Baterie plumb-acid: caracteristici de utilizare. Yurov Yu., Postnikov A.A., Gumelev V.Yu. Scurtă evaluare a metodelor de diagnostic pentru bateriile de stocare cu plumb-acid Lista instrumentelor, inventarului și pieselor de schimb necesare pentru funcționare

Bateria reîncărcabilă este exact ceea ce se găsește pe absolut toate vehiculele moderne. Scopul principal al acestei unități a fost întotdeauna și este astăzi furnizarea de energie electrică dispozitivelor electronice ale mașinii, dacă au nevoie de aceasta, ocolind generatorul. În general, primele baterii au apărut acum câteva sute de ani. Începând cu anii 1800, proiectarea și ingineria bateriilor de stocare a dus la crearea unuia dintre cele mai renumite tipuri de asamblare din lume - bateria plumb-acid. Luând în considerare cererea pentru astfel de baterii pentru șoferi, resursa noastră a decis să le ia în considerare mai detaliat.

Istoria apariției unor astfel de baterii

Primul care a creat și a proiectat o baterie plumb-acid cu adevărat funcțională a fost un om de știință francez - Gaston Planté. Această persoană a fost serios interesată să creeze baterii de stocare universale la acel moment, întrucât avea nu numai interes științific, ci și parțial financiar. Potrivit rapoartelor istorice, producătorii de baterii, dintre care erau puțini în acea perioadă, i-au oferit lui Gaston Plante o mulțime de bani pentru crearea unui nou tip de baterie și încărcarea convenabilă a acestuia.

Drept urmare, omul de știință francez a reușit parțial să atingă acest obiectiv. Pentru a fi mai precis, Plante a creat un design de baterie folosind electrozi de plumb și o soluție de acid sulfuric 10%. În ciuda inovației bateriei acide în acei ani, aceasta a avut un dezavantaj semnificativ - necesitatea de a parcurge un număr imens de cicluri de „încărcare-descărcare” pentru a încărca bateria „la maxim”. Apropo, numărul acestor cicluri a fost atât de mare încât ar putea dura câțiva ani până să se acomodeze complet electricitatea din baterie. Acest lucru s-a datorat în mare parte construcției de electrozi de plumb și separatoare utilizate în baterii, ca urmare a faptului că mintea „afacerii cu baterii” s-a luptat cu acest neajuns de baterii în următoarele câteva decenii.

Deci, în perioada 1880-1900, oameni de știință precum Fore și Volkmar au proiectat baterii cu plumb-acid care sunt aproape ideale pentru toate tipurile de construcții. Esența unei astfel de baterii a fost aceea de a folosi nu plăci solide de plumb, ci doar oxidul său, combinat cu antimoniu și depus pe plăci speciale. Mai târziu, Sellon a brevetat cel mai reușit tip de construcție a acestei baterii, introducând în ea un grătar metalic presărat cu oxizi de plumb și antimoni, care ca urmare:

• a crescut capacitatea bateriei de mai multe ori;
• a crescut interesul comercial al companiilor în bursa de valori mobiliare;
• și, în general, a făcut un salt evolutiv în domeniul bateriilor.

Rețineți că de la începutul anului 1890, bateriile cu plumb-acid au intrat în producție în serie și au început să fie utilizate pe scară largă peste tot.

În anii 1970, bateriile au fost sigilate datorită înlocuirii electroliților acizi standard din ele cu gaze și geluri îmbunătățite. Ca urmare, bateria a devenit parțial sigilată. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se obțină o etanșare completă, deoarece, în orice caz, la încărcarea și descărcarea bateriei, se formează unele gaze, care sunt importante pentru a se elibera din interiorul bateriei pentru binele său. De atunci bateriile sigilate de plumb-acid au fost utilizate la scară uriașă și au rămas practic neschimbate, cu excepția îmbunătățirilor minore aduse electroliților și electrozilor utilizați în proiectarea lor.

Dispozitiv cu baterie de plumb acid

Prin designul lor general, bateriile plumb-acid au rămas neschimbate de mai bine de 110 ani. În general, bateria constă din următoarele elemente:

• corp din plastic sau cauciuc sub formă de prismă;
• o rețea metalică având o răspândire adecvată de plumb și subdiviziuni în electrozi pozitivi și negativi;
• supapă pentru aerisirea gazelor;
• zone pentru umplerea cu electrolit, altfel - separatoare;
• zone interdimensionale umplute cu mastic;
• capac.

Toate elementele atât ale unei baterii staționare plumb-acid, cât și ale unei baterii nestatiare de acest tip reprezintă un complex etanș. Etanșarea parțială completă este disponibilă în majoritatea bateriilor moderne, deoarece are un sistem de eliminare a gazelor presate excesiv. Etanșarea completă este asigurată structural numai în baterii înalte cu utilizarea unui design special de electrozi, ceea ce face posibil să nu se adauge deloc electrolit în timpul funcționării și să nu se elimine gazele de eșapament. În orice caz, bateria este parțial complet etanșă, care, cu o izolare completă completă, se numește de obicei baterii sigilate cu plumb-acid, prin urmare, în acest sens, nu există diferențe între diferitele tipuri de baterii.

Soiuri de baterii și modul lor de funcționare

S-a menționat deja că bateriile cu plumb-acid sunt împărțite în diferite tipuri. Indiferent de tipul organizării lor, aceștia lucrează pe principiul reacțiilor chimice electrolitice. Acestea se bazează pe interacțiunea dintre plumb (sau alt metal), oxid de plumb (cu antimoniu) și acid sulfuric (sau alt electrolit). Acest tip de interacțiune în bateriile acide a fost recunoscut ca fiind cel mai bun, deoarece în timpul hidrolizei acide, alte combinații de interacțiuni ale substanțelor duc fie la o resursă redusă a bateriei (cu adăugarea de calciu), fie la „fierbere” excesivă în interiorul parte (în absența antimoniului) sau la o putere insuficientă (atunci când se utilizează numai plăci de plumb).

Astăzi, există trei tipuri principale de baterii plumb-acid, mai precis:

1. Baterii cu plumb acid 6V. Acestea sunt construite pe principiul utilizării a 6 celule, adică bateria este împărțită din interior în 6 blocuri care funcționează împreună, fiecare producând în general aproximativ 2,1 volți de tensiune, ceea ce dă în cele din urmă 12,6 volți pentru întreaga baterie. În prezent, bateriile cu plumb-acid de 6V sunt cele mai utilizate în industria auto, deoarece sunt de cea mai înaltă calitate din toate părțile în ceea ce privește munca lor;
2. Baterii hibride. Aceste „animale” sunt un amestec, în care se folosește un electrod (adesea pozitiv) cu oxid de plumb-antimoniu, iar celălalt (de obicei negativ) cu oxid de plumb-calciu. Astfel de baterii, datorită utilizării calciului în proiectarea lor, sunt mai puțin durabile;
3. Baterii gel plumb acid. Puțin diferit de designul tipurilor de baterii descrise mai sus, deoarece acestea au un electrolit asemănător gelului, care le permite să fie utilizate în orice poziție. În ceea ce privește caracteristicile, bateriile cu gel sunt similare cu bateriile convenționale cu plumb-surmisc și deja cuceresc activ piața industriei auto din segmentul lor.

După cum arată practica, cele mai reușite modele de baterii cu plumb-acid sunt standard cu prezența de antimoniu pe grila electrodului și gel, relativ tineri. În ceea ce privește cele hibride, datorită particularităților lor, acestea nu au cerere pe piață, prin urmare practic nu sunt vândute și se găsesc extrem de rar.

Reguli de operare

În comparație cu alte tipuri de baterii, bateriile cu plumb acid sunt mai puțin dificile de utilizat. Cerințele generale pentru funcționarea bateriilor sunt impuse de organizații speciale și direct de producătorul acestora. Apropo, cerințele sunt diferite pentru bateriile staționare și non-staționare. Pentru primele tipuri de baterii, acestea sunt după cum urmează:

• Inspecție și inspecție - săptămânal de către personal specializat;
• Reparații curente - cel puțin o dată la 1 an;
• Restaurarea capitalului - cel puțin o dată la 3 ani și numai dacă este posibil;
• Fixarea fiabilă a bateriei în timpul funcționării pe suporturi speciale;
• Prezența obligatorie a iluminatului la locul de depozitare;
• Vopsirea suprafeței pe care se află bateria în vopsea rezistentă la acid;
• Menținerea electrolitului în separatoarele de baterii la nivelul adecvat (verificare / completare lunară);
• Disponibilitatea încărcătoarelor și respectarea regulilor de încărcare;
• Tensiunea nominală din rețea este cu 5% mai mare decât cea dată de bateriile încărcate în aceasta;
• Evitarea depozitării bateriei în stare descărcată mai mult de 12 ore;
• Temperatura de depozitare de la -20 la +45 grade Celsius, pentru bateriile încărcate cu 50% - de la -20 la +30. Nu depozitați bateriile neîncărcate.

În cazul bateriilor non-staționare cu plumb, condițiile de depozitare constau numai în reîncărcarea lor în timp util, monitorizarea electrolitului (dacă este necesar) și utilizarea bateriei strict pentru scopul propus.

Regulile de încărcare

Încărcarea oricărei baterii este exact procedura care trebuie efectuată în singurul mod corect. În caz contrar, câteva operații incorecte la încărcarea bateriei îl vor transforma fie într-o sursă de curent de putere redusă, fie vor „ucide” complet piesa. Cunoscând această caracteristică a bateriilor reîncărcabile, proprietarii lor adresează adesea două întrebări:

1. Cum se încarcă corect bateria?
2. Care este cel mai bun încărcător de plumb acid?

În ceea ce privește a doua întrebare, putem spune fără echivoc că încărcarea bateriei este permisă cu orice echipament, principalul lucru este că este în stare bună de funcționare. Și cum să încărcați o baterie plumb-acid, să vorbim mai detaliat. În general, ordinea corectă de încărcare este următoarea:

1. Bateria este plasată într-un loc special echipat pentru încărcare: suprafața este vopsită în vopsea anti-acidă, nu există surse deschise de apă și foc, accesul pe teritoriu este limitat;
2. După aceea, bateria este conectată la încărcător în conformitate cu toate standardele;
3. Apoi, modul de încărcare este setat pe echipamentul de încărcare în conformitate cu două condiții principale:
   • tensiunea este constantă și egală cu ordinea de 2,35-2,45 volți;
   • curentul de la începutul încărcării este cel mai mare, spre sfârșit scade treptat și sensibil.

Procesul real de încărcare a bateriei în modul standard durează aproximativ 3-6 ore, cu excepția cazului în care se utilizează echipamente ieftine și slabe, precum și la reîncărcarea unei baterii „moarte”.

Recuperarea bateriei

La sfârșitul materialului de astăzi, să fim atenți la procesul de recuperare a bateriilor cu plumb-acid. În general, este acceptat faptul că, cu o descărcare profundă, acest tip de baterie fie „moare” complet, fie deține o încărcare foarte slabă. De fapt, situația este diferită.

Conform numeroaselor studii, bateriile cu plumb-acid își pot menține capacitatea nominală chiar și după 2-4 descărcări complete. Pentru aceasta, este suficient să efectuați o procedură competentă pentru restaurarea lor. Cum se restabilește această baterie? În următoarea ordine:

1. Bateria este plasată într-un loc special pregătit, cu o temperatură a aerului de aproximativ 5-35 grade peste Celsius;
2. Bateria și încărcătorul sunt conectate;
3. Ultimul afișează indicatori precum:
   • tensiune - 2,45 volți;
   • puterea curentului - 0,05 CA.
4. O sarcină ciclică apare cu întreruperi scurte de ordinul a 2-3 ori;
5. Bateria a fost recuperată.

Rețineți că nu în orice situație o astfel de procedură se încheie cu succes, dar dacă sunt respectate regulile pentru restabilirea bateriei și bateria în sine este fabricată din materiale de înaltă calitate, atunci nu există niciun motiv să ne îndoim de succesul evenimentului.

Aceasta concluzionează, probabil, cele mai importante informații despre bateriile cu plumb-acid. Sperăm că materialul de astăzi a fost util pentru dvs. și a oferit răspunsuri la întrebările dvs.

Dacă aveți întrebări - lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem.

Articolul discută problemele aplicării și funcționării bateriilor de stocare sigilate plumb-acid, cele mai utilizate pentru redundanța echipamentelor de securitate și alarmă de incendiu (FSA)

Bateriile de stocare sigilate cu plumb (denumite în continuare „acumulatori”) care au apărut pe piața rusă la începutul anilor '90, destinate utilizării ca surse de curent continuu pentru alimentarea cu energie electrică sau echipamente de rezervă pentru alarma de incendiu, comunicații și supraveghere video, au câștigat rapid popularitate în rândul utilizatori și dezvoltatori ... Cele mai utilizate baterii sunt produse de următoarele companii: Power Sonic, CSB, Fiamm, Sonnenschein, Cobe, Yuasa, Panasonic, Vision.

Bateriile de acest tip au următoarele avantaje:

Figura 1 - Dependența timpului de descărcare a bateriei de curentul de descărcare

• etanșeitatea, absența emisiilor nocive în atmosferă;
• nu sunt necesare înlocuirea electroliților și completarea apei;
• capacitatea de a opera în orice poziție;
• nu provoacă coroziunea echipamentelor OPS;
• rezistență fără deteriorarea descărcării profunde;
• auto-descărcare redusă (mai puțin de 0,1%) din capacitatea nominală pe zi la o temperatură ambiantă de plus 20 ° C;
• păstrarea performanței la peste 1000 de cicluri de descărcare de 30% și peste 200 de cicluri de descărcare completă;
• posibilitatea depozitării într-o stare încărcată fără reîncărcare timp de doi ani la o temperatură ambiantă de plus 20 ° C;
• capacitatea de a restabili rapid capacitatea (până la 70% în două ore) la încărcarea unei baterii complet descărcate;
• ușurința încărcării;
• la manipularea produselor, nu sunt necesare măsuri de precauție (deoarece electrolitul este sub formă de gel, nu există scurgeri de acid dacă carcasa este deteriorată).

Figura 2 - Dependența capacității bateriei de temperatura ambiantă

Una dintre caracteristicile principale este capacitatea bateriei C (produsul curentului de descărcare A și timpul de descărcare h). Capacitatea nominală (valoarea este indicată pe baterie) este egală cu capacitatea dată de baterie în timpul unei descărcări de 20 de ore la o tensiune de 1,75 V pe fiecare celulă. Pentru o baterie de 12 volți conținând șase celule, această tensiune este de 10,5 V. De exemplu, o baterie cu o capacitate nominală de 7 Ah asigură funcționarea timp de 20 de ore la un curent de descărcare de 0,35 A. de la 20 de ore, capacitatea sa reală va diferi din cea nominală. Deci, cu un curent de descărcare de peste 20 de ore, capacitatea reală a bateriei va fi mai mică decât valoarea nominală ( poza 1).

Capacitatea bateriei depinde și de temperatura ambiantă ( imaginea 2).
Toate firmele producătoare produc baterii cu două puteri: 6 și 12 V cu o capacitate nominală de 1,2 ... 65,0 A * h.

FUNCȚIONAREA BATERIEI

Când utilizați baterii, este necesar să respectați cerințele pentru descărcarea, încărcarea și depozitarea acestora.

1. Descărcarea bateriei

Când bateria este descărcată, temperatura ambiantă trebuie menținută în intervalul de la minus 20 (pentru unele tipuri de baterii de la minus 30 ° C) la plus 50 ° C. O gamă atât de largă de temperatură permite instalarea bateriilor în încăperi neîncălzite, fără încălzire suplimentară.
Nu este recomandat să supuneți bateria la o descărcare „profundă”, deoarece acest lucru poate duce la deteriorări. V tabelul 1 sunt date valorile tensiunii de descărcare admise pentru diferite valori ale curentului de descărcare.

tabelul 1

Bateria trebuie încărcată imediat după descărcare. Acest lucru este valabil mai ales pentru o baterie care a fost descărcată profund. Dacă bateria este descărcată pentru o perioadă lungă de timp, atunci este posibilă o situație în care va fi imposibil să-i restabiliți complet capacitatea.

Unii dezvoltatori de surse de alimentare cu baterie încorporată stabilesc tensiunea de întrerupere a bateriei atunci când este descărcată extrem de scăzută (9,5 ... 10,0 V), încercând să crească timpul de funcționare în rezervă. De fapt, creșterea duratei activității sale în acest caz este nesemnificativă. De exemplu, capacitatea reziduală a bateriei atunci când este descărcată cu un curent de la 0,05 C la 11 V este de 10% din nominal, iar atunci când este descărcată cu un curent mare, această valoare scade.

2. Conectarea mai multor baterii

Pentru a obține tensiuni peste 12 V (de exemplu, 24 V), utilizate pentru dispozitive de control de rezervă și detectoare pentru spații deschise, este permisă conectarea mai multor baterii în serie. În acest caz, trebuie respectate următoarele reguli:

• Trebuie să utilizați același tip de baterii de la același producător.
• Nu se recomandă conectarea bateriilor cu o diferență de timp mai mare de 1 lună.
• Este necesar să mențineți diferența de temperatură între baterii la 3 ° C.
• Se recomandă păstrarea distanței necesare (10 mm) între baterii.

3. Depozitare

Este permisă depozitarea bateriilor la temperaturi ambientale de la minus 20 la plus 40 ° C.

Bateriile furnizate de producători într-o stare complet încărcată au un curent de auto-descărcare destul de scăzut, cu toate acestea, cu stocare pe termen lung sau folosind un mod de încărcare ciclică, capacitatea lor poate scădea ( poza 3). Când depozitați bateriile, se recomandă reîncărcarea acestora cel puțin o dată la 6 luni.

4. Încărcarea bateriei

Figura 4 - Dependența duratei de viață a bateriei de temperatura ambiantă

Bateria poate fi încărcată la temperaturi ambientale de la 0 la plus 40 ° C.
Când încărcați bateria, nu o așezați într-un recipient închis ermetic, deoarece gazele pot evolua (atunci când sunt încărcate cu un curent mare).

ALEGEREA UNUI ÎNCĂRCĂTOR

Figura 5 - Dependența modificării capacității relative a bateriei de durata de viață în modul de încărcare tampon

Necesitatea alegerii corecte a încărcătorului este dictată de faptul că o încărcare excesivă nu numai că va reduce cantitatea de electroliți, ci va duce la o defecțiune rapidă a celulelor bateriei. În același timp, o scădere a curentului de încărcare duce la o creștere a duratei de încărcare. Acest lucru nu este întotdeauna de dorit, mai ales atunci când faceți copie de rezervă a echipamentelor de alarmă împotriva incendiilor în instalațiile în care apar adesea întreruperi de curent,
Durata de viață a bateriei depinde în mare măsură de metodele de încărcare și de temperatura ambiantă ( Figurile 4, 5, 6).

Mod de încărcare tampon

Figura 6 - Dependența numărului de cicluri de descărcare a bateriei de adâncimea descărcării *% arată adâncimea descărcării pentru fiecare ciclu al capacității nominale, luată ca 100%

În modul de încărcare tampon, bateria este întotdeauna conectată la o sursă de curent constantă. La începutul încărcării, sursa funcționează ca un limitator de curent, la final (când tensiunea bateriei atinge valoarea necesară) începe să funcționeze ca un limitator de tensiune. Din acest moment, curentul de încărcare începe să scadă și atinge o valoare care compensează auto-descărcarea bateriei.

Mod de încărcare ciclică

Modul de încărcare ciclică încarcă bateria și apoi o deconectează de la încărcător. Următorul ciclu de încărcare se efectuează numai după descărcarea bateriei sau după un anumit timp pentru a compensa auto-descărcarea. Specificațiile privind încărcarea bateriei sunt furnizate în masa 2.

masa 2

Notă - Coeficientul de temperatură nu trebuie luat în considerare dacă sarcina curge la o temperatură ambiantă de 10 ... 30 ° C.

Pe Figura 6 arată numărul de cicluri de descărcare la care poate fi supusă bateria, în funcție de adâncimea de descărcare.

Creșteți încărcarea bateriei

Este permisă efectuarea unei încărcări accelerate a bateriei (numai pentru un mod de încărcare ciclică). Acest mod este caracterizat de prezența circuitelor de compensare a temperaturii și a dispozitivelor de protecție încorporate, deoarece atunci când curge un curent mare de încărcare, bateria se poate încălzi. Pentru caracteristicile încărcării rapide a bateriei, vezi Tabelul 3.

Tabelul 3

Notă - Trebuie utilizat un cronometru pentru a preveni încărcarea bateriei.

Pentru bateriile cu o capacitate mai mare de 10 Ah, curentul de pornire nu trebuie să depășească 1C.
Durata de viață a bateriilor sigilate cu plumb-acid poate fi de 4 ... 6 ani (sub rezerva cerințelor de încărcare, depozitare și funcționare a bateriilor). În același timp, în perioada specificată de funcționare a acestora, nu este necesară nicio întreținere suplimentară.

* Toate cifrele și caracteristicile tehnice utilizate în acest articol sunt date din documentația pentru bateriile Fiamm și, de asemenea, corespund în totalitate caracteristicilor tehnice ale parametrilor bateriilor fabricate de Cobe și Yuasa.

Continuați lectură

De ce capacitate AB aveți nevoie? Când calculați sistemul de alimentare autonom, este foarte important să alegeți capacitatea corectă a bateriei. Specialiștii companiei „Solnechny Dom” vă vor ajuta să calculați corect capacitatea AB necesară pentru sistemul dvs. de alimentare. Pentru un calcul preliminar, puteți fi ghidat de următoarele simple ...

1). Monitorizați nivelul electroliților din baterii și gradul de descărcare a bateriei. Gradul de descărcare a bateriei poate fi verificat prin tensiune, sau mai precis prin densitatea electrolitului. Pentru aceasta, se utilizează o sondă pentru baterie și un contor de acid (hidrometru). Nivelul electrolitului este măsurat cu un tub de sticlă. Ar trebui să fie cu 6-8 mm mai mare decât placa de protecție pentru CAM de tip AB.

2). Înainte de fiecare zbor, verificați starea de încărcare a bateriei folosind voltmetrul de la bord. Pentru a face acest lucru, când consumatorii sunt opriți și când sursa de alimentare la sol este oprită, bateria este pornită și timp de 3-5 secunde. încărcare 50-100 A, tensiunea trebuie să fie de cel puțin 24 V. Bateriile descărcate cu mai mult de 25% sunt trimise nu mai târziu de 8 ore după zbor la stația de încărcare pentru reîncărcare.

3). Păstrați bateriile curate, evitați deteriorarea mecanică și expunerea directă la lumina soarelui. Curățați părțile metalice ale bateriilor de oxizi și ungeți-le cu un strat subțire de vaselină tehnică.

4). Când temperatura ambiantă este sub -15, bateriile trebuie scoase și depozitate în încăperi speciale.

5). Încărcați în mod sistematic bateriile în fiecare lună pentru a evita sulfarea. O dată la trei luni, efectuați un CTC pentru a preveni sulfatarea și a determina capacitatea reală a AB. Bateriile cu o capacitate mai mică de 75% din valoarea nominală nu sunt adecvate pentru utilizare ulterioară.

6). Instalați numai baterii încărcate pe avion.

Lecția numărul 3. „Exploatarea argintului-zincului ab”.

1. Tipuri, principiu de funcționare și principalele specificații tehnice ale argintului-zincului ab.

2. Tipuri de încărcări ale bateriilor argint-zinc și regulile de funcționare a acestora.

3. Reguli pentru funcționarea argintului-zincului AB.

4. Contorul integrator de amperi-ore de tip "ISA".

1. Tipuri, principiu de funcționare și principalele specificații tehnice ale argintului-zincului ab.

În prezent, sunt utilizate baterii de tip 15-SCS-45B (două baterii sunt instalate pe MiG-23).

- "15" - numărul de baterii din bateria conectată în serie;

- "SCS" - demaror argint-zinc;

- "45" - capacitate în amperi-oră;

- "B" - proiectare (modificare).

Principiul de funcționare se bazează pe reacții electrochimice ireversibile care apar în două etape:

1). 2AgO + KOH + Zn  Ag 2 + KOH + ZnO

 AgO = 0,62 V;  Zn = -1,24 V; Eak = 0,62 + 1,24 = 1,86 V.

c2). Ag 2 O + KOH + Zn  2Ag + KOH + ZnO

 AgO = 0,31 V;  Zn = -1,24 V; Eak = 0,31 + 1,24 = 1,55 V.

TTD și caracteristicile AB 15-SCS-45B:

Greutate cu electrolit nu mai mult de 17 kg;

Altitudine până la 25 km;

Tensiune nominală nu mai mică de 21 V;

Tensiunea minimă admisă de descărcare a bateriei este de la 0,6 la 1,0 V;

Curent nominal de descărcare 9 A;

Curent maxim de descărcare nu mai mult de 750 A;

Capacitate nominală 40-45 amperi-oră;

Durata de viață 12 luni; din care primele 6 luni cu o capacitate de returnare de cel puțin 45 Ah, iar a doua 6 luni - cel puțin 40 Ah; în această perioadă, 180 de lansări autonome sunt prevăzute cu un consum de aproximativ 5 AA pentru fiecare;

Rezistență internă nu mai mare de 0,001 Ohm;

Auto-descărcare la o temperatură de 20 grade Celsius nu mai mult de 10-15% pe lună.

Analiza cauzelor defectării bateriilor sigilate de plumb-acid

Acum aproximativ patruzeci de ani, a fost creată o baterie sigilată de plumb-acid. Toate bateriile de plumb sigilate vândute până în prezent au o supapă care trebuie deschisă pentru a elibera excesul de gaz, în principal hidrogen, în timpul încărcării și depozitării. Recombinarea completă a oxigenului și a hidrogenului este imposibil de realizat. Prin urmare, bateria se numește nu sigilată, ci sigilată. O condiție importantă pentru o bună etanșare este o conexiune strânsă chimică și rezistentă la căldură a elementelor structurale. O importanță deosebită sunt tehnologia de fabricație a plăcilor, proiectarea supapelor și etanșarea plumbului. Bateriile sigilate folosesc un electrolit „legat”. Recombinarea gazului are loc în funcție de ciclul oxigenului.

Există două moduri de a lega electrolitul:

Folosirea unui electrolit cu gel (tehnologia GEL);

Folosirea fibrei de sticlă impregnată cu electrolit lichid (tehnologia AGM).

Fiecare metodă are propriile avantaje și dezavantaje.

Fiabilitatea unei baterii este înțeleasă ca fiind capacitatea sa de a menține caracteristicile specificate de producător în timpul funcționării pentru un timp specificat în condiții specificate. Criteriul pentru defectarea bateriei este nerespectarea parametrilor săi cu standardele stabilite. Cerințele pentru bateriile plumb-acid sigilate și metodele lor de testare sunt stabilite în standardele GOST R IEC 60896-2-99 (IEC 896-2, DIN EN 60896 Teil 2). Există o serie de factori care limitează obținerea unui grad ridicat de fiabilitate în orice baterie plumb-acid sigilată cu tehnologie:

Influență puternică a impurităților minore asupra proprietăților maselor active ale plăcilor;

Un număr mare de procese tehnologice în producția de baterii;

Utilizarea unei game largi de materiale și componente pentru fabricarea bateriilor, care pot fi produse la diferite fabrici (în diferite țări, unde nu sunt întotdeauna asigurate controlul corespunzător și unificarea produselor).

Creșterea fiabilității este asociată, în primul rând, cu un control atent al tuturor materiilor prime, materialelor și componentelor utilizate. Este necesar un control strict al tehnologiei de fabricație în toate etapele producției. Pentru a obține acuratețea operațiunilor tehnologice, producția trebuie să aibă un grad ridicat de automatizare și un singur ciclu tehnologic (ciclu complet de producție).

Designul convențional (clasic cu electrolit lichid) al bateriilor asigură fiabilitatea lor ridicată datorită redundanței masei active a electrozilor, a electrolitului și a elementelor care transportă curent. În ele, excesul de reactivi și electroliți este de 75-85% din necesarul teoretic. Bateriile sigilate sunt mai puțin fiabile decât bateriile convenționale cu plumb acid. Bateriile cu tehnologie AGM au o rezervă de electroliți redusă. Bateriile cu tehnologie GEL utilizează o compoziție complexă de electroliți multicomponenți și este, de asemenea, dificil să se obțină o distribuție uniformă a gelului în interiorul bateriei. Apar noi elemente structurale (o carcasă etanșă cu capac, o supapă specială pentru gaz cu filtru, o etanșare specială pentru conductorii de curent, aditivi speciali în electrolit, separatoare speciale etc.). Polarizarea electrodului pozitiv în bateriile sigilate este mai mare decât în ​​cele clasice și poate ajunge la 50 mV. Acest lucru duce la accelerarea proceselor de coroziune, în special în modul tampon de funcționare.

CONSTRUCȚIA BATERIILOR SIGILATE

Bateriile sigilate cu plumb acid utilizează electrozi lipiți. Ele pot fi zăbrelite și blindate. Electrozii blindați sunt folosiți în bateriile GEL de tip OPzV ca plăci pozitive, în timp ce în alte tipuri, plăcile de rețea sunt utilizate pentru electrozi pozitivi. Utilizarea diferitelor tipuri de plăci pozitive afectează performanța electrică a bateriilor. Acest lucru se datorează rezistenței interne a bateriei. Plăcile de armură pozitive sunt alcătuite din știfturi care sunt plasate în interiorul tuburilor perforate umplute cu masă activată (vezi Fig. 1). Utilizarea plăcilor de armură permite producerea de acumulatori etanși (tehnologie GEL) de capacitate mare, la fel ca în acumulatorii clasici. Atât bateriile mici, cât și cele mari, cu tehnologie AGM sigilate (a se vedea figura 2) utilizează plăci cu zăbrele pentru a reduce costurile și a simplifica designul.

Atât plumbul pur, cât și aliajele sale sunt utilizate în producția de baterii. Antimoniul, care afectează în mod ambiguu performanța bateriilor, nu este utilizat pentru producerea plăcilor de baterii sigilate.

În bateriile sigilate de plumb-acid, se utilizează aliaje de plumb-calciu sau staniu și se poate adăuga un aliaj de plumb, calciu, staniu și aluminiu. Aici, electroliza apei începe la tensiuni mai mari. Cristalele formate în plăci sunt mici și omogene, iar creșterea lor este limitată. Prăbușirea masei active și rezistența internă a bateriei atunci când se utilizează rețele de calciu sunt oarecum mai mari decât în ​​cazul celor cu plumb-antimoniu. Distrugerea plăcilor are loc în principal atunci când bateria este încărcată. Pentru a reduce vărsarea, materialele fibroase, de exemplu, fluoroplasticul, sunt introduse în masa activă și fibra de sticlă presată pe plăci (tehnologia AGM) sau separatoare poroase (pungi, plicuri care dețin masa activă) din miplast, PVC, fibră de sticlă (Tehnologia GEL) sunt utilizate; se pot folosi separatoare duble. Separatoarele duble cresc rezistența internă, dar sporesc fiabilitatea bateriei. Nu toți producătorii de baterii sigilate folosesc separatoare duble. În unele modele de baterii, se găsesc separatoare multistrat, defectele unuia dintre straturi sunt protejate de cealaltă, iar creșterea dendritelor este dificilă când treceți de la strat la strat.

Fiabilitatea bateriilor etanșe depinde, de asemenea, de materialul caroseriei, de calitatea și designul cablurilor curente și de designul supapei de gaz. Unii producători realizează carcasa cu grosimea peretelui de 2,5–3 mm pentru a minimiza costurile, ceea ce nu oferă întotdeauna o fiabilitate ridicată. Pentru o fiabilitate mai mare, grosimea peretelui trebuie să fie de 6 mm sau mai mult. Unii cresc porozitatea electrozilor, ceea ce nu are întotdeauna un efect pozitiv asupra fiabilității bateriilor. În căutarea unor profituri sporite, multe companii supraestimează în mod deliberat parametrii bateriilor și distorsionează durata de viață reală, produc hibrizi, gelul electrolit este turnat în bateriile cu tehnologie AGM etc.

Orez. 1. Proiectarea electrozilor bateriei plumb-acid a tehnologiei GEL cu plăci blindate (tip OPzV)

Orez. 2. Construcția bateriei de plumb acid sigilate AGM

TIPURI DE ECHIPARE A BATERIEI SIGILATE

Se știe că deteriorarea caracteristicilor electrice a bateriilor etanșe și defectarea (defectarea) în timpul funcționării sunt cauzate de coroziunea bazei (rețelei) și fluirea masei active a electrodului pozitiv, care este uneori numită degradarea pozitivului electrod. Degradarea electrodului pozitiv din bateriile clasice de electroliți lichizi are o dependență lină de durata de viață și poate fi urmărită pe perioada de funcționare. În bateriile sigilate, degradarea plăcilor pozitive este mai ascuțită și nu este pe deplin înțeleasă, carcasele bateriilor sunt opace, ceea ce face dificilă controlul vizual al nivelului electrolitului și al stării plăcilor. Densitatea electrolitului nu poate fi măsurată.

Coroziunea grătarelor plăcilor pozitive- cel mai frecvent defect la bateriile sigilate operate în modul tampon. Rata de coroziune a grătarelor este influențată de mulți factori: compoziția aliajului, designul grătarului însuși, calitatea tehnologiei de turnare a grătarelor din fabrică, temperatura la care funcționează bateria. În grătarele turnate de înaltă calitate realizate din aliaj Pb-Ca-Sn, rata de coroziune este scăzută. Și în grătarele slab turnate, rata de coroziune este mare, secțiunile individuale ale grătarului suferă o coroziune profundă, ceea ce determină creșterea locală a grătarului și deformarea acestuia. Acumularea localizată duce la un scurtcircuit la contactul cu electrodul negativ. Coroziunea rețelelor pozitive poate duce la pierderea contactului cu masa activă aplicată acesteia, precum și cu electrozii pozitivi adiacenți, care sunt conectați între ei folosind poduri sau barete. În bateriile sigilate, spațiul de sub plăci pentru acumularea de nămol este fie foarte mic sau deloc absent - plăcile sunt strâns ambalate, prin urmare, scăderea masei active cauzată de coroziune poate duce la un scurtcircuit al plăcilor. Plăcile scurtcircuitate reprezintă cel mai periculos defect al bateriilor sigilate. Închiderea plăcilor într-o baterie sigilată, dacă nu este observată de personal, va dezactiva toate celelalte. Timpul în care bateriile se defectează este calculat de la câteva ore la jumătate de oră.

Când funcționați bateriile în modul tampon, din cauza curenților de reîncărcare scăzute, se poate observa un defect - pasivarea electrodului negativ... În bateriile sigilate de orice tehnologie, electrozii negativi sunt realizați din plăci de rețea. Mecanismele proceselor care apar pe electrozi sunt complexe și nu sunt complet stabilite. Se crede că atunci când bateria funcționează pe electrodul negativ, au loc predominant procese în fază lichidă (dizolvare-depunere), iar limitarea descărcării sale este asociată cu formarea unui strat pasivant. Un semn al pasivării electrodului negativ este de obicei o scădere a tensiunii în circuit deschis (OCV) la o baterie încărcată sub 2,10 V / celulă. Efectuarea de încărcări de egalizare suplimentare (de exemplu, în baterii de tip OPzV) poate restabili tensiunea, dar bateriile trebuie apoi monitorizate constant, deoarece acest lucru se poate întâmpla din nou. Pentru a reduce pasivarea electrodului negativ, unii producători introduc aditivi speciali în acesta, care funcționează ca dilatatori ai masei active a electrodului negativ și previn reducerea acestuia.

Dacă bateriile sigilate funcționează în modul ciclism (cu întreruperi frecvente sau în modul ciclic), atunci defectele asociate cu degradarea masei active a electrodului pozitiv(slăbirea și sulfarea acestuia), ceea ce duce la o scădere a capacității în timpul descărcării de control. Efectuarea taxelor de instruire pentru distrugerea sulfatului, așa cum recomandă unii producători în instrucțiunile de utilizare, nu face nimic și chiar duce la o scădere și mai rapidă a capacității. Slăbirea duce la pierderea contactului între particulele de dioxid de plumb, acestea devenind izolate electric. Curenții mari de descărcare accelerează procesul de slăbire. Prezența și gradul de sulfatare a masei active pot fi monitorizate, deoarece este însoțită de o modificare a densității electrolitului, care în bateriile AGM poate fi aproximativ estimată prin măsurarea LRC-ului bateriei după terminarea încărcării. NRC-ul unei baterii sigilate încărcate este de 2,10-2,15 V / celulă, în funcție de densitatea electrolitului, în bateriile cu tehnologie AGM densitatea electrolitului este de 1,29-1,34 kg / l, în bateriile cu gel densitatea este mai mică și are o valoare de 1,24 - 1,26 kg / l (datorită densității mari a electrolitului, bateriile cu tehnologie AGM pot funcționa la temperaturi mai scăzute decât bateriile cu gel). În timpul descărcării, pe măsură ce electrolitul se diluează, NRC-ul bateriei sigilate scade și după descărcare devine egal cu 2,01-2,02 V / celulă. Dacă NRC-ul unei baterii sigilate descărcate este mai mic de 2,01 V / celulă, atunci bateria are un grad ridicat de sulfatare a masei active, care poate fi deja ireversibilă.

Dacă bateriile etanșate sunt subîncărcate în timpul funcționării (de exemplu, din cauza unei tensiuni de plutire constante setate incorect, defecțiuni ale EPU, lipsei de compensare termică), se produce sulfatare pe electrodul negativ, o tranziție treptată a sulfatului de plumb fin-cristalin într-un sulfat solid dens strat cu cristale mari. Sulfatul de plumb rezultat slab solubil în apă limitează capacitatea bateriei și promovează eliberarea de hidrogen în timpul încărcării.

Dacă există un oxid maro gros pe electrodul pozitiv al bateriei, acesta este un semn de coroziune a rețelei. Posibile cauze de coroziune:

Bateriile au fost păstrate în depozit pentru o lungă perioadă de timp, fără a fi reîncărcate înainte de utilizare;

În timpul funcționării, curent alternativ (~ Eu), probleme cu încărcătorul (redresor, EPU).

În bateriile sigilate, procesele specifice de coroziune pot apărea și pe punți (mai des pe cele negative) și pe suport. Deoarece produsele de coroziune au un volum mai mare decât plumbul, compusul de etanșare a plumbului poate fi stors, garnitura de cauciuc a borului, capacul și chiar carcasa bateriei pot fi deteriorate. Defecte de acest fel sunt adesea observate în baterii, dacă nu a existat o aderență strictă la procesul tehnologic în timpul fabricării lor (de exemplu, un decalaj mare între operațiunile tehnologice).

POZIȚIA DE FUNCȚIONARE A BATERIILOR SIGILATE

Mulți producători de baterii sigilate în instrucțiunile de utilizare indică posibila utilizare a bateriilor în orice poziție.

În timpul funcționării bateriilor etanșe, din cauza pierderii inevitabile de apă la deschiderea supapei de gaz, are loc o anumită uscare a electrolitului, în timp ce rezistența internă crește și tensiunea scade, ca în cazul pasivării electrodului negativ.

În bateriile sigilate de tehnologie AGM, pe lângă uscarea electrolitului, poate apărea și separarea electrolitului: acidul sulfuric, care este sub formă lichidă, curge în jos datorită greutății sale specifice mai mari în comparație cu apa, ca urmare a cărei concentrație gradientul apare în părțile superioare și inferioare ale bateriei, ceea ce degradează caracteristicile de descărcare și crește temperatura bateriei. Acest efect este rar observat la bateriile mici și mijlocii, iar utilizarea unui separator de fibră de sticlă cu pori fini cu un raport de compresie ridicat al întregului pachet de plăci pozitiv și negativ îl reduce. Este mai bine să acționați acumulatori AGM de înaltă capacitate, cu capacitate mare „întinși” pe partea sa, dar folosiți doar partea cu care plăcile sunt perpendiculare pe sol (întrebați producătorul). Producătorii chinezi și japonezi produc baterii sigilate, de mare capacitate, cu înălțime redusă, de formă prismatică, care pot fi operate vertical, la fel ca bateriile OPzV.

În bateriile sigilate cu tehnologie GEL, în special în OPzV, atunci când sunt utilizate „culcate” pe lateral, pot apărea defecte asociate cu scurgeri de electrolit pe gel. În timpul funcționării supapei de gaz, datorită silicagelului și a altor componente ale electrolitului din gel, sunt înfundate filtrele poroase hidrofobe (plăci rotunde), care ar trebui să permită trecerea gazului, dar nu electrolitul. După ce supapa încetează trecerea gazului, presiunea internă poate crește la 50 kPa sau mai mult. Gazul găsește un loc structural slab: poate fi o supapă de etanșare sau o garnitură de foraj, un loc în corp, în special lângă nervuri de rigidizare (pentru unii producători), locul în care capacul este atașat la corpul bateriei, ceea ce duce la o rupere de urgență însoțită de eliberarea electrolitului în exterior; electrolitul conduce electricitatea - poate apărea un scurtcircuit. Au fost cazuri când o scurgere de electroliți, care nu a fost detectată la timp de către personal, a dus la un incendiu în capacele izolatoare. Electrolitul poate „mânca” podeaua etc. (vezi fotografia 1).

Foto 1. Consecințele scurgerii de electroliți din carcasa OPzV explozivă

Bateriile cu gel sunt cel mai bine poziționate vertical pentru a împiedica pătrunderea aerosolilor cu electroliți în gel în filtrul supapei de gaz. Unii producători de baterii cu gel de 2V prelungesc carcasa bateriilor, dezvoltând diverse captatoare de aerosoli, realizând un design complex de supapă labirint pentru a acționa bateriile cu gel „culcate” pe partea lor.

Este mai sigur să utilizați baterii cu gel OPzV în poziție verticală!

CONEXIUNEA PARALELĂ A BATERIEI

Pentru a crește capacitatea și fiabilitatea sistemului de alimentare, bateriile pot fi conectate în paralel. Producătorii europeni nu recomandă instalarea mai mult de patru grupuri în paralel. Producătorii asiatici recomandă utilizarea unei conexiuni paralele de cel mult două grupuri. Acest lucru se datorează uniformității celulelor bateriei, care este legată de tehnologia de fabricație și de calitatea fabricației. Omogenitatea elementelor de la producătorii europeni este mai bună. Se recomandă ca bateriile din grupurile de baterii să fie de același tip și an de fabricație. Nu este permisă înlocuirea unei celule dintr-un grup cu o celulă de alt tip sau instalarea în grupuri paralele de baterii de diferite tipuri.

VIAȚA BATERIEI SIGILATE

Conform clasificării Asociației Europene a Producătorilor de Baterii (Eurobat), bateriile sunt împărțite în patru grupe principale (pot exista subgrupuri):

10 ani sau mai mult ( programare specială) - telecomunicații și comunicații, centrale nucleare și convenționale, industrii petrochimice și de gaze etc .;

10 ani ( performanta imbunatatita) - practic acest grup de baterii corespunde grupului anterior (scop special), dar cerințele privind caracteristicile tehnice și fiabilitatea nu sunt atât de mari;

5-8 ani ( aplicare universală) - caracteristicile tehnice ale acestui grup sunt aceleași ca și pentru „caracteristicile îmbunătățite” ale grupului, dar cerințele pentru fiabilitate și testare sunt mai mici;

3-5 ani ( aplicare largă) - acest grup de baterii este utilizat în instalații apropiate de consumatorii casnici, populare în UPS, extrem de populare în condiții non-staționare.

Sfârșitul duratei de viață este debutul momentului în care capacitatea livrată este de 80% din valoarea nominală.

Durata de viață a unei baterii sigilate depinde de mulți factori, dar modul de încărcare și temperatura de funcționare a bateriei sunt cele mai influente. Pentru o pregătire constantă pentru lucrul în instalațiile de alimentare cu energie electrică (EPU), bateriile trebuie să fie sub tensiune de plutire constantă (modul tampon). Tensiunea plutitoare este tensiunea menținută continuu la bornele bateriei, la care fluxul de curent compensează auto-descărcarea bateriei. Vă rugăm să rețineți că curentul de încărcare a bateriei depinde de tensiunea de încărcare și temperatura bateriei. Ambii parametri modifică curentul de plutire al bateriei și afectează astfel consumul de apă; apa nu poate fi adăugată în bateriile sigilate. Menținerea tensiunii de plutire și a temperaturii camerei optime este esențială pentru a maximiza durata de viață a bateriilor sigilate.

Cu o creștere a temperaturii bateriei la fiecare 10 ° C, toate procesele chimice, inclusiv coroziunea rețelelor, sunt accelerate. Trebuie reamintit faptul că la încărcarea bateriilor sigilate, temperatura lor poate fi cu 10-15 ° C mai mare decât temperatura ambiantă. Acest lucru se datorează încălzirii bateriilor datorită procesului de recombinare a oxigenului și designului sigilat. Diferența de temperatură se observă în special la modurile de încărcare accelerată și în cazul unei baterii situate în interiorul rack-ului EPU. Funcționarea bateriilor la temperaturi peste + 20 ° С duce la o reducere a duratei de viață a acestora. În tabelul de mai jos. arată dependența duratei de viață de temperatură. Este necesar să se introducă o corecție a temperaturii tensiunii de plutire. Compensarea efectului creșterii temperaturii prin reglarea tensiunii de plutire poate atenua acest efect și poate îmbunătăți cele prezentate în tabel. cifre, dar nu mai mult de 20%.

Așezați bateriile sigilate astfel încât să se asigure ventilația camerei și răcirea bateriei. Din acest punct de vedere, este mai preferabil să plasați acumulatorii astfel încât supapele să fie amplasate frontal. În prezent, producătorii oferă baterii cu terminale frontale, așa-numitul terminal frontal (terminalele-terminale sunt amplasate în partea din față), dar supapele acestor baterii sunt amplasate deasupra, ca și în cazul bateriilor convenționale. Experiența funcționării bateriilor terminale frontale în diferite țări arată fiabilitatea lor mai mică în comparație cu bateriile convenționale. Bateriile AGM terminale frontale sunt cele mai predispuse la fenomenul de încălzire termică spontană - overclocking termic. Utilizarea acestor baterii trebuie efectuată după calculul și studierea câmpurilor termice din compartimentele, rafturile și dulapurile EPU.

Bateriile sigilate eliberează o cantitate mică de hidrogen atunci când sunt încărcate. Avem nevoie de puțin flux de aer (natural) către baterie. Cu funcționarea pe termen lung a unei baterii cu baterii de mare capacitate, amintiți-vă de necesitatea ventilației spațiilor datorită posibilității de acumulare a hidrogenului și respectării regimului de temperatură. Înainte, bateriile sigilate, de mare capacitate, nu necesitau aerisire ca baterii de capacitate mică și medie. Dar ținând cont de experiența de instalare și întreținere a bateriilor sigilate importate, vă recomandăm să instalați echipamente pentru ventilația și aerul condiționat al camerelor pentru baterii.

Bateriile etanșe generează mai multă căldură în timpul încărcării și se încălzesc mai mult ele însele decât bateriile convenționale (de exemplu, tip OPzS):

Qm = 0,77 ∙ N ∙ Eu ∙ h, (1)

Unde Qm- încălzire Joule, W ∙ h;

0,77 - pseudo-polarizare, V la 2,25 V / celulă;

N- număr de 2 V elemente;

Eu- curent de incarcare, A;

h- durata de încărcare, h.

Baterii clasice (OPzS): Qm= 0,04 W / 100 A ∙ h el / h. Încălzirea Joule are loc - evaporarea gazului (căldura iese cu gazul).

Baterii sigilate: Qm= 0,10 W / 100 A ∙ h el / h. Se produce încălzirea Joule + recombinarea gazului.

Capacitate,%

Orez. 3. Influența adâncimii descărcării. Date pentru bateriile cu tehnologie AGM. Baterii cu tehnologie GEL - mai rezistente la descărcări profunde

Pentru bateriile sigilate cu tehnologie AGM (vezi Fig. 3) descărcările frecvente - încărcăturile sunt dăunătoare, bateriile cu electrolit pe gel au cel mai bun ciclu. Dar bateriile GEL generează mai mult hidrogen atunci când sunt încărcate decât bateriile AGM. În bateriile cu gel, la temperaturi scăzute, electrolitul îngheață mai devreme decât în ​​bateriile AGM și pot apărea rupturi ale carcasei, deoarece electrolitul ocupă întregul volum al cutiei.

Bateriile sigilate pentru ambele tehnologii sunt foarte sensibile la supraîncărcare. În fig. 4 arată cât de repede scade viața tamponului odată cu creșterea tensiunii de plutire. Bateriile subîncărcate sunt, de asemenea, dăunătoare.

Orez. 4. Dependența duratei de viață de tensiunea de plutire constantă

Pentru a asigura o durată lungă de viață a unei baterii sigilate în modul tampon, este necesar ca abaterea la starea de echilibru a tensiunii de ieșire DC a EPU să nu depășească 1%. Componenta variabilă a tensiunii de ieșire a încărcăturii este dăunătoare pentru bateriile sigilate. Valoare critică maximă ~ Eu(АС) = 2 - 5 А (rms) la 100 А ∙ h. Creșterile (vârfurile) și alte tipuri de tensiune de ondulare (cu bateria deconectată, dar cu sarcina conectată) sunt considerate acceptabile dacă răspândirea ondulării tensiunii EPU, inclusiv limitele de reglare, nu depășește 2,5% din tensiunea de încărcare constantă recomandată a bateriei . Ondularea mare de curent alternativ poate duce la supraîncălzirea termică (overclockarea termică) a bateriilor. Bateriile AGM sunt mai predispuse la fugă termică decât bateriile cu gel. La utilizarea bateriilor sigilate în invertoare, frecvența critică este mai mică de 50 Hz (46-35 Hz). Acest lucru se datorează de obicei unei defecțiuni a invertorului. De exemplu, o frecvență de 20 Hz poate duce la o supraîncărcare mare a bateriei și la defectarea acesteia în câteva zile. Bateriile AGM sunt deosebit de sensibile la astfel de defecțiuni. La frecvențe sub 20 Hz în baterii, reacția electrochimică se poate opri cu totul.

Pentru durata de viață lungă a bateriilor etanșe, sunt importante următoarele: grosimea plăcii pozitive (4-5 mm), compoziția aliajului și designul grilei. Unii producători necesită o durată lungă de viață a bateriei, în timp ce utilizează plăci standard (subțiri de 2,5-3 mm); durata de viață efectivă a acestor baterii rămâne necunoscută și poate fi determinată numai în timpul funcționării. Atunci când alegeți bateriile, vă recomandăm să acordați atenție greutății, care este asociată cu grosimea plăcilor.

În bateriile GEL de tip OPzV cu plăci blindate, durata de viață depinde în mare măsură de rata de coroziune a tijei electrodului. Grosimea plăcilor este mare și egală cu 8-10 mm, ceea ce determină durata lor de viață lungă și rata scăzută de coroziune a tijei.

Este foarte dificil să se urmărească statisticile motivelor defecțiunilor bateriilor sigilate în Rusia. Furnizorii de baterii ascund cu atenție acest lucru, pentru a nu-și pierde credibilitatea și piața. Multe defecțiuni apar din cauza încălcărilor condițiilor de operare, precum și a tehnologiei învechite. Dintre acestea, trebuie remarcat impactul negativ al redresoarelor de tip VUK asupra duratei de viață a bateriilor de stocare. Resursa tehnică de utilizare a acestor redresoare a depășit toate limitele imaginabile. Redresoarele VUK nu au tensiune de ieșire stabilă și nici filtrată. Puteți fi atenți la redresoarele de tip VUT învechit: rotația greșită a fazei rețelei de alimentare duce la defectarea redresoarelor. Această defecțiune este recuperabilă și se manifestă printr-o supraestimare inacceptabilă a tensiunii de ieșire, urmată de o oprire de urgență a redresorului. Dacă secvența de fază greșită coincide cu o defecțiune, supratensiunea alimentării va deteriora bateria (supraîncărcare puternică), care nu poate fi restabilită. În VUT-uri nu există niciun dispozitiv pentru comutarea automată de la modul de stabilizare curent la modul de stabilizare a tensiunii. Bateriile sigilate cu dispozitive de tip vechi (VUT, VUK) nu funcționează mult timp, iar utilizarea lor cu aceste redresoare este inacceptabilă.

Atunci când alegeți o baterie pentru condiții de funcționare staționare, una ar trebui să fie ghidată, în primul rând, de condițiile de funcționare. Dacă există o cameră pentru baterii dotată cu ventilare de alimentare și evacuare pentru a găzdui bateriile clasice deservite, atunci ar trebui să fie folosită pentru scopul propus și numai pentru bateriile clasice cu electrolit lichid (de exemplu, tip OPzS (în Rusia - tip SSAP, TB- M), OGi (tip SN, TB), Groe (tip SK, BP). Bateriile sigilate se folosesc cel mai bine în prezența unui redresor modern bun (de exemplu, UEPS-3 produs de OJSC "UPZ" Promsvyaz "). Sigilat bateriile doar la prima vedere cauzează mai puține probleme proprietarilor lor. aplicarea nu înseamnă că întreținerea este în general exclusă. În orice caz, este necesar să se monitorizeze starea bateriilor (tensiune, capacitate, starea carcasei și a bornelor, temperatura baterii și cameră)., toate cerințele pentru încărcarea etanșantului au fost îndeplinite. baterii ovale cu plumb-acid.

Pentru a îmbunătăți fiabilitatea EPU-urilor cu baterii sigilate, este necesar să primiți informații mai frecvente despre starea și modurile de funcționare ale sistemului de alimentare. Acest lucru este posibil prin utilizarea sistemelor de alarmă și monitorizare a puterii. În aceste scopuri, puteți utiliza un dispozitiv de control al descărcării (UKRZ) de baterii de stocare. UKRZ poate efectua automat teste de verificare a bateriei, poate controla automat parametrii. Pe baza rezultatelor testului, se pot prezice timpi de înlocuire și se poate planifica întreținerea. EPU modern UEPS-3 poate fi echipat cu dispozitive pentru controlul element cu element al bateriilor UPKB, care permit controlul de la distanță al tensiunii și temperaturii fiecărei celule de 2V sau monobloc și transmiterea prin Ethernet, GSM, PSTN, RS-485 ( tipul modulului este determinat la comandă). Este posibil să utilizați un dispozitiv de monitorizare a tensiunii pentru modul de stocare a bateriei de stocare (BCV) cu semnalizare de la distanță pentru a alerta personalul de serviciu. Operatorii de telefonie mobilă recomandă construirea unui sistem de monitorizare bazat pe o rețea radio și microcontrolere universale moderne echipate cu modemuri radio care trimit în mod regulat informații către centru și către telefoanele mobile ale personalului tehnic. În plus, sistemele de monitorizare vor servi drept bază pentru integrarea cu AMR și sistemul de control al climei, care sunt implementate în mod activ în instalațiile de comunicații, energie, transport și întreprinderi industriale.

În ciuda faptului că bateria cu plumb este cunoscută de mai bine de o sută de ani, lucrările continuă să o îmbunătățească. Îmbunătățirea bateriilor plumb-acid merge pe calea găsirii de aliaje noi pentru rețele, a materialelor ușoare și durabile pentru caroserii și a îmbunătățirii calității separatoarelor.

Bateriile sigilate de plumb-acid sunt caracterizate de o gamă largă de parametri asociați cu tehnologia de fabricație, calitatea materiilor prime și nivelul tehnic al echipamentelor utilizate pentru fabricarea bateriilor.

„... În ciuda complexității sistemelor de alimentare cu energie (EPU), a tehnologiilor moderne pentru rectificarea curentului alternativ și inversarea curentului continuu, bateria este cea mai importantă și cea mai critică parte a acestor sisteme de alimentare cu energie ...”, - din articol de MN Petrov.

Sarcina principală care trebuie rezolvată în viitorul apropiat este crearea unei producții de baterii sigilate cu plumb-acid în Rusia!

La crearea unei producții, este necesar să se țină seama de experiența acumulată în alte țări și în Rusia însăși.

Bateriile sigilate de plumb-acid sunt fabricate de obicei folosind două tehnologii - gel și AGM. Articolul discută în detaliu diferențele și caracteristicile acestor două tehnologii. Sunt oferite recomandări generale pentru funcționarea acestor baterii.

Principalele tipuri de baterii recomandate pentru utilizarea în sisteme de energie solară autonome: o componentă integrală a sistemelor de energie solară autonome sunt bateriile de stocare de mare capacitate, fără întreținere. Astfel de baterii garantează calitatea constantă și păstrarea funcționalității pe tot parcursul ciclului de viață declarat.

Tehnologia AGM - (Absorbent Glass Mat) În rusă poate fi tradusă prin „absorbția fibrelor de sticlă”. Acidul lichid este, de asemenea, utilizat ca electrolit. Dar spațiul dintre electrozi este umplut cu un material de separare microporos din fibră de sticlă. Această substanță acționează ca un burete, absoarbe complet tot acidul și îl reține, împiedicându-l să se răspândească.

Când o reacție chimică se desfășoară în interiorul unei astfel de baterii, se formează și gaze (în principal hidrogen și oxigen, moleculele lor sunt constituenți ai apei și acidului). Bulele lor umple unii dintre pori fără ca gazul să scape. El este direct implicat în reacții chimice atunci când reîncarcă bateria, revenind înapoi la electrolitul lichid. Acest proces se numește recombinarea gazelor. Se știe dintr-un curs de chimie școlară că un proces circular nu poate fi 100% eficient. Dar în bateriile AGM moderne, eficiența recombinării ajunge la 95-99%. Acestea. în cazul unei astfel de baterii, se formează o cantitate neglijabilă de gaz rezidual gratuit, iar electrolitul nu își schimbă proprietățile chimice timp de mulți ani. Cu toate acestea, după o perioadă foarte lungă de timp, gazul liber acumulează o suprapresiune în interiorul bateriei, când atinge un anumit nivel, se declanșează o supapă de eliberare specială. Această supapă protejează bateria de rupere în caz de situații anormale: funcționează în moduri extreme, o creștere bruscă a temperaturii în cameră din cauza factorilor externi și altele asemenea.

Principalul avantaj al bateriilor AGM față de tehnologia GEL este rezistența internă mai mică a bateriei. În primul rând, acest lucru afectează timpul de încărcare a bateriei, care este foarte limitat în sistemele autonome, în special iarna. Astfel, bateria AGM se încarcă mai repede, ceea ce înseamnă că părăsește rapid modul de descărcare profundă, care este distructiv pentru ambele tipuri de baterii. Dacă sistemul este autonom, atunci când utilizați bateria AGM, eficiența sa va fi mai mare decât cea a aceluiași sistem cu bateria GEL, deoarece este nevoie de mai mult timp și putere pentru a încărca bateria GEL, ceea ce poate să nu fie suficient în zilele înnorate de iarnă. La temperaturi negative, bateria cu gel păstrează mai multă capacitate și este considerată mai stabilă, dar după cum arată practica, pe vreme tulbure cu curenți de încărcare scăzuti și temperaturi negative, bateria cu gel nu se va încărca din cauza rezistenței interne ridicate și a electrolitului de gel „întărit”, în timp ce modul în care o baterie AGM se va încărca la curenți de încărcare mici.

Nu este necesară nicio întreținere specială pentru bateriile AGM. Bateriile fabricate folosind tehnologia AGM nu necesită întreținere și ventilație suplimentară a camerei. Bateriile AGM ieftine funcționează perfect în modul tampon cu o adâncime de descărcare de cel mult 20%. În acest mod, ele servesc până la 10-15 ani.

Dacă sunt utilizate în modul ciclic și descărcate la cel puțin 30-40%, atunci durata lor de viață este redusă semnificativ. Bateriile AGM sunt adesea folosite în sursele de alimentare neîntreruptibile (UPS) și în sistemele de energie solară mici din rețea. Cu toate acestea, recent au apărut baterii AGM, care sunt proiectate pentru descărcări mai profunde și moduri de funcționare ciclice. Desigur, în ceea ce privește caracteristicile lor, acestea sunt inferioare bateriei GEL, dar funcționează perfect în sistemele autonome de alimentare cu energie solară.

Dar principala caracteristică tehnică a bateriilor AGM, spre deosebire de bateriile standard plumb-acid, este capacitatea de a lucra în modul de descărcare profundă. Acestea. pot emite energie electrică mult timp (ore și chiar zile) până la starea în care alimentarea cu energie scade la 20-30% din valoarea inițială. După încărcarea unei astfel de baterii, aceasta își restabilește aproape complet capacitatea de lucru. Desigur, astfel de situații nu pot trece complet fără urmă. Dar bateriile AGM moderne pot rezista la 600 sau mai multe cicluri de descărcare profundă.

În plus, bateriile AGM au un curent de auto-descărcare foarte scăzut. O baterie încărcată poate fi stocată neconectată mult timp. De exemplu, după 12 luni de inactivitate, încărcarea bateriei va scădea la doar 80% din original. Bateriile AGM au de obicei un curent de încărcare maxim admis de 0,3C și o tensiune de încărcare finală de 15-16V. Astfel de caracteristici sunt realizate nu numai datorită caracteristicilor de proiectare ale tehnologiei AGM. La fabricarea bateriilor se utilizează materiale mai scumpe, cu proprietăți speciale: electrozii sunt din plumb foarte pur, electrozii înșiși sunt mai groși, electrolitul conține acid sulfuric foarte purificat.

Tehnologie GEL - (gel electrolit) O substanță pe bază de dioxid de siliciu (SiO2) este adăugată la electrolitul lichid, rezultând o masă groasă care seamănă cu jeleu în consistență. Această masă umple spațiul dintre electrozii din interiorul bateriei. În procesul reacțiilor chimice, în electrolit apar numeroase bule de gaz. În acești pori și cavități, are loc o întâlnire a moleculelor de hidrogen și oxigen, adică recombinarea gazelor.

Spre deosebire de tehnologia AGM, bateriile cu gel se recuperează și mai bine după o stare de descărcare profundă, chiar dacă procesul de încărcare nu a fost început imediat după încărcarea bateriilor. Sunt capabili să reziste la peste 1000 de cicluri de descărcare profundă, fără a pierde fundamental capacitatea lor. Deoarece electrolitul se află într-o stare groasă, este mai puțin predispus la stratificare în părțile sale componente ale apei și acidului; prin urmare, bateriile cu gel sunt mai capabile să reziste la parametrii slabi ai curentului de reîncărcare.

Poate că singurul dezavantaj al tehnologiei cu gel este prețul, este mai mare decât cel al bateriilor AGM de aceeași capacitate. Prin urmare, se recomandă utilizarea bateriilor cu gel ca parte a sistemelor complexe și costisitoare de alimentare autonomă și de rezervă. Și, de asemenea, în cazurile în care întreruperile rețelei electrice externe apar în mod constant, cu o ciclicitate de invidiat. Bateriile GEL suportă mai bine modurile ciclice de descărcare-încărcare. De asemenea, tolerează mai bine înghețurile severe. Scăderea capacității pe măsură ce temperatura bateriilor scade este, de asemenea, mai mică decât cea a altor tipuri de baterii. Utilizarea lor este mai de dorit în sistemele de alimentare autonomă, când bateriile funcționează în moduri ciclice (sunt încărcate și descărcate în fiecare zi) și nu există nicio modalitate de a menține temperatura bateriilor în limite optime.

Aproape toate bateriile sigilate pot fi montate lateral.
Bateriile cu gel diferă, de asemenea, ca scop - există atât cele de uz general, cât și cele cu descărcare profundă. Bateriile cu gel suportă mai bine ciclul de încărcare-descărcare. Utilizarea lor este mai de dorit în sistemele autonome de alimentare cu energie electrică. Cu toate acestea, acestea sunt mai scumpe decât bateriile AGM și cu atât mai mult bateriile de pornire.

Bateriile cu gel au o durată de viață cu aproximativ 10-30% mai mare decât bateriile AGM. De asemenea, tolerează descărcarea profundă mai puțin dureros. Unul dintre principalele avantaje ale bateriilor cu gel față de AGM este pierderea de capacitate semnificativ mai mică atunci când temperatura bateriei scade. Dezavantajele includ necesitatea respectării stricte a modurilor de încărcare.

Bateriile AGM sunt ideale pentru funcționarea în regim de așteptare, ca rezervă în caz de întreruperi rare a curentului. În cazul unei conexiuni prea frecvente cu munca, ciclul lor de viață scade pur și simplu. În astfel de cazuri, utilizarea bateriilor cu gel este mai economică.

Sistemele bazate pe tehnologiile AGM și GEL au proprietăți speciale care sunt pur și simplu necesare pentru rezolvarea problemelor din domeniul alimentării autonome.

Bateriile cu tehnologie AGM și GEL sunt baterii cu plumb acid. Acestea sunt alcătuite dintr-un set similar de componente. Plăcile-electrozi din plumb sau aliajele sale speciale cu alte metale sunt plasate într-o cutie de plastic fiabilă, care asigură gradul de etanșare necesar. Plăcile sunt scufundate într-un mediu acid - un electrolit care poate apărea lichid sau poate fi într-o stare diferită, mai groasă și mai puțin fluidă. Ca urmare a reacțiilor chimice în desfășurare dintre electrozi și electrolit, se generează un curent electric. Atunci când o tensiune electrică externă de o anumită valoare este aplicată bornelor plăcilor de plumb, apar procese chimice inversate, ca urmare a căror baterie își restabilește proprietățile originale și este încărcată.

Există, de asemenea, baterii speciale bazate pe tehnologia OPzS, care sunt special concepute pentru condiții ciclice „grele”.
Acest tip de baterie a fost creat special pentru utilizarea în sistemele de alimentare autonome. Ele au redus degazarea și permit multe cicluri de încărcare / descărcare de până la 70% din capacitatea nominală, fără deteriorări și reducere semnificativă a duratei de viață. Dar acest tip de baterie nu este foarte solicitat în Rusia, din cauza costului destul de ridicat al bateriei în comparație cu tehnologiile AGM și GEL.

Reguli de bază pentru funcționarea bateriilor

1. Nu depozitați bateria într-o stare descărcată. În acest caz, are loc sulfarea electrozilor. În acest caz, bateria își pierde capacitatea și durata de viață a bateriei este semnificativ redusă.

2. Nu scurtcircuitați bornele bateriei. Acest lucru se poate întâmpla atunci când bateria este instalată de personal necalificat. Un curent puternic de scurtcircuit al unei baterii încărcate poate topi contactele terminale și poate provoca arsuri termice. Un scurtcircuit va provoca, de asemenea, deteriorări grave ale bateriei.

3. Nu încercați să deschideți carcasa bateriei fără întreținere. Electrolitul conținut în interior poate provoca arsuri chimice.

4. Conectați bateria la dispozitiv numai în polaritatea corectă. O baterie complet încărcată are o cantitate semnificativă de energie și, dacă este conectată incorect, poate deteriora dispozitivul (invertor, controler etc.).

5. Asigurați-vă că aruncați bateria veche în conformitate cu reglementările de reciclare pentru produsele care conțin metale grele și acizi.