хранения, соответственно, должны быть чистым, сухим, не должно подвергаться морозам и быть под надлежащим наблюдением;
  • Элементы/аккумуляторы должны быть защищены от короткого замыкания металлическими предметами или токопроводящими загрязнениями;
  • Элементы/аккумуляторы должны быть защищены от опрокидывания и от падающих предметов.
1. VRLA Батареи
  • Максимальное продолжительность хранения 12 месяцев при 20oC для AGM, 24 месяца для GEL АКБ; рекомендуется выравнивающий подзаряд в течение 24 часов каждые 6 месяцев.
  • Высокие температуры приводят к быстрому саморазряду и сокращению времени хранения между операциями заряда (до 3 месяцев при 30oC)
2. Заливные батареи (Flooded)  
  • Срок хранения с сухозаряженном состоянии – 3 месяца
  • В залитом состоянии рекомендуется заряжать выравнивающим зарядом в течение 24 часов каждые 2 месяца

 

1.5 Тест на ёмкость аккумуляторов

 

Испытания проводятся в соответствии с указаниями в МЭК 60896-21: «Батареи свинцово-кислотные стационарные. Часть 21. Типы с регулирующим клапаном. Методы испытаний» 

Примечание:

Перед проведением испытаний должен быть проведён выравнивающий заряд АКБ, как описано выше.

Выравнивающий заряд необходимо выполнять не более, чем за 7 дней и не менее, чем за 3 дня до начала испытаний!

Этапы проведения испытания номинальной ёмкости:

1. Убедитесь, что все соединения чистые, защищены и не подвержены коррозии.

2. Во время нормальной работы батареи измерьте и запишите следующие параметры:

– Напряжение каждой батареи.

– Температуру поверхности как минимум одной из каждых десяти батарей.

– Напряжение цепи аккумуляторной системы.

3. Разомкните соединение между аккумуляторной системой, которую вы хотите проверить, зарядным устройством и всеми потребителями.

4. Подготовьте регулируемую нагрузку для подключения к аккумуляторной системе.

Ток разряда должен быть установлен на  уровне 0,1C10  Ампер и оставаться постоянным.

6. Подготовьте вольтметр, чтобы вы могли проверить общее напряжение батареи.

7. Подключите нагрузку, шунт и вольтметр. При этом засеките время.

8. Поддерживайте постоянный ток нагрузки 0,1С10 Ампер и измеряйте напряжение аккумуляторной системы с регулярными интервалами времени.

9. Проверьте на предмет чрезмерного нагрева все соединения между нагрузкой и АКБ.

10. Рассчитайте относительную емкость системы батарей по следующей формуле: Емкость (% при 20оC) = (Ta/Ts) x 100

Ta = фактическое время разряда до достижения допустимого минимального напряжения (1,80 В / элемент).

Ts = теоретическое время разряда до достижения допустимого минимального напряжения. (тест номинальной ёмкости при Ts= 10ч)

11. Переподключите аккумуляторную систему, как она изначально была подключена, и сразу же зарядите.

Примечание:

1. Перед тестом ёмкости необходимо выполнить выравнивающий заряд;

2. Испытание на ёмкость должно проводиться разрядом постоянного тока 0,1C10 Ампер;

3. Конечное напряжение разряда равняется 1.80В на элемент;

4. C = I x T (ёмкость разряда = ток разряда x время разряда)

4.6 Обслуживание

1.6.1 Инструменты и оборудование:

a. Цифровой вольтметр.

b. Изолированный гаечный ключ.

c. Приборы с проводящей и мгновенной нагрузкой и внутренним сопротивлением.

1.6.2 Ежемесячное обслуживание

a. Содержите помещение с аккумуляторами в чистоте.

b. Замеряйте и записывайте температуру окружающей среды в помещении с батареями.

c. Проверяйте чистоту каждой батареи, а также отсутствие повреждений и следов перегрева на терминалах, корпусе и крышке.

d. Замеряйте и записывайте общее напряжение цепи и ток буферного заряда системы аккумуляторных батарей.

1.6.3 Ежеквартальное обслуживание

a. Повторите ежемесячный осмотр.

b. Замерьте и запишите напряжение буферного заряда каждой подключенной батареи. Если напряжение более двух элементов менее 2,18 В/эл. после температурной компенсации,  необходимо провести выравнивающий заряд.

1.6.4 Ежегодное обслуживание

a. Повторите ежеквартальное обслуживание и осмотр.

b. Проверяйте каждый год, не ослабли ли разъемы и затягивайте их.

c. Ежегодно проводите испытание на разряд с фиксированной точной нагрузкой, разряжая на 30-40% от номинальной ёмкости.

 

2. Причины выхода из строя батарей

 

2.1 Потеря воды высушивает электролит

 

Причины потери воды:

1. Перезаряд

Слишком низкое напряжение заряда приводит к недозаряду и вызывает сульфатацию отрицательных пластин, что приводит к снижению ёмкости батареи, сокращает срок ее службы;

Слишком высокое напряжение заряда способствует увеличению выделения газа при снижении эффективности рекомбинации, что приводит к увеличению внутреннего давления и  частому открытию уплотнительного клапана. Это влечёт за собой потерю воды, ускорение коррозии положительных пластин и сокращению срока службы  батареи.

2. Утечка воды из корпуса или через крышку

3. Коррозия решётки положительной пластины поглощает воду

Pb + 2h3O —> PbO2 + 4H+ + 4e

4. Поглощение воды вследствие саморазряда

Pb + h3SO4 —> PbSO4 + h3

 

2.2 Коррозия решётки пластины

 

Коррозия решётки пластины является важной причиной выхода из строя VRLA батареи.

Независимо от того, находится ли она в разомкнутом состоянии или работает в режиме буферного или циклического заряда, возникает явление гофрированной коррозии.

Это особенно проявляется при перезаряде. Плотность электролита увеличивается из-за потери воды. Вследствие этого коррозия пластины ускоряется. При неправильной эксплуатации АКБ работает в режиме повышенного заряда в течение длительного периода времени. Это может привести к коррозии решетки пластины батареи. Пластина деформируется, что приводит к серьёзным разрушениям решётки пластины. Как следствие, ёмкость батареи быстро снижается, батарея выходит из строя.

Pb + 2h3O —> PbO2 + 4H+ + 4e

 

2.3 Сульфатация отрицательной пластины

 

При недозаряде АКБ в течение длительного времени, будет образовываться все больше и больше сульфата свинца PbSO4. Это приводит к образованию крупных частиц PbSO4 и снижению химической активности с последующим затруднительным или вовсе невозможным восстановлением.

Причина сульфатации катода:

1. Слишком низкое зарядное напряжение, отсутствие функции температурной компенсации. Это приводит к недозаряду аккумулятора в течение длительного времени.

2. Несвоевременный заряд аккумулятора после разряда.

3. Циклический режим с частичным зарядом (PSOC).

4. Частый глубокий разряд (до 1.7-1.8В при 80%-100% DOD)

5. Хранение батареи при повышенной температуре ускоряет рекристаллизацию сульфата свинца и саморазряд. Это способствует сульфатации пластины.

 

2.4 Выход из строя по причине перегрева

 

Выход из строя по причине перегрева происходит обычно в AGM батареях. Реакция газовой рекомбинации – экзотермическая реакция. Количество газа, выделяемого из батареи, мало, рассеивание тепла незначительное. Если VRLA аккумулятор работает в высокотемпературной среде или напряжение заряда слишком высокое, образуется большое количество газа и усиливается рекомбинация. Температура в самой батарее стремительно повышается, в результате чего внутреннее сопротивление батареи падает, ток зарядки увеличивается.

Так происходит «терморазгон», пока температура не выходит из-под контроля. Корпус аккумулятора серьезно деформируется и трескается.

Для предотвращения выхода из строя батарей по причине перегрева должны быть приняты соответствующие меры:

1. Не допускать перезаряд и недозаряд;

2. Зарядное устройство должно иметь функцию темп. компенсации;

3. Батарея должна быть размещена в хорошо проветриваемом месте с контролем температуры АКБ.

 

2.5 Размягчение активных материалов положительной пластины

 

Продолжительный разряд большими токами;

Глубокий разряд; 

Малый ток заряда;

 

2.6 Коррозия терминалов

 

Причины:

1. Поломанный терминал.

2. На поверхности батареи могут быть остатки серной кислоты, которые вступают в реакцию со свинцом на полюсах, образуя белые кристаллы.

3. Батарея работает в условиях высокой температуры в течение длительного времени, уплотнительный клапан часто открывается и происходит сброс газа с небольшим количеством серной кислоты, которая осаждается на терминале, вызывая его коррозию.

Как определить причину коррозии терминала?

Сначала очистите терминал, а затем нанесите немного вазелинового масла.

Далее, при эксплуатации от 2 до 3 месяцев, если на поверхности терминала образуется серная кислота или белые кристаллы, то это следствие утечки кислоты через терминал; если нет – батарея в порядке.

Смотрите далее:

Классификация свинцово-кислотных аккумуляторов

Примеры установленных систем бесперебойного питания в разных регионах мира


Автоматический 84V 5A свинцово-кислотного аккумулятора зарядное устройство подходит для SLA/гель/AGM ТИП АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ


Автоматический 84V 5A свинцово-кислотного аккумулятора зарядное устройство подходит для SLA/гель/AGM тип аккумуляторной батареи

Краткое описание:

84V 5А интеллектуальное зарядное устройство для  Литий или свинцово-кислотного аккумулятора, вход с 110 или 230 В переменного тока и номинальная выходная voltatge — 84 вольт 5 ампер. Smart максимальное напряжение тока зарядки 102.9V для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей типа и 102.2V для литиевых аккумуляторов. Интеллектуальный 4 шагов зарядка аккумулятора с помощью предварительной зарядки, CC, CV и операций с плавающей запятой или автоматическое отключение, это зарядное устройство будет заряжать аккумуляторы с  Очень высокой скоростью с высокой эффективностью и защитите свой срок службы аккумулятора на макс. Алюминиевый корпус, малый вес и портативным устройством.

Функции:

Расширенные возможности высокой частоты переключения режима питания.

Выход постоянного тока в изоляции от сети переменного тока.

Входной сигнал 110 / 230 В переменного тока, 50 Гц~60Гц.

Зарядка аккумуляторной батареи параметры, которые не чувствительны к входной линии переменного тока колебания напряжения.

Полностью автоматической зарядки аккумулятора: Предварительная зарядка аккумуляторной батареи, Цепь, CV, поглощения, плавающего режима или отсечки.

2 светодиодных индикатора: LED1 красный (power on), LED2 Красный / зеленый (зарядка/full)...

Возможности для настройки кривой для зарядки аккумуляторной батареи.

Защитные функции: Короткое замыкание, высокое напряжение или высокую температуру — обратной полярности.

Эффективность > 90%.

Принудительная вентиляция с вентиляторами.

100 % при полной нагрузке burn-in.

Алюминиевый корпус, малый вес и портативные.

Технические характеристики:

1) Размеры(LxWxH):   220 x 120  X 70 мм

2) вес нетто:   2, 5  Кг

3) Максимальное напряжение тока зарядки (CV):   84 / 102.9 в

4) Напряжение с плавающей запятой:   изготовленные на заказ

5) Максимальный выходной ток (CC):   5 А

6) Метод зарядки:   предварительной зарядки, CC CV, операций с плавающей запятой / малая или выключить

7) входное напряжение переменного тока:   110 / 230 В переменного тока

8) Частота входного переменного тока.:   50 / 60 Гц

9) AC:   изготовленные на заказ

10) тип выходного разъема:   пользовательских приложений

11):   алюминиевый корпус

Гарантия:

В полной мере 2-летняя гарантия с бесплатной замене политики.

Resposing в 24 часов после получения доклада сбойного изделия от клиентов.

Метод зарядки аккумуляторной батареи:

Для свинцово-кислотная батарея: Автоматической предварительной зарядки, CC CV, операций с плавающей запятой.

Для литиевая батарея: Автоматической предварительной зарядки, CC CV, Cuot auto-off.

Входной разъем:   США, Великобритания, евро, AU и т. Д., специализированные

Выходной разъем:   3-контактный XLR, Аллигатор хомуты, Андерсон, Coaxail, 3-Por дом и т. Д.

Соответствующих моделей 600W зарядное устройство:

Выходная серия: 600 W      Размер: 220×120×70 мм      Вес нетто: 2, 3 кг
Вход Модель Нанесите на  Типы батарей Операции с плавающей запятой в CV  (V) Цепь (A) Коммутация

С компенсацией коэффициента мощности

Вход переменного тока:

110 — 230 В

 

Частота:

47~63ГЦ

 

VL1225L 12V LiFePO4 аккумуляторная батарея   Размер 14, 6 V 25A CC5~8 %
VL1225 12V свинцово-кислотный аккумулятор 13, 5 В 14, 7 V 25A CC20%
VL1425 14V AGM аккумулятор 13, 5 В 14, 4 В 25A CC20%
VL1625L 16V LiFePO4 аккумуляторная батарея   18.2V 25A CC5~8 %
VL2418LM O2 Li-Mn24 В аккумуляторной батареи   29, 4 V 18A CC5~8 %
VL2418L LiFePO 24V4 аккумуляторная батарея   Толщиной 29, 2 V 18A CC5~8 %
VL2418 24V свинцово-кислотный аккумулятор 27.6V 29, 4 V 18A CC20%
VL3612LM 36V Li-MnO2 аккумуляторная батарея   42V 12A CC5~8 %
VL3612L 36V LiFePO4 аккумуляторная батарея   43.8V 12A CC5~8 %
VL3612 36V свинцово-кислотный аккумулятор 41.4V 44, 1 V 12A CC20%
VL4810LM 48V Li-MnO2 аккумуляторная батарея   54.6V 10A CC5~8 %
VL4810L LiFePO 48V4 аккумуляторная батарея   43.8V 10A CC5~8 %
VL4810 48V свинцово-кислотный аккумулятор 55.2V 58.8V 10A CC20%
VL6008L 60V LiFePO4 аккумуляторная батарея   Глава 73V 8A CC5~8 %
VL6008 60V свинцово-кислотный аккумулятор 67.5V 73.5V 8A CC20%
VL7206L 72V LiFePO4 аккумуляторная батарея   87.6V 6A CC5~8 %
VL7206 72V свинцово-кислотный аккумулятор 81V 88.2V 6A CC20%
  VL8405L 84V LiFePO4 аккумуляторная батарея   102.2V 5A CC5~8 %
  VL8405 84V свинцово-кислотный аккумулятор 94.5V 102.9V 5A CC20%
Примечание: Индивидуальные вход / выход / тип / доступные разъемы

Сертификаты:

Аккумуляторная батарея знаний

Вопрос Что делать в настоящее время сокращения MF, гель и AGM?
A. Гель, AGM, Vlies, MF, кальция/кальция и Hybrid — Сокращения для различных типов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Вопрос Что делать в настоящее время сокращения LiFePO4, Li-ion, LiCoO Li-MnO2 и 2?

A. LiFePO4, Li-ion, LiCoO Li-Mnи O22 — Сокращения для различных типов литиевые аккумуляторы, это значит, что аккумуляторы с использованием различных материалов с холодным катодом. Различные аккумуляторы имеют различные значения напряжения зарядки аккумуляторной батареи.


Зарядное устройство для аккумулятора знаний

Вопрос: Что такое зарядное устройство следует выбрать?
А. Он зависит от типа аккумуляторной батареи, емкость аккумулятора, приложения и сколько вы готовы потратить. Просто пришлите нам свои данные о состоянии аккумулятора, зарядного устройства аккумулятора DANL инженер будет предлагать наиболее подходящие для вас зарядного устройства или настроить ваши батареи и приложений.

Вопрос. Можно ли заряжать аккумуляторы в нескольких параллельных?
A. Зарядное устройство не имеет проблем зарядки или сохранения нескольких аккумуляторных батарей, пока они соединены параллельно. Зарядное устройство не видит параллельно подключенных батарей как один большой батареи. Сумма потенциал должен быть ниже рекомендации для вашей модели. Обратите внимание, что не может быть ток высокого напряжения между батареями, когда они соединены друг с другом, т. Е. Использовать жгут проводов высокого качества.

Вопрос: Можете ли вы на самом деле подключения и затем забыть о зарядное устройство?
А., зависит от батареи и зарядного устройства типа. Danl свинцовых аккумуляторов есть режим технического обслуживания (плавающий режим), зарядное устройство заряжает с очень небольшой ток в этом режиме вы можете забыть о зарядном устройстве, но не должно превышать 24 часов. Если ваш аккумулятор литий типа и без системы BMS, пожалуйста, не забудьте зарядное устройство.

Зарядное устройство упаковки:

 

Как правильно заряжать свинцово-кислотные аккумуляторные батареи?

Основное преимущество необслуживаемых аккумуляторов – полностью герметичный корпус, который предотвращает утечки электролита.  Аккумуляторные батареи не требуют особенного технического обслуживания. Единственное, что необходимо соблюдать, если Вы хотите, чтобы аккумулятор долго и эффективно работал – это правила зарядки АКБ.

  • Свинцово-кислотные  аккумуляторы AGM и AGM мультигель отличаются от обычных АКБ тем, что жидкий электролит абсорбирован в стекловолокне, т.е. свинцовые пластины не погружены в кислоту, а очень плотно взаимодействуют с матами, пропитанными электролитом.
  • Гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы заполнены вязким (гелеобразным) электролитом. Электролит равномерно распределяется между пластинами и плотно прилегает к ним, что обеспечивает аккумуляторам этого типа высокую (до 97%) рекомбинацию газов.

Общие принципы зарядки аккумуляторов

Наверняка Вы слышали о том, что для долгой и стабильной работы аккумулятора перед использованием его необходимо полностью зарядить.  Некоторые «специалисты» рекомендуют проделывать подобные манипуляции три или даже пять раз подряд, а потом периодически разряжать батарею в процессе эксплуатации.

На самом деле, чем меньше полных разрядов «переживет» аккумуляторная батарея, тем дольше и эффективнее она Вам прослужит. Дело в том, что в процессе глубокого разряда деформируются электродные решетки внутри АКБ.

Не стоит часто заряжать и разряжать аккумуляторную батарею высокими токами.

Любой аккумулятор независимо от типа и модели, заряженный умеренными токами, накопит больше энергии, чет тот, который заряжался в ускоренном режиме более высокими токами.

Таким же образом работает принцип разряда аккумулятора. Чем выше ток разряда, тем быстрее АКБ теряет емкость. Например, если при токе 6А аккумулятор емкостью 60А/ч проработает 10 часов, то при 12А батарея проработает около 3-х часов.

Каждый производитель аккумуляторных батарей указывает в характеристиках рекомендуемый диапазон температур окружающей среды оптимальный для корректной зарядки АКБ. Чтобы продлить срок службы и эффективность работы батареи, важно соблюдать температурный режим, рекомендованный производителем.

Свинцово-кислотные аккумуляторы: как выбрать зарядное устройство?

Зарядка аккумулятора с применением специального зарядного устройства  происходит наиболее правильно, кроме того, способность ЗУ стабилизировать токи и напряжение заряда предотвращает «закипание» аккумулятора.

Выходное напряжение – наиболее важный параметр, который необходимо учитывать при выборе зарядного устройства. Напряжение ЗУ должно превышать параметры рабочего напряжения аккумулятора. Например, для АКБ 12V оптимальное напряжение ЗУ для отключения при заряде 14,5V. Двухрежимное зарядное устройство для АКБв стандартном режиме заряжает аккумулятор током 0,1С (С — номинальная емкость аккумулятора) в течение 14 ч, в ускоренном – током  0.25С в течение 5 ч. В конструкции данных ЗУ предусмотрен таймер, который автоматически переключает аккумулятор дозарядку, чтобы компенсировать самозаряд АКБ. Преимущество двухрежимных ЗУ заключается в том, что если вы случайно забыли отключить зарядку, батарея не перезарядится.

Универсальным зарядным устройством для свинцово-кислотных аккумуляторов считается ЗУ, которое рассчитано на 6,12,24V. Такое зарядное устройство Вы можете купить для любого свинцово-кислотного аккумулятора.
 

Ток заряда и емкость аккумуляторной батареи также влияют на выбор зарядного устройства. Исходя из емкости АКБ, указанной производителем, рассчитывается максимальный ток зарядного устройства. Для определения максимального тока необходимо емкость разделить на 10

  • Трансформаторное зарядное устройство – классический тип ЗУ. В конструкции данных устройств используются трансформатор и выпрямитель, которые обеспечивают зарядку аккумулятора постоянным током, что обеспечивает наиболее полный заряд АКБ. Трансформаторные ЗУ отличаются внушительным весом и габаритами.
  • Инверторные (импульсные) зарядки для АКБ разработаны и производятся с применением новейших технологий. Это полностью автоматизированные устройства, способные контролировать токи и напряжение заряда АКБ.

Если Вам необходимо купить зарядное устройство для АКБ, но сомневаетесь, какое выбрать — технические эксперты LogicPower готовы оказать Вам квалифицированную помощь:

0(800) 211-405

LogicPower – стандарт напряжения!

Устройство свинцово-кислотного аккумулятора и принцип его работы

Все автомобилисты знают, что под капотом либо в другом укромном месте машины располагается аккумулятор. Если говорить о машинах с ДВС, то здесь применяются стартерные аккумуляторные батареи. На гибридах и электрокарах используются тяговые АКБ.

При всём разнообразии источников питания самыми востребованными и популярными до сих пор остаются свинцово-кислотные. Причём ошибочно считать, что применяться они могут исключительно в сфере автомобилестроения.

Следует детальнее узнать об устройстве свинцово-кислотных АКБ, их принципе работы, познакомиться с существующими разновидностями.

Особенности устройства и принцип работы

У свинцово-кислотной батареи конструкция классическая. Это прямоугольный корпус из высокопрочного пластика, который наполняется свинцом и оксидами свинца, а также внутри располагается электролит. В зависимости от типа АКБ электролит может быть жидким или гелеобразным.

Если говорить про устройство свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора, то здесь предусмотрено плотное наполнение параллельно расположенных пластин из оксида свинца и свинца. Свинец можно идентифицировать по тёмно-серому цвету с небольшим синеватым оттенком, в то время как оксидно-свинцовые элементы тёмно-коричневые, слегка рыжие.

При этом принцип работы, характерный для свинцово-кислотного питающего аккумулятора, основан именно на взаимодействии пластин и электролита.

Эти пластины погружены в кислоту, которая обязательно входит в состав свинцово-кислотного аккумулятора и объясняет наличие этого слова в названии. Кислота применяется серная, разбавленная с очищенной методом дистилляции водой.

Когда аккумулятор включается в работу, ток идёт от катода (оксидно-свинцовые пластины) к аноду (свинцовые элементы). При этом происходит выделение электронов, которые принимает на себя оксид.

Когда изменяется заряд двух типов пластин, они взаимодействуют с серной кислотой и преображаются в сульфаты свинца.

Поскольку одна пара пластин может дать только 2 В, требуется поднять количество Вольт. Для этого выполняется параллельное соединение большого количества пар пластин. Их размещают достаточно плотно внутри банка, что позволяет снизить объём АКБ. Но поскольку электроны должны перемещаться по терминалам (банкам), то пару пластин разъединяют между собой с помощью специальных изоляционных плёнок.

Особенность свинцово-кислотной АКБ в том, что батарея может иметь большую мощность, или обладать высокой плотностью энергии.

Это означает, что АКБ может сохранять много энергии и в течение долгого времени постепенно её отдавать, либо отдавать большой заряд, но быстро.

В случае с автомобилями используется второй тип, поскольку для запуска двигателя нужен большой стартерный ток.

Если устроенный таким образом источник питания сильно разряжается, на пластинах появляется белый налёт. Это сульфат свинца. Он препятствует нормальному заряду и передаче энергии пластин. Порой достаточно нескольких глубоких разрядов, чтобы произошла сильная сульфатация. Восстановить такую АКБ крайне сложно. Если методы десульфатации не помогли, приходится менять батарею. Подобная схема открывает сильные и слабые стороны аккумуляторов, в основе которых содержатся свинец и серная кислота.

Во многом работа используемого в разных отраслях свинцового или свинцово-кислотного аккумулятора зависит от его типа и выполняемых задач.

Несмотря на имеющиеся сильные стороны, такая АКБ не лишена и недостатков, о которых вы узнаете позже. Но при этом батареи свинцово-кислотного типа продолжают оставаться наиболее востребованными. Очень часто такая технология применяется в качестве автомобильного аккумулятора. Это можно объяснить неплохим КПД при сравнительно низкой стоимости.

Разновидности

Опираясь на основные характеристики, актуальные для свинцово-кислотных аккумуляторов, их можно разделить на соответствующие подкатегории.

Для начала стоит акцентировать внимание на возможностях их обслуживания. Тут выделяют такие типы свинцово-кислотных питающих аккумуляторов:

  1. Обслуживаемые. Предусматривают наличие открытой конструкции. То есть корпус не герметичный. Производитель устанавливает специальные съёмные крышки, позволяющие получить доступ к банкам. Тем самым можно по мере необходимости доливать электролит или кислоту, визуально проверять уровень жидкости и состояние пластин, делать замеры плотности ареометром.
  2. Необслуживаемые. Корпус полностью герметичный. Обслуживание сводится только к контролю заряда с помощью индикатора, а также подключению АКБ к зарядному устройству.

Популярность вторых вполне очевидна. Обслуживаемые АКБ встречаются всё реже, поскольку технологии совершенствуются, от автомобилистов требуется меньше усилий и внимания для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии.

Опираясь на такие основные характеристики как назначение и область применения, выделяют следующие разновидности свинцово-кислотных аккумуляторов.

  1. Стартерные АКБ. Могут за короткое время выдать большое количество энергии. Из-за этого обладают большим саморазрядом. Необходимые для автомобилей виды батарей. Нуждаются в вентиляции и определённом обслуживании.
  2. Буферные. Такие виды свинцово-кислотных питающих аккумуляторов служат для того, чтобы в течение небольшого времени хранить сравнительно малый объём энергии. Они функционируют в режиме постоянной подзарядки.
  3. Для бесперебойных устройств. Чаще всего можно встретить в офисах, предназначаются для компьютерной техники. При возникновении перебоя с электроэнергией позволяют без потери данных успеть завершить работу.
  4. Для длительного снабжения энергией. Отличаются большим весом и габаритами. Но это позволяет питать потребителей долгое время. Подобные решения можно встретить в медицинской сфере, в отделениях реанимации. Могут питать достаточно внушительное количество потребителей длительное время.
  5. Гелевые. Существует 2 основных технологии производства гелевых АКБ. Это AGM и GEL. Характеризуются гелеобразным состоянием электролита. Усовершенствованная технология, хотя в её основе всё равно лежат свинец и серная кислота. Гелевые АКБ применяются в автомобилях, используются для работы солнечных батарей и пр.

Чтобы получить определённые характеристики, вносятся соответствующие изменения в конструкцию.

Когда нужно отдать много энергии за короткое время, пластины делают тонкими, но высокими и широкими, уменьшая между ними расстояние. Это позволяет им быстрее отдавать энергию.

Если потребляется мало энергии, но долго, тогда пластины должны быть толстыми, короткими и узкими, расстояние между ними увеличивают.

На параметры АКБ влияют также электролит, применяемые легирующие добавки, такие как кальций, серебро, цинк и пр. Это позволяет выделять ещё несколько разновидностей. Часто встречаются свинцово-кальциевые АКБ.

Где используются

Эксплуатационные характеристики и конструктивные особенности позволяют найти широкое применение для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

К основным сферам использования можно отнести:

  • питание систем охраны и сигнализаций;
  • применение в качестве источника стартерного тока на автомобиля;
  • автономные системы противопожарной безопасности;
  • системы аварийного питания в зданиях, отделениях медицинских учреждений;
  • кассовые аппараты и электрические весы;
  • системы обеспечения бесперебойного питания для компьютеров;
  • игрушки;
  • лёгкие летательные аппараты и пр.

Конечно же, автомобилистам свинцово-кислотные аккумуляторные батареи известны как источники для подачи стартерного тока. Не зря АКБ называют стартерными.

А вот в качестве тяговых такие батареи используются не так часто, если говорить про питание машин.

Преимущества и недостатки

Чтобы подвести итоги, стоит взглянуть на плюсы и минусы свинцово-кислотных аккумуляторов, тем самым окончательно дать им характеристику.

К слабым сторонам рассматриваемых источников питания можно отнести:

  • достаточно высокие показатели чувствительности к холоду, из-за чего батарея быстро теряет свою ёмкость;
  • такие АКБ требуют специальной процедуры утилизации, поскольку входящие в состав батареи компоненты губительны для здоровья человека и наносят огромный вред окружающей среде;
  • большинство разновидностей свинцово-кислотных АКБ имеют ограниченное число циклов заряда – разряда, после чего их требуется менять;
  • они выдают сравнительно небольшое количество ёмкости, лимиты ограничены.

Но есть ряд преимуществ, которые во многом перечёркивают эти недостатки.

Именно благодаря этим достоинствам источники питания на основе свинца и кислоты продолжают активно производить и совершенствовать технологию.

К числу главных преимуществ относят:

  1. Компоненты, необходимые для изготовления батарей, часто встречаются в природе. Их несложно получать, перерабатывать. Это снижает затраты на производство.
  2. Тандем из электролита (кислоты) и свинца обеспечивают эффективную энергоотдачу. Другие элементы на такое не способны.
  3. Конструктивно батареи получаются достаточно простыми, не требуется много ресурсов для их сборки. Это удешевляет готовую продукцию.
  4. Длительный срок службы. Понятие относительное, но 4–5 лет работы для любой современной АКБ – это отличный показатель. Некоторые устройства при правильной эксплуатации могут работать по 6–8 лет.
  5. Элементарное обслуживание. В большей степени это касается необслуживаемых видов.

Нельзя сказать, что сейчас у автомобилистов есть большой выбор и какая-то достойная альтернатива свинцово-кислотной технологии. Да, работы ведутся, продаются щелочные АКБ, но и они пока не могут конкурировать с кислотными.

Насколько изменится ситуация в ближайшие 10–20 лет, сказать сложно. Но вряд ли стоит ожидать скорого ухода свинцово-кислотной технологии из сферы производства источников питания. Автомобильных и не только.

Замена свинцово-кислотных аккумуляторов на литиевые

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы на борту катеров и яхт появились благодаря небольшому весу.  12-вольтовая литиевая батарея емкостью 200 Ач при весе 25 кг,  хранит энергии больше чем шестидесяти килограммовая свинцово-кислотная той же емкости. И хотя первоначальные вложения на установку литиевой батареи выше, затраты на ее эксплуатацию меньше. При этом создать на судне работающую электросистему на базе литиевого аккумулятора так же просто как на основе свинцово-кислотного. Сложнее сделать так, чтобы она оказалась  безопасной и защищенной от неблагоприятных ситуаций.  Еще больше усилий потребуется для того, чтобы добиться от литиевой батареи длительного срока службы

Содержание статьи

Отличия свинцово-кислотных и LiFePO4 аккумуляторов

Главная проблема свинцово-кислотных аккумуляторных батарей – это сульфатация. В не полностью заряженных аккумуляторных пластинах образуются твердые кристаллы сульфата свинца, и аккумулятор быстро теряет свою емкость. Сульфатация практически неизбежна при длительном автономном проживании на борту. Свинцово-кислотные аккумуляторы заряжаются медленно и из-за постоянного расхода энергии их заряд почти никогда не превышает 80%

Поскольку на полную зарядку аккумулятора не хватает времени, а разряжать его можно не более чем на 50-70%, то из 100% емкости реально остается доступными только 30-50%. Остальная часть служит для ограничения глубины разряда. Но даже эти 30-50% можно получить только от нового аккумулятора, с возрастом доступная емкость сокращается еще больше.

Преимущества LiFePO4 аккумуляторов

Литиевые аккумуляторные батареи обладают несомненными преимуществами перед свинцово-кислотными:

  • Неполный заряд или глубокий разряд не вредят аккумулятору
  • При равной номинальной емкости, литиевый аккумулятор обеспечивают в два раза больше полезной электрической энергии, чем свинцово-кислотный. Он намного легче, не выделяет взрывоопасных газов и, при условии правильного обращения, служит во много раз дольше
  • Литиевый аккумулятор поглощает весь имеющийся ток почти до самого конца зарядки, поэтому его можно заряжать намного быстрее свинцово-кислотного
  • Кулоновская эффективность литиевых аккумуляторов близка к 100%. Из полученного во время зарядки 1 Ач, при разряде они возвращают 0,997 Ач. Напрасно теряется очень небольшой заряд, поэтому длительная стадия абсорбции литиевым аккумуляторам не нужна
  • У литиевых аккумуляторов малый саморазряд и более высокое и стабильное напряжение во время разряда

Перечисленные характеристики делают литий-железо-фосфатный аккумулятор хорошим источником энергии для катеров и яхт, особенно при длительном проживании на борту и ежедневном использовании электричества. Однако это не означает, что литиевая батарея — это автоматический выбор для всех судов. На лодке, используемой время от времени, экономическая целесообразность литиевых аккумуляторов не столь очевидна. Вместо них выгоднее установить солнечные панели, которые поддержат свинцово-кислотные аккумуляторы в исправном состоянии в течении многих лет

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов

Батарея, собранная из хороших литий-железо-фосфатных элементов, дороже свинцово-кислотной. Поэтому покупка литиевых аккумуляторов —  это финансовые вложения, которые окупятся только через несколько лет

Литиевые элементы легко повредить, если подключенные к ним электрические устройства начнут работать не так как ожидалось. Чтобы этого не случилось ячейки всегда используют только вместе с дополнительным защитным оборудованием

Некоторые типы литиевых элементов имеют эффект памяти. Из-за его воздействия при неправильной зарядке через несколько лет эксплуатации доступная емкость аккумулятора может необратимо уменьшится.

Не все виды литиевых ячеек могут стабильно работать при температуре ниже нуля. Аккумуляторы также не следует устанавливать в помещении с повышенной температурой окружающего воздуха, например, в двигательном отсеке.

Срок службы литий-железо-фосфатного аккумулятора во многом зависит от качества ячеек и от того, что с ними происходило после изготовления. Низкая цена элемента при покупке часто приводит к быстрому возникновению проблем во время эксплуатации

При замене химического состава (свинцово-кислотная на литиевую) изменяются правила эксплуатации аккумуляторной батареи, а также способы контроля за сохраненной в ней энергией. Это заставляет модифицировать электрическую систему и приводить ее в соответствие новым требованиям

Отличия свинцово-кислотных и литий-железо-фосфатных аккумуляторов:

  • Должны всегда хранится в полностью заряженном состоянии

  • Теряют емкость, если оставлены не полностью заряженными

  • Балансируются и подзаряжаются небольшим током при напряжении превышающим напряжение холостого хода

  • Могут быть выравнены контролируемой перезарядкой

  • Могут быть восстановлены после глубокого разряда

  • Требуется температурная компенсация во время зарядки

    Температурная компенсация означает увеличение или уменьшение напряжения зарядки в зависимости от температуры аккумулятора

  • Требуется более высокое напряжение для зарядки при низких температурах

  • Аккумулятор можно заряжать непрерывно, если напряжение зарядки не слишком высоко

  • Мало восприимчивы к повышенным температурам окружающей среды

  • Теряют емкость, если оставлены полностью заряженными. Должны хранится в состоянии частичного заряда

  • Могут годами храниться в состоянии частичной зарядки с незначительными или нулевыми побочными эффектами

  • Аккумулятор быстро и необратимо повреждается, если к нему приложено повышенное поддерживающее напряжение

  • Перезарядка может разрушить аккумулятор

  • Глубокий разряд может разрушить аккумулятор

  • Быстро повреждаются при зарядке с температурной компенсации

  • Аккумулятор может быть поврежден если заряжается при низкой температуре

  • Аккумулятор может быть поврежден если заряжается при низкой температуре

  • Стареют и разлагаться гораздо быстрее при более высоких температурах

 

Варианты LiFePO4 аккумуляторов для катера

Достаточного количества данных, позволяющих прогнозировать срок службы литий-железо-фосфатных аккумуляторов на борту катеров и яхт в настоящее время нет. Некоторые батареи интенсивно эксплуатируются в течении 7 лет, находятся в хорошем состоянии и скорее всего проработают 10 лет и более. Другие теряют емкость уже через несколько лет эксплуатации и не всегда понятно почему это происходит.

Существует три варианта литиевых батарей, которые подходят для небольших судов:

  • аккумуляторные батареи, выпускаемые компаниями-производителями морского электрооборудования
  • готовые аккумуляторы со встроенной системой управления (BMS)
  • сделанные самостоятельно или разработанные на заказ аккумуляторы

Батареи известных брендов

Батареи, выпускаемые компаниями-производителями морского электрооборудования ориентированы на верхний ценовой сегмент рынка. Они состоят из нескольких призматических LiFePO4 ячеек, соединенных со схемой защиты и двух разъединителей, один из которых изолирует источники зарядки, а другой нагрузку. Фирменные батареи способны передавать данные остальным элементам электрической системы, управляя таким образом процессом собственного заряда или разряда. Правда для этого все используемые устройства должны быть одной марки. Интеграция аккумулятора с оборудованием других производителей может привести к значительным техническим проблемам. Поэтому часто, под вновь купленный фирменный аккумулятор систему зарядки приходится организовывать с нуля, что ведет к существенным финансовым затратам

Готовые литиевые аккумуляторы

Литиевые аккумуляторы собственной сборки предлагает множество фирм. Некоторые компании собирают батарею из цилиндрических элементов, другие из призматических. В обоих случаях ячейки, соединяют с платами балансировки и защиты и укладывают в пластиковый корпус, который по форме и размерам может напоминать стандартный корпус свинцово-кислотного аккумулятора. Иногда в корпус встраивают вольтметр, кулонометр и дополнительные разъемы для подключения маломощных потребителей.

  • 108 Ач

  • Максимальный ток разряда 50 А

  • Цилиндрические элементы. Компоновка 8S18P

  • Размеры: 345 х 167 х 179 мм

  • Вес: 12,3 кг

  • 200 Ач

  • Максимальный ток разряда 80 А

  • Призматические элементы. Компоновка 4S2P

  • Размеры: 519 х 239 х 218 мм.

  • Вес: 20,4 кг

  • 312 Ач

  • Максимальный ток разряда 230 А

  • Цилиндрические элементы

  • Размеры: 560 х 425 х 215 мм

  • Вес: 36,9 кг

Рекламируя свою продукцию, компании-сборщики аккумуляторных батарей заявляют, что их изделия выдерживают 2000 более циклов заряда-разряда. Эти утверждения основаны на результатах испытаний литий-железо-фосфатных элементов проводимых производителями ячеек и не всегда соответствуют фактическому сроку службы аккумулятора, поскольку режим испытания в лаборатории отличается от режима эксплуатации аккумулятора в реальной жизни.

При тестировании ячейки заряжают до заданного напряжения, затем прекращают зарядку и дают элементу 30 минут отдохнуть, после чего разряжают его до порога низкого напряжения. Затем цикл повторяется. Реальная аккумуляторная батарея эксплуатируется в другом режиме. Например, владелец может заряжать ее устройством для свинцово-кислотных АКБ, которое определяет продолжительность этапа абсорбции по таймеру. Или генератор двигателя удерживает заряженную на 100% батарею при высоком напряжении. В этих случаях аккумулятор прослужит меньше

Готовые литий-железо-фосфатные батареи универсальны и не учитывают особенности эксплуатации на катерах и яхтах:

Номинал встроенного выключателя. Владельцы катеров и яхт и переходят на LiFePO4 аккумуляторы, чтобы использовать мощный генератор, инвертор, зарядное устройство, электрическую лебедку, подруливающее устройство или индукционную плиту. Все это оборудование потребляет или генерирует большой ток. Однако MOSFET транзисторы, стоящие в готовых аккумуляторах не всегда рассчитаны на такие нагрузки.

Вибрация. Аккумуляторные батареи с некачественно сваренными цилиндрическими ячейками плохо подходят для использования на воде

Внутренние соединения. В аккумуляторной батарее емкостью 100 Ач с током зарядки 1C не должны стоять силовые провода сечением 4 или 6 мм.

Связь с внешними устройствами. BMS готового аккумулятора не может обмениваться информацией с другими устройствами в бортовой электрической системе. Возможно, это не принципиально для аккумуляторов носового электромотора, но необходимо для сервисной батареи, поскольку внезапное отключение аккумулятора под нагрузкой может привести к скачку напряжения, который вызовет дорогостоящие повреждения электронного оборудования. Не менее серьезные последствия возникнут при отключение одного из группы последовательно соединенных аккумуляторов. Например, если устройство защиты изолирует один аккумулятор в 48 вольтовой батарее, питающей электромотор, это легко может привести к аварии на воде.

Защита только от чрезвычайных ситуаций. BMS готового аккумулятора защищает ячейки только от чрезвычайных режимов работы, но не управляет их сроком службы и не предотвращает постепенное разрушение. Готовые батареи почти всегда рассчитаны на высокое напряжение окончания зарядки. BMS отключает аккумулятор, когда напряжение одной из ячеек достигает 3,65, а иногда и 3,75 Вольт. При чуть более низком напряжении, защита не сработает, поскольку в устройстве контроля не предусмотрен механизм ее активации. Но если к аккумулятору постоянно приложено напряжение 14,4 В (3,6 В/эл), то ячейки подвергаются сильному стрессу и срок их службы сокращается. Чтобы не допустить этого владельцу необходимо самостоятельно контролировать режимы эксплуатации аккумуляторной батареи.

Не оптимальная зарядка. Покупателю готового литий-железо-фосфатного аккумулятора не известно, насколько хорошо подобраны и сбалансированы ячейки внутри корпуса. В этом случае лучшим способом зарядки будет тот, который рекомендует компания-изготовитель аккумулятора, даже если он кажется не совсем обоснованным. Дело в том, что многие герметичные BMS начинают пассивную балансировку при напряжении 3,5-3,65 В/элемент и выполняют ее током 30-40 мА. Чтобы батарея оставалась сбалансированной напряжение элементов в каждом цикле зарядки должно достигать указанного уровня. В противном случае, балансировка не начнется, ячейки выйдут из равновесия и никогда к нему не вернуться. Но поднимая напряжение аккумулятора до 14,6 Вольт зарядное устройство создает нагрузку для ячеек, почти не передавая им при этом дополнительного заряда. Именно поэтому многие современные морские зарядные устройства прекращают зарядку литий-железо-фосфатных аккумуляторов при напряжении 14,4, 14,2 или даже 13,8 Вольт

В этих устройствах пользователь может создать собственный алгоритм заряда литиевого аккумулятора в дополнение к уже существующим

  • Sterling Power BB1260

    Входное напряжение 11-20 Вольт

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт

  • Максимальный ток 60 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Есть режим 50% мощности

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов &nbsp&nbsp&nbsp

    9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль

  • — &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP21

  • Sterling Power BB1230

  • 12->12 Вольт

  • Максимальный ток 30 А

  • Быстрая зарядка постоянным током &nbsp&nbsp&nbsp

    Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Sterling Power BBW1212

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-16 Вольт. Выходного 13-15,1

  • Максимальный ток 28 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Максимальный ток, потребляемый устройством. Работает с генератором любой мощности

  • Безопасно для LiFePO4 АКБ

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Водонепроницаемое &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP68

В идеале LiFePO4 аккумулятор для морского использования должен удовлетворять следующим требованиям:

  • BMS аккумулятора способна информировать внешние устройства о предстоящем разъединении
  • Нагрузку и устройства зарядки отключают контакторы, рассчитанные на ток бортовой электросистемы
  • Непрерывный зарядный или разрядный ток аккумулятора 1C и выше
  • Изготовитель аккумулятора в печатном виде предоставляет данные, подтверждающие балансировку элементов , а также информацию о сечение и температуре изоляции проводов, используемых в батарее
  • Каждый элемент аккумулятора защищен от низкого и высокого напряжений и повышенной температуры

Подготовка к установке

Установка литиевых батарей — это не просто замена одного типа аккумулятора на другой. Это проект, состоящий из нескольких этапов, первый из которых должен быть посвящен анализу бортовой электрической системы судна.

На большинстве катеров и яхт источники зарядки и нагрузка подключены к общим положительной и отрицательным шинам. Перед установкой литиевой батареи положительную шину лучше разделить на шину зарядки и нагрузки, физически отделив потребителей от источников зарядки

Между аккумуляторной батареей и новыми шинами необходимо установить контакторы, рассчитанные на высокий ток. Их задача – при необходимости изолировать аккумулятор от нагрузок и / или источников зарядки.

Элементы, из которых будет состоять аккумуляторная батарея, перед соединением должны быть заряжены и тщательно сбалансированы. Устройство контроля и защиты, должно гарантировать, что напряжение ни одной из ячеек никогда не превысит заданного рабочего диапазона и аккумулятор никогда не начнет нагреваться.

Необходимо проверить характеристики всех имеющиеся зарядных устройств и регуляторов, которые когда-либо будут питать новую батарею. Их необходимо перенастроить для работы с литиевыми аккумуляторами, а если это невозможно, заменить.

Руководство по выбору свинцово-кислотных аккумуляторов

: типы, характеристики, области применения

Свинцово-кислотные батареи представляют собой перезаряжаемые батареи, состоящие из свинцовых пластин с раствором электролита серная кислота/вода. Автомобильные аккумуляторы и аккумуляторы глубокого цикла используют свинцово-кислотную технологию.

Все батареи имеют положительные и отрицательные клеммы, отмеченные (+) и (-) соответственно, и два соответствующих электрода. Электроды не должны соприкасаться друг с другом и разделены электролитом, что облегчает протекание электрического заряда между электродами.Наконец, коллектор проводит заряд снаружи батареи и через нагрузку.

Когда батарея вставляется в электрическое устройство, устройство замыкает цепь между двумя клеммами и запускает электрохимические реакции внутри батареи. Анод вступает в реакцию окисления с электролитом, высвобождая электроны, а катод подвергается реакции восстановления и поглощает свободные электроны. Продуктом этих двух реакций является электричество, которое направляется от батареи к устройству.

Когда вторичная батарея перезаряжается, ее электроды подвергаются процессу, противоположному описанному выше разряду. Когда зарядное устройство пропускает электричество через аккумулятор, один электрод окисляется и вырабатывает электроны, которые затем поглощаются другим электродом. Когда аккумулятор полностью заряжен, его можно подключить к нагрузке и снова разрядить.

Технология

База данных Engineering360 SpecSearch содержит информацию о нескольких типах конструкций свинцово-кислотных аккумуляторов.

Залитые (или мокрые) элементы имеют свинцовые пластины, погруженные в раствор жидкого электролита. В большинстве автомобильных аккумуляторов на 12 В используется технология заливных элементов. Если не держать в вертикальном положении, затопленные ячейки могут протекать и склонны к высыханию, если вода не добавляется через определенные промежутки времени.

Аккумуляторы с абсорбирующим стекловолокном (AGM) представляют собой тип герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA), в которых в качестве разделителя между пластинами используется абсорбирующий мат из стекловолокна. Поскольку мат служит для иммобилизации электролита, аккумуляторы AGM выпускают меньше газа, чем залитые элементы, и не требуют периодического добавления воды.

Элементы Gel представляют собой еще один тип аккумуляторов SLA. В этих батареях к жидкому электролиту добавляется коллоидальный кремнезем, в результате чего он затвердевает и превращается в гель. В отличие от аккумуляторов с залитыми ячейками, их не нужно держать в вертикальном положении, и они обладают большей термостойкостью.

Технические характеристики

Напряжение

Напряжение батареи относится к разнице электрических потенциалов между положительной и отрицательной клеммами. Производители обычно указывают номинальное напряжение батареи, хотя фактическое напряжение разрядки может варьироваться в зависимости от заряда батареи и тока.Например, элемент батареи с номинальным напряжением 2 В фактически разряжается между 1,7 и 2,0 В в данный момент времени. Большинство круглых потребительских аккумуляторов имеют номинальное напряжение 1,5 В, в то время как автомобильный аккумулятор обычно имеет напряжение 12 В. В зависимости от материалов батареи и применения напряжение может варьироваться от долей вольта до нескольких киловольт.

Емкость

Количество заряда, которое может хранить аккумулятор, называется его емкостью. Заряд обычно измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах (Ач или мАч).Большинство производителей указывают емкость как постоянный ток, который новая батарея может обеспечивать в течение 20 часов. Например, батарея емкостью 200 Ач может обеспечить ток 10 А в течение 20 часов при комнатной температуре. Если ток питания той же батареи увеличить, емкость уменьшится.

Резервная емкость

Резервная емкость описывает способность полностью заряженной батареи поддерживать полезное напряжение при разряде 25 ампер. Аккумуляторы с большей резервной емкостью могут работать дольше без подзарядки.При обсуждении батарей глубокого цикла резервная емкость в минутах является более реалистичным представлением производительности батареи, чем емкость, выраженная в ампер-часах.

Завершения

Выводы батареи обеспечивают электрический контакт между электродами и устройством или нагрузкой. Свинцово-кислотные аккумуляторы производятся с различными типами клемм.

  • Винтовые клеммы состоят из стержня с резьбой и крепятся к изолированной металлической гайке.
  • Пружинные клеммы представляют собой плоские металлические полоски или спирально намотанную проволоку.
  • Паяные выводы требуют, чтобы электрические контакты были припаяны к плоской металлической поверхности или металлическому выступу.
  • Штепсельные розетки — это вилки, которые соединяются со штырями электрического контакта.
  • Кнопки состоят из шпильки и втулки.
  • Проводные/кабельные клеммы соединяются с помощью одножильных или многожильных проводов или кабельной сборки.

Примеры завершения. Слева направо: винт, пружина, провод/кабель.

Приложения

Аккумуляторы

производятся для использования во многих областях.

  • Потребительские батареи используются в потребительских устройствах общего назначения, таких как камеры, радиоуправляемые автомобили, игрушки и ноутбуки.
  • Энергетические батареи производятся для использования в нефтяных, газовых и солнечных установках.
  • Промышленные аккумуляторы — это аккумуляторы глубокого цикла, используемые в вилочных погрузчиках и других промышленных устройствах.
  • Батарейки медицинские используются для систем жизнеобеспечения, слуховых аппаратов и инвалидных колясок.
  • Военные батареи часто производятся в соответствии с требованиями MIL-SPEC.
  • Транспортные аккумуляторы предназначены для использования в самолетах, катерах, автомобилях и электромобилях.
  • Аккумуляторы Stand-by/UPS используются в источниках бесперебойного питания (ИБП) для аварийного освещения и сигнализации.

Каталожные номера

BatteryFAQ — Часто задаваемые вопросы об автомобильных батареях и батареях глубокого цикла

Университет аккумуляторов — Батареи на основе свинца

Кредиты изображений:

Корпорация Диги-Кей | Ньюарк/элемент14 | Рынок монстров | МКМ Электроника


Читать мнения пользователей о свинцово-кислотных батареях

Руководство по конструкции герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее часто используемым типом аккумуляторных батарей и хорошо известны благодаря различным применениям, включая ИБП, автомобили, медицинские устройства и телекоммуникации.Аккумулятор состоит из ячеек, каждая ячейка состоит из пластин, погруженных в электролит из разбавленной серной кислоты. Конструкция свинцово-кислотного аккумулятора показана ниже.

Конструкция герметичной свинцово-кислотной батареи

Клеммы аккумулятора

В зависимости от модели аккумуляторы поставляются с клеммами типа AMP Faston из луженой латуни, штыревыми клеммами того же состава с резьбовыми гайками и болтами или усиленными флажковыми клеммами из свинцового сплава.В качестве герметизирующего материала вокруг клемм используется специальная эпоксидная смола.

Пластины батареи (электроды)

Power Sonic использует новейшие технологии и оборудование для отливки решеток из свинцово-кальциевого сплава, не содержащего сурьмы. Небольшое количество кальция и олова в сплаве решетки придает пластине прочность и гарантирует долговечность даже при длительном цикле эксплуатации. Паста диоксида свинца добавляется в сетку для образования электрически активного материала. В заряженном состоянии паста для отрицательной пластины состоит из чистого свинца, а паста для положительной — из диоксида свинца.Оба они имеют пористую или губчатую форму, чтобы оптимизировать площадь поверхности и тем самым максимизировать производительность. Решетки из свинцово-кальциевого сплава для тяжелых условий эксплуатации обеспечивают дополнительный запас производительности и срока службы как в циклических, так и в плавающих режимах, а также обеспечивают непревзойденное восстановление после глубокого разряда.

Электролит

Иммобилизованная разбавленная серная кислота: h3S04.

Предохранительный клапан аккумулятора

В случае чрезмерного повышения давления газа внутри батареи предохранительный клапан откроется и сбросит давление.Односторонний клапан не только предотвращает попадание воздуха в батарею, где кислород может вступить в реакцию с пластинами, вызывая внутренний разряд, но также представляет собой важное защитное устройство в случае чрезмерного перезаряда. Давление сброса составляет от 2 до 6 фунтов на квадратный дюйм; Материал уплотнительного кольца — неопреновый каучук.

Сепараторы аккумуляторов

Сепараторы свинцово-кислотных аккумуляторов

Power Sonic изготовлены из нетканого стекловолокна с высокой термостойкостью и устойчивостью к окислению. Кроме того, этот материал обеспечивает превосходное поглощение и удержание электролита, а также превосходную ионную проводимость.

Контейнер батареи и уплотнение корпуса

Материал корпуса и крышки: ударопрочный АБС-пластик, смола с высокой устойчивостью к химическим веществам и горючести. Корпус и крышка изготовлены из непроводящего АБС-пластика в соответствии с UL94-HB, как у PS-1270, или UL94 V-0, как у PS-1270 FR. В зависимости от модели герметизация корпуса может быть ультразвуковой, эпоксидной или термосвариваемой.

Все, что вам нужно знать о батареях

6. Развитие свинцово-кислотных аккумуляторов

Разработка свинцово-кислотных аккумуляторов прошла некоторый путь с момента изобретения Гастоном Планте в 1859 году.Прогресс в конструкции Планте привел к включению нескольких ячеек, состоящих из чередующихся отрицательных и положительных пластин, подвешенных в электролите, с деревянными стенками между ячейками. К 1910 году свинцово-кислотные батареи производились с использованием покрытых асфальтом и герметичных деревянных контейнеров, толстых электродных пластин, деревянных сепараторов элементов между отрицательными и положительными пластинами и соединений между элементами, выполненных через крышку с использованием тяжелых свинцовых столбов и соединений.

Первое важное изменение произошло в начале 1920-х годов, когда в моду вошел более кислотостойкий корпус из твердой резины.Базовая конструкция батареи мало изменилась в течение следующих 30 лет. Эффективность активного материала была улучшена за счет использования добавок (в том числе расширителей) и улучшения исходных материалов.

Промышленное производство приносит успех

Позднее было достигнуто повышение эффективности производственного процесса, в том числе внедрение машинной склейки пластин. В конце 1950-х годов были представлены цельные крышки с эпоксидным покрытием. Материал корпуса и крышки остался твердой резиной, а соединения между ячейками по-прежнему осуществлялись через крышку.Сепараторы с более низким сопротивлением, изготовленные из целлюлозного волокна, пропитанного фенольной смолой, стали использоваться и значительно повысили электрические характеристики ячеек. Аккумуляторные пластины, уложенные друг на друга механически, стали обычной практикой, что сократило ручной труд и, следовательно, снизило затраты, связанные с производством свинцовых аккумуляторов.

В начале 1960-х годов был разработан метод последовательного соединения элементов батареи через стенки элементов. Параллельно был разработан метод автоматического и эффективного соединения пластин одной полярности внутри сотового элемента.В результате было значительно уменьшено внутреннее сопротивление батареи и количество соединительных проводов.

Дизайн батареи выходит на первый план

Значительные успехи были также достигнуты в конструкции пластин и технологии производства, что привело к созданию более эффективных батарей с более высокой плотностью энергии. В конце 1960-х годов были представлены литые под давлением полипропиленовые корпуса и крышки, обеспечивающие свинцовую батарею прочным, тонкостенным и более легким контейнером.Более тонкие внешние стенки и перегородки ячеек позволили использовать больше активного материала без ущерба для веса или объема батареи. Очень прочные сепараторы с низким сопротивлением стали доступны в качестве последнего шага усовершенствования конструкции залитой батареи, обеспечивающей дальнейшее увеличение срока службы батареи.

Между тем ветер резко изменился. Классическая конструкция залитых свинцово-кислотных аккумуляторов содержит электролитную среду в виде неограниченной жидкости, заполненной до уровня выше верхней части пластин и над шинами.Следовательно, ячейки должны вентилироваться для выпуска газов (кислорода на положительных электродах и водорода на отрицательных электродах), выделяющихся во время зарядки. Мало того, что вода теряется через вентиляцию (и, следовательно, ее необходимо регулярно заменять), но и батарею можно безопасно использовать только в вертикальном положении, в противном случае происходит утечка раствора электролита серной кислоты. Кроме того, выбрасываемые газы содержат мелкодисперсный туман серной кислоты, который обладает высокой коррозионной активностью и вреден для окружающей среды.

Прибытие технологии регулирования клапана

Были предприняты усилия по разработке герметичных аккумуляторов, не требующих долива воды и безопасных в условиях использования, которые не были бы ненормальными для приложений, в которых они использовались.Кульминацией этих усилий стала разработка свинцово-кислотной батареи с клапанным регулированием (VRLA). Первые коммерческие установки были представлены компанией Sonnenschein в конце 1960-х годов и компанией Gates Energy Products в начале 1970-х годов.

Это были технологии геля и абсорбирующего стекломата (AGM) соответственно. В конструкции VRLA кислород, выделяющийся во время зарядки, проходит через газовое пространство к отрицательному электроду, где восстанавливается (рекомбинирует) обратно в воду. Это известно как внутренний цикл рекомбинации кислорода.Есть два альтернативных метода обеспечения необходимого газового пространства. В одной конструкции электролит иммобилизован в ячейке в виде геля; в другом электролит содержится в сепараторах AGM. Газ проходит через щели в геле или каналы в сепараторе AGM.

Поскольку соответствующий цикл рекомбинации для водорода невозможен, а рекомбинация кислорода не завершена (эффективность обычно составляет 93–99%), каждая ячейка оснащена односторонним клапаном для защиты от катастрофического роста давления. -вверх.Отсюда и термин клапанно-регулируемый. Аккумулятор VRLA можно использовать в любом положении, и он более устойчив к толчкам при использовании.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Поездки с герметичными свинцово-кислотными батареями и устройствами, работающими на герметичных свинцово-кислотных батареях. Поездки с батареями, внешними аккумуляторами и устройствами, работающими от батарей. герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы?

Если вы можете долить в свинцово-кислотный аккумулятор воду, это непроливаемый аккумулятор.Эти батареи не допускаются на борту наших самолетов.

Средства передвижения с электроприводом

Мы разрешаем использовать средства индивидуальной мобильности с электроприводом с герметичными батареями. Мы можем транспортировать их с батареями на месте. Пожалуйста, сообщите нам о своем вспомогательном средстве для передвижения перед поездкой. Для получения дополнительной информации см. нашу информацию о специальной помощи.

Что такое герметичные или герметичные свинцово-кислотные батареи?

Непроливаемые батареи представляют собой перезаряжаемые батареи. Они обеспечивают сильный всплеск мощности или устойчивый поток мощности в течение длительного периода времени.Они часто используются в детских игрушечных автомобилях, некоторых электроинструментах или для питания электроники на лодках и внедорожниках.

Обычно представляют собой гладкие черные пластиковые блоки с двумя клеммами наверху. Большинство из них имеют ширину не менее 5 см, длину 15 см и высоту 10 см.

Существует четыре распространенных типа свинцово-кислотных аккумуляторов.

  • Герметичный свинцово-кислотный (SLA) и Клапан с регулировкой свинцово-кислотный (VRLA) и Впитывающий стеклянный мат (AGM)
    Все они содержат небольшое количество кислоты и герметичны.
  • Ячейка для геля
    Содержит кислотный гель и герметичен.

Политика Air New Zealand в отношении упаковки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов

В этих таблицах показано, можете ли вы брать с собой на рейс герметичные аккумуляторы. Все, что вам нужно знать, это его напряжение (В) и ватт-часы (Втч). Они должны отображаться на вашей батарее или на устройстве, которое ее использует. Если нет, найдите свое устройство в Интернете.

Убедитесь, что ваши батареи соответствуют нашим требованиям к упаковке.

  Непроливаемые свинцово-кислотные аккумуляторы до 12 В и 100 Вт·ч (Втч)

Эти аккумуляторы часто используются в детских игрушках, бытовых сигнализациях и некоторых электроинструментах.

1
До 12 В или 100 ч Checked-in Chare-On
Установлено на устройстве

Допускается, если невозможно упаковать в сумку для переноса

Запасные или свободные батареи

два максимума

до 12 В или 100 ч

Установлено в устройстве

Checked-in

допускается, если невозможно упаковать в сумку для переноса

ручной работы

или 1000016

Запасные или свободные батареи

Checked-in

Ручная кладь

Не более двух


Вы можете перевозить не более двух герметичных батарей.Они учитываются в ваших 20 максимальных батареях.

Если аккумулятор находится внутри устройства, упакуйте его в ручную кладь. Если это невозможно, вы можете положить его в зарегистрированный багаж. Тщательно упакуйте устройство, чтобы защитить его от повреждений или случайного включения.

Запасные или незакрепленные батареи можно перевозить только в ручной клади. Вы должны:

  • Упаковать аккумулятор, чтобы защитить его от трещин или повреждений.
  • Убедитесь, что клеммы аккумулятора не соприкасаются с металлическими предметами, такими как монеты или ключи.

Подробнее о наших требованиях к упаковке.

Непроливаемые свинцово-кислотные аккумуляторы более 12 В и 100 Вт·ч (Втч)

Часто это тяжелые аккумуляторы, используемые в транспортных средствах и источниках бесперебойного питания (ИБП).

Вы не можете проносить эти мощные аккумуляторы на борт нашего самолета ни в ручной клади, ни в зарегистрированном багаже.

Почему герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы представляют опасность в самолетах?

Непроливаемые батареи создают два риска.

  • Пожар
    Непроливаемые батареи могут вызвать пожар, если их открытые клеммы коснутся ключей, монет, металлических молний и т. д.

Чем мощнее батарея, тем больше риск. Вот почему мы ограничиваем размер и количество батарей, которые вы можете взять с собой, когда летите с нами.

Какие устройства могут содержать непроливаемые свинцово-кислотные батареи?

В настоящее время в большинстве электронных устройств используются более легкие и эффективные литиевые батареи.Но вы можете найти непроливаемые батареи в:

  • Мотоциклах
  • Бензиновых скутерах
  • Детских игрушках для катания
  • Электроинструментах
  • В средствах передвижения, включая самокаты

продолжать полеты?

Батареи

  • Вы можете упаковать до двух герметичных батарей в ручной клади. Они должны быть 12 В или меньше, и 100 ватт-часов или меньше.
  • На корпусе ваших батарей может быть указана номинальная мощность.
  • Вы не можете упаковать незакрепленные батареи в зарегистрированный багаж.
  • Эти герметичные батареи учитываются при расчете максимум 20 батарей.
  • Тщательно упакуйте батарейки.

 

Устройства

  • Вы можете носить с собой до 15 устройств, питающихся от герметичных батарей.
  • Положите устройства в ручную кладь. Если они слишком большие или тяжелые, вы можете проверить их.Тщательно упакуйте их, чтобы защитить от повреждений и случайного включения.

Если вы пользуетесь инвалидной коляской с электроприводом или вспомогательным средством для передвижения, см. наш раздел специальной помощи.

Часто задаваемые вопросы для путешествий с непроливаемыми батареями

  • Вы можете перевозить до двух незакрепленных непроливаемых батарей до 12 В и 100 Втч.
  • Они учитываются при расчете общего количества 20 батарей любого типа.
  • Незакрепленные батареи следует перевозить в ручной клади.Их нельзя перевозить в зарегистрированном багаже.
  • По возможности храните батареи в оригинальной упаковке.
  • Защитите каждую батарею от растрескивания, раздавливания или прокола.
  • Не допускайте прикосновения контактов аккумулятора к металлическим предметам. Это могут быть монеты, ключи, украшения, инструменты или молнии. Закройте или заклейте клеммы аккумулятора или поместите аккумулятор в контейнер. Лучшая тара — это оригинальная упаковка, если она у вас сохранилась.
  • Защитите свое устройство от повреждений.
  • Вы должны полностью выключить устройство. Его нельзя оставлять в режиме «Сон» или «Ожидание».
  • Убедитесь, что ваше устройство не включится случайно. Закрепите его выключатель питания в выключенном положении лентой или используйте блокировку спускового крючка.

Некоторые детские автомобили питаются от небольших герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. Вы можете зарегистрировать игрушку вашего ребенка как часть вашего багажа, если ее герметичная батарея не превышает 12 В и 100 Втч.

Если у вас уже есть сумка для регистрации, вам нужно будет рассматривать ее как дополнительную сумку.Если он весит более 23 кг, вам также необходимо будет оплатить сборы за провоз сверхнормативного багажа. Если он весит более 35 кг, мы не можем взять его на борт, извините.

Измерение мощности в ваттах. Ватт-часы — это то, сколько энергии батарея может отдать с течением времени.

Например, батарея емкостью 50 Втч может обеспечить один ватт в течение 50 часов или 5 Вт в течение 10 часов.

Чем выше мощность, тем выше риск. Вот почему мы ограничиваем количество устройств и аккумуляторов, которые вы можете носить с собой.

Ваша непроливаемая батарея может показывать ампер-часы (Ач) вместо ватт-часов.Вы можете использовать напряжение батареи для преобразования между двумя рейтингами.

  • Ватт-часы = Напряжение x Ампер-часы

 

Да, можно. Мы применяем одни и те же правила для аккумуляторов на наших внутренних и международных рейсах.

Однако в некоторых странах и авиакомпаниях действуют другие правила. Например, авиакомпании США разрешают перевозить незакрепленные непроливаемые батареи в регистрируемом багаже, а мы — нет. Если вы будете пересаживаться между авиакомпаниями, обязательно ознакомьтесь с правилами каждой из них.

На корпусе вашей батареи должна быть указана номинальная мощность. Если аккумулятор находится внутри устройства, проверьте его на веб-сайте производителя.

Если номинал вашей батареи измеряется в ампер-часах (А-ч), а не в ватт-часах, это легко преобразовать.

  • Ватт-часы = Напряжение x Ампер-часы

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Как работают свинцовые   кислотные аккумуляторы? Свинцово-кислотные батареи являются наиболее распространенным типом аккумуляторных батарей, поскольку они были представлены в 1859 .Свидная кислотная батарея имеет низкую энергию к весу и Низкая энергия до объема Соотношение , но способность поставлять 4 Высокий Повышение нагрузки Заставляет клетки имеют умеренно большой отношение мощности к весу , что делает их привлекательными для автомобильной промышленности, так как обеспечивает высокий ток, необходимый для запуска двигателей.

Концепция свинцово-кислотных аккумуляторов Выгрузка свинцово-кислотный тест производят электрическую энергию на 4 Выпуск сильных химических облигаций H 4 2 2 O ( вода) Молекулы , которые формируются из кислоты H 4 + и 4 PBO 2 4 ‘S 4 2 − ионы .С другой стороны, во время фазы зарядки  аккумулятор функционирует как устройство для расщепления воды, а при зарядке химическая энергия аккумулятора сохраняется в виде разности потенциалов между положительной и отрицательной стороной PbO2  s чистый свинец , в дополнение к серной кислоте , которая находится в водном состоянии . Структура решетки свинцово-кислотного аккумулятора состоит из различных
  • свинцовых сплавов5, небольшого количества свинцового сплава5, металлы добавляются для улучшения электрических свойств и получения механической прочности.Наиболее часто используемыми добавками являются кальций , олово , сурьма и селен .

    L кислотные аккумуляторы доля рынка и области применения Свинцово-кислотная батарея для глубокого цикла может обеспечить 200-300 циклов зарядки/разрядки . Основной причиной относительно короткого жизненного цикла  являются истощение активного материала , коррозия сетки  на положительном электроде и расширение положительных пластин 9046 9 9046 9Свинцово-кислотные аккумуляторы не используются для быстрой зарядки, как и в большинстве других типов, полная зарядка может занять до 16 часов . Аккумулятор всегда должен храниться в полностью заряженном состоянии . Низкий уровень заряда может вызвать сульфатацию , состояние, при котором снижается  производительность аккумулятора. Добавление углерода к отрицательному электроду может уменьшить эту проблему, однако это снижает удельную энергию 1990-х доля рынка свинцово-кислотных аккумуляторов составляла почти 45% всех аккумуляторов, проданных по всему миру, с расчетной производственной стоимостью 15 миллиардов долларов . Большой формат свинцовые кислоты батареи широко используются для хранения в 4 резервных источников питания в 4 башни сотовых телефонов , больницы и другие требования к высокой доступности и автономные системы .Причины его популярности в том, что он надежный и дешевый по цене за ватт. Существует несколько вариантов аккумуляторов, которые обеспечивают большую мощность с по цене ниже свинцово-кислотного , и это делает свинцово-кислотный аккумулятор идеальным для различных приложений, таких как автомобили , вилочные погрузчики и и .  ( источники бесперебойного питания).

    Почему свинцово-кислотные аккумуляторы не вечны? — Батарейщик.com База знаний

    Правообладатель иллюстрации: i3alda / 123RF Stock Photo

    Все перезаряжаемые батареи со временем изнашиваются. Свинцово-кислотные и герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы не являются исключением. Вопрос в том, что именно происходит, что заставляет свинцово-кислотные батареи умирать? В этой статье предполагается, что вы понимаете внутреннюю структуру и состав свинцово-кислотных аккумуляторов. Если вы не знакомы со свинцово-кислотными аккумуляторами, прочтите нашу статью Что такое свинцово-кислотный аккумулятор.

    Человеческая ошибка

    По иронии судьбы, одной из наиболее распространенных причин отказа батареи является не фактическая неисправность самой батареи, а люди думают, что батарея разряжена.Некоторые производители и розничные продавцы сообщают, что до 50% аккумуляторов, возвращенных по гарантии, действительно исправны. Еще один интересный факт заключается в том, что большинство людей встречали кого-то, кто заменил свой автомобильный аккумулятор только для того, чтобы найти неисправность в другом месте, например, в плохой работе генератора переменного тока.

    Частично это связано с нашим предположением, что когда наше устройство (будь то ноутбук, сотовый телефон или автомобиль) не работает, виновата должна быть батарея. Это часто связано с трудностями, связанными с тестированием батареи, и частично из-за относительно низкой стоимости батарей.В результате возникает соблазн «заменить батарею и посмотреть, поможет ли это», прежде чем тратить время на поиск других причин. Даже технические специалисты часто сначала меняют батареи, чтобы определить, решит ли это проблему, надеясь избежать траты времени и денег на поиск других проблем.

    См. Почему мой аккумулятор не держит заряд? и Почему мой аккумулятор не заряжается? по причинам того, как совершенно исправная батарея может казаться разряженной.

    Электрическое короткое замыкание

    Положительный и отрицательный электроды (пластины) любой батареи не могут соприкасаться друг с другом.Если они это делают, они немедленно замыкаются, и ячейка умирает. Обратите внимание, это не означает, что вся батарея внезапно становится безжизненной, это зависит от того, из скольких элементов состоит батарея. Автомобильный аккумулятор на 12 вольт, например, состоит из шести элементов. Если одна ячейка выйдет из строя, у вас все еще есть 10-вольтовая батарея, которой обычно достаточно для питания подсветки приборной панели, но не для включения стартера.

    Короткое замыкание может произойти по ряду причин

    • Производственный брак – плохо обрезанные пластины могут прорезать сепаратор, предназначенный для разделения электродов, особенно если аккумулятор сотрясается при падении или работает в зоне с вибрацией, как автомобильные аккумуляторы.
    • Осыпание активного материала – в залитых свинцово-кислотных батареях активная паста, нанесенная на пластины, постепенно отпадает в результате физического износа при протекании химических реакций. Они падают на дно корпуса батареи, но если накопление становится чрезмерным, этот осадок может в конечном итоге коснуться как положительных, так и отрицательных пластин.
    • Сильная вибрация или толчки — это может привести к ослаблению или расколу сепаратора, в результате чего пластины соприкоснутся друг с другом.
    • Пластинчатый изгиб – см. ниже.

    Пластинчатый изгиб

    При слишком глубоком цикле свинцово-кислотных аккумуляторов их пластины могут деформироваться. Стартерные батареи не предназначены для снижения уровня заряда ниже 70%, а устройства глубокого цикла могут подвергаться риску, если они регулярно разряжаются до уровня ниже 50%.

    В залитых свинцово-кислотных батареях это может привести к соприкосновению пластин друг с другом и к короткому замыканию. Как в залитых свинцово-кислотных батареях, так и в батареях с абсорбирующим стекловолокном коробление может привести к отслаиванию активной пасты, нанесенной на пластины, что снижает способность пластин к разрядке и перезарядке.

    Кислотное расслоение

    Кислотное расслоение происходит в залитых свинцово-кислотных батареях, которые никогда не перезаряжаются полностью. Это особенно часто встречается в автомобилях, которые используются для коротких поездок, так как не хватает времени, чтобы перезарядить аккумулятор после того, как он был разряжен, чтобы запустить двигатель. Это чаще происходит в холодную погоду, потому что время, необходимое для подзарядки, увеличивается, поскольку генератор переменного тока также подает питание на конкурирующие устройства, такие как антиобледенитель, вентиляторы обогрева, освещение и т. д.

    Кислотное расслоение стало более популярной причиной выхода из строя аккумуляторной батареи в последнее время из-за увеличения количества электрических устройств, добавляемых в автомобили и другой дорожный транспорт.

    Это происходит, когда кислота в электролите начинает концентрироваться в нижней половине блока, что приводит к накоплению сульфатов на нижних частях пластин. Эти сульфаты, в свою очередь, снижают способность пластин к разрядке и перезарядке. В то же время более водянистый электролит в верхней половине ускоряет коррозию пластин с аналогичными последствиями.

    Естественная сульфатизация

    Когда свинцово-кислотный аккумулятор разряжается, сульфаты в электролите прилипают к пластинам.Во время перезарядки сульфаты возвращаются в кислоту, но не полностью. Некоторые сульфаты кристаллизуются и остаются прикрепленными к пластинам, а это означает, что со временем меньше сульфатов доступно для участия в химической реакции, необходимой для функционирования батареи.

    Хотя сульфатация неизбежна, она ускоряется:

    • хранение аккумуляторов при высоких температурах, что увеличивает скорость их саморазряда
    • оставление аккумуляторов ниже полностью заряженного состояния на длительное время
    • перезарядка

    В некоторых работах предполагается, что пропускание высокочастотных электронных импульсов через аккумулятор может помочь разрушить эти кристаллы и позволить сульфатам вернуться в электролит.Это привело к появлению на рынке большого количества «импульсных» зарядных устройств. Однако твердые доказательства неубедительны.

    Натуральная активная паста, осыпающаяся

    Как обсуждалось выше, это может привести к короткому замыканию. Даже если этого не происходит, естественное расширение и сжатие материалов в батарее, приводящее к отслаиванию активной пасты от пластин, может в какой-то момент привести к тому, что пластины станут неэффективными, а батарея не сможет питать устройство.

    Линька ускоряется в блоках, залитых свинцово-кислотными или абсорбирующими стекломатами, если они используются в приборах с сильной вибрацией, сотрясениями или тряской.Сюда входят такие предметы, как мотоциклы, гидроциклы и другие мощные спортивные автомобили. Для этих применений рекомендуются гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы, поскольку электролит из силиконового геля удерживает пасту на месте.

    Обращение с «разряженными» свинцово-кислотными аккумуляторами

    Тот факт, что свинцово-кислотная батарея больше не может питать конкретное устройство, не означает, что в батарее не осталось энергии. Автомобильный аккумулятор, который не запустит двигатель, все же может дать много фейерверков, если вы замкнете клеммы.

    Таким образом, даже если вы считаете, что ваша батарея безжизненна, обращайтесь с ней, храните и транспортируйте или утилизируйте ее так же, как и с полностью заряженной батареей.

     

     

     

    Первая перезаряжаемая свинцово-кислотная батарея

    Все аккумуляторные элементы были устройствами одноразового использования, пока француз Гастон Планте не изобрел первую перезаряжаемую свинцово-кислотную батарею в 1859 году. Как следствие, все предыдущие аккумуляторы были полностью израсходованы после того, как они израсходовали все свои химические вещества.Хотя при желании оператор все же мог добавить новую партию химикатов. Но у Гастона Планте был обходной путь.

    Принципы свинцово-кислотных аккумуляторов не изменились со времен

    Свинцово-кислотная батарея в основном состоит из свинцового анода и катода из диоксида свинца, погруженного в серную кислоту. Оба эти электрода реагируют на кислоту, образуя сульфат свинца. Однако при этом только свинцовый анод испускает электроны. Тогда как только катод из диоксида свинца потребляет их, производя электрический ток.

    Более того, эта химическая реакция обратима при подаче электрического тока в обратном направлении. Это поддержало теорию Эмили дю Шатле о сохранении энергии, которую она предложила столетием ранее. В таком состоянии мы не можем ни создавать, ни разрушать энергию. Скорее, мы можем только видеть, как он трансформируется или переходит из одной формы в другую.

    Первая перезаряжаемая свинцово-кислотная батарея Гастона Планте

    Первичные и вторичные звонки Гастона Планте (изображение Луи Фигуье)

    Оригинальная свинцово-кислотная батарея

    Планте выглядела удивительно похожей на цилиндрические элементы, сделанные Дансером и Калло.Однако он не принял модель Вольты, состоящую из сложенных друг на друга дисков. Вместо этого он свернул в спираль два свинцовых листа, вставив между ними резиновые полоски.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.