Типы свинцовых аккумуляторов. Типы и особенности свинцово-кислотных аккумуляторов: полный обзор — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие основные типы свинцово-кислотных аккумуляторов существуют. Чем отличаются обслуживаемые и необслуживаемые батареи. Каковы особенности и преимущества AGM, GEL и других современных технологий. Где применяются разные виды аккумуляторов.

Содержание

Основные типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы остаются одними из самых распространенных источников автономного электропитания. Несмотря на длительную историю, эта технология продолжает совершенствоваться. Рассмотрим основные типы современных свинцово-кислотных аккумуляторов:

Аккумуляторы с жидким электролитом (WET)
Гелевые аккумуляторы (GEL)
Аккумуляторы с абсорбированным электролитом (AGM)
Аккумуляторы с улучшенным жидким электролитом (EFB)
Аккумуляторы с регулируемым клапаном (VRLA)

Каждый тип имеет свои особенности конструкции, преимущества и недостатки. Выбор конкретной технологии зависит от области применения и требований к эксплуатационным характеристикам.

Аккумуляторы с жидким электролитом (WET)

Аккумуляторы с жидким электролитом (WET) являются классическим типом свинцово-кислотных батарей. Их основные особенности:

Электролит находится в жидком состоянии
Требуют периодического обслуживания — доливки дистиллированной воды
Могут быть обслуживаемыми или малообслуживаемыми
Устанавливаются только в вертикальном положении
Имеют вентиляционные отверстия для выхода газов
Относительно недорогие

Аккумуляторы WET широко применяются в автомобилях, мотоциклах, лодках. Их преимущества — низкая стоимость и возможность обслуживания. Недостатки — необходимость контроля уровня электролита и вертикальная установка.

Гелевые аккумуляторы (GEL)

Гелевые аккумуляторы относятся к герметизированным необслуживаемым батареям. Их ключевые характеристики:

Электролит находится в желеобразном состоянии
Полностью герметичные, нет доступа к электролиту

Не требуют обслуживания
Могут устанавливаться в любом положении
Устойчивы к глубоким разрядам
Имеют длительный срок службы

Гелевые аккумуляторы отлично подходят для циклического режима работы. Они широко применяются в системах резервного электропитания, солнечной энергетике, электротранспорте. Основной недостаток — более высокая стоимость по сравнению с обычными батареями.

Аккумуляторы с абсорбированным электролитом (AGM)

Технология AGM (Absorbent Glass Mat) — одна из наиболее современных для свинцово-кислотных аккумуляторов. Ее особенности:

Электролит абсорбирован в стекловолоконном сепараторе
Полностью герметичные, необслуживаемые
Могут устанавливаться в любом положении
Имеют низкое внутреннее сопротивление
Обеспечивают высокий пусковой ток

Устойчивы к вибрациям

AGM аккумуляторы сочетают преимущества классических и гелевых батарей. Они широко применяются в современных автомобилях, особенно с системой Start-Stop. Также используются в ИБП, телекоммуникационном оборудовании.

Аккумуляторы с улучшенным жидким электролитом (EFB)

Технология EFB (Enhanced Flooded Battery) — это усовершенствованный вариант классического аккумулятора с жидким электролитом. Ключевые особенности:

Улучшенные пластины с полиэстеровым сепаратором
Повышенная устойчивость к циклическим нагрузкам
Увеличенный срок службы
Улучшенные характеристики при глубоких разрядах
Требуют минимального обслуживания

Аккумуляторы EFB созданы специально для современных автомобилей с системой Start-Stop. Они занимают промежуточное положение между обычными WET и AGM батареями по характеристикам и стоимости.

Аккумуляторы с регулируемым клапаном (VRLA)

VRLA (Valve Regulated Lead Acid) — это общее название для герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов с регулирующим клапаном. К этому типу относятся AGM и гелевые батареи. Основные характеристики:

Герметичный корпус с предохранительным клапаном
Рекомбинация газов внутри батареи
Не требуют обслуживания
Могут устанавливаться в любом положении
Безопасны при эксплуатации

Аккумуляторы VRLA широко применяются в системах бесперебойного питания, телекоммуникациях, альтернативной энергетике. Их главные преимущества — безопасность и отсутствие необходимости в обслуживании.

Сравнение характеристик различных типов аккумуляторов

Для наглядного сравнения основных типов свинцово-кислотных аккумуляторов рассмотрим таблицу с их ключевыми характеристиками:

Характеристика	WET	GEL	AGM	EFB
Обслуживание	Требуется	Не требуется	Не требуется	Минимальное
Установка	Вертикально	Любое положение	Любое положение	Вертикально
Циклический ресурс	300-500	500-1000	400-800	400-600
Саморазряд	Высокий	Низкий	Очень низкий	Средний
Стойкость к вибрации	Низкая	Высокая	Очень высокая	Средняя

Как видно из таблицы, каждый тип аккумуляторов имеет свои сильные и слабые стороны. Выбор оптимального варианта зависит от конкретных требований и условий эксплуатации.

Области применения различных типов аккумуляторов

Разные типы свинцово-кислотных аккумуляторов находят применение в различных сферах:

WET аккумуляторы — классические автомобили, мотоциклы, водный транспорт
GEL аккумуляторы — солнечные электростанции, системы резервного питания, электрокары
AGM аккумуляторы — современные автомобили с системой Start-Stop, ИБП, телекоммуникационное оборудование
EFB аккумуляторы — автомобили эконом-класса с системой Start-Stop
VRLA аккумуляторы — системы бесперебойного питания, телекоммуникации, медицинское оборудование

При выборе аккумулятора важно учитывать не только его тип, но и конкретные эксплуатационные характеристики. Это позволит подобрать оптимальный вариант для решения поставленных задач.

Перспективы развития свинцово-кислотных аккумуляторов

Несмотря на появление новых типов аккумуляторов, свинцово-кислотные батареи продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

Увеличение удельной емкости и мощности
Повышение циклического ресурса

Улучшение характеристик при низких температурах
Снижение веса и габаритов
Повышение безопасности и экологичности

Современные технологии, такие как использование углеродных добавок в активной массе электродов, позволяют значительно улучшить характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов. Это обеспечивает их конкурентоспособность даже на фоне развития литий-ионных технологий.

Заключение

Свинцово-кислотные аккумуляторы остаются важнейшим типом источников автономного электропитания. Разнообразие технологий позволяет подобрать оптимальный вариант практически для любой задачи. При выборе аккумулятора важно учитывать особенности различных типов и конкретные условия эксплуатации. Это позволит обеспечить надежную и эффективную работу оборудования при оптимальных затратах.

Типы кислотно-свинцовых аккумуляторных батарей

Без подготовки разобраться в разновидностях кислотно-свинцовых аккумуляторов не так просто: неспециалист, к примеру, редко знает, что означают аббревиатуры SLA, AFG, AGM и прочие.

Кислотно-свинцовый аккумулятор, как система пластин в растворе серной кислоты между двумя свинцовыми электродами – довольно популярная и надежная конструкция автономного источника питания, известная с начала XX века. В настоящее время существует несколько основных типов кислотно-свинцовых аккумуляторов.

Подразделение типов свинцовых батарей по конструкции и состоянию электролита

По конструкции кислотно-свинцовые аккумуляторы можно разделить на:

Тип WET — батареи с жидким электролитом, которые, в свою очередь, подразделяются на батареи со свободным электролитом и аккумуляторы модификации AFG. Герметичные аккумуляторы в международной классификации обозначаются SLA (от английского «seal» — уплотнение).
Батареи с регулируемым клапаном (VRLA). В этих АКБ электролит содержится не в жидком состоянии, а в желеобразном (гелевом) или абсорбированном.

Батареи со свободным электролитом подразделяются на обслуживаемые и необслуживаемые (есть ещё промежуточный тип – «малообслуживаемые»). Их особенности:

Необслуживаемые модели не предоставляют владельцу машины или автомеханику возможности вскрывать АКБ и добавлять электролит или измерять его плотность. Некоторые отечественные и зарубежные производители сохраняют при этом в конструкции окошко для наблюдения за уровнем электролита.
Обслуживаемые аккумуляторы, которые считаются уже устаревшими (на сегодняшний день они по-прежнему производятся, но в небольших количествах), позволяют вручную открывать «банки» и добавлять электролит, измеряя его плотность.

Батареи VRLA, в которых электролит имеет гелевую (тип GEL) или абсорбированную консистенцию (тип AGM), более устойчивы к низким температурам и способны долго держать зарядку. При их зарядке обеспечение вентиляции в помещении не требуется. На энергетических объектах могут применяться также аккумуляторы AGM глубокого разряда (обеспечивающие 200-400 циклов разряда до 100 %).

Аббревиатура AGM расшифровывается как «абсорбирующие маты из стекла». Отсеки корпуса такого аккумулятора заполняются пористой субстанцией из стекловолокна, пропитываемой раствором серной кислоты. В такой конструкции электролит находится в батарее в «связанном» состоянии. При этом поры заполняются электролитом не полностью, есть свободный объём, в котором должен рекомбинироваться газ.

Подразделение по функциональному назначению. Области применения

С точки зрения области применения свинцово-кислотные аккумуляторы можно разделить на:

Стартерные, которые и используются в автомобилях. Стартерные батареи с жидким электролитом достаточно быстро разряжаются, могут требовать вентиляции в процессе зарядки, а иногда и обслуживания. На современных моделях машин известных производителей уже устанавливаются батареи AGM, в том числе для запитывания системы «Старт – Стоп».
Общепромышленного назначения. Для обеспечения бесперебойного питания (к примеру, электрических транспортных средств) часто применяется батарея типа VRLA (с регулируемым клапаном).
Тяговые, применяемые для нагруженных цикличных режимов в энергетике и машиностроении, на испытательных стендах (например, при испытаниях газотурбогенераторов на разных режимах нагрузки). В качестве тяговых часто применяются аккумуляторы типа WET (с жидким электролитом).
Солнечные (для особо нагруженных режимов).

Поскольку свинцово-кислотные аккумуляторы используются с начала XX века, связанная с ними теория очень развита. Совершенствуются химические процессы, разрабатываются технологии, которые позволяют электролиту держать заряд дольше. Чтобы купить аккумулятор для автомобиля, покупателю не нужно разбираться в технологиях изготовления батарей, которые со временем усложняются. Однако знание типов аккумуляторов и их особенностей поможет при выборе. Если вам сложно разобраться в многообразии батарей, вы можете воспользоваться помощью наших консультантов.

Свинцово-кислотные аккумуляторы: типы и ключевые особенности

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

Режимы работы аккумуляторов

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

Циклический режим

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

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

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

Буферный режим

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

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

Смешанный режим

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

Конструктивные особенности свинцово-кислотных аккумуляторов

Устройство свинцово-кислотных аккумуляторов несложное, но требует дополнительного разъяснения. Основными элементами таких моделей являются электродные пластины, которые изготавливаются из свинца, и электролит – раствор серной кислоты (h3SO4).

Именно такой химический состав аккумуляторов начинает взаимодействовать между собой при процессах разряда и заряда батарей.

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

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

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

Аккумуляторы типа WET

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

Типы аккумуляторных батарей со свободной кислотой

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

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

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

AFB-аккумуляторы

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

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

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

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

Разновидности аккумуляторов VRLA

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

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

Аккумуляторы AGM

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

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

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

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

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

Гелевые аккумуляторы

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

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

Батареи технологии Dryfit

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

Типы свинцово — кислотных аккумуляторов

23 августа 2012

WET аккумуляторы — это свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом.
Существуют обслуживаемые и необслуживаемые аккумуляторы. При эксплуатации обслуживаемого аккумулятора требуется доливка воды. Для добавления воды, у этого типа аккумулятора, пробки вывинчиваются. Необслуживаемые аккумуляторы доливки воды не требуют. Пробки у этого типа аккумулятора не вывинчиваются.
В зависимости от материала, которым легируют электроды, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи делятся на сурьмянистые и кальциевые.

GEL аккумуляторы — это герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы, в которых электролит находится в гелеобразном состоянии.
Гелеобразный электролит получается в результате смешивания серной кислоты с загустителем( силикагелем). Это необслуживаемые аккумуляторы. При эксплуатации не требуют доливки воды и не имеют пробок. Не рекомендуется устанавливать этот тип аккумуляторов там, где есть высокие температуры, так как гель растворяется. Для предотвращения газовыделений заряжать данный тип аккумуляторов нужно зарядным устройством, имеющим постоянное напряжение.

AGM аккумуляторы — это герметизированные свинцово- кислотные аккумуляторы, в которых электролит адсорбирован в стекловолокно.
AGM аккумуляторы отличаются высоким пусковым током, низким внутренним сопротивлением, удобством монтажа (возможны монтаж и эксплуатация в горизонтальном положении), устойчивостью к вибрации. Для предотвращения газовыделений заряжать данный тип аккумуляторов нужно зарядным устройством, имеющим постоянное напряжение. Быстро заряжается.

EFB аккумуляторы — это кислотно- свинцовые аккумуляторы, в которых пластины помещены в сепаратор из стекловолокна, что позволяет пластинам быть постоянно в влажном состоянии.
EFB аккумуляторы отличаются высоким пусковым током и низким внутренним сопротивлением. Быстро заряжается.

VRLA или SLA аккумуляторы — это герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы с регулирующим клапаном, открывающимся при повышении давления внутри корпуса до 100-200 мБар.
Использование аббревиатур SLA и VRLA для необслуживаемых свинцово-кислотных батарей отличаются только областью применения и емкостью (SLA – для батарей емкостью до 30 Ач, VRLA – свыше 30 Ач).
Повышение давления внутри корпуса аккумулятора происходит при перезаряде. Клапан открывается при данном виде нарушения эксплуатации. Данная технология применяется во всех герметизированных аккумуляторах.

« все статьи

Особенности и типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Аккумулятор представляет собой источник тока, который способен многократно преобразовывать энергию из химической в электрическую, а также запасать ее на долгое время. Массовый выпуск и эксплуатация свинцово-кислотных АКБ начался еще в конце 19 века. С тех пор и по сей день устройства широко применяются в транспортных средствах, а также в качестве аварийного и резервного источника питания.

В данной статье мы подробно рассмотрим основные типы свинцово-кислотных аккумуляторов, их особенности, преимущества и недостатки.

Конструкционные различия

В зависимости от конструкции, свинцово-кислотные аккумуляторы разделяют на обслуживаемые и необслуживаемые:

Обслуживаемые АКБ требуют ухода в процессе эксплуатации. Сюда относят контроль за уровнем и плотностью электролита.
Необслуживаемые батареи являются герметизированными, не требуют ухода и работают в любом положении.

Классификация по типу устройства

Большинство АКБ транспортных средств являются свинцово-кислотными — это и жидкостные, и гелевые устройства, а также AGM и EFB. Рассмотрим подробнее каждый из видов.

Жидкостные

Жидкостные аккумуляторы являются самым распространенным и экономичным типом свинцово-кислтоных АКБ. Они состоят из раствора электролита, который требует обслуживания после нескольких циклов зарядки и разрядки (в среднем, раз в 3-6 месяцев).

В том случае, если жидкостная АКБ получает избыточный заряд, в нее можно долить электролит. Это сделает ее более устойчивой к негативным воздействиям. К особенностям эксплуатации устройства можно отнести:

Необходимость в обслуживании;
Установка только в вертикальном положении;
Ресурс — 250-500 циклов зарядки и разрядки;
Обязательное требование — поддержание уровня заряда не менее 50%.

EFB

EFB аккумуляторы считаются экономичным вариантом. Их используют в микрогибридных транспортных средствах, а также они способны выдерживать нагрузки систем старт-стоп. Устройства схожи с жидкостными АКБ, так как содержат внутри раствор электролита. При этом они являются более долговечными и износостойкими.

Особенности EFB аккумуляторов:

Необходимость в обслуживании;
Вертикальная установка;
Ресурс работы — 500-1000 циклов;
60% глубины заряда.

Гелевые

Гелевые АКБ — это необслуживаемая версия жидкостных устройств, относящаяся к герметичному типу свинцово-кислотных батарей. Внутреннее строение их схожее, за исключением того, что в электролит добавляются соединения кремния. Это обеспечивает меньшее испарение, а также повышает ресурс работы, устойчивость к вибрациям и ударам.

AGM

Батареи AGM относят к самому новому виду непроливаемых аккумуляторов. В них вместо геля используются технологичные разделители из стекловолокна. Они абсорбируют электролит, что повышает эффективность устройства в сравнении с другими типами изделий.

AGM аккумуляторы отличаются низким внутренним сопротивлением, за счет чего обеспечивается сильный разряд тока.

Особенности устройства:

Не требует обслуживания;
Зарядка в 5 раз быстрее, чем у других типов;
Ресурс работы — 400-600 циклов;
Чувствительность к неправильной зарядке.

AGM+ (advanced AGM)

Герметичные аккумуляторы AGM+ подобны предыдущему типу, являются улучшенной его версией. Устройства имеют увеличенный ресурс работы (до 800-1200 циклов), а также уменьшенное внутреннее сопротивление. Они подходят для установки в микрогибридные транспортные средства с системой старт-стоп.

Выводы

Таким образом, мы рассмотрели типы свинцово-кислотных батарей. Каждое из устройств подходит для различных систем, имеет свои достоинства, недостатки и особенности. В каталоге нашей компании можно приобрести АКБ в широком ассортименте на выгодных условиях. В случае появления вопросов опытные менеджеры окажут квалифицированную помощь.

Виды и типы аккумуляторных батарей — подробно!

: Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям; Опубликовано 25.06.2015 19:00; Автор: Abramova Olesya

Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Подавляющее число типов аккумуляторных батарей основано на циклическом преобразовании химической энергии в электрическую, это позволяет многократно заряжать и разряжать батарею.

Еще в 1800 году Алессандро Вольта произвел поразительное открытие, когда опустил в банку, наполненную кислотой, две металлические пластины – медную и цинковую, после чего доказал, что по соединяющей их проволоке протекает электрический ток. Спустя более чем 200 лет, современные аккумуляторные батареи продолжают производить на основе открытия Вольта.


Рисунок 1. Вольтов столб из шести элементов.	Рисунок 2. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

Тип	Применение	Обозначение	Рабочая температура, ºC	Напряжение элемента, В	Удельная энергия, Вт∙ч/кг
Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)	Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.	Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)	-20 … +40	3,2-4,2	280
никель-солевой	Автомобильный транспорт, Ж\Д транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии	Na/NiCl	-50 … +70	2,58	140
никель-кадмиевый	Электрокары, речные и морские суда, авиация	Ni-Cd	–50 … +40	1,2-1,35	40 – 80
железо-никелевый	Резервное электропитание, тяговые для электротранспорта, цепи управления	Ni-Fe	–40 … +46	1,2	100
никель-водородный	Космос	Ni-h3		1,5	75
никель-металл-гидридный	электромобили, дефибрилляторы, ракетно-космическая техника, системы автономного энергоснабжения, радиоаппаратура, осветительная техника.	Ni-MH	–60 … +55	1,2-1,25	60 – 72
никель-цинковый	Фотоаппараты	Ni-Zn	–30 … +40	1,65	60
свинцово-кислотный	Системы резервного питания, бытовая техника, ИБП, альтернативные источники питания, транспорт, промышленность и т.д.	Pb	–40 … +40	2, 11-2,17	30 – 60
серебряно-цинковый	Военная сфера	Ag-Zn	–40 … +50	1,85	<150
серебряно-кадмиевый	Космос, связь, военные технологии	Ag-Cd	–30 … +50	1,6	45 – 90
цинк-бромный		Zn-Br		1,82	70 – 145
цинк-хлорный		Zn-Cl	–20 … +30	1,98-2,2	160 – 250

Таблица №1. Классификация аккумуляторных батарей.

Исходя из приведенных данных в таблице №1, можно прийти к выводу, что существует достаточно много видов аккумуляторов, отличных по своим характеристикам, которые оптимизированы для применения в разнообразных условиях и с различной интенсивностью. Применяя для производства новые технологии и компоненты, ученым удается достигать нужных характеристик для конкретной области применения, к примеру, для космических спутников, космических станций и другого космического оборудования были разработаны никель-водородные аккумуляторы. Конечно, в таблице приведены далеко не все типы, а лишь основные, которые получили распространение.

Современные системы резервного и автономного электропитания для промышленного и бытового сегмента основаны на разновидностях свинцово-кислотных, никель-кадмиевых (реже применяются железо-никелевый тип) и литий-ионных аккумуляторах, поскольку эти химические источники питания безопасны и имеют приемлемые технические характеристики и стоимость.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

Этот тип является самым востребованным в современном мире по причине универсальных особенностей и невысокой стоимости. Благодаря наличию большого количества разновидностей, свинцово-кислотные аккумуляторы применяется в областях систем резервного питания, системах автономного электроснабжения, солнечных электростанций, ИБП, различных видах транспорта, связи, системах безопасности, различных видах портативных устройств, игрушках и т. д.

Принцип действия свинцово-кислотных батарей

Основа работы химических источников питания основана на взаимодействии металлов и жидкости – обратимой реакции, которая возникает при замыкании контактов положительных и отрицательных пластин. Свинцово-кислотные аккумуляторы, как понятно из названия, состоят из свинца и кислоты, где положительно заряженными пластинами является свинец, а отрицательно заряженными – оксид свинца. Если подключить к двум пластинам лампочку, цепь замкнется и возникнет электрический ток (движение электронов), а внутри элемента возникнет химическая реакция. В частности, происходит коррозия пластин батареи, свинец покрывается сульфатом свинца. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора на всех пластинах будет образовываться налет из сульфата свинца. Когда аккумулятор полностью разряжен, его пластины покрыты одинаковым металлом – сульфатом свинца и имеют практически одинаковый заряд относительно жидкости, соответственно, напряжение батареи будет очень низким.

Если к батарее подключить зарядное устройство к соответствующим клеммам и включить его, ток будет протекать в кислоте в обратном направлении. Ток будет вызывать химическую реакцию, молекулы кислоты – расщепляться и за счет этой реакции будет происходить удаление сульфата свинца с положительных и отрицательных пластилин батареи. В финальной стадии зарядного процесса пластины будут иметь первозданный вид: свинец и оксид свинца, что позволит им снова получить разный заряд, т. е. батарея будет полностью заряжена.

Однако на практике все выглядит немного иначе и пластины электродов очищаются не полностью, поэтому аккумуляторы имеют определенный ресурс, по достижении которого емкость снижается до 80-70% от изначальной.

Рисунок №3. Электрохимическая схема свинцово-кислотного аккумулятора (VRLA).

Типы свинцово-кислотных батарей

Lead–Acid, обслуживаемые – 6, 12В батареи. Классические стартерные аккумуляторы для двигателей внутреннего сгорания и не только. Нуждаются в регулярном обслуживании и вентиляции. Подвержены высокому саморазряду.
Valve Regulated Lead–Acid (VRLA), необслуживаемые – 2, 4, 6 и 12В батареи. Недорогие аккумуляторы в герметизированном корпусе, которые можно использовать в жилых помещениях, не требуют дополнительной вентиляции и обслуживания. Рекомендованы для использования в буферном режиме.
Absorbent Glass Mat Valve Regulated Lead–Acid (AGM VRLA), необслуживаемые – 4, 6 и 12В батареи. Современные аккумуляторы свинцово-кислотного типа с абсорбированным электролитом (не жидкий) и стекловолоконными разделительными сепараторами, которые значительно лучше сохраняют свинцовые пластины, не давая им разрушаться. Такое решение позволило значительно снизить время заряда AGM батарей, поскольку зарядный ток может достигать 20-25, реже 30% от номинальной емкости.

Аккумуляторы AGM VRLA имеют множество модификаций с оптимизированными характеристиками для циклического и буферного режимов работы: Deep – для частых глубоких разрядов, фронт-терминальные – для удобного расположения в телекоммуникационных стойках, Standard – общего назначения, High Rate – обеспечивают лучшую разрядную характеристику до 30% и подходят для мощных источников бесперебойного питания, Modular – позволяют создавать мощные батарейные кабинеты и т. д.

Рисунок №4. AGM VRLA аккумуляторы EverExceed.
GEL Valve Regulated Lead–Acid (GEL VRLA), необслуживаниемые – 2, 4, 6 и 12В батареи. Одна из последних модификаций свинцово-кислотного типа аккумуляторов. Технология основана на применение гелеобразного электролита, который обеспечивает максимальный контакт с отрицательными и положительными пластинами элементов и сохраняет однообразную консистенцию по всему объему. Данный тип аккумуляторов требует «правильного» зарядного устройства, которое обеспечит требуемый уровень тока и напряжения, лишь в этом случае можно получить все преимущества по сравнению с AGM VRLA типом.

Химические источники питания GEL VRLA, как и AGM, имеют множество подвидов, которые наилучшим образом подходят для определенных режимов работы. Самыми распространенными являются серии Solar – используются для систем солнечной энергии, Marine – для морского и речного транспорта, Deep Cycle – для частых глубоких разрядов, фронт-терминальные – собраны в специальных корпусах для телекоммуникационных систем, GOLF – для гольф-каров, а также для поломоечных машин, Micro – небольшие аккумуляторы для частого использования в мобильных приложениях, Modular – специальное решение по созданию мощных аккумуляторных банков для накопления энергии и т. д.

Рисунок №5. GEL VRLA аккумулятор EverExceed.
OPzV, необслуживаемые – 2В батареи. Специальные свинцово-кислотные элементы типа OPZV произведены с применением трубчатых пластин анода и сернокислотным гелеобразным электролитом. Анод и катод элементов содержат дополнительный металл – кальций, благодаря которому повышается стойкость электродов к коррозии и увеличивается срок службы. Отрицательные пластины – намазные, эта технология обеспечивает лучший контакт с электролитом.

Аккумуляторы OPzV устойчивы к глубоким разрядам и обладают длительным сроком службы до 22 лет. Как правило, для изготовления подобных элементов питания применяются только лучшие материалы, чтобы обеспечить высокую эффективность работы в циклическом режиме.

Применение OPzV аккумуляторов востребовано в телекоммуникационных установках, системах аварийного освещения, источниках бесперебойного питания, системах навигации, бытовых и промышленных системах накопления энергии и солнечной электрогенерации.

Рисунок №6. Строение OPzV аккумулятора EverExceed.
OPzS, малообслуживаемые – 2, 6, 12В батареи. Стационарные заливные свинцово-кислотные аккумуляторы OPzS производятся с трубчатыми пластинами анода с добавлением сурьмы. Катод также содержит небольшое количество сурьмы и представляет собой намазной решетчатый тип. Анод и катод разделены микропористыми сепараторами, которые предотвращают короткое замыкание. Корпус аккумуляторов выполнен из специального ударопрочного, устойчивого к химическому воздействию и огню прозрачного пластика, а вентилируемые клапаны относятся к пожаробезопасному типу и обеспечивают защиту от возможного попадания пламени и искр.

Прозрачные стенки позволяют удобно контролировать уровень электролита при помощи отметок минимального и максимального значения. Специальная структура клапанов дает возможность без их снятия доливать дистиллированную воду и промерять плотность электролита. В зависимости от нагрузки, долив воды осуществляется раз в один – два года.

Аккумуляторные батареи типа OPzS обладают самыми высокими характеристиками среди всех других видов свинцово-кислотных батарей. Срок службы может достигать 20 – 25 лет и обеспечивать ресурс до 1800 циклов глубокого 80% разряда.

Применение подобных батарей необходимо в системах с требованиями среднего и глубокого разряда, в т.ч. где наблюдаются пусковые токи средней величины.

Рисунок №7. OPzS аккумулятор Victron Energy.

Характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов

Анализируя приведенные в таблице №2 данные, можно прийти к выводу, что свинцово-кислотные аккумуляторы обладают широким выбором моделей, которые подходят для различных режимов работы и условий эксплуатации.

Тип	LA	VRLA	AGM VRLA	GEL VRLA	OPzV	OPzS
Емкость, Ампер/час	10 – 300	1 – 300	1 – 3000	1 – 3000	50 – 3500	50 – 3500
Напряжение, Вольт	6, 12	4, 6, 12	2, 4, 6, 12	2, 6, 12	2	2
Оптимальная глубина разряда, %		30	<40	<50	<60	<60
Допустимая глубина разряда, %		<75	<80	<90	<90	<100
Циклический ресурс, D.O.D.=50%		<250-300	<1000	<1400	<3200	<3300
Оптимальная температура, °С	0 … +45	+15 … +25	+10 … +25	+10 … +25	0 … +30	0 … +30
Диапазон рабочих температур, °С	–50 … +70	–35 … +60	–40 … +70	–40 … +70	–40 … +70	–40 … +70
Срок службы, лет при +20°С	<7	<7	5 – 15	8 – 15	15 – 20	17 – 25
Саморазряд, %	3 – 5	2 – 3	1 – 2	1 – 2	1 – 2	1 – 2
Макс. ток заряда, % от емкости	10 – 20	20 – 25	20 – 30	15 – 20	15 – 20	10 – 15
Минимальное время заряда, ч	8 – 12	6 – 10	6 – 10	8 – 12	10 – 14	10 – 15
Требования к обслуживанию	3 – 6 мес.	нет	нет	нет	нет	1 – 2 года
Средняя стоимость, $, 12В/100Ач.	70 – 150	200 – 250	250 – 380	350 – 500	1000 – 1400	1500 – 3500

Таблица №2. Сравнительные характеристики по видам свинцово-кислотных батарей.

Для анализа использовались усредненные данные более чем 10-ти производителей батарей, продукция которых представлена на рынке Украины в течение длительного времени и успешно применяется во многих областях (EverExceed, B.B. Battery, CSB, Leoch, Ventura, Challenger, C&D Techologies, Victron Energy, SunLight, Troian и другие).

Литий-ионные (литиевые) аккумуляторные батареи

История прохождения происхождения уходит в 1912 год, когда Гилберт Ньютон Льюис работал над вычислением активностей ионов сильных электролитов и проводил исследования электродных потенциалов целого ряда элементов, включая литий. С 1973 года работы были возобновлены и в результате появились первые элементы питания на основе лития, которые обеспечивали только один цикл разряда. Попытки создать литиевый аккумулятор затруднялись активностью свойств лития, которые при неправильных режимах разряда или заряда вызывали бурную реакцию с выделением высокой температуры и даже пламени. Компания Sony выпустила первые мобильные телефоны с подобными аккумуляторами, но была вынуждена отозвать продукцию обратно после нескольких неприятных инцидентов. Разработки не прекращались и в 1992 году появились первые «безопасные» аккумуляторы на основе ионов лития.

Аккумуляторы литий-ионного типа обладают высокой плотностью энергии и благодаря этому при компактном размере и легком весе обеспечивают в 2-4 раза большую емкость по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Несомненно, большим достоинством литий-ионных батарей является высокая скорость полной 100% перезарядки в течение 1-2 часов.

Li-ion батареи получили широкое применение в современной электронной технике, автомобилестроении, системах накопления энергии, солнечной генерации электроэнергии. Крайне востребованы в высокотехнологичных устройствах мультимедиа и связи: телефонах, планшетных компьютерах, ноутбуках, радиостанциях и т. д. Современный мир сложно представить без источников питания литий-ионного типа.

Принцип действия литиевых (литий-ионных) батарей

Принцип работы заключается в использовании ионов лития, которые связаны молекулами дополнительных металлов. Обычно, в дополнение к литию применяются литийкобальтоксид и графит. При разряде литий-ионного аккумулятора происходит переход ионов от отрицательного электрода (катода) к положительному (аноду) и наоборот при заряде. Схема аккумулятора предполагает наличие разделительного сепаратора между двумя частями элемента, это необходимо для предотвращения самопроизвольного перемещения ионов лития. Когда цепь аккумулятора замкнута и происходит процесс заряда или разряда, ионы преодолевают разделительный сепаратор стремясь к противоположно заряженному электроду.

Рисунок №8. Электрохимическая схема литий-ионного аккумулятора.

Благодаря своей высокой эффективности, литий-ионные аккумуляторы получили бурное развитие и множество подвидов, например, литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4). Ниже приведена графическая схема работы этого подтипа.

Рисунок №9. Электрохимическая схема процесса разряда и разряда LiFePO4 батареи.

Типы литий-ионных аккумуляторов

Современные литий-ионные аккумуляторы имеют множество подтипов, основная разница которых заключается в составе катода (отрицательно заряженного электрода). Также может изменяться состав анода для полной замены графита или использования графита с добавлением других материалов.

Различные виды литий-ионных аккумуляторов обозначаются по их химическому разложению. Для рядового пользователя это может быть несколько сложно, поэтому каждый тип будет описан максимально подробно, включая его полное название, химическое определение, аббревиатуру и краткое обозначение. Для удобства описания будет использоваться сокращенное название.

Литий кобальт оксид (LiCoO2) – Обладает высокой удельной энергией, что делает литий-кобальтовый аккумулятор востребованным в компактных высокотехнологичных устройствах. Катод батареи состоит из оксида кобальта, тогда как анод – из графита. Катод имеет слоистую структуру и во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду. Недостатком этого типа является относительно короткий срок службы, невысокая термическая стабильность и лимитированная мощность элемента.

Литий-кобальтовые батареи не могут разряжаться и заряжаться током, превосходящим номинальную емкость, поэтому аккумулятор с емкостью 2,4Ач может работать с током 2,4А. Если для заряда будет применяться большая сила тока, то это вызовет перегрев. Оптимальный зарядный ток составляет 0,8C, в данном случае 1,92А. Каждый литий-кобальтовый аккумулятор комплектуется схемой защиты, которая ограничивает заряд и скорость разряда и лимитирует ток на уровне 1C.

На графике (Рис. 10) отражены основные свойства литий-кобальтовых аккумуляторов с точки зрения удельной энергии или мощности, удельная мощность или способность обеспечивать высокий ток, безопасности или шансы воспламенения при высокой нагрузке, рабочая температура окружающей среды, срок службы и циклический ресурс, стоимость.

Рисунок №10. Диаграмма основных свойств LiCoO2 аккумуляторов.
Литий Оксид Марганца (LiMn2O4, LMO) – первая информация об использовании лития с марганцевыми шпинелями была опубликована в научных докладах 1983 года. Компания Moli Energy в 1996 году выпустила первые партии аккумуляторов на основе литий-оксид-марганца в качестве материала катода. Такая архитектура формирует трехмерные структуры шпинели, что улучшает поток ионов к электроду, тем самым снижая внутреннее сопротивление и повышая возможные токи заряда. Также преимущество шпинели в термической стабильности и повышенной безопасности, однако циклический ресурс и срок службы ограничен.

Низкое сопротивление обеспечивает возможность быстрого заряда и разряда литий-марганцевого аккумулятора с высоким током до 30А и кратковременно до 50А. Применяется для мощных электроинструментов, медицинского оборудования, а также гибридных и электрических транспортных средств.

Потенциал литий-марганцевых аккумуляторов примерно на 30% ниже по сравнению с литий-кобальтовыми батареями, однако эта технология обладает примерно на 50% лучшими свойствами, чем аккумуляторы на основе никелевых химических компонентов.
Литий Оксид Марганца (LiMn2O4, LMO) – первая информация об использовании лития с марганцевыми шпинелями была опубликована в научных докладах 1983 года. Компания Moli Energy в 1996 году выпустила первые партии аккумуляторов на основе литий-оксид-марганца в качестве материала катода. Такая архитектура формирует трехмерные структуры шпинели, что улучшает поток ионов к электроду, тем самым снижая внутреннее сопротивление и повышая возможные токи заряда. Также преимущество шпинели в термической стабильности и повышенной безопасности, однако циклический ресурс и срок службы ограничен.

Низкое сопротивление обеспечивает возможность быстрого заряда и разряда литий-марганцевого аккумулятора с высоким током до 30А и кратковременно до 50А. Применяется для мощных электроинструментов, медицинского оборудования, а также гибридных и электрических транспортных средств.

Потенциал литий-марганцевых аккумуляторов примерно на 30% ниже по сравнению с литий-кобальтовыми батареями, однако эта технология обладает примерно на 50% лучшими свойствами, чем аккумуляторы на основе никелевых химических компонентов.

Гибкость конструкции позволяет инженерам оптимизировать свойства батареи и достичь длительного срока службы, высокой емкости (удельная энергия), возможности обеспечивать максимальный ток (удельная мощность). Например, с длительным сроком эксплуатации типоразмер элемента 18650 имеет емкость 1,1Ач, тогда как элементы, оптимизированные на повышенную емкость, – 1,5Ач, но при этом они имеют меньший срок службы.

На графике (Рис. 12) отраженны не самые впечатляющие характеристики литий-марганцевых аккумуляторов, однако современные разработки позволили существенно повысить эксплуатационных характеристики и сделать этот тип конкурентным и широко применяемым.

Рисунок №11. Диаграмма основных свойств LiMn2O4 аккумуляторов.

Современные аккумуляторы литий-марганцевого типа могут производиться с добавлениями других элементов – литий-никель-марганец-кобальт оксид (NMC), подобная технология существенно продлевает срок службы и повышает показатели удельной энергии. Этот состав привносит лучшие свойства из каждой системы, так называемые LMO (NMC) применяются для большинства электромобилей, таких как Nissan, Chevrolet, BMW и т. д.
Литий-Никель-Марганец-Кобальт оксид (LiNiMnCoO2 или NMC) – ведущие производители литий-ионных батарей сосредоточились на сочетании никеля-марганца-кобальта в качестве материалов катода (NMC). Похожий на литий-марганцевый тип, эти аккумуляторы могут быть адаптированы для достижения показателей высокой удельной энергии или высокой удельной мощности, однако, не одновременно. К примеру, элемент NMC типа 18650 в состоянии умеренной нагрузки имеет емкость 2,8Ач и может обеспечить максимальный ток 4-5А; NMC элемент, оптимизированный к параметрам повышенной мощности, имеет всего 2Втч, но может обеспечить непрерывный ток разряда до 20А. Особенность NMC заключается в сочетании никеля и марганца, в качестве примера можно привести поваренную соль, в которой основные ингредиенты натрий и хлорид, которые в отдельности являются токсичными веществами.

Никель известен своей высокой удельной энергией, но низкой стабильностью. Марганец имеет преимущество формирования структуры шпинели и обеспечивает низкое внутреннее сопротивление, но при этом обладает низкой удельной энергией. Комбинируя эти два металла, можно получать оптимальные характеристика NMC аккумулятора для разных режимов эксплуатации.

NMC аккумуляторы прекрасно подходят для электроинструмента, электровелосипедов и других силовых агрегатов. Сочетание материалов катода: треть никеля, марганца и кобальта обеспечивают уникальные свойства, а также снижают стоимость продукта в связи с уменьшением содержания кобальта. Другие подтипы, как NCM, CMN, CNM, MNC и MCN имеют отличное соотношение тройки металлов от 1/3-1/3-1/3. Обычно, точное соотношение держится производителем в секрете.

Рисунок №12. Диаграмма основных свойств LiNiMnCoO2 аккумуляторов.
Литий-Железо-Фосфатные (LiFePO4) – в 1996 в университете штата Техас (и другими участниками) был применен фосфат в качестве катодного материала для литиевых аккумуляторов. Литий-фосфат предлагает хорошие электрохимические характеристики с низким сопротивлением. Это стало возможным с нано-фосфатом материала катода. Основными преимуществами являются высокий протекающий ток и длительный срок службы к тому же, хорошая термическая стабильность и повышенная безопасность.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы терпимее к полному разряду и менее подвержены «старению», чем другие литий-ионные системы. Также LFP более устойчивы к перезаряду, но как и в других аккумуляторах литий-ионного типа, перезаряд может вызвать повреждение. LiFePO4 обеспечивает очень стабильное напряжение разряда – 3,2В, это же позволяет использовать всего 4 элемента для создания батареи стандарта 12В, что в свою очередь позволяет эффективно заменять свинцово-кислотные батареи. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы не содержат кобальт, это существенно снижает стоимость продукта и делает его более экологически чистым. В процессе разряда обеспечивает высокий ток, а также может быть заряжен номинальным током всего за один час до полной емкости. Эксплуатация при низких температурах окружающей среды снижает производительность, а температура свыше 35ºС – несколько сокращается срок службы, но показатели намного лучше, чем у свинцово-кислотных, никель-кадмиевых или никель-металлогидридных аккумуляторов. Литий-фосфат имеет больший саморазряд, чем другие литий-ионные аккумуляторы, которые могут вызвать потребность балансировки батарейных кабинетов.

Рисунок №13. Диаграмма основных свойств LiFePO4 аккумуляторов.
Литий-Никель-Кобальт-Оксид Алюминия (LiNiCoAlO2) – литий-никель-кобальто-оксид алюминиевые батареи (NCA) появились в 1999 году. Этот тип обеспечивает высокую удельную энергию и достаточную удельную мощность, а также длительный срок службы. Однако существуют риски воспламенения, в следствие чего был добавлен алюминий, который обеспечивает более высокую стабильность электрохимических процессов, протекающих в аккумуляторе при высоких токах разряда и заряда.

Рисунок №14. Диаграмма основных свойств LiNiCoAlO2 аккумуляторов.
Литий-титанат (Li4Ti5O12) – аккумуляторы с анодами из литий-титаната были известны с 1980-х годов. Катод состоит из графита и имеет сходство с архитектурой типичной литий-металлической батареи. Литий-титанат имеет напряжение элемента 2,4В, может быть быстро заряжен и обеспечивает высокий разрядный ток 10C, который в 10 раз превышает номинальную емкость батареи.

Литий-титанатные аккумуляторы отличаются повышенным циклическим ресурсом по сравнению с другими Li-ion видами батарей. Обладают высокой безопасностью, а также способны работать при низких температурах (до –30ºC) без ощутимого снижения рабочих характеристик.

Недостаток заключается в достаточно высокой стоимости, а также в небольшом показателе удельной энергии, порядка 60-80Втч/кг, что вполне сопоставимо с никель-кадмиевыми аккумуляторами. Области применения: электрические силовые агрегаты и источники бесперебойного питания.

Рисунок №15. Диаграмма основных свойств Li4Ti5O12 аккумуляторов.
Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol, Li-polymer, LiPo, LIP, Li-poly) – литий полимерные аккумуляторы отличаются от литий-ионных тем, что в них используется специальный полимерный электролит. Возникший ажиотаж к этому виду батарей с 2000-х годов длится до сегодняшнего времени. Основан он не безосновательно, т. к. при помощи специальных полимеров удалось создать батарею без жидкого или гелеобразного электролита, это дает возможность создавать батареи практически любой формы. Но основная проблема заключается в том, что твердый полимерный электролит обеспечивает плохую проводимость при комнатной температуре, а лучшие свойства демонтирует в разогретом состоянии до 60°С. Все попытки ученых обнаружить решение этой задачи оказали тщетны.

В современных литий-полимерных батареях применяется небольшое количество гелевого электролита для лучшей проводимости при нормальной температуре. А принцип работы построен на одном из описанных выше типов. Самым распространенным является литий-кобальтовый тип с полимерным гелеобразным электролитом, который применяется в большинстве случаев.

Основная разница между литий-ионными аккумуляторами и литий-полимерными заключается в том, что микропористый полимерный электролит заменяется традиционным разделительным сепаратором. Литий-полимер имеет немного больший показатель удельной энергии и дает возможность создавать тонкие элементы, но стоимость на 10-30% выше, чем литий-ионных. Существенная разница есть и в структуре корпуса. Если для литий-полимерных применяется тонкая фольга, которая дается возможность создавать настолько тонкие элементы питания, что они похожи на кредитные карты, то литий-ионные собираются в жестком металлическом корпусе для плотной фиксации электродов.

Рисунок №17. Внешний вид Li-polymer аккумулятора для мобильного телефона.

Характеристики литий-ионных аккумуляторов

В таблице отсутствует максимальная емкость элементов, т. к. технология литий-ионных аккумуляторов не позволяет производить мощные отдельные элементы. Когда необходима высокая емкость или постоянный ток, батареи соединятся параллельно и последовательно при помощи перемычек. Состояние обязательно должна контролировать система батарейного мониторинга. Современные батарейные кабинеты для ИБП и солнечных электростанций на основе литиевых элементов могут достигать напряжения 500-700В постоянного тока с емкостью около 400А/ч, а также емкости 2000 – 3000Ач с напряжением 48 или 96В.

Параметр \ Тип	LiCoO2	LiMn2O4	LiNiMnCoO2	LiFePO4	LiNiCoAlO2	Li4Ti5O12
Напряжение элемента, Вольт;	3.6	3.7	3.6-3.7	3.2	3.6	2.4
Оптимальная глубина разряда, %;	85-90	85-90	85-90	85-90	85-90	85-90
Допустимая глубина разряда, %;	100	100	100	100	100	100
Циклический ресурс, D.O.D.=80%;	700 — 1000	1000 — 2000	1000 — 2000	1000 — 2000	1000 — 2000	5000 — 8000
Оптимальная температура, °С;	+20…+30	+20…+30	+20…+30	+20…+30	+20…+30	+20…+30
Диапазон рабочих температур, °С;	–10 …+60	–10 …+45	–10 …+55	–10 …+60	–10 …+55	–10 …+45
Срок службы, лет при +20°С;	5 – 7	10	10	20 — 25	20 — 25	18 — 25
Саморазряд в мес., %	1 – 2	1 – 2	1 – 2	1 – 2	1 – 2	1 – 2
Макс. ток разряда	1C	10C/30C 5с	2C	25 — 30C	1C	10C/30С 5с
Макс. ток заряда	0,7-1C	0,7-1C	0,7-1C	1C	0,7C	1C
Минимальное время заряда, ч	2 — 3	2 — 2.5	2 — 3	2 — 3	2 — 3	2 — 3
Требования к обслуживанию	нет	нет	нет	нет	нет	нет
Уровень стоимости	высокий	средний	средний	низкий	средний	высокий

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи

Изобретателем является шведский ученый Вальдемар Юнгнер, который запатентовал технологию производства никель кадмиевого типа в 1899 году. D 1990 году возник патентный спор с Эдисоном, который Юнгнер проиграл в силу того, что не владел таким средствами, как его оппонент. Компания «Ackumulator Aktiebolaget Jungner», основанная Вальдемаром, оказалась на грани банкротства, однако, сменив название на «Svenska Ackumulator Aktiebolaget Jungner», предприятие все же продолжило свое развитие. В настоящее время предприятие, основанное разработчиком, носит название «SAFT AB» и производит одни из самых надежных никель-кадмиевых аккумуляторов в мире.

Никель-кадмиевые аккумуляторы относятся к очень долговечному и надежному типу. Существуют обслуживаемые и необслуживаемые модели с емкостью от 5 до 1500Ач. Обычно поставляются в виде сухо-заряженных банок без электролита с номинальным напряжением 1,2В. Несмотря на схожесть конструкции со свинцово-кислотными, никель- кадмиевые батареи имеют ряд существенных преимуществ в виде стабильной работы при температуре от –40°С, возможности выдерживать высокие пусковые токи, а также оптимизированы моделями для быстрого разряда. Ni-Cd батареи устойчивы к глубокому разряду, перезаряду и не требуют моментального заряда как свинцово-кислотный тип. Конструктивно производятся в ударопрочном пластике и хорошо переносят механические повреждения, не боятся вибрации и т.п.

Принцип действия никель-кадмиевых батарей

Щелочные аккумуляторы, электроды которых состоят из гидрата окиси никеля с добавлениями графита, окиси бария и порошкового кадмия. В качестве электролита, как правило, выступает раствор с 20%-ным содержанием калия и добавлением моногидрата лития. Пластины разделены изолирующими сепараторами во избежании замыкания, одна отрицательно заряженная пластина расположена между двумя положительно заряженными.

В процессе разряда никель-кадмиевой батареи происходит взаимодействие между анодом с гидратом окиси никеля и ионами электролита, образуя гидрат закиси никеля. В это же время катод из кадмия образует гидрат окиси кадмия, тем самым создавая разность потенциалов до 1,45В обеспечивая напряжение внутри аккумулятора и во внешней замкнутой цепи.

Процесс заряда никель-кадмиевых аккумуляторов сопровождается окислением активной массы анодов и переходом гидрата закиси никеля в гидрат окиси никеля. Одновременно катод восстанавливается с образованием кадмия.

Достоинством принципа действия никель-кадмиевой батареи является то, что все составляющие, которые образуются в процессе циклов разряда и заряда, почти не растворяются в электролите, а также не вступают в какие-либо побочные реакции.

Рисунок №16. Строение Ni-Cd аккумулятора.

Типы никель-кадмиевых аккумуляторов

В настоящее время батареи Ni-Cd используют чаще всего в промышленности, где требуется обеспечивать питанием разнообразные приложения. Некоторые производители предлагают несколько подвидов никель-кадмиевых аккумуляторов, которые обеспечивают наилучшую работу в определенных режимах:

время разряда 1,5 – 5 часов и более – обслуживаемые батареи;
время разряда 1,5 – 5 часов и более – необслуживаемые батареи;
время разряда 30 – 150 минут – обслуживаемые батареи;
время разряда 20 – 45 минут – обслуживаемые батареи;
время разряда 3 – 25 минут – обслуживаемые батареи.

Характеристики никель-кадмиевых аккумуляторов

Параметр \ Тип	Никель-кадмиевые / Ni-Cd
Емкость, Ампер/час;	1 – 1500
Напряжение элемента, Вольт;	1,2
Оптимальная глубина разряда, %;	60 — 80
Допустимая глубина разряда, %;	100
Циклический ресурс, D.O.D.=80%;	2300
Оптимальная температура, °С;	0 … +20
Диапазон рабочих температур, °С;	-50 … +70
Срок службы, лет при +20°С;	25
Саморазряд в мес., %	4
Макс. ток разряда	10 C5
Макс. ток заряда	0.4 C5
Минимальное время заряда, ч	5
Требования к обслуживанию	Малообслуживаемые или необслуживанемые
Уровень стоимости	средняя (300 – 400$ 100Ач)

Высокие технические характеристики делают этот тип аккумуляторных батарей очень привлекательным для решения производственных задач, когда требуется высоконадежный источник резервного питания с длительным сроком службы.

Никелево-железные аккумуляторные батареи

Впервые были созданы Вальдемаром Юнгнером в 1899 году, когда он пытался найти более дешевый аналог кадмию в составе никель-кадмиевых батарей. После долгих испытаний Юнгнер отказался от применения железа, т. к. заряд осуществлялся слишком медленно. Несколькими годами позднее, Томас Эдисон создал никель-железный аккумулятор, который осуществлял питание электромобилей «Baker Electric» и «Detroit Electric».

Дешевизна производства позволили никель-железным аккумуляторам стать востребованными в электротранспорте в качестве тяговых батарей, также применяются для электрификации пассажирских вагонов, питания цепей управления. В последние годы о никель-железных аккумуляторах заговорили с новой силой, т. к. они не содержат токсичных элементов вроде свинца, кадмия, кобальта и т. д. В настоящее время некоторые производители продвигают их для систем возобновляемой энергетики.

Принцип действия никелево-железных батарей

Аккумуляция электроэнергии происходит при помощи никель оксида-гидроксида, применяемого в качестве положительных пластин, железа – в качестве отрицательных пластин и жидкого электролита в виде едкого калия. Никелевые стабильные трубки или «карманы» содержат активное вещество

Никелево-железный тип очень надежный, т.к. выдерживает глубокие разряды, частые перезаряды, а также может находится в недозаряженном состоянии, что очень пагубно для свинцово-кислотных батарей.

Характеристики никелево-железных аккумуляторов

Параметр \ Тип	Никель-кадмиевые / Ni-Cd
Емкость, Ампер/час;	10 – 1000
Напряжение элемента, Вольт;	1,2
Оптимальная глубина разряда, %;	50 — 80
Допустимая глубина разряда, %;	100
Циклический ресурс, D.O.D.=80%;	1800 — 2300
Оптимальная температура, °С;	+15 … +25
Диапазон рабочих температур, °С;	-40 … +60
Срок службы, лет при +20°С;	20
Саморазряд в мес., %	15
Макс. ток разряда	0.25C 5
Макс. ток заряда	0.25C 5
Минимальное время заряда, ч	12 – 16
Требования к обслуживанию	Малообслуживаемые
Уровень стоимости	средняя, низкая

Использованные материалы

Исследования компании Boston Consulting Group

Техническая документация ТМ Bosch, Panasonic, EverExceed, Victron Energy, Varta, Leclanché, Envia, Kokam, Samsung, Valence и других.

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов — Справочник химика 21

Свинцово-кислотные аккумуляторы стационарного типа (Социалистическая Республика Румыния) [c.893]

Свинцово-кислотные аккумуляторы стационарного типа [c.894]

ТИПЫ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ [c.80]

ГОСТ 825-61 предусматривает выпуск свинцово-кислотных противоэлементов на базе свинцово-кислотных аккумуляторов типа С (СК). Положительные электроды таких противоэлементов состоят из листов мягкого свинца толщиной 10,4 0,3 мм по размерам, равным [c.25]

Для некоторых типов ХИТ применение стального корпуса невозможно или нецелесообразно. Так, в свинцовых кислотных аккумуляторах недопустимо применение стальных деталей (даже из коррозионно-стойких нержавеющих сталей) вследствие резкого усиления саморазряда свинцового электрода, поэтому корпус выполняют из эбонита, полипропилена, стекла. При изготовлении серебряно-цинковых аккумуляторов применяют прозрачные корпуса из полиамидных смол, что позволяет следить за уровнем электролита. [c.59]

Типичные данные определения поверхности активного материала положительного электрода свинцового кислотного аккумулятора приведены в табл. 2. В этой таблице (часть А) указан тип образца и его обработка, а также приведены промежуточные результаты расчетов и окончательный ответ. В части Б перечислены давления, полученные для четырех точек. Эти величины использованы для расчета РР-зависи- [c.322]

На пересечениях с автомагистралями применяются различные защитные устройства, автоматически предупреждающие или останавливающие экипажи при приближении поезда. К ним относятся мигающие огни, маятниковые сигналы, остановочно-разрешительные сигналы и шлагбаумы разных типов. Питание таких устройств осуществляется на напряжении 8—12 в при токе от 1 до 20 а. На многих пересечениях защитные устройства питаются переменным током непосредственно или через выпрямители с аккумуляторной батареей в качестве аварийного источника питания. Для обслуживания устройств сигнализации и блокировки одинаково пригодны как свинцово-кислотные, так и щелочные аккумуляторные батареи. Тип и емкость элементов в каждом отдельном случае должны выбираться в за висимости от нагрузки и режима работы. Свинцово-кислотные аккумуляторы, обычно применяемые в устройствах железнодорожной блокировки и сигнализации, показаны 400 [c.400]

Для стационарных установок в Советском Союзе преимущественно применяются открытые свинцово-кислотные аккумуляторы с поверхностными положительными и коробчатыми отрицательными пластинами типа С(СК). Только за последнее время начали внедряться в практику эксплуатации закрытые стационарные аккумуляторы с намазными пластинами обеих полярностей типа СН. [c.4]

Кислотные аккумуляторы имеют довольно небольшую сохранность по сравнению со щелочными аккумуляторами. Отрицательным их свойством является ограниченный срок хранения даже в сухом виде непосредственно после изготовления. По этому параметру они значительно уступают даже серебряно-цинковым аккумуляторам. Допустимый срок хранения свинцовых аккумуляторов в сухом виде лежит в пределах од-ного-трех лет в зависимости от типа аккумулятора и примененной сепарации. Небольшой срок хранения в сухом виде объясняется окислением оставшегося металлического свинца в активной массе отрицательного электрода и решеток обеих полярностей кислородом воздуха. В присутствии следов кислоты, воды и углекислого газа на поверхности электродов образуется продукт взаимодействия окисла свинца с этими веществами в виде белой массы, которая может плотно прилипать к сепараторам. [c.186]

С—число вольт на элемент, постоянная, равная 2,5 в. для всех типов и размеров свинцово-кислотных аккумуляторов [c.268]

Следует отметить высокие темпы роста выпуска химических источников тока как в нашей стране, так и за рубежом, что обусловлено постоянно расширяющейся областью их применения в современной технике. Наиболее универсальные и распространенные преобразователи энергии в настоящее время — свинцово-кислотные аккумуляторы. Развитие химической технологии позволило осуществить в последние годы переход промышленности на выпуск всех основных типов свинцовых аккумуляторов в сухозаряженном исполнении с синтетической сепарацией, в связи с чем значительно повысились требования к электрической емкости отрицательных пластин как на протяжении начальных циклов, так и на протяжении всего срока службы, особенно при низких температурах. [c.126]

В качестве наиболее распространенного источника энергии в электромобиле рассматриваются свинцово-кислотные батареи, являющиеся наиболее дешевым типом батарей. Стандартный комплект свинцово-кислотных аккумуляторов для электромобиля средней массы стоит порядка 3 ООО долл. США [3.3]. Однако такие батареи обеспечивают запас хода транспортного средства без подзарядки около 150 км. Средний ресурс работы этих батарей не превышает трех лет. [c.91]

Примером вторичных элементов являются широко распространенные свинцовые автомобильные аккумуляторные батареи. Устройство свинцового (или кислотного) аккумулятора показано на рис. 16.7. В раствор электролита — разбавленной серной кислоты — помещены электроды двух типов анод из пористого свинца (восстановитель) и катод из спрессованного нерастворимого оксида свинца(1У) (окислитель). Заряженный аккумулятор дает ток за счет термодинамически выгодного окислительно-восстановительного процесса [c.219]

Наибольшее практическое применение имеют следующие типы аккумуляторов кислотные (свинцовые) и щелочные (железо-нике-левые, кадмиево-никелевые, серебряно-цинковые). [c.191]

Аккумуляторные батареи. Для электромобилей могут использоваться различные типы аккумуляторов (табл. 10.4). Однако практически применяются лишь свинцовые и никель-железные. Наибольшее применение на электромобилях находят свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. По конструкции пластин (главным образом положительных) свинцовые тяговые аккумуляторы делятся на намазные и панцирные. Намазные пластины используются в аккумуляторах для стартерных батарей обычных автомобилей. Поэтому их конструкция достаточно хорошо известна. Основным недостатком аккумуляторных батарей с намазными пластинами является относительно небольшой срок службы (до 500 циклов), обуславливаемый разрушением и выпадением активной массы из положительных электродов. [c.194]

Свинцово-кислотные и железо-никелевые или щелочные аккумуляторы широко известны и длительное время выпускаются промышленностью. Ввиду их важности они будут описаны подробно. Будут описаны также и другие типы аккумуляторов, видимо, менее известные широким кругам, включая кадмиево-никелевые и серебряно-цинковые. [c.15]

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют два типа аккумуляторов кислотные (свинцовые) и щелочные (железо-нике-левые и железо-кадмиевые). [c.307]

Советскими электрохимиками проделана большая работа как по усовершенствованию старых, так называемых классических, типов источников тока и по выяснению механизма протекающих в них электрохимических реакций, так и по созданию и всестороннему исследованию различных новых типов источников тока. К старым типам источников тока, серийное производство которых уже в течение длительного времени проводилось в широких масштабах, относятся элементы марганцевой системы (сухие элементы), щелочные кадмиево-никелевые или железо-никелевые аккумуляторы и кислотные свинцовые аккумуляторы. [c.173]

Фирма Дженерал Электрик разрабатывает ряд герметичных цилиндрических перезаряжаемых свинцовыч элементов напряжением 2 В, а также аккумуляторные батареи. Первым и пока единственным элементом этого ряда, относительно которого имеются данные, является элемент В, обладающий при 10-часовом разряде емкостью 2,5А-ч. Конструкция этого элемента аналогична конструкции стандартных цилиндрических никель-кад-миевых элементов. Он герметичен, имеет предохранительный клапан, в нем использованы свернутые в цилиндрическую спираль электроды. Элемент можно заряжать и разряжать в любой ориентации. Свинцовые элементы со спиральными электродами обладают малой скоростью саморазряда, которая на 30 % меньше, чем у других типов свинцово-кислотных аккумуляторов. [c.183]

Хотя координационный полиэдр иона металла в структуре тетрагонального рутила близок к правильному октаэдру, при точном определении расстояний М—О в них обнаруживаются небольшие различия. Например, в структуре ТЮг [3] четыре расстояния Т1—О равны 1,944 (4) А и два расстояния — 1,988 (6) А в структуре КиОг [4] есть четыре расстояния Ки—О, равные 1,917 (8) А, и два—1,999 (8) А. В структуре р-РЬОг типа рутила (главный компонент свинцово-кислотных аккумуляторов) аксиальные связи (2,150 А) короче, чем экваториальные связи (2,169 А) [5]. Искажение координационного октаэдра характерно не только для структуры рутила например, различные расстояния обнаружены в анатазе [6] (Т1—О 1,934 и 1,980 А), а в структуре брукита [7] окружение катионов еще менее симметрично (Т —О 1,87 2,04 А). [c.247]

Наряду со свинцово-кислотными аккумуляторами некоторое применение на электромобилях находят также щелочные никель-железные аккумуляторы. Кроме свинцовых и никель-железных аккумуляторов, в последнее время на опытных электромобилях применялись и другие типы. Однако из них промышленное производство имеют только никель-кадмиевые и серебряно-цинковые аккумулятЪры, которые ввиду высокой стоимости и дефи-цитцостн применяемых материалов оказались для электромобилей неперспективны. [c.196]

Никель-кадмиевые аккумуляторы не предназначены для работьи по методу заряд—разряд. Характерные кривьие заряда и разряда никель-кадмиевых аккумуляторов типа 5 приведены на рис. 6-11. Следует заметить, что характер зарядной кривой никель-кадмиевого аккумулятора более похож на зарядную кривую свинцово-кислотного аккумулятора, чем на кривую железо-никелевого аккумулятора, отличающуюся крутым ростом напряжения на зажимах в начальной стадии заряда. [c.298]

В настоящее время имеются два типа электромобилей Себ-ринг —Вангард (США) и Элькар (Италия). Оба они работают на свинцово-кислотных аккумуляторах дальность пробега этих машин составляет соответственно 80 и 40—80 км, максимальная скорость 45—80 и 40—55 км/ч. [c.525]

Н. Ф. Иорданского и Е. П. Тверетинова. До Великой Октябрьской социалистической революции промышленность ХИТ в России была представлена в основном мелкими предприятиями, более крупные из которых принадлежали иностранным фирмам. После Великой Октябрьской социалистической революции производство ХИТ в нашей стране пришлось создавать заново и оно превратилось в крупную, хорошо развитую отрасль промышленности. В настоящее время из элементов наиболее широко распространены марганцевоцинковые и ртутно-цинковые источники тока, а из аккумуляторов — свинцовые кислотные, никель-железные, никель-кадмиевые и се-ребряно-цинковые с щелочными электролитами. Так как напряжение, которое можно получить от одного элемента или аккумулятора, невелико (у большинства типов от 0,8 до 2 В), то их чаще применяют соединенными последовательно в батареи. [c.317]

Аккумуляторы свинцово-кислотного типа не выделяют газов во время разряда ил хранения их без работы в обычных условиях. Однако в элементах, стоящих без работы, в результате местного действия часто обнаруживается легкое вьщеление водорода с отрицательных пластин. Поэтому следует ожидать, что над электролитом всегда присутствует некоторое количество водорода и, следовательно, меры предосторожности, необходимые во избежание взрьп-вов, должны действовать непрерывно, точно так же, как это необходимо в случае заряда. Особенно опасно зажигать спички, как это иногда бывает, над вентиляционным отверстием элемента с целью посмотреть, как высоко стоит уровень жидкости. [c.291]

Существующие в настоящее время аккумуляторы массового типа — кислотные свинцовые или щелочные никелевые — по своим показателям (удельная энергия не более 30—40 вт-ч1кг) непригодны для использования в качестве основного энергоисточника, например для двигателя автомобиля. Несколько лучше положение у серебряно-цинковых аккумуляторов (удельная энергия около 100 вт-ч1кг), но большой расход серебра и малый срок службы. затрудняют использование их для указанной цели. Так, например, на изготовление таких аккумуляторов только для одной американской подводной лодки Барракуда было затрачено 14,5 т серебра стоимостью 2,25 млн. долл. На получение 1 г цинка, из которого изготавливают аноды во многих химических источниках тока, нужно затратить до 3,5 тыс. квт-ч, а [c.489]

Для ускоренного заряда кислотных аккумуляторных батарей было разработано устройство (рис. 190), позволяющее реверсировать постоянный ток. При помощи этого устройства были получены вышеописанные результаты по ускоренному заряду свинцовых батарей типа 6СТЭН-140М. Принцип его работы состоит в следующем. После подсоединения к сети и включения понижающего трансформатора Тр (выключателем П ) и реле контактора (выключателем Яг) напряжение подается на моторное реле времени РВ и одновременно через контакты шагового нокателя ШИ на реле Р. При этом замыкаются контакты Кры и Kv -2 Зарядный ток от выпрямителя В] через эти контакты и переключатель Яз подводится к клеммам аккумулятора. Выдержав заданный промежуток, реле времени замыкает контакт Км1 и размыкает контакт Км2. В результате замыкаются контакты Кр2-2- Срабатывает реле. ши мыкаются контакты ползунок шагового искателя переме- [c.364]

Аккумуляторы. По типу электролита аккумуляторы подразделяются на кислотные (свинцовые) и щелочные — никель-кадмие-вые (НК) и никель-железные (НЖ). [c.403]

Виды, классификация аккумуляторов, АКБ

30/04/2019

Традиционные свинцовые аккумуляторные батареи

Электроды свинцовой аккумуляторной батареи выполнены из свинца с содержанием более 5% сурьмы. Корпус свинцовой аккумуляторной батареи — черный пластмассовый или эбонитовый, верхняя часть батареи залита смолой. Единственное преимущество таких батарей – высокая ремонтопригодность. В настоящее время для потребительских целей не выпускаются.

Малосурьмянистые аккумуляторные батареи

Положительные и отрицательные электроды малосурьмянистых аккумуляторных батарей выполнены из свинцовых сплавов с пониженным до 2,5-3,0% содержанием сурьмы. В некоторых публикациях малосурьмянистые аккумуляторные батареи иногда называют малообслуживаемыми; у них расход воды и саморазряд гораздо меньше, чем у традиционных батарей, но в 2-3 раза выше, чем у батарей с кальциевыми токоотводами. Недостатки малосурьмянистых аккумуляторных батарей — большой расход воды и саморазряд. Достоинства малосурьмянистых аккумуляторных батарей относительная устойчивость к глубоким разрядам, низкая цена. Возможное дополнительное обозначение — отсутствует.

Гибридные аккумуляторные батареи

Гибридные аккумуляторные батареи системы «кальций плюс» (гибридные) с содержанием до 1,5-1,8% сурьмы и 1,4-1,6% кадмия в положительном токоотводе и свинцово-кальциевым отрицательным токоотводом. Характеристики гибридных аккумуляторных батарей по расходу воды и саморазряду вдвое лучше, чем у малосурьмянистых. Возможное дополнительное обозначение — Са+, и (или) Hybrid.

Кальциевые аккумуляторные батареи

Первоначально кальциевые аккумуляторные батареи начали выпускать в США на базе свинцово-кальциевого сплава (0,07-0,1% Са) для токоотводов положительного и отрицательного электродов. Кальциевые аккумуляторные батареи значительно снизили газовыделение, что обеспечило эксплуатацию аккумуляторов без доливки воды в течение как минимум двух лет. Достоинства кальциевых аккумуляторных батарей – снижение саморазряда на 30% и расхода воды на 80% по сравнению с малосурьмянистыми. Недостатки кальциевых аккумуляторных батарей – неустойчивость к глубоким разрядам. Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены выкипаемости еще и потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной «самовыключаемости» — они перестают принимать ток, когда заряжены на 95-97%. Возможное дополнительное обозначение — Са/Са.

Серебряно-кальциевые аккумуляторные батареи (кальциевые с дополнительным легированием серебром)

В конце 90-х годов и в США, и в Западной Европе началось производство батарей с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с добавкой новых легирующих компонентов, в том числе серебра, которые не боятся глубоких разрядов. Добавление серебра также повышает коррозионную стойкость решеток. Достоинства – устойчивость к глубоким разрядам при сохранении параметров кальциевых батарей по саморазряду и расходу воды. Недостатки – высокая цена и, как правило, невозможность обслуживания (контроля и коррекции уровня электролита).

Расход воды у серебряно-кальциевых батарей в стандартных режимах так мал, что конструкторы убрали из крышек отверстия для доливки воды. Такие батареи в рекламных публикациях иногда называют абсолютно (полностью) необслуживаемыми. В этих батареях исключена возможность контроля плотности электролита и долива воды в процессе эксплуатации. Заявленные характеристики этих батарей гарантируются только при исправном состоянии электрооборудования автомобиля и соблюдении условий пользования, указанных производителем в инструкции по эксплуатации. Возможное дополнительное обозначение — Са/Аg, «серебряно-кальциевая технология».

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

| Свинцово-кислотная батарея Введение

Есть много разновидностей свинцово-кислотных аккумуляторов. Каждый из них разработан для своего конкретного применения с определенными характеристиками разряда и заряда. Эти типы аккумуляторов специально разработаны для определенного конечного применения.
Важно выбрать подходящую свинцово-кислотную батарею для вашего конкретного применения. Невыполнение этого требования может снизить производительность и в некоторых случаях необратимое повреждение батареи, что приведет к резкому сокращению ее общего срока службы.

Обычно свинцово-кислотные батареи делятся на две основные категории; Залитые (или влажные) элементы и необслуживаемые герметичные свинцово-кислотные батареи (SLA).

Свинцово-кислотные аккумуляторы с заливкой

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

являются наиболее часто встречающимся типом свинцово-кислотных аккумуляторов и широко используются в автомобильной промышленности. Они представляют собой наиболее экономичное решение из всех свинцово-кислотных аккумуляторов с наименьшими затратами на ампер-час.

Современные мокрые камеры выпускаются в двух стилях; ремонтопригоден и не требует обслуживания.Обычные залитые аккумуляторные батареи требуют особого ухода и регулярного обслуживания в виде полива, выравнивания зарядов и поддержания клемм в чистоте. Затопленные ячейки необходимо устанавливать правильно, и они могут быть подвержены утечке.

Транспортировка заливных свинцово-кислотных аккумуляторов сопряжена со своими проблемами. Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы, классифицируемые как «опасный товар», требуют особых методов транспортировки и могут быть отправлены только аккредитованными сертифицированными транспортными и курьерскими компаниями.

Герметичные свинцово-кислотные батареи

Обычно известен как свинцово-кислотный продукт с регулируемым клапаном (VRLA) или герметичный свинцово-кислотный продукт (SLA). Батареи SLA доступны в нескольких различных форматах. Их основной производственный процесс, включая количество пластин и толщину пластин, определяет назначенное конечным пользователем приложение. Аккумуляторы SLA, как правило, не сульфатируются или разлагаются так же легко, как влажные элементы, и считаются самыми безопасными свинцово-кислотными аккумуляторами в использовании.

Обычно встречаются две основные версии герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA).AGM (Absorbed Glass Matt) и Gel Cell (гелеобразный электролит).

Свинцово-кислотный аккумулятор AGM

Аккумуляторы

AGM предлагают лучшую цену среди свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием. Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы AGM используют процесс матирования абсорбированного стекла (AGM), который превосходит традиционную технологию заливного стекла. Тонкие, высокопористые сепараторы из микроволоконного стекла поглощают электролит, повышая эффективность за счет снижения внутреннего сопротивления, что, в свою очередь, увеличивает емкость. Более низкое внутреннее сопротивление также означает, что аккумулятор можно заряжать намного быстрее, чем обычные заливные или влажные свинцово-кислотные аккумуляторы.Батареи AGM имеют гораздо большую емкость при меньшем размере корпуса и могут быть установлены на их стороне и отправлены с использованием стандартных процессов доставки. Аккумуляторы
AGM используются во многих областях; ИБП, сигнализация и телекоммуникации, тележки и тележки для гольфа, мобильные автомобили, высокопроизводительные автомобили и многое другое. Как всегда, важно убедиться, что вы выбрали правильный аккумулятор AGM для вашего приложения. Хотя напряжение, емкость, размеры и номинальные значения могут быть очень похожими в разных диапазонах, каждая батарея AGM имеет определенное применение, в котором они должны использоваться.

Свинцово-кислотные гелевые герметики типов

Распространенное заблуждение состоит в том, что все «герметичные» свинцово-кислотные батареи — гелевые. Гелевые батареи VRLA содержат гелеобразный электролит, который отличается от своих аналогов AGM. Серная кислота смешивается с дымом кремнезема, что делает полученную массу гелеобразной и неподвижной. Таким образом создается полностью необслуживаемый, герметичный свинцово-кислотный аккумулятор. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом или свинцово-кислотных аккумуляторов, гелевые аккумуляторы не нужно хранить в вертикальном положении, и их можно отправлять стандартным способом ».

Унаследованный дизайн

GEL снижает испарение электролита, утечку и последующую коррозию, которая очень часто встречается в залитых батареях или батареях с жидкими элементами. Гелевые батареи обладают большей устойчивостью к экстремальным температурам, ударам и вибрации. Они способны выдерживать чрезмерную разрядку, которая обычно вызывает необратимые повреждения затопленных аккумуляторов и некоторых аккумуляторов AGM. Они идеально подходят для приложений, где требуется постоянный ток, таких как тележки для гольфа, мобильные устройства, блоки питания и блоки питания для жилых автофургонов.
лари, как правило, намного дороже, чем их аналоги AGM и Flooded. У них очень низкая скорость разряда (1% в месяц), но они требуют определенных методов зарядки и должны заряжаться с помощью специального зарядного устройства для гелевых аккумуляторов.

Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла

Герметичные свинцово-кислотные батареи

Deep Cycle, как следует из названия, специально разработаны для приложений с глубоким циклом. У них меньше пластин, чем у их заводных или пусковых аналогов. Эти пластины также намного толще.Это уменьшает общую площадь поверхности, в результате чего батарея обеспечивает более низкий максимальный ток, но способна к гораздо более глубокому состоянию заряда.

Аккумуляторы глубокого разряда обычно разряжаются до 50% своей емкости и снова заряжаются. Это известно как глубина разряда (DoD). Этот уровень цикличности обычно используется в приложениях, где батарея обеспечивает постоянный ток в течение длительных периодов времени. Такие как тележки для гольфа, скутеры для передвижения, блоки питания, блоки питания для автофургонов, системы солнечной энергии и т.

Основная формула, которой мы руководствуемся, рекомендуя батарею глубокого разряда, заключается в том, чтобы предложить батарею с остаточной емкостью, примерно в три раза превышающей предполагаемое ежедневное использование. Рекомендуется полностью заряжать аккумуляторы Deep Cycle каждые несколько месяцев, чтобы поддерживать их истинную емкость на уровне. Несоблюдение этого требования сократит срок службы батарей, и со временем их емкость будет все меньше и меньше. Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла обычно классифицируются по их номинальной ампер-часам (AHr). Ампер-час — это мера емкости батарей.

Батареи

Deep Cycle доступны в вариантах AGM или GEL.

Свинцово-кислотные батареи для запуска или запуска двигателя

Аккумуляторы

Engine Start имеют большее количество более тонких пластин. На общий выходной ток влияет общая площадь поверхности. С более тонкими пластинами на батарею конечным результатом является увеличенная площадь поверхности, которая обеспечивает гораздо более высокий потенциал тока.

В общем, аккумуляторные батареи с кривошипом отличаются от своих аналогов глубокого разряда, поскольку они были специально разработаны для создания большого всплеска тока за короткий промежуток времени.Это особенно полезно при запуске двигателя. Пусковые батареи обычно классифицируются на основе их номинального тока ccA (ток холодного пуска). Ампер холодного пуска — это мера общего тока, который полностью заряженная батарея при -18 градусов Цельсия может обеспечить в течение 30 секунд, не опускаясь ниже 1,2 В на элемент (7,2 В для батареи 12 В). Обычно это 1% емкости аккумулятора. Чем выше рейтинг ccA, тем больший двигатель может перевернуть аккумулятор.

Аккумуляторные батареи не предназначены для глубокого цикла или разряда.Они предназначены для переворачивания двигателя и использования плавающего заряда, обеспечиваемого генератором переменного тока автомобиля. Разрядка аккумуляторной батареи приведет к необратимому повреждению пластин аккумуляторной батареи. Это в конечном итоге снизит его производительность, общий срок службы и в некоторых случаях приведет к полному отказу.

Лучшее из обоих миров

Известен под разными именами, но чаще всего как Гибрид. Эти аккумуляторы предназначены как для запуска двигателя, так и для глубокого цикла. Это особенно полезно в морских и жилых помещениях, где для запуска двигателя требуется большой ток срабатывания, а также возможность циклического включения бортовых устройств и приборов.

Эти батареи можно найти как в гелевых, так и в AGM-вариантах.

Свинцово-кислотные батареи резервного питания

Резервные герметичные свинцово-кислотные батареи — это самая базовая разновидность герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. Как следует из названия, они были разработаны только для резервных приложений, где они работают с плавающей (очень низкой) нагрузкой, поддерживая источники бесперебойного питания (ИБП), системы сигнализации, телекоммуникации и сетевые системы.
Резервные батареи обычно относятся к группе AGM.

Судовые аккумуляторы

Морская аккумуляторная батарея может работать с запуском, глубоким циклом или их комбинацией. Решающим фактором, позволяющим использовать эту батарею в морских приложениях, является процесс ее изготовления.
Морские условия вызывают сильную нагрузку и чрезмерную вибрацию аккумулятора. Использование стандартного глубокого цикла и / или запуска батареи для этого приложения даст нормальные результаты в краткосрочной перспективе. Однако в долгосрочной перспективе суровые морские условия, чрезмерная вибрация и износ могут повредить хрупкую свинцово-кислотную батарею, в результате чего срок службы батареи будет значительно меньше номинального срока службы, указанного производителем.Аккумуляторы, предназначенные для использования в морских условиях, будут иметь специальную маркировку «Marine Grade». Спросите своего продавца, предназначен ли аккумулятор, который вы покупаете, для использования в морских условиях.

Морские батареи могут быть залитыми, гелевыми или AGM.

Знакомство со свинцово-кислотными аккумуляторами

(Эти объяснения несколько упрощены.)

Затопленный: Это традиционный аккумулятор для запуска двигателя и тягового типа. Жидкий электролит может свободно перемещаться в отсеке ячейки.Пользователь имеет доступ к отдельным элементам и может добавлять дистиллированную воду по мере высыхания батареи.

Запечатано: Этот термин может относиться к ряду различных конструкций, включая лишь небольшую модификацию стиля затопления. В этом случае, даже если у пользователя нет доступа к отсекам элементов, внутренняя структура в основном такая же, как и у залитой батареи. Единственное отличие состоит в том, что производитель гарантирует, что в батарее будет достаточное количество кислоты для поддержания химической реакции при нормальном использовании в течение гарантийного срока батареи.Другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также герметичны, как описано ниже.

VRLA: Это означает свинцово-кислотную батарею с регулируемым клапаном. Это тоже герметичный аккумулятор. Механизм регулировки клапана позволяет безопасно удалять водород и кислород во время зарядки.

AGM: Как указывалось ранее, конструкция из абсорбированного стеклянного матового материала позволяет суспендировать электролит в непосредственной близости от активного материала пластины. Теоретически это увеличивает эффективность разряда и перезарядки.Фактически, аккумуляторы AGM представляют собой вариант аккумуляторов Sealed VRLA. Этот особый стиль в последнее время стал очень популярным во многих приложениях для запуска двигателей и силовых видов спорта.

Примечание: Маркетологи отрасли нередко проявляют некоторую литературную лицензию при описании различных рабочих характеристик свинцово-кислотных батарей. Креативный маркетолог, хотя и имеет хорошие намерения, создавая узнаваемую нишу на слишком часто сером и непривлекательном рыночном пейзаже, иногда произносит фразу, которая не только улавливает, но и порождает некоторую путаницу.Одна из таких фраз — «Сухие батареи». Это описание является расширением эксплуатационных характеристик линейки аккумуляторов AGM очень высокого качества, призванным подчеркнуть минимальное количество свободной кислоты (практически полное ее отсутствие), которая будет вытекать в случае разрыва стенки аккумуляторной батареи. К сожалению, путаница возникает из-за противоречий с обязательным набором предупреждений, продиктованным стандартом UL-1236 лаборатории Underwriter для зарядных устройств, используемых при запуске двигателя. Эта формулировка из подпункта 47.4.11 h): «… Не используйте зарядное устройство для зарядки сухих аккумуляторов, которые обычно используются с бытовой техникой …» Обычному конечному пользователю неочевидно, что цель предупреждения UL-1236 , написанная в июне 1994 года, чтобы избежать попыток перезарядить первичные неперезаряжаемые элементы, такие как D, C, AA, щелочные элементы, которые используются в таких вещах, как фонарики, камеры и т. д. Существуют типы перезаряжаемых батарей этих размеров для тех же применений бытовой техники, но по большей части химический состав элемента не свинцово-кислотный.Технический персонал Deltran неоднократно интересовался совместимостью зарядных устройств Battery Tender с «сухими батареями». После того, как марка батареи будет идентифицирована как герметичная, AGM, свинцово-кислотная, то совместимость с зарядными устройствами Deltran отпадает.

GEL: Гелевый элемент аналогичен стилю AGM, потому что электролит находится во взвешенном состоянии, но отличается, потому что технически аккумулятор AGM по-прежнему считается мокрым элементом. Электролит в гелевом элементе содержит добавку диоксида кремния, которая заставляет его затвердеть или затвердеть, сначала как Jell-O, а затем после последующих циклов разряда / заряда, больше как ломкость арахиса.В загущенном электролите образуются микротрещины, которые обеспечивают пути для реакций рекомбинации кислорода между положительной и отрицательной пластинами. Напряжение перезарядки у этого типа элементов ниже, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов других типов. Вероятно, это наиболее чувствительный элемент с точки зрения побочных реакций на зарядку от перенапряжения.

Примечание: Часто люди используют термин «гелевый элемент», когда относятся к герметичным, необслуживаемым батареям, так же, как если бы кто-то использовал «Kleenex» для обозначения салфеток для лица или «Xerox machine» при обращении к копировальный аппарат.Будьте очень осторожны при выборе зарядного устройства. Чаще всего то, что кто-то считает гелевым элементом, на самом деле представляет собой герметичную, необслуживаемую батарею GRT, вероятно, в стиле AGM.

Не требует обслуживания: Этот термин является очень общим и относится практически ко всем типам батарей, кроме залитых батарей, у которых есть доступные отдельные элементы, чтобы конечный пользователь мог доливать воду. Поскольку любая герметичная конструкция не позволяет пользователю добавлять воду в отдельные ячейки, по умолчанию она не требует обслуживания.

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов | Федеральные батареи | Ведущие бренды аккумуляторов

Существует множество разновидностей свинцово-кислотных аккумуляторов. Давайте проясним некоторую путаницу, связанную с основным типом и их типичными приложениями.

Залитые батареи

являются наиболее распространенным типом свинцово-кислотных аккумуляторов и широко используются в автомобилестроении. Они называются затопленными из-за кислоты, которая свободно течет внутри корпуса, в котором подвешены пластины аккумулятора. Эти батареи по-прежнему являются наиболее экономичными и наименее затратными в расчете на Ампер-час любого типа.

Герметичные батареи

Обычно известен как VRLA (свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном) или SLA (герметичные свинцово-кислотные).

PRO: считаются наиболее безопасными в использовании, поскольку они не пропускают газ и не проливаются.

ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны, многие автомобильные необслуживаемые аккумуляторы еще называют герметичными. У них есть внешние вентиляционные отверстия, из них будет вытекать жидкость, если их опрокинуть, и выделять газ при зарядке, что делает их бесполезными.

Два основных типа: AGM и Gel.

AGM Батареи: Герметичные, их можно заряжать быстрее, чем залитые батареи, из-за более низкого внутреннего сопротивления.

PRO: Герметичность также означает, что доставка проще (и дешевле), а также гибкость установки. Например, он может располагаться внутри транспортного средства, так как не может произойти газообразование или утечка.

AGM

изготавливаются для различных применений, таких как запуск, езда на велосипеде или двойное назначение.

Гелевые батареи: Гели — король герметичных батарей глубокого разряда.

Они идеальны в приложениях, где требуется постоянный ток, например: тележки для гольфа, мобильные машины, караваны, жилые дома, лодки и солнечные системы.

PRO: Они также выдерживают экстремальные температуры, вибрацию, удары и чрезмерную разрядку лучше, чем любые другие свинцово-кислотные аккумуляторы. Они действительно «доминируют» на рынке циклических батарей

Deep Cycle: Батарея глубокого разряда — это свинцово-кислотная батарея, предназначенная для регулярной глубокой разрядки с использованием большей части своей емкости.Эти батареи содержат меньше пластин, чем их стартовые и заводские аналоги, но пластины намного толще. Это уменьшает площадь поверхности, подверженную воздействию электролита, что снижает доступное количество тока, но способно к гораздо более глубокому состоянию заряда.

Аккумуляторы глубокого разряда доступны как в мокром, так и в герметичном исполнении.

Прокручивание или запуск двигателя: Иногда их называют аккумуляторными батареями SLI (пуск, освещение и зажигание). Поскольку общий выходной ток от батареи определяется площадью поверхности, батареи запуска / запуска имеют больше и более тонких пластин, чем при глубоком цикле.Они предназначены для кратковременной подачи большого импульса тока. Как раз то, что нам нужно для запуска двигателей.

Пусковые батареи рассчитаны на ток запуска, мы часто используем ток холодного запуска (CCA) в качестве меры производительности аккумуляторов.

Гибрид: Они предназначены как для старта, так и для езды на велосипеде. Аккумуляторы для автомобилей Start-Stop, безусловно, являются гибридными. Морские аккумуляторы двойного назначения также попадают в эту категорию.

Для этого лучше всего подходят

AGM.

Standby: Эти батареи, как правило, герметичного типа и предназначены для длительной подзарядки с поддержанием ИБП, систем сигнализации и т.д.

Ознакомьтесь с этими различными типами аккумуляторов (см. Каталог или веб-сайт), чтобы убедиться, что ваши клиенты получают аккумулятор правильной технологии.

Объяснение 5 типов батарей — Герметичные, AGM, Гелевые

Из-за того, что на рынке представлены все типы батарей, бывает сложно выбрать правильный тип для вашего приложения.Мы рекомендуем уделить немного времени тому, чтобы узнать больше о 5 наиболее распространенных типах батарей.

1. Залитые батареи

Это традиционный аккумулятор для запуска двигателя, трактора и глубокого цикла. Жидкий электролит может свободно перемещаться в отсеке ячейки. Пользователь имеет доступ к отдельным элементам и может добавлять дистиллированную воду по мере высыхания батареи. Популярные применения — запуск двигателя и конструкции с глубоким циклом.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения 14.От 4 до 14,9 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,1 до 13,4 вольт.

Залитые батареи широко распространены и используются во многих приложениях, например, в автомобильных пусковых батареях, батареях для мотоциклов, батареях для квадроциклов, батареях для тележек для гольфа, а также залитых батареях для солнечных и аварийных систем резервного питания.

2. Герметичные батареи

Этот термин может относиться к ряду различных конструкций, включая лишь небольшую модификацию стиля затопления. В этом случае, даже если у пользователя нет доступа к отсекам элементов, внутренняя структура в основном такая же, как у залитой батареи.Единственное отличие состоит в том, что производитель обеспечил наличие в батарее достаточного количества кислоты для поддержания химической реакции при нормальном использовании в течение гарантийного срока батареи. Другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также герметичны, как описано ниже. Очень популярны такие применения, как запуск двигателя и приложения с ограниченным запуском / глубоким циклом.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения от 14,2 до 14,7 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,1 до 13,4 вольт.

3.VRLA Аккумуляторы

Это означает свинцово-кислотную батарею с регулируемым клапаном. Это тоже герметичный аккумулятор. Механизм регулировки клапана позволяет безопасно удалять водород и кислород во время зарядки.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения от 14,2 до 14,5 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,2 до 13,5 вольт.

Батареи

VRLA широко распространены и используются во многих приложениях, например, в аккумуляторах для медицинских скутеров, игрушечных батареях и батареях для сигнализации.

4. Аккумуляторы AGM

Конструкция абсорбированного стеклянного мата позволяет суспендировать электролит в непосредственной близости от активного материала пластин. Теоретически это увеличивает эффективность разряда и перезарядки. Фактически, аккумуляторы AGM — это вариант аккумуляторов Sealed VRLA, только более совершенный дизайн. Популярное использование включает запуск двигателя с высокими характеристиками, силовые виды спорта, глубокий цикл, солнечные батареи и аккумуляторные батареи.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения 14.От 4 до 15,0 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,2 до 13,8 вольт.

Аккумуляторы

AGM широко распространены и используются во многих областях, таких как аккумуляторы для жилых автофургонов, лодочные аккумуляторы, аккумуляторы для мотоциклов, аккумуляторы для квадроциклов, а также аккумуляторы для ИБП и телекоммуникаций для генераторов.

5. GEL аккумуляторы

Гелевый аккумулятор похож на аккумулятор AGM, потому что электролит находится во взвешенном состоянии, но отличается, потому что технически аккумулятор AGM по-прежнему считается влажным элементом. Электролит в гелевых батареях содержит добавку диоксида кремния, которая заставляет его затвердеть или затвердеть.Напряжение перезарядки у этого типа элементов ниже, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов других типов. Вероятно, это наиболее чувствительный элемент с точки зрения побочных реакций на зарядку от перенапряжения. Гелевые батареи лучше всего использовать при ОЧЕНЬ ГЛУБОКОМ цикле и могут работать немного дольше в жаркую погоду. Использование неправильного зарядного устройства с гелевой батареей неизбежно приведет к снижению производительности и преждевременному выходу из строя. Зарядные устройства с гелевым профилем будут иметь информацию о совместимости с гелем либо на устройстве, либо в руководстве.

Для этого типа аккумулятора типичный диапазон напряжения поглощения от 14,0 до 14,2 вольт; типичный диапазон плавающего напряжения от 13,1 до 13,3 вольт.

Примечание о гелевых батареях: люди очень часто используют термин «гелевый элемент», когда относятся к герметичным, необслуживаемым батареям, так же, как при использовании Kleenex, когда речь идет о салфетках для лица или «Xerox machine», когда речь идет о копировальном аппарате. . Будьте очень осторожны при выборе зарядного устройства. Чаще всего то, что кто-то считает гелевым элементом, на самом деле представляет собой герметичную необслуживаемую батарею типа VRLA или AGM.Узнайте больше о различиях между гелевой ячейкой и батареей AGM.

Гелевые аккумуляторы

не так распространены, как аккумуляторы AGM, но часто встречаются в ситуациях с глубокой разрядкой, таких как аккумуляторы для инвалидных колясок и мобильных телефонов, аккумуляторы для троллинговых двигателей и аккумуляторы глубокого разряда для жилых автофургонов.

Нужна новая высокопроизводительная батарея?
Выберите аккумулятор

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Написано 31 октября 2019 г. в 10:17

типов свинцово-кислотных аккумуляторов — BatteryClerk.com

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

Аккумуляторы мокрого типа

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

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

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

Герметичные свинцово-кислотные батареи

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

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

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

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

Различные типы свинцово-кислотных аккумуляторов, с которыми мы сталкиваемся

Когда Гастон Планте создал свой первый прототип в 1859 году, он не имел представления о различных типах свинцово-кислотных аккумуляторов, которые последуют за ним. Это было простое дело: два свинцовых листа, разделенные полосой ткани, свернутой по спирали, и погруженные в раствор серной кислоты. Тем не менее, он продолжал гореть огни поездов на станции.

Два основных типа свинцово-кислотных аккумуляторов, используемых сегодня

Свинцово-кислотные батареи

используют диоксид свинца для положительного электрода и металлический свинец для отрицательного.Эти два компонента удерживаются в отдельных решетках, в то время как раствор серной кислоты заливает их контейнер.

Ячейка Гастона Планте: неизвестный автор Public Domain

Активные материалы электродов вступают в реакцию с сернокислотным электролитом свинцово-кислотных аккумуляторов с жидкостью. В результате этой реакции во время разряда образуется сульфат свинца, который при разряде почти полностью меняет направление. Конструкция требует пополнения электролита водой через съемные колпачки.

Свинцово-кислотные батареи с вентиляцией являются усовершенствованием по сравнению с этой конструкцией.В них есть отверстия, которые позволяют беспрепятственно проходить побочным продуктам электролиза и испарения. Они также относительно дешевы в производстве, но требуют хорошо вентилируемого помещения.

Аккумуляторы с регулируемым клапаном — второй из основных типов свинцово-кислотных аккумуляторов. В этом случае электролит находится в мате или в геле. Клапаны сброса давления заменяют съемные крышки заливной горловины, поэтому аккумулятор не протекает.

Герметичные аккумуляторные батареи с регулируемым клапаном становятся все более популярными. Они заменяют традиционный «мокрый» электролит на иммобилизованный, с гораздо меньшей вероятностью утечки и увеличенным сроком хранения.

Почему свинцово-кислотные батареи все еще используются у нас

Теоретически не должно быть, ввиду их размера и веса. Однако они дешевле и проще в изготовлении, чем литий-ионные. Более того, свинца в избытке, хотя большая часть его в любом случае поступает из переработанных батарей. Иногда все же верно, что старые способы лучше. Хотя должно наступить время, когда нам больше не понадобится их верный свинцово-кислотный дизайн.

Связанные

Свинцово-кислотная батарея Гастона Планте

Как работают автоматические свинцово-кислотные батареи

Изображение для предварительного просмотра: переработка расплавленного свинца из батарей

# 4 Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Последнее обновление 22.06.2021

Вы — внедорожник или владелец транспортного средства, что всегда рекомендуется знать о каждой важной части вашего транспортного средства.Аккумулятор — одна из самых важных частей. Автомобиль без аккумулятора похож на человека без сердца. Без аккумулятора автомобиль не может двигаться.

Как бы то ни было, сегодня в этой статье я расскажу вам о типах аккумуляторов, а точнее о типах свинцово-кислотных аккумуляторов.

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

1. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с заливкой

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея с заливной водой — первая и самая старая свинцовая аккумуляторная батарея.Залитая батарея поставляется с пластинами, погруженными в электролит, состоящий примерно из 35% серной кислоты и 65% воды по объему.

Однако на рынке существуют два разных типа заливных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Они: 1) не требуют технического обслуживания и 2) подлежат ремонту.

Необслуживаемые батареи — это батареи, не нуждающиеся в уходе. В необслуживаемой батарее нет крышки доступа для добавления воды, если уровень воды становится низким. С другой стороны, обслуживаемые батареи — это те, у которых есть крышка доступа для снятия, которую можно снять, чтобы добавить воды, если уровень воды станет низким.Без этого для исправной залитой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи также необходимы дополнительные очищающие клеммы и выравнивающие заряды.

Заливная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея для запуска двигателей, тяги, систем бесперебойного питания, глубокого цикла, морских и авиационных.

Также читайте: Лучший аккумулятор для бездорожья

2. Герметичные свинцово-кислотные батареи

Герметичные свинцово-кислотные батареи знакомы также с VRLA, что означает «свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном». Пластины и толщина пластин являются основными формами, которые используются для производства герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов.Герметичные свинцово-кислотные батареи — самые безопасные батареи, поскольку они не так легко разлагаются. Однако доступны два разных типа герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов.

Это: 1) Абсорбированный стеклянный мат, известный как AGM, и 2) Гелеобразный электролит, который называется GEL.

Абсорбирующее матовое стекло (AGM): Абсорбирующее матовое стекло (AGM) — лучшая герметичная свинцово-кислотная батарея. Эти батареи AGM поставляются со стеклом из микроволокна. Благодаря этому микроволоконному стеклу эта батарея обеспечит максимальную эффективность, поскольку она обеспечивает максимальную энергию при минимальном внутреннем сопротивлении.Аккумуляторы AGM используются в ИБП, транспортных средствах, телекоммуникациях и т. Д.

Гелеобразный электролит (GEL): Батареи с гелеобразным электролитом похожи на батареи AGM, поскольку электролит находится во взвешенном состоянии, эти батареи технически отличаются, поскольку батарея AGM считается влажной батареей. Гелевый элемент обычно содержит гель силикагеля, который суспендирует электролит в пасте. Эту батарею можно отправить любым стандартным курьером, так как она состоит из гелеобразного материала.Эти батареи с гелеобразным электролитом используются для аварийного освещения, инвалидных колясок, небольших ИБП и вентиляторов в медицинских целях.

Читайте также: Какие самые лучшие аккумуляторы для лебедки

3. Резервный свинцово-кислотный аккумулятор

Резервные свинцово-кислотные батареи специально разработаны для использования в режиме ожидания или в качестве резервного источника энергии. Об этом аккумуляторе можно догадаться по названию. Резервная батарея используется специально для резервных приложений, которые не требуют больших нагрузок, таких как система сигнализации, источники бесперебойного питания, телекоммуникационные и сетевые системы.

4. Морской аккумулятор

Батареи

Marine разработаны с системой высокой мощности, способной выдерживать огромные нагрузки. Морские батареи могут быть заводными, глубокого разряда и сочетанием того и другого. Морские аккумуляторы предназначены для использования в морских условиях и имеют маркировку Marine grade

Часто задаваемые вопросы

Сколько существует типов свинцово-кислотных аккумуляторов?

Есть в основном два типа. Это AGM и Gel.

Как классифицируется свинцово-кислотная батарея?

Свинцово-кислотные батареи классифицируются как батареи пускового освещения-зажигания, стационарные батареи и тяговые батареи.

Также читают: