(044) 333 72 78

(098) 262 20 40

(050) 159 97 87
Ежедневно с 9.00 до 20.00


Свинцово-кислотные аккумуляторы

У аккумуляторов этого типа широчайший спектр применения: они используются в быту и промышленности, для питания электроники различных типов, в технике и автомобилях. Уже из такого перечисления понятно, что должно существовать несколько видов аккумуляторов для всех этих задач, и их действительно много: различают не только типы свинцово-кислотных батарей, но и режимы их работы, способы эксплуатации, особенности обслуживания.


Среди достоинств свинцово-кислотных батарей:


  • Невысокая цена при длительном сроке службы (при соблюдении условий использования).
  • Небольшой саморазряд, нет эффекта памяти.
  • Минимум требований к обслуживанию.
  • Батарея может выдавать высокий пусковой ток, что важно для многих видов оборудования.

Обычно они служат частью аккумуляторных батарей с 6-12-вольтным номинальным напряжением.


Сегодня на рынке представлено несколько поколений свинцово-кислотных аккумуляторов: с жидким электролитом, с гелевым и с AGM.


В этой статье мы подробно рассмотрим все эти отличия и особенности, а также осветим ключевые вопросы, которые могут возникнуть у покупателя аккумуляторов и любого человека, интересующегося данной темой.


Сферы использования свинцово-кислотных аккумуляторов


Купить такую модель можно для решения следующих задач:


  • Питание систем сигнализации и пожарной безопасности (офисы, квартиры, банки).
  • Для организации систем бесперебойного питания офисной и домашней техники.
  • Небольшие передвижные конструкции с электрификацией: инвалидные коляски, легкомоторная техника и т.д.
  • Оборудование аварийного энергоснабжения и освещения при отсутствии стационарных электросетей (Киев, область, удаленные регионы).
  • Автомобили легковые и грузовые, сельскохозяйственная техника, электрокары, моторные лодки.
  • Телекоммуникационные системы.
  • Контрольно-измерительные приборы, включая кассовые аппараты.

Перечень ориентировочный, указаны лишь наиболее распространенные варианты покупки и использования батарей данного типа. Их выбирают для решения множества задач.


Это сложная или простая конструкция?


Свинцовый аккумулятор – система небольшая, и описание её выглядит достаточно простым, однако же внутри происходит огромное количество химических и физических процессов, причем у них различная динамика развития и распространения. И все они заключены в системе, где каждый из этих процессов должен быть предсказуемым и повторяемым в долгосрочной перспективе, ведь минимальный срок службы свинцово-аккумуляторной батареи составляет один год, а максимальный – до двадцати.


Первая батарея этого типа (точнее, прообраз дедушки современного кислотно-свинцового аккумулятора) появилась более 150 лет назад – во второй половине XIX века. Первая батарея состояла из пары свинцовых пластин, полотна, играющего роль сепаратора, и емкости с серной кислотой. Получился вторичный источник тока, образуемого благодаря постоянно протекающим окислительно-восстановительным реакциям между электродами и электролитом. Конечно, эта первая батарея была малоемкой, однако сама идея определенно выглядела перспективной и дала начало целой серии экспериментов с электродами. Эти эксперименты ставили разные ученые, предлагали множество решений, но в итоге наиболее удачным вариантом стала конструкция решетчатого типа из сплава свинца и сурьмы. Она была создана спустя 19-20 лет после появления прототипа, и уже эта новинка сыграла значимую роль на рынке источников энергии. С конца XIX века свинцово-кислотные батареи стали быстро распространяться.


С тех пор, конечно, многое изменилось, усовершенствовалось, стало безопасней, долговечней и надежней, однако базовая технология совершенно не изменилась. Сегодня свинцово-кислотные аккумуляторы разных видов и поколений широко используются в транспортных средствах и механизмах, а также как «сердце» резервных и аварийных источников питания.


Особенности внутренней конструкции свинцово-кислотного аккумулятора


Устройство аккумулятора этого вида, на первый взгляд, предельно простое, однако, как уже сказано выше, есть огромное количество нюансов.


Итак, конструкционно это свинцовые электродные пластины плюс электролит, в качестве которого выступает раствор серной кислоты. Чтобы увеличить разделительные поверхности электролитов, электроды делают решетчатыми и покрывают особыми порошками. Пластины могут быть:


  • Панцирными. В их основе – гребенка, отлитая из сплава на основе свинца и перфорированные панцири (трубки), надетые на штыри гребенки. Трубки могут быть синтетическими, винилпластиковыми, стекловолоконными. Их удельная емкость выше, чем у поверхностных пластин, и они хорошо переносят вибрацию, у них большой ресурс, их можно использовать как положительные электроды тяговых или, реже, стационарных аккумуляторов.
  • Решетчатыми – обладающими повышенной удельной емкостью по сравнению с положительными поверхностными пластинами, однако срок службы у них короче, чем у поверхностных электродов.
  • Коробчатыми: это решетчатые пластины с дополнительными внешними стенками из свинцовых перфорированных листов. Удельная емкость у них такая же, как у решетчатых пластин, а механическая прочность – выше. Такие электроды можно использовать как отрицательные в связке с панцирными положительными либо поверхностными электродами.

Аноды («положительные» пластины) при содействии активной массы диоксида свинца прессуют в решетчатые поры.


Катоды («отрицательные» пластины) покрываются обычным свинцом с добавлением элементов, которые улучшают его физические и химические параметры: часто это сурьма либо сурьма+мышьяк, реже – кальций и др. Сочетание свинца и кальция удачно тем, что данная комбинация облегчает вес аккумулятора и повышает его физико-химическую стойкость, а еще уменьшает расход воды. Добавление кобальта используют в случаях, когда нужно добиться увеличения емкости, никеля – когда требуется повысить уровень безопасности при транспортировке, хранении и эксплуатации... На самом деле подбор оптимального состава – одна из сложнейших задач при создании батарей этого типа, потому что необходимо добиться баланса между безопасностью изделия, длительностью его работы, энергетической плотностью и другими параметрами.


Между анодом и катодом стоит разделительная (сепараторная) решетка, которая не позволяет электродам замкнуться между собой при заряде или разряде.


Решетки и сепараторные пластины погружены в раствор серной кислоты, выступающей в качестве электролита. В современных моделях раствор серной кислоты готовят на основе дистиллированной воды. Благодаря этому батареи служат дольше, ведь обычная вода – это еще и бактерии, и растворенные соли, и другая агрессивная среда, которая отнюдь не увеличивает срок работы аккумулятора.


В батареях разного типа используют разные сочетания электродных пластин.


Все модели со свободной кислотой относятся к первому поколению свинцово-кислотных батарей. Они могут быть открытого или закрытого типа. В первом случае ничто не препятствует контакту внутренностей батареи и воздуха, во втором – устанавливаются пробки, задерживающие испарение электролита, но одновременно и делающие невозможным долив воды по мере ее переработки. Второй тип обычно используется в тяговых и пусковых установках, автомобилях.


WET-модели со свободной кислотой (жидкостные)


Описанные выше принципы используются для создания классической свинцово-кислотной батареи WET, в которой электролитное вещество находится в жидком состоянии. Эти аккумуляторы, в свою очередь, разделяются на три группы, в зависимости от строения электродов и внутреннего состава. От этих параметров зависит принцип использования батареи.


Жидкостные аккумуляторы – наиболее дешевые и распространенные в своей группе. Обслуживаемым аккумуляторам требуется внимание примерно один-два раза в полгода. Допускается долив электролита в батарею, если она получила избыточный заряд – аккумулятор станет менее восприимчив к негативным воздействиям. Ресурс рассчитан на 250-500 циклов; требуется поддерживать заряд на уровне 50% и выше. Полный разряд такая батарея переносит плохо, особенно при низких температурах окружающей среды.


Батареи этого вида могут быть обслуживаемыми или необслуживаемыми.


Необслуживаемый аккумулятор


При создании электронных пластин сурьма не используется, батарея не требует контроля и ухода и работает, находясь в любом положении. Анодные пластины обычно созданы из комбинации свинца с оловом и кальцием, изредка можно еще встретить модели с добавлением серебра. Катодные пластины сделаны из свинца с кальцием. Благодаря такому сочетанию, аккумулятор почти не расходует воду, доливать ее во время эксплуатации не требуется, отверстия для долива не предусмотрены конструкцией, потому модель и называется необслуживаемой.


Иногда можно увидеть в продаже необслуживаемую батарею с индикатором, который показывает, сколько электролита осталось до разряда аккумулятора, таким образом пользователю легко понять, когда пора будет приобретать новую батарею.


Гибридный или малообслуживаемый аккумулятор.


В них для создания анодных пластин применяют свинец в сочетании с сурьмой, а катоды делают из свинца с кальцием. Данный состав решеток позволяет экономить воду, долив ее требуется только в тех случаях, когда аккумулятору пришлось долго проработать при экстремально высокой температуре, или когда имела место долгая перезарядка.


Обслуживаемый аккумулятор


Ему в процессе использования требуется уход и контроль: необходимо следить за плотностью электролита и его уровнем, а работать такая батарея должна, только находясь в горизонтальном положении. Здесь для создания электродов применяют свинец и сурьму, потому решетки достаточно активно поглощают электролит, и периодически необходимо доливать в батарею воду. Для этого предусмотрены специальные отверстия на крышке батареи.


AFB/EFB-модели со свободной кислотой


Это необслуживаемые батареи, относительно недавно разработанные для малогабаритных Start&Stop-автомобилей с целью снизить расход топлива и выработку газов. Аккумулятор создан, в целом, по тому же принципу, что классическая необслуживаемая модель батареи со свободной кислотой, однако отличается некоторыми конструкционными особенностями. К ним относятся большой резерв электролита, двухслойные перегородки для увеличения ресурса работы при постоянном заряде-разряде и оптимизированные пластины, более стойкие к коррозии по сравнению с классическими.


Пусковая возможность у такой батареи выше, а срок работы в циклическом режиме – дольше, чем у обычной.


К особенностям этого типа аккумуляторов отнесем ресурс работы до 1000 циклов заряда-разряда, вертикальную установку и от 60% глубины заряда.


VRLA/SLA-модели с клапанной регулировкой


Эти аккумуляторы можно применять в закрытых помещениях без вентиляции, поскольку они выделяют лишь незначительное количество вредных веществ. Эти батареи являются необслуживаемыми, а еще их называют герметизированными. Общее достоинство разных типов этих аккумуляторов заключается в том, что они не требуют от пользователя следить за уровнем электролита и доливать воду, а также, как уже было сказано, они герметичны, и сброс избытка давления происходит при помощи специальных клапанов.


В батареях этого типа может применяться один из трех подходов к работе с электролитом. В зависимости от используемой технологии выделяют:


Сепараторные или AGM-аккумуляторы: электролит + абсорбент (стекловолокно), который рекомбинирует газы.


В классической жидкостной модели по мере разряда молекулы воды распадаются на водород и кислород и вместе со свободной кислотой выходят наружу через отверстия для вентиляции. В моделях с абсорбентом молекулы образовавшегося при распаде кислорода перемещаются на отрицательные пластины, и там они удерживаются до рекомбинации, т.е. водород и кислород, образовавшиеся при распаде воды, заново соединяются, образуя воду.


Получается, что электролит, оставаясь в жидком состоянии, циркулирует по определенному «маршруту». Такой процесс не исключает образования незначительного объема газа, но он мгновенно выводится через клапан на корпусе аккумулятора.


Особенности данного типа батарей: очень быстрая зарядка (до х5 по сравнению с другими), сильный разряд тока благодаря низкому внутреннему сопротивлению и ресурс работы до 600 циклов заряда-разряда (до 1200 у моделей AGM+), нечувствительность к низким температурам, вибрационным нагрузкам и глубокой разрядке. Очень высокая эффективность рекомбинации минимизирует потерю воды и продлевает срок службы батареи. Уплотнительный клапан в них очень прочный. Однако аккумуляторы этого типа весьма чувствительны к неправильной зарядке и перепадам напряжения.


Эти модели вообще не требуют эксплуатационного обслуживания и считаются одними из самых комфортных и безопасных, а также они обладают повышенными пусковымиnвозможностями. Потому именно такой вариант обычно используют в современных авто, а модели AGM+ можно использовать в микрогибридных авто со Start&Stop-системой.


Аккумуляторы сепараторного типа относятся к третьему поколению свинцово-кислотных батарей.


GEL-батареи


Электролит в них содержится в форме силикагеля (загустителем выступает кремний), благодаря чему аккумулятор становится абсолютно герметичным, безопасным в эксплуатации и при перевозке. Происходящие внутри батареи химические процессы слегка подсушивают гель, испарения вредных веществ не происходит, а емкость аккумулятора может быть увеличена. Обслуживание не требуется.


Гелевые батареи популярны в отраслях, где требуется повышенная надежность, долговечность, неприхотливость, стойкость к ударам, вибрациям и многочисленным циклам заряда и разряда. Однако они довольно чувствительны к температурным перепадам и высоким нагрузкам, при работе с ними нужно очень строго соблюдать режим эксплуатации, потому их редко устанавливают на транспортные средства.


Аккумуляторы, созданные по данному принципу, относятся ко второму поколению свинцово-кислотных батарей. Они очень популярны в промышленности и энергетике в качестве резервных источников питания.


Dryfit-аккумуляторы


Электролит в них содержится в желеобразной форме: серная кислота + загуститель. Сурьма при создании пластин не используется, к свинцу добавляют либо олово, либо кальций. Желеобразный электролит, как и AGM, помогает рекомбинировать газы, потому вредные вещества почти не выделяются этим аккумулятором, и у него высокая стойкость к глубокому разряду. По сравнению с классической моделью со свободной кислотой, эта батарея долговечнее, она быстро восстанавливает емкость и является более безопасной в эксплуатации.


Назначение и условные обозначения аккумуляторных батарей


Мы рассмотрели классификацию свинцово-кислотных аккумуляторов по состоянию электролитов и обслуживанию, но также они классифицируются по назначению:


  • Стационарные: для энергетики, промышленности, объектов связи.
  • Тяговые – для работы портативных устройств и техники.
  • Стартерные – источники питания для автомобилей.

Классы аккумуляторов имеют буквенное обозначение, принятое во всем мире. Например, GEL-батареи в этой системе могут быть обозначены как PzV, PzB, OPzV, OGiV в зависимости от того, какие электроды в них применяются.


OPzS в этой системе означает стационарный аккумулятор с разделителем и панцирными положительными пластинами, SPzV – специальную герметизированную батарею с гелевым электролитом, OGi – стационарный аккумулятор с положительными стержневыми решетчатыми пластинами.


Главные параметры аккумулятора


Это напряжение и емкость. Напряжение определяет, сколько вольт электротока может отдать батарея, зависит этот параметр от плотности электролита. Емкость определяет, как много энергии аккумулятор отдаст при рабочем напряжении. Емкость зависит от общей площади пластин, которые задействованы в химических реакциях – именно поэтому с годами, с износом пластин, емкость аккумуляторов обычно снижается.


При выборе конкретной модели руководствуются также размерами батареи, расчетным сроком ее службы и условиями окружающей среды, при которых может работать батарея.


Особенности конструкции и зарядно-разрядных качеств


Обычно в качестве материала корпуса используют пластиковые материалы, а на корпусах делают элементы призматических форм. В свинцово-кислотных моделях также применяются цилиндрические формы.


По такому показателю, как циклы заряда-разряда свинцово-кислотные аккумуляторы не столь надежны, как другие, например никель-кадмиевые, и полный разряд снижает энергетическую ёмкость этого аккумулятора. Вдобавок начинается деформация электродных пластин, и в результате может быть утеряно до 80% от исходной мощности батареи.


Потому следует не допускать полной разрядки или, если она произошла, не держать батарею разряженной долгое время. В этом случае внутри свинцово-кислотного аккумулятора начинается сульфатация, которая приводит к уменьшению энергетической емкости батареи, а иногда ее и вовсе не удается больше зарядить.


Поэтому обычно рекомендуется выбирать аккумулятор этого типа «с запасом», чтобы избежать опасностей, сопряженных с его полным разрядом. Ведь если не забывать вовремя заряжать аккумулятор, то свинцово-кислотная модель может прослужить до двадцати лет, а необслуживаемая – до десяти. Разумеется, многое зависит не только от своевременной подзарядки, но и от самой конструкции, и от условий, в которых аккумулятор хранят и эксплуатируют.


Среднее время заряда свинцово-кислотной батареи – 8-16 часов, цифры варьируются в зависимости от конструкции аккумулятора и степени его разряженности.


Влияние внешних факторов на работу и хранение аккумуляторов


Расчетный срок службы батареи определен спецификацией, но это лишь ориентир. По факту в этой спецификации указано, в течение какого приблизительно срока батарея будет работать, не выходя за пределы указанных параметров, если поместить ее в среду эксплуатации, близкую к идеальной. А реальный жизненный цикл аккумулятора зависит от условий и режима использования, от соблюдения правил эксплуатации и хранения.


За чем же требуется следить, чтобы ваша батарея проработала максимально долго и без существенной потери емкости?


Температура


Срок службы батареи сокращают слишком высокие температуры. В среднем работа при +10 градусах выше расчетной сокращает прогнозируемый период работы вдвое. При температуре выше +30 °C держать батареи не рекомендуется.


Низкие температуры влияют на аккумулятор не так существенно, при похолодании до -10 °C не происходит значительного снижения работоспособности. Ухудшение заряда можно наблюдать при температуре до -20 °C, а при еще более серьезном похолодании батареи уже не принимают заряд.


Условия использования


Аккумуляторы не должны стоять вплотную друг к другу. При работе и хранении они должны быть защищены от перепадов температур, избытка влаги и ее попадания внутрь, солнечного излучения, сильных морозов, пыли. Аккумуляторы и помещение, где они работают, следует содержать в чистоте, следить за отсутствием следов перегрева и механических повреждений. Хотя эти батареи, в частности VRLA, созданы для работы в достаточно сложных условиях, некоторые факторы окружающей среды могут привести к коррозии элементов и снижению эффективности аккумулятора.


Хранение


Необходимо помнить, что при слишком низком напряжении заряда происходит сульфатация отрицательных пластин, и срок службы аккумулятора снижается. А слишком высокое напряжение приводит к чрезмерному выделению газа, уменьшая эффективность рекомбинации и, соответственно, провоцируя рост внутреннего давления с последующей ускоренной потерей влаги.


Хранить батареи нужно заряженными и чистыми, подзаряжая раз в полгода-год и протирая корпус салфеткой, смоченной в слабом растворе соды.


Надеемся, вы будете соблюдать эти несложные правила, и батарея прослужит вам максимально длительный период времени. Также считаем уместным напомнить, что после истечения срока службы аккумулятор этого типа необходимо направить на вторичную переработку. Не допускайте отравления окружающей среды солями свинца.


Подобрать и купить свинцово-кислотный аккумулятор в Киеве


Power Solutions – это команда специалистов, которые второй десяток лет работают на рынке бесперебойного питания. Мы оценим потребности любого объекта и проекта, подберем оптимальные по мощности и цене аккумуляторы, организуем доставку и предоставим гарантию на товары.


Много лет мы сотрудничаем с европейскими поставщиками и строим долгосрочные партнерские отношения со своими покупателями, нам доверяют расчет систем питания офисов, банков, загородных домов, телекоммуникационных центров, областных больниц. На базе компании работают служба поддержки и сервисный центр, потому мы готовы удаленно или на местах решать любые вопросы по работе с оборудованием. Со многими клиентами мы работаем с начала 2000-х годов, помогая расширять и укреплять позиции на рынке, ведь надежная работа оборудования является залогом успешной работы и доверия партнеров. Особенно важно это в сложные периоды, когда электричество во многих районах Киева то и дело отключают, или когда требуется обеспечить максимальную мобильность и надежность техники, работающей «на выезде».


Приглашаем посетить наш офис в Киеве и познакомиться с образцами продукции, побеседовать с нашими менеджерами и убедиться: это блестящие специалисты, которым можно доверить защиту сложнейшей техники и оборудования. Если же вы живете в другом регионе страны – мы организуем доставку ваших заказов в любой населенный пункт и сервисно-техническую поддержку на весь период работы оборудования.


Просто позвоните нам или оставьте сообщение с описанием задачи, и мы предложим на выбор несколько вариантов ее решения.

Оставляйте заявку - с нами выгодно сотрудничать :)