Напряжение свинцового аккумулятора. Свинцово-кислотные аккумуляторы: устройство, принцип работы и особенности эксплуатации

Как устроены свинцово-кислотные аккумуляторы. Какие химические процессы происходят при их работе. Как правильно заряжать и обслуживать АКБ. Какие мифы существуют об аккумуляторах и почему они неверны. Почему напряжение АКБ меняется и от чего это зависит.

Что такое свинцово-кислотный аккумулятор и как он устроен

Свинцово-кислотный аккумулятор (АКБ) — это химический источник тока многоразового действия, в котором электрическая энергия образуется в результате обратимых химических реакций между свинцовыми электродами и электролитом — раствором серной кислоты.

Основные компоненты свинцово-кислотного аккумулятора:

• Положительные электроды из диоксида свинца (PbO2)
• Отрицательные электроды из губчатого свинца (Pb)
• Электролит — раствор серной кислоты (H2SO4)
• Корпус
• Сепараторы между электродами

В заряженном состоянии положительные электроды содержат диоксид свинца, отрицательные — губчатый свинец, а электролит представляет собой раствор серной кислоты определенной концентрации.

Химические процессы в свинцово-кислотном аккумуляторе

При разряде аккумулятора на электродах происходят следующие реакции:

На положительном электроде:

PbO2 + SO4^2- + 4H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O

На отрицательном электроде:

Pb + SO4^2- → PbSO4 + 2e-

В результате разряда на обоих электродах образуется сульфат свинца (PbSO4), а концентрация серной кислоты в электролите уменьшается.

При заряде аккумулятора процессы идут в обратном направлении — сульфат свинца на электродах преобразуется обратно в диоксид свинца и губчатый свинец, а концентрация кислоты в электролите возрастает.

Особенности напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов

Номинальное напряжение одного свинцово-кислотного элемента составляет 2 В. Поэтому 12-вольтовая аккумуляторная батарея состоит из 6 последовательно соединенных элементов.

Важные значения напряжения для 12-вольтового аккумулятора:

• 10.5 В — полный разряд
• 12.6-12.7 В — полный заряд
• 13.8-14.4 В — напряжение заряда
• 14.4-15.0 В — напряжение выравнивающего заряда

Напряжение аккумулятора зависит от степени заряженности, температуры, тока нагрузки и других факторов. Поэтому для точной оценки состояния АКБ используют специальные тестеры, измеряющие внутреннее сопротивление и другие параметры.

Правила зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

Для правильной зарядки АКБ необходимо соблюдать следующие правила:

• Использовать зарядное устройство с ограничением тока и напряжения
• Начинать заряд малым током (0.1C) для глубоко разряженных аккумуляторов
• Основной заряд проводить током 0.1-0.3C
• Не превышать максимальное напряжение заряда (обычно 14.4-15.0 В для 12 В АКБ)
• Контролировать температуру аккумулятора, не допуская перегрева
• Проводить выравнивающий заряд для восстановления емкости

Соблюдение этих правил позволяет максимально эффективно зарядить аккумулятор и продлить срок его службы.

Мифы о свинцово-кислотных аккумуляторах

Вокруг свинцово-кислотных аккумуляторов существует немало мифов. Рассмотрим некоторые из них:

Миф 1: Автомобильные и стационарные АКБ сильно отличаются

На самом деле, с химической точки зрения все свинцово-кислотные аккумуляторы устроены одинаково. Отличия заключаются в конструкции корпуса, сепараторов и добавках в электроды. Но принцип работы и основные характеристики одинаковы.

Миф 2: При зарядке АКБ могут взорваться

Вероятность взрыва аккумулятора при правильной зарядке крайне мала. Для создания взрывоопасной концентрации водорода потребуется несколько дней непрерывной перезарядки. При нормальной эксплуатации газы успевают улетучиваться.

Миф 3: При зарядке выделяются ядовитые газы

При нормальной зарядке выделяются только водород и кислород. Образование сероводорода или мышьяковистых соединений в обычных условиях невозможно. Опасаться стоит только аэрозоля серной кислоты.

Развенчание этих мифов позволяет правильно понимать процессы, происходящие в АКБ, и грамотно их эксплуатировать.

Обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторов

Для длительной и эффективной работы АКБ требуется периодическое обслуживание:

• Контроль уровня электролита (для обслуживаемых АКБ)
• Очистка клемм от окислов
• Проверка напряжения и плотности электролита
• Проведение выравнивающего заряда
• Хранение в заряженном состоянии

Регулярное обслуживание позволяет выявить проблемы на ранней стадии и значительно продлить срок службы аккумулятора.

Современные тенденции в развитии свинцово-кислотных аккумуляторов

Несмотря на появление новых типов аккумуляторов, свинцово-кислотные АКБ продолжают совершенствоваться:

• Применение новых сплавов для решеток электродов
• Использование углеродных добавок для улучшения характеристик
• Разработка необслуживаемых конструкций
• Создание АКБ с улучшенными циклическими характеристиками
• Повышение удельной энергии и мощности

Эти усовершенствования позволяют свинцово-кислотным аккумуляторам оставаться конкурентоспособными во многих областях применения.

Почему свинцово-кислотные аккумуляторы так сложно заряжать? / Хабр

Особенно глубоко разряженные, как в сегодняшнем опыте на видео. Особенно находившиеся какое-то время в состоянии частичной заряженности (PSoC), вследствие чего, сульфатированные. Учитывая неизбежный саморазряд при хранении и недозаряд под капотом, рано или поздно это судьба почти каждой АКБ.

Особенно изношенные AGM, склонные к сильному нагреву. Особенно, как ни странно, самые надёжные и долговечные АКБ премиум-сегмента, плотные сепараторы которых препятствуют как разрушению пластин, так и перемешиванию электролита. Особенно когда нет пробок для доступа к электролиту, как в большинстве современных аккумуляторов.

Всё потому, что АКБ, — аккумуляторные батареи наших транспортных средств, источников бесперебойного питания и систем возобновляемой энергетики, — имеют специфические особенности вольтамперной характеристики (ВАХ), обусловленные физико-химическими свойствами.

Об этом и пойдёт речь, на примере глубоко разряженной гибридной (Sb/Ca) Тюмень Стандарт 6СТ-60L.

Несколько полезных ссылок:

• Яркий пример последствий саморазряда при хранении новой аккумуляторной батареи детально рассмотрен в первой части большого теста 6 отечественных АКБ.
• Цикл рекомбинации кислорода, вызывающий «терморазгон» изношенных AGM, описан в статье про первый отечественный AGM.
• Способ определения индивидуального напряжения завершения заряда конкретной АКБ с использованием адаптивного ЗУ при отсутствии доступа к электролиту приведён в первой части большого теста 6 АКБ иностранных брендов.
• Как убивает аккумуляторы прогрессирующий недозаряд, и можно ли их после этого восстановить, а также феномен мнимого, или поверхностного, заряда описан здесь.
• А здесь можно прочитать о «тайном», «высоковольтном» этапе заряда, в том числе, для AGM, известном профессионалам и указанном в инструкциях от производителей АКБ в явном или неявном виде.

В лабораторию поступил аккумулятор Тюмень Стандарт 6СТ-60L. 12 В 60 А*ч, паспортный ток холодной прокрутки (ТХП) 520 А в стандарте EN. АКБ эксплуатировалась полтора года.

Уровень электролита настолько низкий, что не покрывает пластины. Видны белые кристаллы сульфата свинца. Автомобиль простаивал 2 месяца по причине поломки КПП. Для гибридного Ca+ аккумулятора, в отличие от Ca/Ca, это немалый срок сам по себе. Кроме саморазряда, присутствовал ток покоя охранной сигнализации порядка 30 мА. За 2 месяца разряд таким током составляет 43 А*ч. Это практически вся ёмкость бывшей в употреблении батареи.

АКБ отогревается. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) составляет 10.53 В. На холоде 2 часа назад оно было 8 В. Оставим отогреваться у тепловой пушки ещё 2 часа.

Перед зарядом свинцово-кислотной АКБ «мокрого» (WET) типа, то есть, со свободно плещущимся электролитом, необходимо удостовериться, что электролит покрывает пластины. В противном случае, долить дистиллированную воду, (не водопроводную, не питьевую, не электролит!) до кромок пластин. (Не до нормального уровня!)

Уровень электролита будет расти в процессе заряда. Если долить слишком много, при заряде электролит может политься через верх горловин банок, создавая ненужные проблемы.

АКБ отогрелась, недостающую воду долили. Заряжать будем отечественным программируемым ЗУ Кулон-912.

▍ Вольтамперная характеристика

Коль скоро применяем зарядное устройство с классическим CC/CV режимом заряда на базе стабилизированного источника питания, просто необходимо вспомнить один важный момент, изо дня в день становящийся камнем преткновения. О стабилизации тока и напряжения при заряде аккумуляторной батареи или питании того или иного потребителя постоянно задают вопросы одного и того же рода, похожие как капли воды.

«Почему я устанавливаю 15 вольт 3 ампера, а получается ток ниже 3 ампер? 3 ампера ЗУ выдаёт только на 17 вольтах, оно бракованное?». «Почему устанавливаю 15.5 вольт 6 ампер, а напряжение всего лишь 14 вольт?»

Дело в том, что реальный потребитель электрической энергии, например, АКБ при заряде, имеет свою вольтамперную характеристику, в наипростейшем случае описываемую электрическим сопротивлением.

Допустим, у нас есть стабилизированный блок питания 100+ Вт, настроенный на 10 вольт 10 ампер. Если подключить на его выход резистор 1 Ом, ток при напряжении 10 В составит как раз 10 А, и по закону Джоуля-Ленца будет выделяться мощность 100 Вт. Такая ситуация называется согласованием сопротивлений, когда и ток, и напряжение, и мощность максимальны.

Если сопротивление резистора 10 Ом, сила тока составит всего 1 А, мощность 10 Вт. У источника питания будет активна обратная связь (ОС) по напряжению, а до срабатывания ОС по току дело не дойдёт. Это не неисправность блока питания, а логика его работы и природа резистора.

При сопротивлении 10 миллиом и токе 10 ампер, например, на токоизмерительном шунте, напряжение составит всего 0. 1 вольта, тепловыделение 1 Вт. Здесь работает ОС по току, а ОС по напряжению не срабатывает.

Идеальный резистор — простейший случай, у него линейная вольтамперная характеристика (ВАХ), и она неизменна во времени и не зависит от температуры. Но если взять нить накаливания лампочки, то в момент включения холодная нить имеет малое сопротивление, идёт ток выше рабочего, так называемый пусковой ток. Пусть это будет 10 ампер, максимум, который выдаст блок питания (БП), при 8 вольтах. Далее нить нагреется, её сопротивление повысится, ток снизится, например, до 7 А, а напряжение возрастёт до заданных 10 вольт.

Это не неисправность лампочки или БП, а физика их работы. Получается, лампа накаливания имеет вольтамперную характеристику во времени, обусловленную температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) металла (сплава) её нити.

Кстати, именно по этой причине лампочки часто перегорают именно в момент включения, когда нить холодная, и у неё низкое сопротивление. Чтобы при перегорании спирали не поддерживался дуговой разряд, который может вызвать перегрузку электросети, взрыв колбы и пожар, внутри многих лампочек есть плавкий предохранитель в виде участка более тонкой проволоки, идущего от цоколя внутри колбы.

В перегоревшей лампочке часто наблюдаем прилипшие изнутри к стеклу шарики расплавленного металла в зоне, где проходил этот участок.

Чтобы запустить электромотор, особенно нагруженный каким-либо механизмом на валу, (например, компрессором холодильника), необходимы бо́льшие ток и мощность, чем для поддержания его вращения даже при отборе уже запущенным механизмом крутящего момента и энергии с вала.

Причём обмотки двигателя не рассчитаны на долговременную работу в пусковом режиме. Потому уже много десятилетий используются пусковые конденсаторы более высокого номинала, чем рабочие, и тепловые пускозащитные реле, препятствующие не только продолжительной работе при повышенном токе, (например, при заклинивании механизма), но и нескольким пускам подряд в течение короткого времени, (при перебоях электроснабжения).

Итак, в технике приходится учитывать вольтамперную характеристику реального потребителя и её динамику во времени .

Свинцово-кислотная электрохимическая ячейка ведёт себя при заряде ещё сложнее, чем лампочка и электродвигатель. Кроме термодинамической ЭДС, (электродвижущей силы), и падения напряжения на внутреннем сопротивлении, (причём и ЭДС, и внутреннее сопротивление зависят от уровня заряженности и температуры, то и другое изменяется в ходе заряда), в свинцовом аккумуляторе проявляется поляризация.

Распределение ионов, (то есть, носителей заряда), в объёме банки (ячейки) аккумулятора, (где действует электрическое поле), создаёт ЭДС, прибавляющуюся к напряжению на клеммах при заряде и отнимающуюся при разряде. Это явление можно назвать «паразитным ионистором», или «суперконденсатором».

Плотная структура сепараторов современных аккумуляторных батарей, особенно премиум вариантов, (SSB — батареи для систем старт-стоп, EFB — улучшенные наливные батареи), препятствует дрейфу ионов в электролите и создаёт тем самым эффект «паразитного электрета», — стойкого перенапряжения, удерживающегося длительное время.

Также дополнительную ЭДС создают газы, — водород и кислород, — в порах активных масс. Это уже «паразитный топливный элемент».

Паразитные «суперконденсатор» и «топливный элемент» в кислотном аккумуляторе имеют довольно значительную электрическую ёмкость, заряд которой растянут во времени. Потому при заряде АКБ напряжение на её клеммах растёт не только по сумме термодинамической ЭДС банок и падения напряжения на внутреннем сопротивлении, но и по ходу заряда паразитных ёмкостей.

То есть, при подаче зарядного тока 5% ёмкости, (3 ампера для 60 А*ч) на разряженную АКБ с НРЦ, (термин, не тождественный ЭДС по вышеописанным причинам), 12 вольт, он создаст перенапряжение всего 100-200 милливольт, или даже ниже.

Этот же ток, подаваемый на клеммы заряженной АКБ с НРЦ 12.9 вольт, что всего на 900 милливольт выше разряженной, вскоре создаст перенапряжение, например, до 16.7 В, то есть, на 3.8 вольта, что в 25 раз выше случая из предыдущего абзаца.

Потому ЗУ, настроенное на 15 вольт 6 ампер, в первом случае будет подавать 6А 12. 3 В, во втором напряжение быстро подскочит до 15В, а ток будет снижаться до 1 А и ещё ниже. Это не неисправность ЗУ или АКБ, а физика и химия свинцового аккумулятора, и работа обратных связей стабилизированного источника питания.

Предугадать правильные напряжения, токи и время для каждого этапа заряда при данном состоянии конкретного экземпляра АКБ бывает непросто. В одних случаях, производители ограничиваются общими рекомендациями, в других предписывают сложные многоступенчатые профили заряда, как, например, этот от Tianneng.

Разные зарядные устройства предоставляют разную степень автоматизации процесса и средств мониторинга и управления. Также при обслуживании свинцовых аккумуляторов используются такие приборы, как нагрузочные вилки, экспресс-тестеры, разрядные нагрузки, средства определения плотности электролита — ареометры и рефрактометры. Последние неактуальны при отсутствии доступа к пробкам у популярных MF (maintenance free) аккумуляторов.

Слово «необслуживаемый» не означает, что этим АКБ не требуется периодический стационарный заряд, и относится только к электролиту, заправленному на весь срок службы.

Цель стационарного заряда — преобразовать все сульфаты в намазках пластин АКБ в заряженные активные массы (АМ), — губчатый свинец отрицательной и оксид свинца положительной, и перемешать электролит до равномерной концентрации кислоты, т.е. плотности раствора, по всему объёму банок.

Это восстанавливает эксплуатационные характеристики, в том числе, способность оперативно и эффективно восполнять заряд от генератора транспортного средства после пуска двигателя, штатного ЗУ после поездки на электромотоцикле, или контроллера заряда источника бесперебойного питания после возобновления внешнего питания.

Десульфатацией называется процесс электролитической диссоциации застарелых труднорастворимых сульфатов. Это необходимая часть полного выравнивающего стационарного заряда, восстанавливающего ёмкость, токоотдачу, и продлевающего срок службы АКБ.

▍ Капельный предзаряд пульсирующим током

Начнём восстановление нашей АКБ. Кулон-912 снабжён функцией импульсного предзаряда. Целесообразность этого этапа обусловлена тем, что глубоко разряженная, т.е. разбалансированная АКБ при подаче стандартного тока 10% ёмкости может сильно нагреваться, так как разным участкам пластин достанется разная плотность тока, а разным банкам — разное перенапряжение.

Чтобы этого избежать, установим ток 5% номинальной ёмкости, для 60 А*ч это 3 А. Длительности импульса и паузы сделаем равными, по 5 секунд. Завершение этапа по достижении напряжения в паузе, т.е. НРЦ 12 вольт.

▍ Этап основного заряда

Настройки основного заряда стандартные для гибридной АКБ. Максимальное напряжение 14.6 В, начало снижения тока при 14.5 В, ток 6А, это 10% ёмкости. Но включим и асимметрию (реверс): разрядный ток 10% от зарядного, т.е. 0.6 А, длительность зарядного импульса 5 секунд, длительность разрядного импульса 50% от зарядного.

Разрядные импульсы при асимметричном (реверсивном) заряде частично снимают поляризацию, благодаря чему, повышают эффективность заряда и десульфатации. Некоторые адаптивные ЗУ, в отличие от классических, в т. ч. программируемых, используют разрядный импульс и для анализа отклика электрохимической системы. Разрядные импульсы, как и зарядные, могут быть модулированными, т.е. являться пачками более коротких импульсов и пауз, что позволяет исследовать внутреннее сопротивление АКБ на другой частоте.

Окончание этапа по прошествии 6 часов при достигнутом установленном напряжении. Каким будет ток в конце основного заряда, трудно предугадать. Потому хорошо, что ЗУ предоставляет такую опцию автоматики. Этапы дозаряда и хранения пока не активируем. Сначала проконтролируем, к чему приведут предзаряд и основной заряд с такими настройками.

Заряд продолжался 19 часов 34 минуты, аккумулятору сообщено 57.53 А*ч. Это число вселяет надежду, что АКБ не испытала значительной потери ёмкости после глубокого разряда.

Плотность электролита по банкам от 1.23 до 1.25, что явно недостаточно. Присутствует расслоение электролита, требуется дозаряд.

Тестер показывает ТХП 501 из 520 А, здоровье АКБ (SoH, state of health) 96%. Это хорошие показатели, аккумулятор ещё послужит, но надо учитывать, что недозаряженная АКБ имеет немного более низкое внутреннее сопротивление, чем заряженная на 100%. Сейчас оно 6.20 миллиома.

▍ Этап дозаряда

Дозаряд будем производить током 2.2А, это чуть выше 1/30 ёмкости, без ограничения напряжения, до тех пор, пока напряжение не перестанет расти в течение 2 часов. К сожалению, такой опции автоматизации ZDV, (zero delta voltage, нулевое приращение напряжения), у Кулона-912 нет, зато есть удалённые мониторинг и управление, а также запись лога. Потому будем наблюдать за процессом, и завершим его вручную.

За 21 минуту напряжение выросло на 40 милливольт и составило 14.94 вольта. Продолжаем наблюдение.

На 49-й минуте заряда напряжение снизилось до 14.92-14.93 В. Засекаем 2 часа, и отключаем заряд.

Прошло почти два часа, напряжение снизилось до 14.84 В. Это происходит по причине снижения внутреннего сопротивления АКБ, в частности, из-за её нагрева. Аккумулятор слегка тёплый. Отдано суммарно 5.92 А*ч.

Прошло более суток, НРЦ 12.92 В. Плотность электролита по банкам 1.25 — 1.29. Более низкая плотность в тех банках, куда не доливалась вода.

▍ Kонтрольный разряд и итог

Для оценки остаточной ёмкости, произведём разряд до 12 В под нагрузкой током 2 ампера. Это составит примерно 50% ёмкости.

Разряд завершён, ёмкость составила 19.48 А*ч, как и ожидалось. Ставим на заряд, повторив 3 вышеописанных этапа.

После заряда и отстоя НРЦ 13.03 В, внутреннее сопротивление 5.78 мОм, ТХП 537 из 520 А по EN. SoH 100%. Прекрасный результат! Аккумулятор восстановился полностью. Теперь измерим и при необходимости скорректируем плотность электролита.

10-15 кубических сантиметров дистиллированной воды, доливаемых в банку 12-вольтового аккумулятора с корпусом L2, снизит плотность электролита на 0. 01. Электролит, а не воду. следует доливать только в случае, если была потеря кислоты вследствие утечки электролита.

Плотность во всех банках составила 1.27-1.28, коррекция не требуется. Восстановление АКБ завершено, возвращаем владельцу.

Видео-версия:

Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.

Кислотные аккумуляторы; чтобы больше не было отвратительно читать то что люди о них пишут / Хабр

Случайно узрел статью с комментариями к ней, и так злость во мне закипела по поводу безграмотности людей в области кислотных (свинцовых в простонародье) аккумуляторов, что не выдержал и решил написать «гикам» (чтобы быть гиком, как оказывается, мало купить дорогой телефон) краткую статью об аккумуляторах. С рассмотрением тех ошибок, которые мне постоянно мусолят глаза и вызывают праведное желание их исправить.

Начнем с названия. Я очень часто вижу что тремя буквами А-К-Б называют все что можно зарядить, абсолютно любой аккумулятор. Особенно тремя буквами люди любят называть аккумуляторы типа Li-ion. На самом-же деле АКБ аббревиатура от Аккумуляторная Кислотная Батарея. Под ними подразумевается лишь один тип аккумулятора — свинцовый кислотный. С современной точки зрения это название вызывает некоторый когнитивный диссонанс т.к. на данный момент значение слова «батарейка» т.е. гальванического элемента который зарядить нельзя перешло на слово «батарея». И получается как будто бы из-за слова «аккумуляторная» это аккумулятор который зарядить можно, а из-за слова «батарея» это как будто батарейка которую зарядить нельзя. В реальности-же батарея — просто цепь гальванических элементов и со словом «батарейка» имеет общий лишь корень.

Далее перейдем к некоторым мифам, а именно главный миф — АКБ для автомобиля имеет некие существенные отличия от АКБ для ИБП. И вот нельзя их применять и там и там.

С химической точки зрения любые АКБ абсолютно одинаковы. Как-же они устроены? Очень кратко — если аккумулятор заряжен, то один электрод представляет собой свинцовую решетку с нанесенной на нее пастой из PbO₂, второй -такую-же решетку с пастой губчатого свинца. Электролитом служит раствор серной кислоты. В процессе разряда PbO₂ восстанавливается и взаимодействуя с серной кислотой образует PbSO₄. Свинец на другом электроде окисляется и опять-же образует PbSO₄. В конце разрядки мы имеем обе решетчатые пластины заполненные (более или менее) сульфатом свинца. При зарядке аккумулятора происходит электролиз и из сульфата свинца вновь образуется диоксид и металлический свинец. Конечно-же, тут нужно подчеркнуть, что электроды при этом не равны и путать их полярность не стоит т.к. еще на стадии производства в намазку электродов вводятся соответствующие добавки, улучшающие их эксплуатационные свойства. При этом добавки полезные для одного электрода вредны для другого. В очень старые времена, где-то в начале прошлого века, в условиях простых аккумуляторов, вероятно, была допустима переполюсовка аккумулятора по ошибке или с какими-то целями и он какое-то время после этого работал. В том что она допустима сейчас я сомневаюсь.

Таких ячеек в 12В аккумуляторе 6 шт, в 6В — 3 шт. и т.д. Многих вводит в заблуждение значение напряжения на аккумуляторах. Причем значений напряжения номинального, заряда, разряда. С одной стороны, аккумуляторы называются 12В (и 6В, 24В тоже есть, по-моему, даже 4В изредка встречаются) но на корпусе тех-же аккумуляторов для ИБП производитель указывает напряжение выше 13.5В.

Например:

Тут мы видим, что в форсированном режиме напряжение заряда может быть аж 15В.

Все разъяснит кривая напряжения на АКБ:

Слева мы видим напряжение для аккумулятора из 12 ячеек (24В номинальных), 6 (12В номинальных) и, самое полезное, для одной ячейки. Там-же отмечены области нежелательных напряжений при разряде/ заряде. Из кривой можно сделать выводы:

1 Напряжение 12В, 24В и т.д. являются номинальными и показывают лишь число гальванических ячеек (путем деления на два) в батарее. Это просто название для удобства.

2 Напряжение при заряде могут достигать 2.5 В/ ячейку что для 12В аккумулятора соответствует 15В.

3 Напряжение заряженной батареи считается допустимым при значении 2.1-2.2 В/ячейку, что для 12В аккумулятора соответствует 12.6-13.2В.

Теоретически, батарею можно зарядить и до значений 2.4 В/ячейку или даже немного выше, однако, такая зарядка будет негативно сказываться как на состоянии электродов, так и на концентрации электролита. Однажды, перед сдачей в утиль, я легко зарядил 12В батарею до напряжения ок. 14.5В (уже не помню точное значение).

Итак, автор статьи с которой я начал, решил, что напряжение заряда автомобильной АКБ и АКБ от ИБП отличаются. Это неверно, у них одинаковый тип электродов и одинаковая концентрация серной кислоты в электролите (подобранная давным-давно экспериментальным путем, чтобы предоставлять максимальное напряжение и минимальном саморазряде). Однако, что-же происходит в батарее, почему ее нельзя заряжать при слишком высоком значении напряжения?

Почему в автомобильную АКБ нужно подливать воду, а в АКБ от ИБП не нужно? Эти вопросы позволяют нам плавно перейти в область напряжения разложения воды. Как я написал выше, при зарядке аккумулятора происходит электролиз. Однако, не весь ток расходуется на превращение PbSO₄ в PbO₂ и Pb. Часть тока будет неизбежно расходоваться и на разложение воды, составляющей значительную часть электролита:

2H₂O = 2H₂ + O₂

Теоретический расчет дает значение напряжения для этой реакции ок. 1.2В. Напоминаю, что напряжение на ячейке при заряде заведомо более 2В. К счастью, активно вода начинает разлагаться только выше 2В, а в промышленности для получения водорода и кислорода из нее процесс ведут и вовсе при 2.1-2.6В (при повышенной температуре). Как бы то ни было, тут мы приходим к выводу, что в конце процесса заряда АКБ будет неизбежно происходить процесс разложения воды в электролите на элементы. Образующиеся кислород и водород попросту улетучиваются из сферы реакции. Про них бытуют следующие мифы:

1. Водород крайне взрывоопасен! Перезарядишь аккумулятор и как минимум лишишься комнаты где тот был!

На самом деле, водорода в процессе электролиза выделяется ничтожно мало по сравнению с объемом комнаты. Водород взрывается при концентрации от 4% в воздухе. Если мы допустим, что электролиз ведется в комнате размером 3*3*3 метра или 27 метров куб., то нам понадобится наполнить помещение 27*0.04=1.1 метров куб. водорода. Для получения такого количества h3 нужно было бы полностью разложить ок. 49 моль воды или 884 грамма ее. Если кто-то наблюдал электролиз, то поймет насколько это много. Или попробуем перейти ко времени. При силе тока в стандартной зарядке для крупногабаритных АКБ в 6А, уравнение Фарадея дает время, необходимое для получения этого количества водорода, аж 437 часов или 18.2 дня. Чтобы наполнить комнату водородом до взрывоопасной концентрации нужно забыть про зарядку на 2 с половиной недели! Но даже если это случится, концентрация серной кислоты просто будет расти пока ее раствор не приобретет слишком высокое сопротивление для жалких 12В зарядки и сила тока не станет ничтожной. Да и водород попросту улетучится.

Очень редко случаются взрывы непосредственно в корпусах крупногабаритных АКБ из-за того, что выделяющийся водород по какой-то причине не может покинуть замкнутого пространства. Но и в этом случае нечего страшного не бывает — чаще всего взрыва хватает только на небольшую деформацию верхней части корпуса, но не на разрыв свинцовых соединений. И АКБ еще может работать дальше даже после таких повреждений.

2. При электролизе может образоваться смертельно ядовитый и, не менее взрывоопасный чем водород, сероводород!

Не наш, периодически попадался миф в англоязычных постах. Теоретически конечно возможно подать такое большое напряжение и создать т.о. такую большую силу тока, что на катоде начнется процесс восстановления сульфат-иона. Напряжение для этого будет достаточным, а продукты восстановления не будут успевать диффундировать подальше от электрода и восстановление будет идти дальше. Но зарядка в пределах десятка-трех вольт и с ограничением силы тока в 6А на такое едва ли способна. Однажды, я наблюдал процесс восстановления сульфата до SO₂, да, это возможно; однокурсницы по ошибке что-то сделали не то во время опыта. Но это большая редкость т.к. там концентрация серной кислоты была заметно выше той, что используется в АКБ, была иная конструкция электрода и иной его материал и, естественно, напряжения и сила тока были были непомерными. И SO₂ не H₂S.

3. При электролизе мышьяк и сурьма из материала решеток будут восстанавливаться до ядовитых арсина и стибина!

Действительно, решетки содержат относительно много сурьмы, мышьяка в современных решетках, вероятно, нет вообще. При работе АКБ та решетка на которой происходит восстановление, т.е. катод, разрушению не может подвергаться. Выделяйся даже каким-то образом стибин, он бы тут-же взаимодействовал с PbSO4, восстанавливая его до металла.

Однако, некоторая практическая неприятность тут есть. Газообразные водород и кислород могут увлекать за собой капельки электролита, создавая аэрозоль серной кислоты. Аэрозоль серной кислоты, даже концентрированной, для человека не опасен и просто вызывает кашель. Однако, серная кислота — кошмар для тканей и бумаги. Стоит даже небольшому количеству серной кислоты попасть на одежду и там обязательно появятся дырки или ткань разорвется по этому месту. Через недели, если кислоты много, через месяц, но одежда истлеет.

Так что газовыделения опасаться не стоит с бытовой точки зрения или стоит, но нужно ориентироваться именно на аэрозоль серной кислоты.

Итак, вода начала разлагаться на водород кислород, ее в электролите становится все меньше, что-же дальше? Если это АКБ в котором электролит просто налит в виде слоя жидкости, то начнется повышение саморазряда из-за повышения концентрации серной кислоты. Занятно, что это будет сопровождаться небольшим повышением напряжения (концентрация кислоты растет) на ячейке. Именно поэтому автовладельцы должны постоянно контролировать концентрацию серной кислоты в своих АКБ (при помощи ареометра) и доливать туда воду. Процедура доливания воды — необходимая часть процесса обслуживания любой АКБ. Кроме одного их типа, и мы сейчас об этом поговорим.

Иметь аккумулятор в котором болтается слой едкой, по отношению к металлам, жидкости конечно-же неудобно, а потому попытки избавиться непосредственно от жидкости предпринимались давно, начались чуть ли не в первой половине 20-го века. К слову сказать, не то чтобы слой серной кислоты прямо плескался вокруг электродов. В реальности она неплохо распределена между электродами и окружающими их сепараторами даже в дешевых моделях. Итак, первым вариантом было использование стекловолокна. Достаточно просто окружить электроды стекловолокном которое пропитано серной кислотой и большинство проблем решится. Этот тип АКБ носит название AGM (absorbent glass mat) и таких АКБ для ИБП подавляющее большинство. Хотя такие АКБ малого форм-фактора и зачастую позиционируются как те, которые можно эксплуатировать в любом положении, с этим нельзя вполне согласиться. Вскрытие крышки стандартного дешевого AGM аккумулятора показывает, что никаких особых крышек там нет, а следовательно, электролит от вытекания удерживают лишь капиллярные силы. Я почти уверен, что если погонять AGM аккумулятор перевернутым вверх дном, то уже после одной зарядки из него польется серная кислота под давление газов.

Второй распространенный тип интереснее, это т.н. гелевые АКБ. А получаются они благодаря следующему. Если подкислять растворимые силикаты, то будет происходить выделение кремневой кислоты:

Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SiO₂ + H₂O

Если исходный раствор силиката не отличается качеством, то кремневая кислота будет выделяться в виде стекловидной массы, но если он достаточно чист, то кремневая кислота осадится в виде красивого куска однородного полупрозрачного геля. На этом и основан способ получения гелевых АКБ — простое добавление силикатов к электролиту вызывает его затвердение в гелеобразную массу. Соответственно, вытекать оттуда уже нечему и АКБ действительно можно эксплуатировать в любом положении. Сам по себе процесс образования геля не повышает емкости АКБ и не улучшает его качеств, однако, производители его используют при производстве наиболее качественных моделей, а потому эти АКБ отличаются высоким качеством и большей емкостью. Занятно, что в обоих случаях носителем электролита является SiO2 в той или иной форме.

Оба типа АКБ объединяются в славный тип VRLA — valve-regulated lead-acid battery который и применяется в ИБП. Формально они считаются необслуживаемыми и терпящими эксплуатацию в любом положении, но это не совсем так. Более того, многие уже встречались с эффектом, когда буквально несколько мл воды возвращают к жизни, казалось бы, дохлую АКБ от ИБП. Так получается, потому что и эти аккумуляторы не капли не застрахованы от электролиза воды в электролите, а следовательно, и пересыхания. Все происходит точно так-же, как в крупногабаритных АКБ. А вот самые дорогие и крутые необслуживаемые АКБ содержат катализатор для рекомбинации выделяющихся газов обратно в воду и вот уже у них корпус действительно выполнен абсолютно герметичным. Обращаю внимание, что по-настоящему герметичным и необслуживаемым может быть и аккумулятор типа AGM и GEL, но они-же могут ими и не быть и не содержать катализатора рекомбинации кислорода и водорода. Тогда, несмотря на казалось бы продвинутую конструкцию, пользователю придется либо чаще покупать новые аккумуляторы, либо доливать воду при помощи шприца.

Хотелось бы добавить несколько слов о режимах разряда. Производители АКБ указывают какой ток максимально допустим для той или иной модели, но нужно понимать, что аккумулятор — просто смесь химических веществ и ЭДС генерируется исключительно химическим путем. Это не конденсатор который, по электрогидравлической аналогии, можно сравнить с неким механическим сосудом (с гибкой мембраной). Хотя АКБ могут выдавать очень большие значения силы тока, в реальности они лучше всего эксплуатируются как раз при небольших токах, что в разряде, что в заряде. Поэтому ИБП, рассчитанные на заряды небольших АКБ, при работе с крупногабаритными будут заряжать их в наиболее щадящем режиме. Впрочем, в течении далеко не одних суток. Интересно обратить внимание на то, что чем выше мощность ИБП, тем больше аккумуляторов последовательно предпочитает собирать производитель. Тут все логично — большие токи разряда маленькие АКБ выдерживают очень плохо.

Подводя итоги:

1. Малогабаритные и крупногабаритные АКБ идентичны по устройству.

2. Для подавляющего большинства АКБ любого размера доливание воды является необходимой частью текущего обслуживания.

3. Лишь немногие из дорогих моделей АКБ содержат механизм рекомбинации газов и могут быть названы действительно необслуживаемыми.

4. Сам по себе водород, который выделяется при заряде (а это равно постоянной работе в ИБП) АКБ, не является существенной угрозой или проблемой.

5. Нужно очень внимательно работать с АКБ, тщательно избегая пролива даже малейших капель электролита, или лишитесь одежды.

6. Разряд и заряд малыми токами являются наиболее предпочтительными режимами эксплуатации АКБ.

Таблица напряжений свинцово-кислотных аккумуляторов

Что такое ватт-час?

Чтение Таблица напряжения свинцово-кислотного аккумулятора 7 минут

Следующий Руководство по превращению вашего списка продуктов на случай урагана в план защиты от стихийных бедствий

Автор: Nature’s Generator 24 января 2023 г.

Как и аккумуляторы любого другого типа, свинцово-кислотные аккумуляторы имеют разное напряжение на разных стадиях заряда. Например, герметичная свинцово-кислотная батарея на 12 В имеет ток 12,89V при 100% заряде, а затем, как только оно упадет до 11,63 В, это означает, что он находится при 0% заряда. Хорошей новостью является то, что существуют диаграммы напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов, к которым вы можете обратиться, если хотите найти конкретное напряжение аккумулятора (6 В, 12 В, 24 В, 48 В и т. д.) и состояние заряда (SOC). Использование этой диаграммы позволит вам узнать соответствующий % заряда, в основном, сколько еще осталось сока, в свинцово-кислотном аккумуляторе на основе напряжения, которое он показывает в настоящее время. , температура и скорость разряда. Несмотря на то, что существуют доступные диаграммы напряжения, которые вы можете найти в Интернете или приобрести в местном магазине аккумуляторов, всегда лучше обратиться к диаграмме напряжения свинцово-кислотной батареи, приведенной в руководстве, которое прилагается к батарее, которую вы используете или собираетесь использовать.

Говоря о типе аккумуляторов, свинцово-кислотные аккумуляторы бывают двух типов: свинцово-кислотные аккумуляторы с заливным/жидким электролитом и герметичные свинцово-кислотные (SLA)/свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием (VRLA). Заливные свинцово-кислотные аккумуляторы дешевле, хотя требуют большего обслуживания и надлежащей вентиляции. С другой стороны, герметичные свинцовые аккумуляторы SLA/VRLA требуют меньше обслуживания и вентиляции, не говоря уже о том, что они герметичны и лучше выдерживают изменение климата, чем затопленный вариант.

Свинцово-кислотные аккумуляторы чаще всего используются в широком спектре приложений, включая системы возобновляемой энергии, такие как системы солнечной энергии, резервные источники питания, такие как источники бесперебойного питания (ИБП), и, конечно же, в автомобилях (для запуска и зажигания) .

Ниже приведены 3 диаграммы напряжения свинцовых аккумуляторов для наиболее распространенных напряжений свинцово-кислотных аккумуляторов — 12 В, 24 В и 48 В. Опять же, напоминаем, что всегда лучше использовать таблицу, которая пришла прямо из коробки свинцовой батареи, но если вам просто нужно общее руководство, вы можете взглянуть на таблицу, которую мы приводим ниже.

Кроме того, прежде чем продолжить, необходимо принять во внимание две важные вещи: Во-первых, при оценке уровня заряда это следует делать при комнатной температуре, а батарея должна находиться в состоянии покоя не менее получаса. Во-вторых, свинцовые аккумуляторы имеют глубину разряда примерно 50%. Это означает, что только около 50% полной емкости свинцово-кислотного аккумулятора может быть извлечено и использовано.

Таблица свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В (герметичные и залитые)

Свинцово-кислотные аккумуляторы 12 В обычно используются в перезаряжаемых солнечных энергосистемах, таких как Nature’s Generator Gold System и Nature’s Generator Elite Gold System. Эти портативные солнечные генераторы используют 12-вольтовые герметичные свинцово-кислотные батареи AGM, и каждый оснащен передним ЖК-дисплеем, который показывает уровень заряда батареи, чтобы вы знали, когда пришло время для подзарядки.

Возвращаясь к диаграмме выше, она показывает, что 12-вольтовая герметичная свинцово-кислотная батарея находится в полностью заряженном состоянии при 12,89вольт и что он находится в полностью разряженном состоянии при 12,23 вольт (при условии, что глубина разряда не превышает 50%). Это показывает разницу в 0,66 В между 100% и 0% заряда.

Залитая свинцово-кислотная батарея 12 В, с другой стороны, находится в полностью заряженном состоянии при напряжении 12,64 В и в полностью разряженном состоянии при напряжении 12,07 В (при максимальном глубине разряда 50%). Как видите, разница между 100 % и 0 % заряда составляет 0,57 %.

Таблица свинцово-кислотных аккумуляторов 24 В (герметичные и залитые)

 

Свинцово-кислотный аккумулятор на 24 В — еще один часто используемый вариант аккумулятора для систем солнечной энергии, особенно тех, которые обеспечивают большую мощность.

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор на 24 В находится в полностью заряженном состоянии при напряжении 25,77 В и в полностью разряженном состоянии при напряжении 24,45 В (при максимальном глубине разряда 50 %). Это полная разница в 1,32 вольта между 100% и 0% заряда.

При полной разнице в 1,15 вольта между 100% и 0% заряда. С другой стороны, залитая свинцово-кислотная батарея 24 В находится в полностью заряженном состоянии при 25,29 секунды.вольт и находится в полностью разряженном состоянии при напряжении 24,14 вольт (при максимальном глубине разряда 50%).

Таблица свинцово-кислотных аккумуляторов 48 В (герметичные и залитые)

 

Телекоммуникационными компаниями в качестве резервного источника питания обычно используются свинцово-кислотные аккумуляторы 48 В. Он также используется для мощных генераторов на солнечных батареях, таких как Nature’s Generator Powerhouse.

Согласно приведенной выше диаграмме, герметичная свинцово-кислотная батарея на 48 В находится в полностью заряженном состоянии при напряжении 52,00 В и в полностью разряженном состоянии при напряжении 48,20 В (при максимальном глубине разряда 50 %). Это дает нам разницу в 3,80 вольта между 100% и 0% заряда.

Между тем, залитая свинцово-кислотная батарея на 48 В находится в полностью заряженном состоянии при напряжении 50,92 В и в полностью разряженном состоянии при напряжении 48,40 В (при максимальном глубине разряда 50%). Затем это показывает разницу в 2,52 вольта между 100% и 0% разрядом.

Способы проверки емкости свинцово-кислотного аккумулятора

Существует несколько способов проверки емкости свинцово-кислотного аккумулятора.

• Использование мультиметра . Самый лучший и простой способ проверить заряд батареи — это использовать мультиметр, поскольку он может обеспечить наиболее точные и надежные результаты по сравнению с другими типами тестеров емкости батареи.

• Приобретите ареометр для проверки удельного веса . Использование ареометра — еще один отличный способ проверить емкость свинцово-кислотного аккумулятора благодаря его точности. Единственным недостатком этого является то, что он может работать только для залитых/влажных свинцово-кислотных аккумуляторов.

• Купите солнечный контроллер заряда . Если у вас есть или вы планируете приобрести солнечную энергосистему, скорее всего, она уже поставляется с индикатором состояния батареи, хотя вы все равно можете купить солнечный контроллер заряда, если у вас его нет. Хотя этот метод не так точен, как мультиметр или ареометр, он все же является хорошим способом получить ориентировочный результат для вашего руководства. Просто обязательно прочитайте руководство относительно допустимой погрешности.

 

Заключительные мысли

Диаграмма напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов является важной справочной информацией, которую люди должны понимать и использовать, если они хотят получить максимальную отдачу от своих аккумуляторов. Эта конкретная таблица является отличным руководством, особенно для тех, кто не является экспертом, но нуждается в руководстве о том, как правильно обслуживать свои свинцово-кислотные батареи. Просто не забывайте, что, хотя абсолютно нормально полагаться на общие диаграммы напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов, использование диаграммы, предоставленной производителем аккумулятора (или продукта, в котором используется свинцовый аккумулятор), даст лучшие и наиболее точные данные относительно состояние заряда аккумулятора.

 

* Мы хотим отдать должное там, где это необходимо. Профессиональный писатель Энн Мэтью внесла свой вклад в исследование и материалы для этого блога под названием: Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи  Спасибо, Энн, за ваш вклад!

Таблица напряжений свинцово-кислотных аккумуляторов 72 В 60 В 48 В 36 В 24 В 12 В Индекс

Аккумулятор является важной частью энергосистемы. Он накапливает электрическую энергию и высвобождает ее, когда это необходимо. Большинство аккумуляторов в мире работают на свинцово-кислотных батареях, которые имеют множество вариантов напряжения и емкости. Обычно обозначается как батарея V и батарея ah. Знание диаграммы напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов позволит вам принимать обоснованные решения о ваших аккумуляторах и системе. В этом блоге мы обсуждаем историю свинцово-кислотных аккумуляторов, принципы их работы и графики их напряжения. Давайте погрузимся в это!

Содержание

Что такое свинцово-кислотная батарея?

Свинцово-кислотный аккумулятор — это тип аккумулятора, в котором в качестве активного материала используется свинец и оксид свинца. Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в автомобилях, грузовиках, велосипедах и других портативных устройствах. Его можно классифицировать как AGM, гелевые и герметичные свинцово-кислотные батареи.

Шестивольтовая свинцово-кислотная батарея является наиболее распространенным типом свинцово-кислотной батареи. 12-вольтовая свинцово-кислотная батарея имеет вдвое большую емкость, чем 6-вольтовая свинцово-кислотная батарея. 24-вольтовая батарея имеет в четыре раза большую емкость, чем 6-вольтовая. Емкость 48-вольтовой свинцово-кислотной батареи в восемь раз превышает емкость 6-вольтовой батареи. 60-вольтовая батарея имеет емкость в двенадцать раз больше, чем 6-вольтовая батарея. Емкость 72-вольтовой батареи в шестнадцать раз больше, чем у 6-вольтовой.

После длительного периода работы целостность элементов батареи снижается, что приводит к снижению общей эффективности. Использование устройства балансировки свинцово-кислотных аккумуляторов может эффективно решить эту проблему, тем самым улучшив производительность аккумулятора и продлив срок его службы.

Срок службы свинцово-кислотного аккумулятора зависит от скорости его заряда и разряда, температуры и других факторов, характерных для данного конкретного типа аккумулятора. Для обеспечения оптимальной производительности важно следовать инструкциям производителя по зарядке, разрядке и хранению аккумуляторов. см. наши 15 шагов по продлению срока службы свинцово-кислотных аккумуляторов.

Применение свинцово-кислотных аккумуляторов

График напряжения свинцово-кислотного аккумулятора

График напряжения аккумулятора является полезным справочным материалом для оценки зарядной емкости свинцово-кислотного аккумулятора. В этой таблице представлена ​​информация о напряжении аккумуляторной батареи для свинцово-кислотных аккумуляторов различного напряжения, например 6 В, 12 В, 24 В, 48 В, 60 В, 72 В. На диаграмме указано, какое напряжение необходимо для зарядки аккумулятора, а также полное заряженное напряжение. Это также помогает определить, какой свинцово-кислотный аккумулятор подходит для конкретного применения.

Его можно распечатать и использовать в качестве инвентарной ведомости аккумуляторов. Кроме того, его можно использовать для устранения неполадок с батареями, предоставляя контрольные точки для различных напряжений. Диаграмму можно использовать для оценки зарядной емкости свинцово-кислотной батареи, используя соотношение между напряжением и емкостью. Более высокое напряжение указывает на большую емкость.

Как читать диаграмму напряжения свинцово-кислотной батареи

Диаграмма напряжения свинцово-кислотной батареи является полезным инструментом для определения состояния свинцово-кислотной батареи. В этой таблице указаны напряжения аккумуляторных элементов различной емкости, чтобы помочь вам устранить неполадки со свинцово-кислотными аккумуляторами. Напряжение элемента батареи определяется величиной тока, которую он может выдержать, и является хорошим индикатором состояния его заряда. При чтении напряжения на диаграмме важно понимать, что представляет собой каждая отметка. Например, 12 В на шкале означает, что один из элементов аккумулятора имеет напряжение 12 В.

-6V указывает на то, что одна из ячеек батареи имеет напряжение -6 вольт. В общем, по мере того, как уровень заряда элемента батареи уменьшается, его напряжение уменьшается. Таким образом, чтение диаграммы напряжения свинцово-кислотных аккумуляторов поможет вам определить проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами и оценить, какую мощность они могут генерировать.

Какое напряжение у свинцово-кислотных аккумуляторов?

Напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов различается в зависимости от комплекта аккумуляторов. Наиболее распространенное напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 6 В, затем следуют 12 В, 24 В, 48 В и так далее.

-6V: Аккумулятор обеспечивает питание 6 Вольт для таких устройств, как цифровые камеры, игрушки и аккумуляторы.

-12 В: более высокое напряжение, используемое для более крупного оборудования или транспортных средств. Он также используется в электрических скутерах и велосипедах.

-24 В: в основном используется в электрических тележках для гольфа и другом мелком оборудовании. Он также используется в электромобилях и других устройствах большой мощности, таких как электрические самолеты, автобусы и поезда.

-48V: В основном используется в крупногабаритном оборудовании или транспортных средствах, таких как строительная техника и вилочные погрузчики. Он также используется в приложениях большой мощности, таких как электростанции и промышленные электромобили GEV (Giga-Electro-Vehicles).

-60 В: используется для мощных устройств, таких как электрические самолеты, автобусы и поезда.

-72 В: Очень высокая мощность для электромобилей и других приложений с высокой нагрузкой.

Таблицы напряжения свинцово-кислотной батареи 12 В

Напряжение батареи измеряется в вольтах. Напряжение свинцово-кислотной батареи представляет собой электрический потенциал батареи и представлено ее напряжением «V». Типичная 12-вольтовая свинцово-кислотная батарея имеет напряжение 12 В. Когда аккумулятор разряжается, его напряжение уменьшается. И наоборот, когда аккумулятор заряжается, его напряжение увеличивается.

Свинцово-кислотный аккумулятор можно подключить к солнечной панели или другому источнику постоянного тока для его зарядки. Когда батарея полностью заряжена, ее напряжение будет равно напряжению источника питания. Это называется полностью заряженным или полностью заряженным. Батареи также имеют разное напряжение для разных состояний заряда. Они называются «полный заряд», «половина заряда» и «пустой».

Аккумулятор 12 В состоит из 6 последовательно соединенных одноэлементных свинцово-кислотных аккумуляторов, номинальное напряжение одного элемента составляет 2,0 В, максимальное напряжение составляет всего 2,4 В. Свинцово-кислотные аккумуляторы 12 В полностью заряжены при напряжении 14,4 В по умолчанию .

Для батареи 12 В, когда напряжение холостого хода ниже 12,4 В, оставшаяся мощность составляет около 60%, ее можно использовать, когда напряжение не менее 10,5 В.

Если напряжение холостого хода ниже 11,5 В, это приведет к переразряду и повреждению аккумулятора.

Нормальное напряжение 12-вольтовой батареи составляет около 12,8 В плюс-минус 0,3 В. Если напряжение ниже 12,5 В, ее необходимо своевременно заряжать.

Если напряжение после полной зарядки составляет всего 12 В или даже меньше 12 В, это признак ослабленной работы аккумулятора.

12В свинцовая батарея напряжение полного заряда составляет 14,4В, после длительного использования может быть не таким высоким, но и не слишком низким.

Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи 12 В

Статус	Напряжение	Индекс
Обычный	12,8 В	90%
Низкий	12,4 В	60%
Переразряд	11,5 В	0%
Полная зарядка	14,4 В	100%

Таблицы напряжения свинцово-кислотной батареи 24 В

Батарея 24 В соединена последовательно с двумя батареями 12 В. Максимальное напряжение заряда 12-вольтовой батареи составляет около 15 В. После часа отдыха напряжение падает примерно до 12,7В.

При полной зарядке напряжение свинцово-кислотной батареи 24 В будет составлять приблизительно 30 В, а после часового простоя напряжение упадет примерно до 25,4 В.

Аккумулятор на 24 В следует заряжать от 24 В до 28 В.

Конечное напряжение разряда 24-вольтовой батареи составляет 21 В, и любое значение меньше этого значения означает, что батарею необходимо перезарядить.

Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи 24 В

Статус	Напряжение	Индекс
Обычный	25,4 В	90%
Низкий	22,4 В	60%
Переразряд	21В	0%
Полная зарядка	30 В	100%

Таблица напряжений свинцово-кислотных аккумуляторов 48 В

Свинцово-кислотные аккумуляторы 48 В являются наиболее популярным типом свинцово-кислотных аккумуляторов благодаря более длительному сроку службы и более высокой емкости по сравнению с 12 В, 24 В и другими свинцово-кислотными аккумуляторами. Свинцово-кислотная батарея 48 В используется в самых разных устройствах, например, в транспортных средствах, электроинструментах и ​​медицинском оборудовании.

Поскольку батарея 48 В состоит из 4 последовательно соединенных батарей 12 В, минимальное напряжение разряда каждой батареи составляет 10,50 В, поэтому минимальное напряжение разряда 4 последовательно соединенных батарей составляет 10,50×4=42 В или около того.

Для типичной свинцово-кислотной батареи на 48 В при нормальных условиях напряжение холостого хода составляет примерно 53 В, напряжение отсечки при полной зарядке составляет 56 В, а напряжение отсечки при разрядке примерно 40 В. Нормальный диапазон напряжения составляет от 46 до 54 вольт. Аккумулятор не сможет обеспечить питание, если напряжение ниже 46 В.

Напряжение полного заряда свинцовой батареи 48 В составляет 56 В.

После зарядки отключите зарядное устройство от сети. Напряжение будет в стабильном состоянии через полчаса, а напряжение в норме на уровне 52,7 – 54,7 В после полного заряда батареи.

Если измеренное напряжение ниже 52 В после зарядки, аккумулятор работает плохо.

Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи 48 В

Статус	Напряжение	Индекс
Обычный	52,7 В	90%
Низкий	46В	60%
Переразряд	42В	0%
Полная зарядка	56В	100%

Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи 60 В

Свинцовая батарея 60 В состоит из 5 групп последовательно соединенных батарей 12 В.

Свинцово-кислотный аккумулятор 60 В, пониженное напряжение 54 В, напряжение полного заряда 72 В.

Напряжение батареи 60 В составляет 72 В после полной зарядки, поскольку напряжение на клеммах (напряжение на клеммах) внутри батареи в 1,2 раза превышает номинальное напряжение. Если это аккумулятор на 60 В, то напряжение полного заряда после зарядки фактически равно номинальному напряжению, умноженному на 1,2, и равно 72 В.

Таким образом, напряжение полной зарядки свинцовой батареи 60 В составляет 72 В.

Когда аккумулятор полностью заряжен, напряжение внутри упадет до стабильного диапазона 65–72 В по мере увеличения времени сидения.

Аккумулятор 60 В, напряжение ниже 52,5 В, необходимо зарядить, дальнейшее использование приведет к повреждению аккумулятора.

Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи 60 В

Статус	Напряжение	Индекс
Обычный	65В	90%
Низкий	60В	60%
Переразряд	52,5 В	0%
Полная зарядка	72В	100%

Таблица напряжений свинцово-кислотной батареи 72 В

Свинцово-кислотная батарея 72 В лучше всего подходит для приложений, где требуется высокая выходная мощность, таких как солнечные энергетические системы или электромобили. Эта батарея имеет более высокую емкость, чем обычные батареи, и ее можно заряжать и разряжать больше раз без снижения ее емкости.

Если батарея свинцово-кислотного типа, 72-вольтовая батарея должна состоять из 6 последовательно соединенных 12-вольтовых свинцово-кислотных батарей.

Полное напряжение зарядки одной свинцово-кислотной батареи обычно составляет 13,7~13,8 В, 72 В состоит из 6 последовательно соединенных батарей, а напряжение зарядки составляет 82,2~83,8 В.

Когда батарея 72 В полностью заряжена, напряжение может достигать примерно 83 В . Напряжение аккумулятора стабильно около 79В после отключения зарядного устройства на полчаса.

После использования батареи в течение года ее напряжение при полной зарядке достигает 78 В.

Пониженное напряжение батареи 72 В составляет 65 В. Если напряжение батареи ниже этого значения, батарея перестанет работать и ее необходимо будет перезарядить.

Таблица напряжения свинцово-кислотной батареи 72 В

Статус	Напряжение	Индекс
Обычный	79В	90%
Низкий	70В	60%
Переразряд	65В	0%
Полная зарядка	83В	100%

Часто задаваемые вопросы

Каков диапазон напряжений для свинцово-кислотных аккумуляторов?

Диапазон напряжения для свинцово-кислотного аккумулятора составляет от 6 В до 72 В. Для автомобильных приложений обычно рекомендуется аккумулятор с номинальным напряжением 60 В. Тем не менее, любая батарея может использоваться в диапазоне напряжений, в зависимости от применения. Например, батарея с более высоким номинальным напряжением может иметь только меньшую емкость, чем батарея с более низким номинальным напряжением. Поэтому обязательно проверьте номинальное напряжение аккумулятора перед его покупкой.

Каковы размеры свинцово-кислотной батареи?

Размеры свинцово-кислотной батареи обычно составляют 100x100x200 мм, элементы внутри соединены последовательно. Это означает, что когда вы заряжаете или разряжаете аккумулятор, напряжение на аккумуляторе остается постоянным. Индекс напряжения свинцово-кислотного аккумулятора соответствует напряжению, с которым он может работать. Аккумуляторы 6В, 12В, 24В, 48В, 60В, 72В могут выдерживать напряжение до 60 вольт включительно.

Каковы функции безопасности свинцово-кислотного аккумулятора?

Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно классифицируются по напряжению: свинцово-кислотные аккумуляторы на 6 В, 12 В и 24 В безопасны для использования в транспортных средствах. Свинцово-кислотные аккумуляторы на 48 В и 60 В безопасны для использования в приложениях, требующих высокой скорости разряда, например, в электроинструментах. Свинцово-кислотные аккумуляторы на 72 В безопасны для использования в приложениях, требующих низкой скорости разряда, например, в солнечных панелях.

Каковы области применения свинцово-кислотных аккумуляторов?

Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в различных устройствах, включая автомобили, грузовики, тракторы и строительную технику.

Наиболее распространенные размеры свинцово-кислотных аккумуляторов: 6 В, 12 В и 24 В.

Свинцово-кислотные аккумуляторы могут быть разряжены до 80% их емкости.

Свинцово-кислотные батареи следует заменять каждые 10 лет или когда батарея больше не держит заряд.

Какие типы свинцово-кислотных аккумуляторов доступны?

Свинцово-кислотные аккумуляторы на 6 В, 12 В, 24 В, 48 В и 60 В являются наиболее распространенными типами свинцово-кислотных аккумуляторов.