Все, что вы хотели бы узнать о вашем компьютере... Гелевые аккумуляторы википедия


Автомобильный аккумулятор — Википедия

Автомобильный аккумулятор Номинальной ёмкостью 40 Ач, электрическое напряжение 12 В, "обратной" или "L" полярности, стандартные клеммы.

Автомоби́льный аккумуля́тор (точнее — автомобильная аккумуляторная батарея [сокр. автомобильная АКБ] ) — тип электрического аккумулятора, применяемый на автомобильном или мототранспорте. Используется в качестве вспомогательного источника электроэнергии в бортовой сети при неработающем двигателе и для запуска двигателя.

На электротранспорте является не вспомогательным источником энергии, а основным. Такие аккумуляторы принято называть тяговыми.

Далее по тексту рассмотрен исключительно данный вид батарей, поскольку, если аккумулятор не тяговый, то, как «автомобильный аккумулятор», он будет свинцово-кислотным. Замена пользователем на иной тип (к примеру, на литиевый блок) обычно невозможна, даже при подходящем напряжении, в силу совершенно разных характеристик: прежде всего, свинцовые АКБ обладают уникальным свойством автоматической остановки заряда и резком росте напряжения, как и резком падении зарядного тока, при полном заряде.

На малотоннажных грузовиках, микроавтобусах и легковых автомобилях с дизельными двигателями используются аккумуляторы с электрическим напряжением 12 вольт.

Напряжение без нагрузки (напряжение при снятых клеммах) аккумулятора можно связать с примерным уровнем заряда. Если аккумулятор находится на транспортном средстве, «напряжение без нагрузки» измеряется, когда двигатель остановлен, а нагрузка полностью отключена (сняты клеммы).

Степень заряженности оценивают на отключенном от нагрузки аккумуляторе, не менее, чем через 6 часов покоя, и при комнатной температуре. В случае температуры, отличной от комнатной, вносится температурная поправка. В среднем считается, что падение температуры на 1 °C от комнатной снижает ёмкость примерно на 1 %, таким образом при −30 °C ёмкость автомобильной АКБ будет равна примерно половине от ёмкости при +20 °C.

Напряжение без нагрузки при T = 26,7 °C Примерный заряд Плотность электролита при T = 26,7 °C 12 В 6 В
12,65 В 6,32 В 100 % 1,265 г/см³
12,35 В 6,22 В 75 % 1,225 г/см³
12,10 В 6,12 В 50 % 1,190 г/см³
11,95 В 6,03 В 25 % 1,155 г/см³
11,70 В 6,00 В 0 % 1,120 г/см³
Напряжение без нагрузки также зависит от температуры и от плотности электролита при полном заряде. Следует заметить, что плотность электролита при одном и том же уровне заряда в свою очередь также зависит от температуры (обратная зависимость).
  • Ёмкость аккумулятора, измеряющаяся в ампер-часах. Применительно к маркировке аккумулятора, значение ёмкости показывает, каким током будет равномерно разряжаться автомобильная АКБ до конечного напряжения при 20-часовом цикле разряда. Например, обозначение 6СТ-60 означает, что батарея в течение 20 часов будет отдавать ток 3 А, при этом в конце напряжение на клеммах не упадет до 10,5 В. Однако, это вовсе не означает линейную зависимость времени разряда от разрядного тока. Целый час стабильно отдавать 60 А наша батарея не сможет.

Особенностью аккумуляторов является уменьшение времени разряда с повышением разрядных токов. Зависимость времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в частности, формула немецкого ученого Пейкерта (англ.), который установил, что: Cp=Ikt,{\displaystyle C_{p}=I^{k}t,}. Здесь Cp{\displaystyle C_{p}} — ёмкость аккумулятора, а k{\displaystyle k} — число Пейкерта — показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Для свинцовых кислотных аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1,15 до 1,35. Величину константы в левой части уравнения можно определить по номинальной ёмкости аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для реальной ёмкости аккумулятора E{\displaystyle E} при произвольном токе разряда I{\displaystyle I}:

E=En(InI)p−1{\displaystyle E=E_{n}\left({\frac {I_{n}}{I}}\right)^{p-1}}.

Здесь En{\displaystyle E_{n}} — номинальная ёмкость аккумулятора, а In{\displaystyle I_{n}} — номинальный ток разряда, при котором задана номинальная ёмкость (обычно ток 20-часового или 10-часового цикла разряда).

Ёмкость аккумулятора, как правило, выбирается исходя из рабочего объёма двигателя (больший объём — бо́льшая мощность стартёра — бо́льшая ёмкость АКБ), его типа (для дизельных ёмкость автомобильной АКБ будет больше, чем для бензиновых при равном объёме) и условий эксплуатации (для районов с холодным климатом ёмкость увеличивают, по причине снижения ёмкости АКБ при отрицательных температурах и затруднения пуска двигателя стартёром из-за загустения масла).

  • Резервная ёмкость. В отличие от номинальной ёмкости, которая определяется разрядом относительно малым током, резервная ёмкость показывает, сколько времени способен проехать автомобиль зимней ночью при неисправности генератора. Ток разряда принимается равным 25 А, поскольку зимней ночью очень много энергии уходит на освещение и обогрев салона. При этом нельзя просто разделить номинальную ёмкость автомобильной АКБ на 25 А. При таком токе резервная ёмкость составит примерно 2/3 от номинальной. Как правило, значение резервной ёмкости указывается на маркировке автомобильной АКБ в минутах.
  • Пусковой ток. Или ток холодной прокрутки (cold cranking amps CCA). Максимальный ток, который способен отдавать аккумулятор без посадки напряжения на клеммах ниже 9В в течение 30 секунд при −18 °C по ГОСТ 53165-2008.

Аккумулятор автомобиля не хранит энергию, а содержит химические вещества, которые при взаимодействии производят электрический ток. Два разнородных металла помещаются в кислотную среду, которая называется электролитом. Возникает поток электронов и электроны из одной группы пластин переходят в другую.

Батарея заряжена

Полностью заряженная батарея содержит отрицательную пластину губчатого свинца (Pb) - катод, положительную пластину диоксида свинца (PbO2) – анод, и электролит из раствора серной кислоты (h3SO4) и воды (h3O).

Батарея разряжается

Когда аккумулятор разряжается, диоксид свинца на катоде восстанавливается, на аноде свинец окисляется. Металлы обоих пластин вступают в реакцию с SO4, в результате образуется сульфат свинца (PbSO4). Водород (h3) из серной кислоты вступает в реакцию с кислородом (O2) из положительной пластины и образуется вода (h3O). При этом расходуется серная кислота и образуется вода.

Батарея разряжена

В полностью разряженном аккумуляторе обе пластины покрыты сульфатом свинца (PbSO4), а электролит разбавлен до большей степени водой (h3O).

Батарея заряжается Процесс противоположен разрядке. Сульфат (SO4) покидает пластины и объединяется с водородом (h3), превращаясь в серную кислоту (h3SO4). Свободный кислород (O2) объединяется со свинцом (Pb) на положительной пластине с образованием диоксида свинца (PbO2). Когда батарея приближается к полной зарядке, а водород образуется на отрицательных пластинах, а кислород - на положительном, происходит газообразование.

Тип батареи

В основном используется свинцово-кислотный тип. Собственно батарея состоит из 6 аккумуляторов (банок), каждая номинальным напряжением около 2,2 вольта, соединённых последовательно в батарею. Обычный электролит представляет собой смесь дистиллированной воды и серной кислоты с плотностью в пределах 1,23-1,31 г/см³ (чем больше плотность электролита, тем более морозостойкая батарея), но сейчас появились автомобильные АКБ построенные на базе технологии AGM (Absorbent Glass Mat), электролит в которых абсорбирован в стеклянном волокне, а также т. н. гелевые аккумуляторы, где электролит загущается до гелеобразного состояния силикагелем (технология носит название GEL).

Размеры

Так сложилось, что при разработке нового типа или даже марки автотехники нередко приходилось разрабатывать под неё новую автомобильную АКБ. В дальнейшем производители разработали большую номенклатуру различных аккумуляторов, существенно различающихся типоразмерами и электрическими характеристиками. Для тяжёлых грузовиков и спецмашин, имеющих бортовую сеть 24 вольта, применяются две одинаковые 12-вольтовые батареи, соединённые последовательно.

В настоящее время существует несколько форм-факторов батарей. Аккумуляторы для японского и европейских рынков могут иметь разные размеры.

Автомобильные аккумуляторы с азиатским и европейским расположением полюсов. Полярность

«Обратная» или «прямая». Определяет расположение электродов на корпусе автомобильной АКБ. Для автомобилей отечественного выпуска характерна прямая полярность, при которой плюсовая клемма находится слева, а минусовая — справа, при положении аккумулятора «клеммы ближе к вам». Установить чужую батарею, например «европейскую» на японский автомобиль, зачастую бывает невозможно. Может потребоваться удлинение проводов.

Диаметр контактных клемм

В типе Euro — type 1 — 19,5 мм «плюсовая» клемма и 17,9 мм «минусовая» клемма. Тип Asia — Type 3 — 12,7 мм у «плюсовой» клеммы, — и 11,1 мм у клеммы «минус»[1]. Выпускаются «колпачки» — переходники с тонких клемм на толстые.

Тип крепления

В конкретном транспортном средстве может быть реализован один из типов крепления автомобильной АКБ — верхнее или нижнее. В ряде автомобилей конструкции для закрепления батареи может быть не предусмотрено. Обозначения типов нижнего крепления следующие: B00, B01, B03, B13.

Необходимость обслуживания

По этому принципу автомобильные АКБ классифицируют на два типа: обслуживаемые (и как их подкатегория — малообслуживаемые) и необслуживаемые (в тексте ГОСТа обозначенные как безуходные). В простых по конструкции аккумуляторах необходим регулярный контроль состояния электролита и регулярная подзарядка по специальной технологии с помощью стационарного зарядного устройства. На промышленных предприятиях для ухода за автомобильными аккумуляторами существуют специально обученные люди, а также зарядные лаборатории (станции).

Однако «необслуживаемые» автомобильные АКБ — это не значит, что за такой батареей совсем не нужен уход. Как правило, необслуживаемая батарея имеет встроенный индикатор-ареометр, по цвету которого определяется плотность электролита — зелёный поясок при нормальной плотности, красный или белый - при низкой (батарея подлежит замене). Также необходимо периодически контролировать уровень электролита по меткам на корпусе. На всех автомобильных АКБ во избежание повреждения аккумуляторного отсека кислотой необходимо контролировать герметичность корпуса, заливных пробок и чистоту дренажных отверстий, а при появлении признаков электролита устранить течь и тщательно промыть корпус и отсек автомобильной АКБ нейтрализующим щелочным составом. Также необходимо периодически тщательно очищать и смазывать клеммы литиевой смазкой, во избежание их электрокорозийного разрушения.

Существует ГОСТ 53165-2008, введён в действие 01.07.2009, дата издания 30.06.2009, в котором автомобильные аккумуляторы именуются «стартерными батареями».

  • Различные типы аккумуляторов обладают разными особенностями, которые не позволяют однозначно назвать «лучший» тип аккумулятора. Можно говорить только о лучшей применимости различных типов аккумуляторов в разных условиях. Так, например, современные «кальциевые» аккумуляторы обладают низким саморазрядом, не требуют обслуживания, однако не терпят глубоких разрядов, например, при коротких поездках в зимние морозы, или длительной стоянке автомобиля. В то же время, для «обслуживаемых» (практически не производятся) и «малообслуживаемых» аккумуляторов глубокий разряд не столь губителен, зато такие типы аккумуляторов требуют доливки дистиллированной воды (при исправном электрооборудовании и среднем пробеге — примерно 1 раз в 4—7 месяцев).
  • С понижением температуры падает способность аккумулятора «принимать заряд». Поэтому короткие поездки в зимние морозы, особенно с включёнными фарами, могут довольно быстро привести к полному разряду даже абсолютно исправного аккумулятора. Это приводит не только к невозможности запуска мотора, но и к сокращению срока службы аккумулятора, особенно «кальциевого».
  • При температуре окружающего воздуха –10 °C зарядные характеристики аккумулятора, не имеющего обогрева, из-за охлаждения ухудшаются, а при температуре ниже –30 °C заряд от штатного генератора автомобиля практически отсутствует[2]. Температура электролита в аккумуляторе, установленном на автомобиле, на 5—7 °C выше температуры окружающей среды и изменяется вслед за ней с запаздыванием на 4—5 часа. В режиме длительного движения за 10—12 часов температура электролита в не обогреваемых аккумуляторных батареях повышается на 2—3 °C, а при наличии обогреваемого отсека для аккумуляторных батарей на 5—7 °C. Поэтому, для надёжной эксплуатации в условиях низких температур применяются конструкции аккумулятора с внутренним электроподогревом[3][4].
  • Зимой аккумулятор рекомендуется периодически снимать с автомобиля и заряжать зарядным устройством после согревания на воздухе до положительной температуры. Согревать холодный аккумулятор в горячей воде нежелательно по причине возможного частичного осыпания активной массы пластин из-за быстрых температурных деформаций.
  • Существует мнение[где?] о недопустимости установки на автомобиль аккумулятора с повышенной ёмкостью, так как при большей ёмкости автомобильная АКБ якобы не будет успевать заряжаться. Однако, энергия, потраченная на пуск двигателя, не зависит от ёмкости, поэтому при исправном генераторе будет восполнена в автомобильной АКБ за одно и то же время. Также опасение у некоторых вызывает возможность сгорания стартера, однако потреблённый стартером ток зависит не от ёмкости автомобильной АКБ, а только от его внутреннего сопротивления и условий пуска. Для районов с суровыми зимами рекомендуется установка автомобильной АКБ повышенной ёмкости. При этом аккумулятор способен будет отдать больший ток при пуске, увеличивается количество попыток пуска, уменьшается относительный разряд батареи, что увеличивает надёжность и продлевает срок службы[5]. Однако, у менее ёмкого аккумулятора скорее всего просадка напряжения в момент пуска двигателя больше, чем у более ёмкого, а значит и возможный максимальный ток тоже меньше, чем у более ёмкого, так что, возможно, доля правды в этом мифе всё-таки присутствует. Однако, следует иметь в виду, что аккумулятор большей ёмкости (нежели штатный) требует и большего времени для полной зарядки, если он сильно разряжен. А это случается зимой довольно часто, так как такой аккумулятор позволяет долго крутить стартер. Также, чем больше ёмкость, тем желательнее больший зарядный ток. Особенностью свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они сильно снижают свой ресурс, если заряжены не на 100 %, вследствие возникающей необратимой сульфатации. Поэтому, если в зимнее время аккумулятор с большей ёмкостью будет всё-таки сильно разряжен долгими попытками пуска, то вероятность выхода его из строя будет выше из-за нехватки времени на полный восстановительный заряд, что в ряде случаев усугубится также недостаточно сильным током, выдаваемым штатным генератором, особенно в режиме холостого хода. Следовательно, для продления ресурса аккумулятора большей ёмкости зимой следует его периодически снимать, отогревать и заряжать. Иначе, постоянно недозаряженный аккумулятор прослужит недолго, и единственным плюсом его применения будет увеличенное время прокрутки мотора и величина стартового тока, которые начнут неуклонно уменьшаться вследствие сульфатации, вплоть до полной непригодности аккумулятора. Также следует учитывать, что аккумулятор существенно бо́льшей ёмкости будет иметь бо́льшие габаритные размеры и может не поместиться в отсеке для аккумуляторной батареи.
  • Крайне нежелательно заменять аккумулятор при работающем двигателе, поскольку связанные с отключением и подключением аккумулятора скачки напряжения могут вывести из строя электрооборудование автомобиля. При необходимости замены аккумулятора при работающем двигателе, для минимизации скачка напряжения необходимо перед отключением аккумулятора включить в автомобиле максимальное количество электроприборов (фары, мотор «печки», магнитолу, обогрев заднего стекла и т. д.). Подключение каждой клеммы должно производиться быстро, без многократного касания клеммой вывода аккумулятора. Обороты двигателя не должны превышать холостых. В идеале отключаемый/подключаемый аккумуляторы и клеммы автомобиля необходимо временно соединить параллельно проводами, после чего отсоединить все провода от отключаемого аккумулятора, установить подключаемый, надеть на него клеммы, и в самом конце отсоединить временные провода от клемм автомобиля и от подключённого аккумулятора. Таким образом достигается заведомо постоянное соединение какого-либо из аккумуляторов, и практически нивелируются нежелательные скачки напряжения.
  • При севшем аккумуляторе, т. н. «прикуривание» от другой автомашины необходимо осуществлять с тщательным соблюдением определённого набора правил, определяемых производителем автомобиля. Нарушение этих правил может оказаться причиной выхода из строя оборудования или даже взрыва автомобильной АКБ.
Автомобильный аккумулятор после взрыва
  • Каштанов В. П., Титов В. В., Усков А. Ф. и др. Свинцовые стартерные аккумуляторные батареи. Руководство.. — М.: Воениздат, 1983. — С. 21—23, 176. — 148 с.

ru.wikipedia.org

Гелиевые аккумуляторы - разрушение мифа

Вы собираетесь купить гелиевый аккумулятор? Кто-то сказал Вам, что гелиевые батареи - это новое слово в аккумуляторных технологиях?Приготовтесь узнать всю правду о гелиевых аккумуляторах!

 

Нередко потребители, и даже некоторые «горе-продавцы» в силу своей технической неосведомленности (а вторые – однозначно в силу технической неграмотности и некомпетентности) называют гелевые аккумуляторы «гелиевыми». Это является заблуждением и ошибкой, поскольку газ Гелий (Не) не имеет ни малейшего отношения к аккумуляторной отрасли."Гелиевых" аккумуляторов в природе вообще не существует!

Бывают "гелевые" аккумуляторные батареи (со сгущенным гелеобразным электролитом), которые входят в  более широкий класс свинцово-кислотных герметизированных  необслуживаемых  клапанно-рекомбинационных аккумуляторов (VRLA). Этот класс аккумуляторов практически не выделяет газов (при правильной эксплуатации) и не требует принудительной вентиляции (могут эксплуатироваться даже в жилых помещениях).

"..сынок, деда Мороза не существууует!..."

Нередко пользователи ошибочно называют весь этот класс аккумуляторов гелевыми (или же «гелиевыми») - так сложилось исторически, поскольку гелевые аккумуляторы были разработаны  несколько раньше, чем AGM (так называется другой, более распространенный подкласс - с жидким электролитом, абсорбированном в пористом капиллярном сепараторе).

Пластины у обоих подклассов одинаковые, однако физическая природа рекомбинации (благодаря чему достигается герметичность и необслуживаемость) разная. В силу разной физики процессов АGM аккумуляторы позволяют развивать большие, чем гелевые, токи разряда и заряда, особенно в толчковых режимах , менее критичны к условиям заряда, не боятся кратковременного короткого замыкания (гелевые при КЗ выходят из строя мгновенно), короче -"дуракоустойчивы". Это и обусловило более  широкое применение АGM аккумуляторов. Гелевые же аккумуляторы целесообразно применять лишь там, где их единственное достоинство - несколько больший ресурс в циклическом режиме - востребовано (например, в системах автономного питания на солнечных батареях).  В большинстве других приложений (телекоммуникации, энергетика, UPS,  и пр., где применяется режим буферного подзаряда с редкими разрядами), гелевые аккумуляторы почти не применяются, или применяются все реже. Гелевые аккумуляторы, к тому же, дороже, нежели AGM.

Так же выдумкой является термин "мультигелевый аккумулятор". Продавцы подобной продукции утверждают, что в "мультигелевых" аккумуляторах соединены обе технологии: AGM и гелевая. Тем не менее, объяснить, как это работает, и как могут быть совмещены в одном аккумуляторе две совершенно разных по своей природе конструкции, никто из них не может. "Мультигелевый" аккумулятор - это такой же абсурд, как и "безалкогольная водка". К тому же стоимость таких "мульти"-приспособлений подозрительно низкая: порой, до двух раз дешевле, нежели у хороших AGM-аккумуляторов. Поэтому ни в коем случае не ведитесь на подобные завлекухи, чтобы потом не сожалеть о выброшеных на ветер деньгах! Ведь, согласитесь, если хочется выпить - то лучше хорошей водки, а если утолить жажду - то лучше уж чистой воды.

ВНИМАНИЕ! ВАЖНО!

Компания «Пульсар Лимитед» предлагает выгодную альтернативу гелевым аккумуляторам – современные высококачественные аккумуляторы AGM нового поколения EverExceed ST с вдвое увеличенным циклическим ресурсом (до 600 циклов глубокого 100% разряда!), отменными разрядными характеристиками и другими существенными достоинствами, о которых Вы можете прочитать, нажав на соответствующую ссылку.

 

 

AGM

GEL

Условия заряда/разряда

Срок службы

Сфера прменения

Циклический ресурс

Цена

Более высокие токи разряда/заряда, умеренные требования к качеству зарядного напряжения (стабильность, пульсации).

Критичны даже кратковременные КЗ. Развиваемые токи – до 40% меньше, чем у AGM. Гелевые батареи очень чувствительны к качеству зарядки.

Срок службы (в буферном режиме) блочных AGM батарей емкостью 33 - 250 Ач обычно равняется 10-12 годам. Срок службы (при соблюдении всех правил и эксплуатационных требований, прежде всего к зарядке) аналогичен AGM батареям.

Широкая сфера применения: от бытовых устройств до больших промышленных нужд.

Применяются в системах с регулярным и продолжительным (слаботочным) разрядом, но где обеспечено повышенное качество заряда.

В серии аккумуляторов EverExceed Standard Range (ST) циклический ресурс увеличен до 600(!) циклов глубокого разряда, что возводит их практически на один уровень со многими гелевыми аккумуляторами. Но большинство же обычных AGM батарей имеют ресурс всего в 250-280 циклов.

Высокий циклический ресурс: 500-600 циклов. (Для OPzV – до 1500 циклов.)

AGM аккумуляторы – разумный ценовой вариант для большинства сфер применения.

В силу дороговизны материалов и методов производства, гелевые аккумуляторы зачастую дороже своих AGM-собратьев на 25-35% .

 

В итоге, параметры батарей AGM  превосходят параметры батарей типа Gel почти по всем категориям: разрядные характеристики, требования к условиям зарядки, размер, безопасность, срок службы, широта сфер применения, цена.

 

 

pulsar.kiev.ua

Гелевые аккумуляторы. Обзор технологии

Энергетической составляющей систем альтернативного энергоснабжения являются необслуживаемые аккумуляторные батареи большой емкости от различных производителей, изготовленные по технологиям GEL или AGМ. Они гарантируют неизменное качество и сохранение функциональных возможностей на протяжения всего заявленного жизненного цикла. Внешнее похожие на обычные автомобильные аккумуляторы, с которыми сталкивались все автолюбители, но, несколько крупнее. Системы на основе технологий AGM (стартертные аккумуляторы) и GEL (гелевые аккумуляторы) обладают особыми свойствами, которые просто необходимы для задач альтернативного обеспечения жилого помещения.

Предлагаем ознакомиться с этими отличиями.

Гелевые аккумуляторы (GEL) и AGM относятся к одному классу – свинцово-кислотным батареям. Они состоят из схожего набора составных частей. В надежный пластиковый корпус, обеспечивающий необходимую степень герметизации, помещены пластины-электроды изготовленные из свинца или его особых сплавов с другими металлами. Пластины погружены в кислотную среду — электролит, который может выглядеть как жидкость, или быть в другом, более густом и менее текучем состоянии. В результате протекающих химических реакций между электродами и электролитом вырабатывается электрический ток. При подаче внешнего электрического напряжения заданной величины на клеммы свинцовых пластин, происходят обратные химические процессы, в результате которых батарея восстанавливает свои первоначальные свойства, заряжается.

В обычных автомобильных аккумуляторах в качестве электролита залит абсолютно жидкий водно-кислотный раствор. Герметичность корпуса таких батарей препятствует свободному расплескиванию жидкости, но имеются специальные клапаны, которые регулируют избыточное давление газов и испарений, образующихся в процессе химической реакции. Они просто выделяются в окружающее пространство. Такие выделения вряд ли можно признать полезными для человека, но с учетом того, что в единицу времени выброс их ничтожен, и аккумулятор находится в проветриваемом подкапотном пространстве, ничего страшного не происходит. На состояние и без того большой загазованности автомобильных дорог это практически не влияет.

Любой обладатель современного автомобиля, которому было интересно наблюдать за работой мастера в сервис центре при прохождении планового технического осмотра, знает, что одно из необходимых действий – проверка плотности электролита в аккумуляторе. В случае неудовлетворительных показаний происходит долив дистиллированной воды. На практике, это случается каждый раз, т.е. через каждые 15–20 тысяч километров, которые проехал ваш автомобиль. И это может происходить по нескольку раз в год!

Какие сугубо технические требования предъявляются к автомобильному аккумулятору? Он должен в течение нескольких секунд обеспечивать очень большую силу тока, достаточную для работы стартера, который должен несколько раз провернуть массивные внутренние части автодвигателя. Подразумевается, что при этом уровень заряда аккумулятора падает незначительно, он должен успеть полностью зарядиться, даже если Вы решили доехать до булочной на соседней улице.

Опытные автолюбители знают, что если аккумулятор разрядился под ноль несколько раз подряд, то он больше уже не сможет нормально выполнять, возложенные на его функции. Нужно покупать новый! Не важно из-за чего это произошло, виноваты ли крепкие зимние морозы в купе с неотрегулированной системой зажигания, или водитель автомобиля – мечтательная натура, которая хронически забывает выключать фары. Выход один – новый аккумулятор. Понятно, что с такими возможностями, автомобильные батареи не удовлетворяют требованиям к надежному, бесперебойному энергообеспечению жилого дома.

Теперь обратимся к аккумуляторам, изготовленные по технологии AGM (Absorptive Glass Mat). На русский язык это можно перевести как “поглощающее стекловолокно”. В качестве электролита также используется кислота в жидком виде. Но пространство между электродами заполнено микропористым материалом-сепаратором на основе стекловолокна. Это вещество действует как губка, оно полностью всасывает всю кислоту и удерживает её, не давая растекаться. Пластины электродов и слои сепаратора, чередуясь между собой, образуют некое подобие “слоеного пирога”.

При протекании химической реакции внутри такого аккумулятора также образуются газы (в основном водород и кислород, их молекулы являются составными частями воды и кислоты). Их пузырьки заполняют некоторые из пор, при этом газ не улетучивается. Он принимает непосредственное участие в химических реакциях при подзарядке батареи, возвращаясь обратно в жидкий электролит. Этот процесс называется рекомбинацией газов. Из школьного курса химии известно, что круговой процесс не может быть 100% эффективным. Но в современных AGM аккумуляторах эффективность рекомбинации достигает 95-99%. Т.е. внутри корпуса такого аккумулятора образуется ничтожно малое количество свободного ненужного газа и электролит не меняет своих химических свойств на протяжении многих лет. Тем не менее, по прошествии очень долгого времени свободный газ создает внутри батареи избыточное давление, когда оно достигает определенного уровня срабатывает специальный выпускной клапан. Этот клапан также защищает батарею от разрыва в случае возникновения внештатных ситуаций: работа в экстремальных режимах, резкое повышение температуры в помещении из-за внешних факторов и тому подобное. Специальное техническое обслуживание батарей AGM не предусмотрено впринципе, ничего туда доливать не требуется!

Но главная техническая особенность AGM аккумуляторов, в отличие от стандартных автомобильных, — возможность работы в режиме глубокого разряда. Т.е. они могут отдавать электрическую энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии падает до 20-30 % от первоначального значения. После проведения зарядки такого аккумулятора он практически полностью восстанавливает свою рабочую емкость. Конечно, совсем бесследно такие ситуации проходить не могут. Но современные AGM аккумуляторы выдерживают от 600 и выше циклов глубокой разрядки.

Если предположить, что постоянно раз в неделю пропадает напряжение во внешней сети, происходит подключение аккумуляторов, и они отдают всю доступную накопленную энергию, то мы можем получить примерный жизненный срок такого аккумулятора: 600 доступных циклов делим на 50 (количество недель в году, когда пропадало электричество) получаем 12 лет. Производители заявляют такую же цифру расчетного срока службы, но приписывают фразу – при работе в буферном режиме. Т.е. в режиме, когда аккумуляторы полностью заряжены, готовы включиться в работу, но такие подключения происходят нечасто, и внешнее энергоснабжение восстанавливается ещё до того как батареи полностью разрядились. В реальной жизни не всё так идеально, например, вполне штатной является ситуация, когда аккумуляторы начинают заряжаться после длительной работы, не успевают набрать необходимую емкость, а во внешней электрической сети происходит очередное отключение. Сильно влияют на аккумуляторы и внешние условия: температура и влажность, качество электрического тока, которым происходит подзарядка и тому подобное. На практике менять AGM батареи требуется чаше, но всё равно это годы и годы. Автомобильные аккумуляторами такими возможностями похвастаться не могут.

Кроме того, у AGM батарей очень малый ток саморазряда. Заряженная батарея может храниться неподключенной долгое время. Например, за 12 месяцев простоя заряд аккумулятора упадет всего до 80% от первоначального.

Такие характеристики достигаются не только за счет конструктивных особенностей AGM технологии. При изготовлении батарей используются более дорогие материалы с особыми свойствами: электроды изготавливаются из особо чистого свинца, сами электроды делают более толстыми, в электролит входит серная кислота высокой степени очистки. Поэтому цена AGM аккумуляторов значительно выше автомобильных собратьев.

Ещё лучшими потребительскими свойствами обладают гелевые аккумуляторы (GEL – Gel Electrolite). В жидкий электролит добавляют вещество на основе двуокиси кремния (SiO2), в результате чего образуется густая масса, напоминающая по консистенции желе. Этой массой и заполнено пространство между электродами внутри аккумулятора. В процессе химических реакций в толще электролита возникают многочисленные газовые пузыри. В этих порах и раковинах происходит встреча молекул водорода и кислорода, т.е. газовая рекомбинация.

В отличие от AGM технологии гелевые аккумуляторы ещё лучше восстанавливаются из состояния глубокого разряда, даже в том случае, когда к процессу заряда не приступили сразу же после зарядки батарей. Они способны перенести более 1000 циклов глубокой разрядки без принципиальной потери своей емкости. Так как электролит находится в густом состоянии, то он менее подвержен расслоению на составные части воду и кислоту, поэтому гелевые аккумуляторы лучше переносят плохие параметры тока подзаряда.

Пожалуй, единственный минус гелевой технологии – цена, она выше, чем у AGM батарей такой же емкости. Поэтому использовать гелевые аккумуляторы рекомендуется в составе сложных и дорогих систем резервного электроснабжения. А так же в случаях, когда отключения внешней электрической сети происходят постоянно, с завидной цикличностью.

Батареи AGM идеальны для работы в буферном режиме, в качестве запасного варианта при редких перебоях электроэнергии. В случае слишком частого подключения в работу просто уменьшается их жизненный цикл. В таких случаях использование гелевых аккумуляторов бывает экономически более оправдано.

Параметрический поиск аккумуляторов

Источник: www.sosvetom.ru

chipdoc.ru

Гелевые аккумуляторы (GEL)

Про гелевые и AGM аккумуляторы

В самом начале 21-го века гелевые аккумуляторы перешли  из промышленной сферы (телекоммуникации, энергетика), в бытовую, в частный сектор. Способствовал этому главный фактор – цена. В Китае было развёрнуто миллионное производство подобных аккумуляторов. За небольшой период времени, в .европе, США и России произошёл настоящий бум по гелевым аккумуляторам. Домашние и промышленные системы ИБП стали комплектоваться данным типом аккумуляторов.

Технология GEL позволяет аккумуляторам сохранять удивительную живучесть при жёсткой эксплуатации. В тех местах где автомобильный аккумулятор умирает за 2 месяца – гелевый аккумулятор сохраняет ёмкость и продолжает работать. Его применяют рыбаки, дачники, охотники, сельские хозяйства, жители частных домов в системах бесперебойного питания. Огромное распространение GELевые АКБ получили в электротранспорте, системах альтернативной энергетики (ветряки, солнечные батареи). Уникальные свойства позволяют его эксплуатировать в любом положении, кроме «вверх тормашками». Единственное чего надо опасаться – прямых солнечных лучей и температуры свыше 45 градусов Цельсия.

Подробнее о гелевом аккумуляторе:

В обычном классическом свинцово-кислотном аккумуляторе между положительными и отрицательными пластинами протекает ток по электролиту – водному раствору серной кислоты. Чтобы пластины не соприкасались и не происходило короткого замыкания они разделены сепараторами, обычно микропористым пластиком. В GELевом аккумуляторе электролит загущен силикагелем, если открыть свежий аккумулятор, то Вы увидите железообразную белёсую структуру. Этот гель немного подсушен на заводе и в процессе эксплуатации он ещё больше твердеет. Для того чтобы заполнить аккумулятор достаточно плотным гелем применяют вакуумные машины.

В процессе сушки, гелевая структура пронизывается микротрещинами, которые не дают испарениям элетролита улетучиваться: молекулы кислорода и водорода удерживаются внутри геля реагируют между собой и превращаются в воду, которая впитывается гелем. Почти все испарения, таким образом, возвращаются обратно в аккумулятор и это называется рекомбинацией газа. К сожалению все молекулы рекомбинировать не удаётся и избыточный газ сбрасывается через предохранительные клапана. Происходит это обычно при больших токах заряда.

Сепаратор в Gel аккумуляторах тоже необычный – микропористый дюропластик, за счёт присадок из алюминия он обладает высокой стойкостью в агрессивной среде, уменьшает внутреннее сопротивление в аккумуляторе, обладает высокой температурной стабильностью и механической прочностью; последнее обеспечивает высокую вибростойкость и ударопрочность конструкции. Этот элемент – является ноу-хау и производиться всего двумя специализированными немецкими компаниями (все мировые производители аккумуляторов закупают сепараторы у них) .

аккумуляторная батарея изготовленная по технологии GEL с разрезанной крышкой и удалённым корпусом для демонстрации внутренних частей:

Попытки производства в СССР:

Советские учёные в 80-х годах проводили попытки создать аккумулятор по технологии GEL, но так и не смогли получить специальный сепаратор, все попытки создать отечественный GEL аккумулятор, так и не удались. Запустить производство помешали события 90-ых годов, когда промышленность СССР перешла бывшим Республикам СССР. В современной России о намерении создать производство заявляло множество аккумуляторных заводов, вплотную к реализации задумки подошёл только Великолукский завод щелочных аккумуляторов, но сериийного производство пока не запущено.

История развития GEL аккумуляторов:

Сын аптекаря Зонненшайна в Западной Германии – Яков, в тяжёлые  для Германии послевоенные года подрабатывал фотографом, на пляжах и в парках. Для фотовспышки он носил с собой обычный автомобильный аккумулятор. Его не устраивало что кислота выплёскивается и разъедает одежду и руки. В отцовской маленькой аптекарской лаборатории, он случайно загустил электролит – добавил SiO2 (силикагель) и формалин. Все эти вещества используются в медицине.

В быту силикагель используется как осушитель-впитыватель влаги (помните бумажные пакетики с надписью «не для еды»), а формалин в гелевых аккумуляторах служит для стабилизации свойств силикагеля. Далее появилась немецкая фирма «Sonnenshein» которая обыграла фамилию аптекаря в маркетинговых целях и на аккумуляторах появилось запатентованное изображение солнышка. Долгое время фирма  Sonnenshein была единственным производителем подобных аккумуляторов, но потом эту технологию воспроизвели во Франции, затем США, а потом фирма  «Sonnenshein»  опрометчиво построила завод в Китае, не прошло и одного года как появились китайские клоны – ничуть не хуже, но в несколько раз дешевле.

Производство:

При производстве GEL аккумуляторов используют высокочистый свинец – это увеличивает эксплуатационные характеристики АКБ в несколько раз. Гель плотно обволакивает пластины и не дают активной массе осыпаться, а его повышенное сопротивление разрядным токам не даёт образовываться «вредным» неразрушаемым сульфатам свинца.

За счёт этих уникальных характеристик Gelевые аккумуляторы выдерживают большое количество циклов заряда-разряда, могут долго находиться разряженными, имеют низкий саморазряд, их можно эксплуатировать почти в любом положении, их можно ставить в жилом помещении, а если Вы разрушите корпус то Вас не обожгёт кислотой, а только несколько капель геля и белые гранулы расскажут людям о Вашей неаккуратности. (можно приобрести у нас – прайс, постоянно в наличии)

Copyright © Инверторы Ру Перепечатка статьи только при ссылке на invertory.ru

invertory.ru

Свинцово-кислотный аккумулятор — Википедия

Свинцо́во-кисло́тный аккумуля́тор — тип аккумуляторов, изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте. Основные области применения: стартерные аккумуляторные батареи в транспортных средствах, аварийные источники электроэнергии, резервные источники энергии.

Свинцовый аккумулятор изобрёл в 1859—1860 годах Гастон Планте, сотрудник лаборатории Александра Беккереля[1]. В 1878 году Камилл Фор усовершенствовал его конструкцию, предложив покрывать пластины аккумулятора свинцовым суриком.

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты.

При подключении к электродам аккумулятора внешней нагрузки начинается электрохимическая реакция взаимодействия оксида свинца и серной кислоты, при этом металлический свинец окисляется до сульфата свинца (в классическом варианте аккумулятора). Проведенные в СССР исследования показали, что при разряде аккумулятора протекает как минимум ~60 различных реакций, порядка 20 из которых протекают без участия кислоты электролита[2].

Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде[2][3] и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции. При перезаряде аккумулятора, после исчерпания сульфата свинца начинается электролиз воды, при этом на аноде (положительный электрод) выделяется кислород, а на катоде — водород.

Электрохимические реакции (слева направо — при разряде, справа налево — при заряде):

PbO2+SO42−+4H++2e−⇆PbSO4+2h3O{\displaystyle PbO_{2}+SO_{4}^{2-}+4H^{+}+2e^{-}\leftrightarrows PbSO_{4}+2H_{2}O} Pb+SO42−−2e−⇆PbSO4{\displaystyle Pb+SO_{4}^{2-}-2e^{-}\leftrightarrows PbSO_{4}}

При разряде аккумулятора из электролита расходуется серная кислота и выделяется относительно более лёгкая вода, плотность электролита падает. При заряде происходит обратный процесс. В конце заряда, когда количество сульфата свинца на электродах снижается ниже некоторого критического значения, начинает преобладать процесс электролиза воды. Газообразные водород и кислород выделяются из электролита в виде пузырьков — так называемое «кипение» при перезаряде. Это нежелательное явление, при заряде его следует по возможности избегать, так как при этом вода необратимо расходуется, нарастает плотность электролита и есть риск взрыва образующихся газов. Потери воды в результате электролиза восполняют доливкой в банки аккумулятора дистиллированной воды. Необходимо помнить, что вода, попадающая в концентрированную серную кислоту, закипает и сильно разбрызгивает кислотные капли.

Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из электродов и разделительных пористых пластин, изготовленных из материала, не взаимодействующего с кислотой, препятствующих замыканию электродов (сепараторов), которые погружены в электролит. Электроды представляют собой плоские решётки из металлического свинца. В ячейки этих решёток запрессованы порошки диоксида свинца (PbO2) — в анодных пластинах и металлического свинца — в катодных пластинах. Применение порошков увеличивает поверхность раздела электролит — твердое вещество, тем самым увеличивает электрическую ёмкость аккумулятора.

Электроды вместе с сепараторами погружены в электролит, представляющий собой водный раствор серной кислоты. Для приготовления раствора кислоты применяют дистиллированную воду.

Электрическая проводимость электролита зависит от концентрации серной кислоты и при комнатной температуре максимальна при плотности электролита 1,23 г/см³. Чем больше проводимость электролита, тем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, и, соответственно, ниже потери энергии на нём. Однако, на практике в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29−1,31 г/см³, это связано с тем, что при низких концентрациях электролит может замёрзнуть, а при замерзании образуется лёд, который может разорвать банки аккумулятора.

Существуют экспериментальные разработки аккумуляторов, где свинцовые решетки заменяют пластинами из переплетённых нитей углеродного волокна, покрытых тонкой свинцовой пленкой. При этом используется меньшее количество свинца, распределённого по большой площади, что позволяет изготовить аккумулятор не только компактным и лёгким, при прочих равных параметрах, но и значительно более эффективным — помимо большего КПД, заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов[4].

В аккумуляторах, применяемых в бытовых ИБП, систем охранной сигнализации и др. жидкий электролит загущают водным щелочным раствором силикатов натрия (Na2Si2O4) до пастообразного состояния.

Электрические и эксплуатационные параметры[править | править код]

  • Удельная предельная теоретическая энергоёмкость (Вт·ч/кг): около 133.
  • Удельная энергоёмкость (Вт·ч/кг): 30—60.
  • Теоретическая удельная энергоплотность (Вт·ч/дм³): 1250[5].
  • ЭДС одного элемента заряжённого аккумулятора = 2,11—2,17 В, рабочее напряжение 2 В (3 или 6 секций в итоге дают стандартные 6 В или 12 В соответственно)[2].
  • Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75—1,8 В (на 1 элемент). Ниже разряжать их нельзя[2].
  • Рабочая температура: от −40 °C до +40 °C.
  • КПД: порядка 80—90 %.
  • Номинальная ёмкость, показывает количество электричества, которое может отдать данный аккумулятор. Обычно указывается в ампер-часах, и измеряется при разряде малым током (1/20 номинальной ёмкости, выраженной в А·ч)[6].
  • Стартерный ток (для автомобильных аккумуляторов). Характеризует способности отдавать сильные токи при низких температурах. В большинстве случаев измеряется при −18 °C (0 °F) в течение 30 секунд. Различные методики замера отличаются (главным образом, допускаемым конечным напряжением) поэтому дают различные результаты[7].
  • Резервная ёмкость (для автомобильных аккумуляторов) — характеризует время, в течение которого аккумулятор может отдавать ток 25 А до конечного напряжения 10,5 В согласно ГОСТ Р 53165-2008[8].
Ареометр может быть использован для проверки плотности электролита в каждом отдельном элементе

При эксплуатации «обслуживаемых» аккумуляторов (с открываемыми пробками на банках) на автомобиле при движении по неровной дороге неизбежно происходит просачивание электролита из-под пробок на корпус аккумулятора. Через электропроводную не высыхающую, из-за гигроскопичности, пленку электролита происходит постепенный саморазряд аккумулятора. Во избежание глубокого саморазряда необходимо периодически нейтрализовать электролит протиранием корпуса аккумулятора, например, слабым раствором пищевой соды или разведенным в воде до консистенции жидкой сметаны хозяйственным мылом. Кроме того, особенно в жаркую погоду, происходит испарение воды из электролита; количество воды в электролите также уменьшается при перезаряде за счёт электролита, что увеличивает его плотность, увеличивая напряжение на аккумуляторе. При существенной потере воды уровень электролита в банках может упасть ниже верха электродов, что снижает ёмкость. Поэтому необходимо следить за уровнем электролита и при необходимости доливать дистиллированную воду.

Эти меры вместе с проверкой автомобиля на паразитную утечку тока в его электрооборудовании и периодической подзарядкой аккумулятора могут существенно продлить срок эксплуатации аккумуляторной батареи.

Работа свинцово-кислотного аккумулятора при низких температурах[править | править код]

По мере снижения окружающей температуры параметры аккумулятора ухудшаются, однако, в отличие от прочих типов аккумуляторов, у свинцово-кислотных аккумуляторов это снижение относительно мало, что и обуславливает их широкое применение на транспорте. Эмпирически считается, что свинцово-кислотный аккумулятор теряет ~1 % ёмкости при снижении температуры на каждый градус от +20 °C. То есть, при температуре −30 °C свинцово-кислотный аккумулятор будет иметь 50 % ёмкости.

Снижение ёмкости и токоотдачи при низких температурах обусловлено, в первую очередь, ростом вязкости электролита. При этом ухудшается омывание электродов свежими порциями электролита, и концентрация серной кислоты в непосредственной близости от них снижается.

Разряженный аккумулятор в мороз может раздуться из-за замерзания электролита низкой плотности (близкой к 1,10 г/см3) и образования кристаллов льда, что приводит к необратимому повреждению свинцовых пластин внутри аккумулятора.

Низкие температуры электролита негативно влияют на работоспособность и зарядно-разрядные характеристики аккумулятора[9]:

  • при температуре от 0 °C до −10 °C снижение зарядных и разрядных характеристик несущественно влияют на работоспособность аккумулятора;
  • при температуре от −10 °C до −20 °C происходит снижение тока в стартерном режиме и ухудшение заряда;
  • при температуре ниже −20 °C аккумуляторные батареи не обеспечивают надежного пуска двигателя и не способны принимать заряд от генератора.

Из-за большего внутреннего сопротивления, присущего современным аккумуляторам закрытого типа (т. н. «необслуживаемым», герметичным, герметизированным) при низких температурах по сравнению с обычными аккумуляторами (открытого типа), для них эти вопросы ещё более актуальны[10].

Для эксплуатации транспортных средств при очень низких температурах предназначены конструкции аккумулятора с внутренним электроподогревом[11].

Хранение[править | править код]

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

Слой грязи, солей и плёнки электролита на поверхности корпуса аккумулятора создаёт проводник для тока между электродами и приводит к саморазряду аккумулятора, при глубоком разряде начинается преждевременная сульфатация 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.

При подготовке аккумуляторной батареи к зимнему хранению, что актуально для автомобилей не эксплуатируемых в холодное время года специалисты старейшей лаборатории НИИАЭ рекомендуют следующие действия:

1. Правильно и до конца зарядите аккумуляторную батарею. 2. Нанесите на положительный вывод АКБ пластичную смазку (литол, солидол и т. п.), так как плёнка электролита способна абсорбировать влагу из атмосферы, что может приводить к повышенному саморазряду. 3. Хранить аккумуляторы на холоде, так как при низких температурах саморазряд намного ниже. Электролит полностью заряженного аккумулятора начинает замерзать при температуре ниже −55 С.

В случае необходимости поездки в морозы следует перенести аккумулятор в отапливаемое помещение и в течение 7—9 часов (например, за ночь) он придёт в пригодное для пуска двигателя состояние.

Износ свинцово-кислотных аккумуляторов[править | править код]

При использовании технической серной кислоты и недистиллированной воды ускоряются саморазряд, сульфатация, разрушение пластин и уменьшение ёмкости аккумуляторной батареи[12].

При химических реакциях в аккумуляторе образуется плохо растворимое вещество — сульфит свинца PbSO3, осаждающийся на пластинах и который образует диэлектрический слой между электролитом и активной массой. Это один из факторов, снижающих срок службы свинцово-кислотной аккумуляторной батареи.

Основными процессами износа свинцово-кислотных аккумуляторов являются:

  • сульфатация пластин[2], заключающаяся в образовании крупных кристаллов сульфата свинца, который препятствует протеканию обратимых токообразующих процессов;
  • коррозия электродов, то есть электрохимические процессы окисления и растворения материала электродов в электролите, что вызывает осыпание материала электродов;
  • слабая механическая прочность или плохое сцепление активной массы с электродными решётками, что приводит к опаданию активной массы[2][13];
  • оползание и осыпание активной массы положительных электродов, связанное с разрыхлением, нарушением однородности[2].

Хотя батарею, вышедшую из строя по причине физического разрушения пластин, в домашних условиях восстановить нельзя, в литературе описаны химические растворы и прочие способы, позволяющие «десульфатировать» пластины. Простой, но чреватый полным отказом аккумулятора способ предполагает использование раствора сульфата магния[2]. Раствор сульфата магния заливается в секции, после чего батарею разряжают и заряжают несколько раз. Сульфат свинца и прочие остатки химической реакции осыпаются при этом на дно банок, это может привести к замыканию элемента, поэтому обработанные банки желательно промыть и заполнить новым электролитом номинальной плотности. Это позволяет несколько продлить срок использования устройства.

Кодовый символ, указывающий на то, что свинцовые батареи могут быть вторично переработаны

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

Свинец из изношенных аккумуляторов используется для кустарной переплавки, например, при изготовлении грузил рыболовных снастей, охотничьей дроби или гирь. Для безопасности из аккумулятора следует слить электролит, для нейтрализации его остатков банки заливаются раствором пищевой соды, после чего корпус батареи разрушают и извлекают свинцовые электроды, клеммы и перемычки банок. У электродов в переплавку годится только их каркас в виде решётки, прессованная в них рассыпчатая масса - смесь соединений Pb, а не металл. Перемычки и клеммы аккумулятора могут быть переплавлены целиком.[источник не указан 391 день] Кустарное извлечение свинца из аккумуляторов серьезно вредит как окружающей среде, так и здоровью плавильщиков, поскольку свинец и его соединения с парами и дымом разносятся по всей округе[14][15].

  1. ↑ Bertrand Gille Histoire des techniques. — Gallimard, coll. «La Pléiade», 1978, (ISBN 978-2070108817).
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Свинцовые аккумуляторы. Эксплуатация: Правда и вымыслы.
  3. ↑ Н. Ламтев. Самодельные аккумуляторы. Москва: Государственное издательство по вопросам радио, 1936 год.
  4. ↑ http://auto.lenta.ru/news/2006/12/19/battery/ Американцы облегчили и уменьшили аккумуляторы
  5. ↑ Расчет идеального свинцового аккумулятора.
  6. ↑ ГОСТ 26881-86 Методика проверки свинцовых аккумуляторов
  7. ↑ Краткий аналитический обзор существующих способов оценки ёмкости ХИТ и приборов, реализующих эти способы
  8. ↑ ГОСТ Р 53165-2008: Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия
  9. ↑ Руководство, 1983, с. 70.
  10. ↑ Железнодорожный транспорт. — 2011. № 12. — c.35.
  11. ↑ Руководство, 1983, с. 21-23.
  12. ↑ Вредные добавки к электролиту свинцовых аккумуляторов
  13. ↑ О противоречиях в теории работы свинцового кислотного аккумулятора к. т. н., проф. Кочуров А. А. Рязанский военный автомобильный институт
  14. ↑ Отравление свинцом | ProfMedik Медицинский Портал (рус.). profmedik.ru (22 февраля 2016). Проверено 4 февраля 2017.
  15. ↑ Кочуров. http://echemistry.ru/assets/files/books/hit/statya-o-protivorechiyah-v-teorii-raboty-svincovogo-kislotnogo-akkumulyatora.pdf (рус.). Новости. Первоуральск.Ru (17 июля 2014). Проверено 4 февраля 2017.
  • Каштанов В. П., Титов В. В., Усков А. Ф. и др. Свинцовые стартерные аккумуляторные батареи. Руководство.. — М.: Воениздат, 1983. — 148 с.

ru.wikipedia.org

Что такое гелевый аккумулятор? - Общее - Каталог статей

В начале 21-го века гелевые аккумуляторы начали приходить из промышленной сферы применения в бытовую - частный сектор. И если инженеры-энергетики хорошо представляют его назначение и конструкцию, то обыватели не очень хорошо представляют что это такое. Бытует мнение - "гелевый аккумулятор это необслуживаемый и всё, больше он ничем не отличается". Попробуем рассказать популярно о гелевом аккумуляторе.

Заметим - многие путают и считают что GEL технология и AGM это одно и то же. Но это не так, это две разные конкурирующие технологии.

В обычном классическом свинцово-кислотном аккумуляторе между положительными и отрицательными пластинами протекает ток по электролиту - водному раствору серной кислоты. Чтобы пластины не соприкасались и не происходило короткого замыкания они разделены сепараторами, обычно микропористым пластиком. В гелевом аккумуляторе электролит загущен силикагелем, если открыть свежий аккумулятор, то Вы увидите железообразную белёсую структуру. Этот гель немного подсушен на заводе и в процессе эксплуатации ещё больше твердеет. Он пронизан микротрещинами, которые не дают испарениям элетролита улетучиваться. Пары кислорода и водорода удерживаются внутри геля реагируют и превращаются в воду, которая впитывается гелем. Почти все испарения, таким образом, возвращаются обратно в аккумулятор и это называется рекомбинацией газа. К сожалению все испарения рекомбинировать не удаётся и избыточный газ (в основном водород) сбрасывается через предохранительные клапана. Сепаратор в гелевых аккумуляторах тоже необычный - микропористый дюропластик, за счёт присадок из алюминия он обладет высокой стойкостью в агрессивной среде, уменьшает внутреннее сопротивление в аккумуляторе,обладает высокой температурной стабильностью и механической прочностью; последнее обеспечивает высокую вибростойкость и ударопрочность конструкции. Этот элемент - является ноу-хау и производиться всего двумя специализированными компаниями (все мировые производители аккумуляторов закупают сепараторы у них) . Советские учёные в 80-х годах так и не смогли получить подобный сепаратор, и все попытки создать отечественный гелевый аккумулятор так и не удались, поэтому все необслуживые АКБ в СССР были только щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы.

При производстве гелевых аккумуляторов используют высокочистый свинец - это увеличивает эксплутационные характеристики АКБ в несколько раз.

Гель плотно обволакивает пластины и не дают активной массе осыпаться, а его повышенное сопротивление разрядным токам не даёт образовываться «вредным» неразрушаемым сульфатам свинца.

За счёт этих уникальных характеристик гелевые аккумуляторы выдерживают большое количество циклов заряда-разряда, могут долго находиться разряженными, имеют низкий саморазряд, их можно эксплуатировать почти в любом положении, их можно ставить в жилом помещении, а если Вы разрушите корпус то Вас не обожгёт кислотой, а только несколько капель геля и белые гранулы расскажут людям о Вашей неаккуратности.

С 80-ых годов годов, из узкого тогда, сектора промышленного бесперебойного питания, необслуживаемые аккумуляторы стали востребованными для сотовой связи. На каждой базовой станции и коммутационном узле необходимо было бесперебойное качественное электропитание, и необслуживаемые аккумуляторы пришлись как нельзя кстати. В тот момент 5 стран имели передовые технологии: США, Япония, Англия, Германия, Франция. Потом всех ведущих производителей скупили американские корпорации из военного сектора и появилось два огромных концерна: Exide и EnerSys. Бурный рост телекоммуникационного рынка подстегнул развитие гелевых аккумуляторов, появилось много азиатских производителей, гелевые аккумуляторы стали дешевле и доступнее. Сейчас они широко используются в электротранспорте, в домашних мощных системах бесперебойного питания, в альтернативной энергетике. Бурный рост технологий полимерных аккумуляторов, скорее всего вытеснит гелевые аккумуляторы из малых и средних ёмкостей. Но на больших ёмкостях (от 100Ач)  батареи из гелевых аккумуляторов типа OPzV  - скорее всего будут доминировать ещё очень долго.

Copyright © SOS220. Перепечатка статьи только при ссылке на www.sos220.ru

valtar.at.ua


Смотрите также