ВНИМАНИЕ! Если Вам ПО ТЕЛЕФОНУ предложили перевести деньги на КИВИ-КОШЕЛЁК, то это означает, что к нашим номерам подключились мошенники!!! Будьте внимательны!

Как правильно заряжать свинцово кислотный аккумулятор


Заряжаем свинцово кислотный аккумулятор

Многие автовладельцы не знают, как правильно зарядить свинцово-кислотный аккумулятор. Прежде, чем его ставить на зарядку, необходимо разобраться, что из себя представляет АКБ.

Какие батареи относятся к свинцово кислотным

Свинцово-кислотная АКБ состоит из пластин, покрытых свинцовым суриком и опущенных в водный раствор серной кислоты. Во время подключения к электродам внешней нагрузки, начинается электрохимическая реакция.

Такие батареи имеют низкую цену и большое количество циклов электрозаряда. Около 500 за полный ресурс жизни аккумулятора. Обладает высокой удельной мощностью.

Когда нужно ставить аккумулятор на зарядку

Если при повороте ключа зажигание стартер испытывает трудности, а напряжение на клеммах упало до 12-12.2 V, то батарея считается разряженной и ее необходимо поставить на зарядку. При дальнейшей эксплуатации батарея может полностью разрядиться и случится глубокий разряд.

На самом деле, чем чаще заряжать батарею, не допуская глубокого разряда, тем больше жизненный ресурс. Если автовладелец покупает качественный аккумулятор у прямого поставщика завода-производителя, такой батарее не страшны постоянные частые подзарядки.

Наоборот, для качественных АКБ постоянное присутствие буферного заряда является излюбленным режимом. Батарея постоянно пребывает под правильным напряжением. Характеристики АКБ не изменяются по истечении времени службы. Если допустить полный разряд , то при температуре ниже нуля, корпус раздуется, пластины погнутся и замкнутся между собой.

Подготовка батареи к зарядке

К зарядке необходимо подготовить батарею. Во-первых, важна температура окружающей среды. При температуре ниже нуля заряжать аккумулятор не рекомендуется. Низкая температура приводит к потере воды в электролите.

Шаги подготовки АКБ касаются только обслуживаемой батареи. снимается с машины и ставится на зарядку автоматическим или неавтоматическим зарядным устройством.

Если заряжается аккумулятор перед зимой, то требуется долить электролит, чтобы повысить плотность, если же – летом, то требуется залить дистиллированную воду. Жарким и знойным летом АКБ не нужна высокая плотность, которая может только разрушить свинцовые стенки.

Шаги процедуры подготовки обслуживаемого АКБ

  1. Снять АКБ с машины. Предварительно открутить болты клемм и отсоединить их с выводов электродов.
  2. Занести в теплое помещение, если дело происходит зимой. Дать ему время на приобретение температуры окружающей среды.
  3. Зачистить выводы электродов до блеска, если есть видимый налет окислов.
  4. Протереть поверхность АКБ тряпкой, смоченной в 10 процентном растворе нашатырного спирта.
  5. Открыть пробки на банках. Чтобы не допустить переизбытка давления внутри корпуса.
  6. По необходимости долить дистиллированную воду в банки.

Теперь аккумулятор готов для подзарядки. Правильная зарядка также имеет большое значение.

Техника безопасности и меры предосторожности

Установить АКБ требуется на ровную поверхность перед зарядкой, чтобы не допустить утечки электролита. Необслуживаемые батареи можно заряжать в любом положении, потому что в них используется гелеобразный электролит.

Перед зарядкой требуется открыть все окна и двери в помещении, чтобы не допустить отравления парами, которые могут образовываться во время процесса. Содержать заряжаемый объект как можно дальше от огня и любых других искр, которые могут привести к взрыву или воспламенению объекта.

Если автовладелец не может снять АКБ с машины, то рекомендуется отключить минус или лучше оба провода.

Внимание! Запрещено заряжать батарею на холоде, в помещении, где температура выше 30 градусов.

Как правильно заряжать аккумулятор

Правильная зарядка состоит из нескольких способов. Первый способ, посредством которого заряд происходит постоянным током, проходит под контролем человека. Второй способ, с помощью постоянного напряжение, более простой. Но АКБ зарядится только на 80 процентов.

Есть еще один метод. Он соединяет первые два и называется комбинированным и не является бюджетным. Так как требует покупки дорогого зарядного устройства.

Зарядка постоянным током

Шаги процедуры зарядки первым методом:

  1. Подключить зарядной устройство к АКБ. Положительную клемму – к выводу со знаком «плюс», отрицательную клемму – к выводу со знаком «минус»
  2. Установить ток в размере 10 процентов от номинального.
  3. Заряжать в течение нескольких часов. Затем проверить мультиметром напряжение в выводах электродов.
  4. Устройство должно показать 14 Вольт. Перестать заряжать.
  5. Если автовладелец заряжал АКБ силой тока 6 Ампер, то снизить силу до 3 А. иначе повысится кипение.
  6. Когда напряжение повысится до 15 Вольт, понизить силу тока еще раз до 1,5 А. Продолжать заряжать до тех пор, пока эти значения тока и напряжения изменяться не будут.

Процесс зарядки постоянным напряжением проще.

Зарядка постоянным напряжением

Используя этот способ, нужно установить напряжение заряда около 14 В. Если первый метод был медленным, то процесс данной подзарядки пройдет быстро. Около 6 часов понадобится, чтобы зарядить АКБ до 90 процентов.

Зарядка в автоматическом режиме

Еще более просто метод – это зарядка в автоматическом режиме. Устройство питания подключают к аккумулятору, далее прибор самостоятельно настраивает нужный способ зарядки для подключенного АКБ.

После того, как будет заряжен аккумулятор полностью, зарядный прибор отключается.

Автоматическое зарядное устройство Вымпел 150

Когда аккумулятор зарядится и как проверить

При использовании простого способа зарядки АКБ зарядится после 6 часов, будучи подключенным к прибору. Остальные методы требуют зарядки в течении суток.

После того, как снят АКБ с зарядки его осматривают на наличие налета на поверхности банок или выводов. Если есть такой налет, особенно у необслуживаемых аккумуляторов, то это значит, что батарея заряжалась неправильно. Не должно выделяться никаких пузырьков или сероводорода. Он должен выглядеть как новый, а процесс подзарядки никак не влияет на состояние.

Затем его необходимо проверить тестером. Если повышается сопротивление, то АКБ не был до конца заряжен или происходит процессы разряда внутри аккумулятора. Это говорит о том, что батарея непригодна к работе.

Если был выбран наименьший процент тока от напряжения АКБ, то длительность зарядки будет увеличена до нескольких дней. Этот процесс равен хранению батареи в разряженном состоянии на складе в холоде. Происходит , батарея в скором времени выйдет из строя.

Установить батарею в машину и проверить, как она заводится. Прокатится на машине, включить приборы, которые потребляют большое количество мощности АКБ. Проверить напряжение. Если все в порядке, то аккумулятор был заряжен правильно и исправен.

Внимание! Обязательно проводите корректировку силы тока и напряжения при зарядке.

Обслуживание батареи после зарядки

После зарядки корпус промывается и просушивается. Проверяется напряжение на нем. Если напряжение выше нуля, то рекомендуется промыть крышку раствором соды. Так как оно пропускает ток.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

свинцово-кислотных аккумуляторов: работа, строительство, зарядка / разрядка

Почти каждое портативное и портативное устройство состоит из аккумулятора. Батарея - это накопитель, в котором накапливается энергия для обеспечения питания при необходимости. В современном мире электроники доступны различные типы батарей, среди которых Свинец Кислотная батарея обычно используется для мощных источников питания. Обычно свинцово-кислотные аккумуляторы больше по размеру, имеют твердую и тяжелую конструкцию, они могут хранить большое количество энергии и обычно используются в автомобилях и инверторах.

Даже после конкуренции с литий-ионными батареями потребность в свинцово-кислотных батареях растет день ото дня, поскольку они дешевле и удобнее в обращении по сравнению с литий-ионными батареями. Согласно некоторым исследованиям рынка, рынок свинцово-кислотных аккумуляторов в Индии, согласно прогнозам, вырастет в среднем на 9% в течение 2018-24 годов. Таким образом, он имеет огромный спрос на рынке в области автоматизации, автомобильной и бытовой электроники. Хотя большая часть электромобиля поставляется с ионно-литиевыми батареями, но все же есть много электрических двухколесных транспортных средств, которые используют свинцово-кислотные аккумуляторы для питания автомобиля.

В предыдущем уроке мы узнали о литий-ионных батареях, здесь мы поймем Рабочие, конструкцию и применение свинцово-кислотных батарей. Мы также узнаем о характеристиках зарядки / разрядки, требованиях и безопасности свинцово-кислотных аккумуляторов.

Конструкция свинцово-кислотного аккумулятора

Что такое свинцово-кислотная батарея? Если мы сломаем название свинцово-кислотной батареи, мы получим свинца, кислоты и батареи .Свинец является химическим элементом (символ Pb, а атомный номер 82). Это мягкий и податливый элемент. Мы знаем, что такое кислота; он может пожертвовать протон или принять электронную пару, когда он реагирует. Итак, батарея, которая состоит из свинца и безводной свинцовой кислоты (иногда ошибочно называемой перекисью свинца), называется свинцово-кислотной батареей.

Теперь, , что такое внутренняя конструкция?

Свинцово-кислотная батарея состоит из следующих вещей, мы можем видеть это на изображении ниже:

Свинцово-кислотная батарея

состоит из пластин, сепаратора и электролита из твердого пластика с жестким резиновым корпусом .

В батареях пластины двух типов , положительные и отрицательные. Положительный состоит из диоксида свинца, а отрицательный - из губчатого свинца. Эти две пластины разделяются с использованием сепаратора , который представляет собой изолирующий материал. Эта общая конструкция хранится в прочном пластиковом футляре с электролитом. Электролит - вода и серная кислота.

Жесткий пластиковый корпус - одна ячейка. Один сотовый магазин обычно 2.1V. По этой причине свинцово-кислотная батарея 12 В состоит из 6 ячеек и обеспечивает 6 х 2,1 В / ячейка = 12,6 В обычно.

Теперь, , какова емкость накопителя заряда?

Это очень зависит от активного материала (количество электролита) и размера пластины. Возможно, вы видели, что емкость литиевой батареи описана в мАч или миллиампер-час, но в случае свинцово-кислотной батареи это ампер-час . Мы опишем это в следующем разделе.

Работа свинцово-кислотных аккумуляторов

Работа свинцово-кислотной батареи - это все о химии, и очень интересно узнать о ней. В процессе зарядки и разрядки свинцово-кислотных аккумуляторов происходит огромный химический процесс. Разбавленная серная кислота H 2 SO 4 молекул распадается на две части при растворении кислоты. Это создаст положительные ионы 2H + и отрицательные ионы SO 4 -. Как мы уже говорили, два электрода соединены в виде пластин, анода и катода.Анод улавливает отрицательные ионы, а катод притягивает положительные ионы. Это соединение в аноде и SO 4 - и катоде с 2H + обмениваются электронами и который дополнительно реагирует с водой или водой (разбавленная серная кислота, серная кислота + вода).

Батарея имеет два состояния химической реакции: Зарядка и разрядка .

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Как мы знаем, для зарядки батареи нам нужно обеспечить напряжение, превышающее напряжение на клеммах.Таким образом, для зарядки батареи 12,6 В можно использовать 13 В.

Но , что на самом деле происходит, когда мы заряжаем свинцово-кислотную батарею?

Ну, те же химические реакции, которые мы описали ранее. В частности, когда батарея соединена с зарядным устройством, молекулы серной кислоты распадаются на два иона, положительные ионы 2H + и отрицательные ионы SO 4 -. Водород обменивается электронами с катодом и становится водородом, этот водород вступает в реакцию с PbSO 4 в катоде и образует серную кислоту (H 2 SO 4 ) и свинец (Pb).С другой стороны, SO 4 - обмениваются электронами с анодом и становятся радикалами SO 4 . Этот SO 4 реагирует с PbSO 4 анода и образует пероксид свинца PbO 2 и серную кислоту (H 2 SO 4 ). Энергия накапливается за счет увеличения плотности серной кислоты и увеличения напряжения ячейки.

Как объяснено выше, во время процесса зарядки на аноде и катоде происходят следующие химические реакции.

На катоде

  PbSO  4  + 2e  -  => Pb + SO  4   2-   

на аноде

  PbSO  4  + 2H  2  O => PbO  2  + SO  4   2-  + 4H  -  + 2e  -   

Если объединить два приведенных выше уравнения, общая химическая реакция составит

.
  2PbSO  4  + 2H  2  O => PbO  2  + Pb + 2H  2  SO  4   

Существуют различные способы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.Каждый метод может быть использован для конкретной свинцово-кислотной батареи для конкретных применений. В некоторых приложениях используется метод зарядки с постоянным напряжением , в некоторых приложениях используется метод с постоянным током , в то время как в некоторых случаях полезна зарядка щекоткой. Обычно производитель аккумуляторов обеспечивает надлежащий метод зарядки конкретных свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядка с постоянным током обычно не используется при зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов .

Наиболее распространенным методом зарядки, используемым в свинцово-кислотной батарее, является метод зарядки с постоянным напряжением , который является эффективным процессом с точки зрения времени зарядки.В полном цикле зарядки напряжение зарядки остается постоянным, а ток постепенно уменьшается с увеличением уровня заряда батареи.

Разрядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Разрядка свинцово-кислотного аккумулятора снова связана с химическими реакциями. Серная кислота находится в разбавленной форме, обычно с соотношением 3: 1 к воде и серной кислоте. Когда нагрузки соединены через пластины, серная кислота снова распадается на положительные ионы 2H + и отрицательные ионы SO 4 .Ионы водорода вступают в реакцию с PbO 2 и образуют PbO и воду H 2 O. PbO начинает реагировать с H 2 SO 4 и образует PbSO 4 и H 2 O.

С другой стороны, SO 4 - ионы обмениваются электронами с Pb, образуя радикал SO 4 , который в дальнейшем создает PbSO 4 , реагирующий с Pb.

Как объяснено выше, следующие химические реакции происходят на аноде и катоде во время процесса разрядки.Эти реакции совершенно противоположны реакциям зарядки:

На катоде

  Pb + SO  4   2-  => PbSO  4  + 2e  -   

на аноде:

  PbO  2  + SO  4   2-  + 4H  -  + 2e  -  => PbSO  4  + 2H  2  O  

Если объединить два приведенных выше уравнения, общая химическая реакция составит

.
  PbO  2  + Pb + 2H  2  SO  4  => 2PbSO  4  + 2H  2  O  

Из-за электронного обмена на аноде и катоде нарушается электронный баланс на пластинах.Затем электроны проходят через нагрузку, и батарея разряжается.

Во время этого разряда гравитационная концентрация разбавленной серной кислоты уменьшается. Также, в то же время, разность потенциалов ячейки уменьшается.

Фактор риска и электрические рейтинги

Свинцово-кислотная батарея вредна, если не обслуживается безопасно. Поскольку батарея вырабатывает газообразный водород во время химического процесса, она очень опасна, если не используется в проветриваемом помещении.Кроме того, неточная зарядка серьезно повредит аккумулятор.

Каковы стандартные характеристики свинцово-кислотной батареи?

Каждая свинцово-кислотная батарея снабжена спецификацией для стандартного тока заряда и тока разряда. Как правило, свинцово-кислотная батарея 12 В, которая применима для автомобильной промышленности, может быть в диапазоне от 100 до 350 Ач. Этот рейтинг определяется как рейтинг разряда с 8-часовым периодом времени.

Например, аккумуляторная батарея емкостью 160 Ач может выдавать ток питания 20 А на нагрузку в течение 8 часов диапазона .Мы можем привлечь больше внимания, но это не рекомендуется. Потребление тока, превышающего максимальный ток разряда в течение 8 часов, приведет к снижению эффективности батареи, а также может быть изменено внутреннее сопротивление батареи, что дополнительно повышает температуру батареи.

С другой стороны, во время фазы зарядки мы должны быть осторожны с полярностью зарядного устройства , оно должно быть правильно связано с полярностью батареи. Обратная полярность опасна для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.Готовое зарядное устройство поставляется с зарядным напряжением и измерителем зарядного тока с опцией управления. Мы должны обеспечить большее напряжение, чем напряжение аккумулятора, чтобы зарядить аккумулятор. Максимальный ток зарядки должен быть таким же, как максимальный ток питания при 8 часах разряда. Если взять тот же пример 12 В 160 Ач, то максимальный ток питания составляет 20 А, поэтому максимальный безопасный зарядный ток составляет 20 А.

Мы не должны увеличивать или предоставлять большой зарядный ток , так как это приведет к нагреву и увеличению выработки газа.

Правила эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов

  1. Полив - самая игнорируемая особенность обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов. Поскольку избыточная зарядка уменьшает воду, мы должны часто проверять это. Меньшее количество воды создает окисление в пластинах и уменьшает срок службы батареи. При необходимости добавьте дистиллированную или ионизированную воду.
  2. Проверьте наличие вентиляционных отверстий, они должны быть отточены с помощью резиновых колпачков, часто резиновые колпачки слишком плотно прилипают к отверстиям.
  3. Перезаряжайте свинцово-кислотные батареи после каждого использования. Длительный период без подзарядки обеспечивает сульфатирование в пластинах.
  4. Не замораживайте аккумулятор и не заряжайте его более чем на 49 градусов. В холодных условиях батареи должны быть полностью заряжены, так как полностью заряженные батареи безопаснее, чем разряженные батареи в отношении замерзания.
  5. Не подвергайте глубокую разрядку батареи менее 1,7 В на элемент.
  6. Для хранения свинцово-кислотной батареи ее необходимо полностью зарядить, а затем слить электролит.Тогда батарея станет сухой и может храниться в течение длительного периода времени.
.Информация о свинцово-кислотных аккумуляторных батареях

- Battery University

Ответ ДА. Свинцово-кислотный аккумулятор - самая старая из существующих аккумуляторов. Изобретенный французским врачом Гастоном Планте в 1859 году, свинцово-кислотный аккумулятор стал первой аккумуляторной батареей для коммерческого использования. Спустя 150 лет у нас все еще нет экономически эффективных альтернатив для автомобилей, инвалидных колясок, скутеров, тележек для гольфа и систем ИБП. Свинцово-кислотная батарея сохранила свою долю рынка в приложениях, где новые химические батареи будут слишком дорогими.
Свинцово-кислотный не поддается быстрой зарядке. Типичное время зарядки составляет от 8 до 16 часов. Периодический полностью насыщенный заряд необходим для предотвращения сульфатирования, и аккумулятор всегда должен храниться в заряженном состоянии. Оставление батареи в разряженном состоянии приводит к сульфатированию, и перезарядка может быть невозможна.

Определение идеального предела напряжения заряда имеет решающее значение. Высокое напряжение (выше 2,40 В / элемент) обеспечивает хорошую производительность батареи, но сокращает срок службы из-за коррозии сетки на положительной пластине.Предел низкого напряжения подвержен сульфатированию на отрицательной пластине. Оставление аккумулятора на поплавке в течение длительного времени не приводит к его повреждению.

Свинцово-кислотный не любит глубоких циклов. Полный разряд вызывает дополнительную нагрузку, и каждый цикл лишает аккумулятор некоторого срока службы. Эта характеристика износа также в различной степени относится к другим химическим составам батарей. Для предотвращения перезарядки батареи из-за частой глубокой разрядки рекомендуется использовать батарею большего размера. Свинцово-кислотный является недорогим, но эксплуатационные расходы могут быть выше, чем системы на основе никеля, если требуются повторяющиеся полные циклы.

В зависимости от глубины разгрузки и рабочей температуры герметичная свинцово-кислотная кислота обеспечивает от 200 до 300 циклов разряда / зарядки. Основной причиной его относительно короткого срока службы является коррозия сетки положительного электрода, истощение активного материала и расширение положительных пластин. Эти изменения наиболее распространены при более высоких рабочих температурах. Велоспорт не мешает и не меняет тенденцию.

Свинцово-кислотный аккумулятор имеет одну из самых низких плотностей энергии, что делает его непригодным для портативных устройств.Кроме того, производительность при низких температурах является незначительной. Саморазряд составляет около 40% в год, один из лучших на аккумуляторных батареях. Для сравнения, никель-кадмиевые саморазряды этого количества через три месяца. Высокое содержание свинца делает свинцовую кислоту вредной для окружающей среды.

Толщина плиты

Срок службы свинцово-кислотной батареи можно, в частности, измерить по толщине положительных пластин. Чем толще пластины, тем дольше будет жизнь. Во время зарядки и разрядки свинец на пластинах постепенно разъедается, а осадок падает на дно.Вес батареи является хорошим показателем содержания свинца и ожидаемого срока службы.

Пластины стартерных автомобильных аккумуляторов имеют толщину около 0,040 дюйма (1 мм), в то время как типичная батарея тележки для гольфа будет иметь пластины толщиной от 0,07-0,11 дюйма (1,8-2,8 мм). Аккумуляторы для вилочных погрузчиков могут иметь пластины, длина которых превышает 0,250 "(6 мм). Большинство промышленных затопленных аккумуляторов глубокого цикла используют пластины со свинцово-сурьмяным покрытием. Это увеличивает срок службы пластины, но увеличивает газообразование и потерю воды.

Герметичный свинцово-кислотный

В середине 1970-х годов исследователи разработали необслуживаемую свинцово-кислотную батарею, которая может работать в любом положении.Жидкий электролит превращается в гель в увлажненных сепараторах, а корпус герметизируется. Предохранительные клапаны позволяют вентиляцию во время зарядки, разрядки и изменений атмосферного давления.

В результате различных потребностей рынка появились две свинцово-кислотные системы: небольшая герметичная свинцово-кислотная (SLA), также известная под торговой маркой Gelcell, и более крупная свинцово-кислотная кислота, регулируемая клапанами (VRLA). Обе батареи похожи. Инженеры могут утверждать, что слово «герметичная свинцово-кислотная» является неправильным, потому что никакая аккумуляторная батарея не может быть полностью герметичной.

В отличие от залитой свинцово-кислотной батареи, SLA и VRLA спроектированы с низким потенциалом перенапряжения, чтобы запретить батарее достигать ее газогенерирующего потенциала во время зарядки, поскольку избыточная зарядка может привести к выделению газа и истощению воды. Следовательно, эти батареи никогда не могут быть полностью заряжены. Чтобы уменьшить высыхание, герметичные свинцово-кислотные батареи используют свинцово-кальциевый вместо свинцовой сурьмы.

Оптимальная рабочая температура для свинцово-кислотного аккумулятора составляет 25 * C (77 * F).Повышенная температура снижает долговечность. Как правило, каждые 8 ​​° C (15 ° F) повышение температуры сокращает срок службы батареи вдвое. VRLA, который будет работать в течение 10 лет при 25 ° C (77 ° F), будет хорош только в течение 5 лет, если эксплуатируется при 33 ° C (92 ° F). Та же батарея будет разряжаться через 2,5 года, если будет храниться при постоянной температуре в пустыне 41 ° C (106 ° F).

Рисунок 1: Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор

Герметичная свинцово-кислотная батарея рассчитана на 5 часов работы (0.2) и 20-часовой (0,05 ° С) разряд. Более длительное время разряда дает более высокие показатели емкости из-за меньших потерь. Свинцово-кислотный хорошо работает при высоких токах нагрузки.

Аккумуляторы с матовым стеклом (AGM)

AGM представляет собой герметичный свинцово-кислотный продукт нового типа, в котором между пластинами используются абсорбированные стеклянные маты. Он герметичен, не требует технического обслуживания, а пластины жестко закреплены, чтобы противостоять сильным ударам и вибрации. Почти все батареи AGM являются рекомбинантными, то есть они могут рекомбинировать 99% кислорода и водорода.Здесь почти нет воды - это потеря.

Напряжение зарядки такое же, как и для других свинцово-кислотных аккумуляторов. Даже в условиях сильной перегрузки выделение водорода ниже 4%, указанных для воздушных судов и закрытых помещений. Низкий уровень саморазряда, составляющий 1-3% в месяц, позволяет длительное хранение до зарядки. Общее собрание акционеров стоит вдвое дороже залитой версии той же емкости. Из-за долговечности немецкие высокопроизводительные автомобили используют аккумуляторы AGM в пользу затопленного типа.

Преимущества

  • Недорого и просто в изготовлении.
  • Зрелая, надежная и понятная технология - при правильном использовании свинцово-кислотный материал долговечен и обеспечивает надежное обслуживание.
  • Саморазряд является одним из самых низких аккумуляторных систем.
  • Способен на высокие скорости разряда.

Ограничения

  • Низкая плотность энергии - плохое отношение массы к энергии ограничивает использование для стационарных и колесных применений.
.
BatteryStuff Статьи | Свинцово-кислотный аккумулятор объяснил

Стю Олтман - технический редактор, журнал Wing World
Отредактировано и перепечатано с разрешения

12-вольтовая аккумуляторная батарея для мотоцикла состоит из пластикового корпуса с шестью элементами. Каждая ячейка состоит из набора положительных и отрицательных пластин, погруженных в разбавленный раствор серной кислоты, известный как электролит, и каждая ячейка имеет напряжение около 2,1 вольт при полной зарядке.Шесть элементов соединены вместе, чтобы получить полностью заряженную батарею около 12,6 вольт.

Это здорово, но как прилипание свинцовых пластин к серной кислоте производит электричество? Батарея использует электрохимическую реакцию для преобразования химической энергии в электрическую энергию. Давайте посмотрим. Каждая клетка содержит пластины, напоминающие крошечные квадратные теннисные ракетки, сделанные из свинцовой сурьмы или свинцового кальция. Паста из так называемого «активного материала» затем связывается с пластинами; губчатый свинец для отрицательных пластин и диоксид свинца для положительных.Этот активный материал - то, где химическая реакция с серной кислотой имеет место, когда электрическая нагрузка помещена через клеммы батареи.

Как это работает

Позвольте мне сначала дать вам общую картину для тех, кто не очень ориентирован на детали. В основном, когда батарея разряжается, серная кислота в электролите истощается, так что электролит больше напоминает воду. В то же время сульфат из кислоты покрывает пластины и уменьшает площадь поверхности, на которой может протекать химическая реакция.Зарядка полностью изменяет процесс, возвращая сульфат обратно в кислоту. Это в двух словах, но читайте дальше для лучшего понимания. Если вы уже выбежали из комнаты, крича и дергая себя за волосы, не волнуйтесь.

Электролит (серная кислота и вода) содержит заряженные ионы сульфата и водорода. Сульфат-ионы заряжены отрицательно, а ионы водорода имеют положительный заряд. Вот что происходит при включении нагрузки (фара, стартер и т. Д.). Сульфат-ионы движутся к отрицательным пластинам и отдают свой отрицательный заряд.Оставшийся сульфат соединяется с активным материалом на пластинах с образованием сульфата свинца. Это снижает прочность электролита, а сульфат на пластинах действует как электрический изолятор. Избыточные электроны вытекают с отрицательной стороны батареи через электрическое устройство и обратно на положительную сторону батареи. На положительной клемме батареи электроны возвращаются обратно и принимаются положительными пластинами. Кислород в активном материале (диоксид свинца) реагирует с ионами водорода с образованием воды, а свинец реагирует с серной кислотой с образованием сульфата свинца.

Ионы, движущиеся в электролите, создают поток тока, но, когда элемент разряжается, количество ионов в электролите уменьшается, и площадь активного материала, доступного для их приема, также уменьшается, поскольку он покрывается сульфатом. Помните, что химическая реакция происходит в порах на активном материале, который связан с пластинами.

Многие из вас, возможно, заметили, что аккумулятор, используемый для запуска велосипеда, который просто не заводится, быстро достигнет точки, в которой он даже не перевернет двигатель.Однако, если эту батарею оставить на некоторое время в покое, она, похоже, вернется к жизни. С другой стороны, если вы оставляете переключатель в положении «парковка» на ночь (горит только пара небольших лампочек), батарея будет полностью бесполезна утром, и никакое количество отдыха не приведет к ее восстановлению. Почему это? Поскольку ток возникает в результате химической реакции на поверхности пластин, сильный поток тока будет быстро восстанавливать электролит на поверхности пластин до воды. Напряжение и ток будут снижены до уровня, недостаточного для работы стартера.Требуется время, чтобы больше кислоты диффундировало через электролит и попадало на поверхность пластин. Короткий период отдыха завершает это. Кислота не истощается так быстро, когда ток небольшой (например, для питания лампы заднего вида), а скорость диффузии достаточна для поддержания напряжения и тока. Это хорошо, но когда напряжение в конце концов падает, во внешних пределах ячейки больше не прячется кислота, которая мигрирует к пластинам. Электролитом в основном является вода, а пластины покрыты изолирующим слоем сульфата свинца.Зарядка теперь требуется.

Саморазряд

Одна не очень приятная особенность свинцово-кислотных батарей в том, что они разряжаются сами по себе, даже если не используются. Общее эмпирическое правило - уровень саморазряда в один процент в день. Эта скорость увеличивается при высоких температурах и уменьшается при низких температурах. Не забывайте, что ваш Gold Wing с часами, стерео и радио CB никогда не выключается полностью. Каждое из этих устройств имеет «поддерживающую память память» для сохранения настроек и времени радиостанции, и эти воспоминания потребляют около 20 миллиампер или.020 ампер. Это будет высосать около половины ампер-часа из вашей батареи в день при температуре 80 градусов по Фаренгейту. В результате этого розыгрыша в сочетании со скоростью саморазряда аккумулятор разряжается на 50 процентов за две недели, если велосипед оставить без присмотра и без присмотра.

при зарядке батареи

Зарядка - это процесс, который обращает вспять электрохимическую реакцию. Он преобразует электрическую энергию зарядного устройства в химическую энергию. Помните, батарея не хранит электричество; он хранит химическую энергию, необходимую для производства электроэнергии.

Зарядное устройство батареи меняет направление тока, при условии, что зарядное устройство имеет большее напряжение, чем батарея. Зарядное устройство создает избыток электронов на отрицательных пластинах, и положительные ионы водорода притягиваются к ним. Водород реагирует с сульфатом свинца с образованием серной кислоты и свинца, и когда большая часть сульфата исчезает, водород поднимается из отрицательных пластин. Кислород в воде реагирует с сульфатом свинца на положительных пластинах, превращая их снова в диоксид свинца, и пузырьки кислорода поднимаются из положительных пластин, когда реакция почти завершена.

Многие думают, что внутреннее сопротивление батареи высокое, когда батарея полностью заряжена, и это не так. Если вы подумаете об этом, вы вспомните, что сульфат свинца действует как изолятор. Чем больше сульфатов на пластинах, тем выше внутреннее сопротивление аккумулятора. Более высокое сопротивление разряженной батареи позволяет ей принимать более высокую скорость зарядки без выделения газа или перегрева, чем когда батарея почти полностью заряжена. Почти полный заряд, не осталось много сульфата для поддержания обратной химической реакции.Уровень тока зарядки, который можно подавать, не перегревая батарею или не расщепляя электролит на водород и кислород, известен как «естественная скорость поглощения» батареи. Когда зарядный ток превышает эту естественную скорость поглощения, происходит перезарядка. Аккумулятор может перегреться, и электролит начнет пузыриться. На самом деле, некоторая часть зарядного тока теряется в виде тепла даже при правильных уровнях зарядки, и эта неэффективность создает необходимость откладывать в батарею больше ампер-часов, чем потребовалось.Подробнее об этом позже.

Как долго прослужит моя батарея?

Есть много вещей, которые могут привести к выходу батареи из строя или значительному сокращению срока ее службы. Одна из таких вещей позволяет батарее оставаться в частично разряженном состоянии . Мы говорили о формировании сульфата на поверхности пластин батареи во время разряда, и сульфат также образуется в результате саморазряда. Сульфат также быстро образуется, если уровень электролита падает до такой степени, что пластины открыты.Если оставить этот сульфат на пластинах, кристаллы будут увеличиваться и затвердевать до тех пор, пока их не станет невозможно удалить из-за зарядки. Следовательно, количество доступной площади поверхности для химической реакции будет постоянно уменьшаться. Это состояние известно как «сульфатирование», и оно постоянно снижает емкость батареи. Батарея емкостью 20 ампер-часов может начать работать как батарея емкостью 16 ампер-часов (или меньше), быстро теряя напряжение под нагрузкой и не поддерживая достаточное напряжение во время проворачивания для работы системы зажигания велосипеда.Последнее условие очевидно, когда двигатель отказывается запускаться, пока вы не уберете палец с кнопки запуска. Когда вы отпускаете стартер, напряжение аккумулятора мгновенно возвращается к достаточному уровню. Поскольку двигатель еще ненадолго вращается, включенное зажигание зажигает свечи зажигания. В следующем выпуске мы увидим, почему именно повышенное внутреннее сопротивление из-за сульфатирования приводит к уменьшению подачи энергии на стартер.

Глубокая разрядка - еще один убийца батареи.Каждый раз, когда батарея глубоко разряжается, часть активного вещества падает с пластин и падает на дно батарейного отсека. Естественно, это оставляет меньше материала для проведения химической реакции. Если достаточное количество этого материала накапливается в нижней части корпуса, оно закроет пластины вместе и уничтожит батарею.

Избыточная зарядка - коварный убийца; его эффекты часто не очевидны ни в чем не повинному покупателю ручного зарядного устройства за десять долларов, который оставляет его подключенным к батарее в течение длительных периодов.Аккумулятор заряжается с постоянной скоростью независимо от состояния заряда аккумулятора. Если эта скорость превышает естественную степень поглощения батареи при полном заряде, электролит начнет разрушаться и испаряться. Многие гонщики хранили велосипед всю зиму на зарядном устройстве только для того, чтобы весной найти аккумулятор практически пустым. Кроме того, поскольку зарядка имеет тенденцию окислять положительные пластины, продолжительная избыточная зарядка может разъедать пластины или разъемы, пока они не ослабнут и не сломаются.

Недозарядка - это состояние, которое существует на многих мотоциклах.Ваш регулятор напряжения настроен на поддержание напряжения системы на уровне от 14 до 14,4 вольт. Если вы один из тех людей, которые ездят по автомагистралям между штатами с вашим вольтметром, показывающим только 13,5 вольт, потому что вы горит больше ламп, чем рождественский дисплей Macy, вы должны знать, что это напряжение достаточно для поддержания заряженной батареи, но недостаточно для полной зарядки. перезарядить истощенный.

Помните, мы говорили, что выделение газа происходит, когда весь или большая часть сульфата свинца превращается обратно в свинец и диоксид свинца.Напряжение, при котором это обычно происходит, называемое напряжением подачи газа, обычно составляет чуть выше 14 вольт. Если напряжение вашей системы никогда не становится таким высоким, и если вы никогда не компенсируете это, подключив зарядное устройство к дому, сульфат начнет накапливаться и затвердевать, как зубной налет во рту. Подумайте о том, что тщательная периодическая зарядка будет как хорошая работа с зубной нитью и чисткой зубов. Если вы практикуете плохую гигиену зубов, вы можете пойти к зубному врачу, чтобы он взорвался и поцарапал грязные вещи.Когда ваша батарея достигает этой стадии, это занавески!

Какой тип зарядного устройства и почему

У вашего генератора переменного тока и стандартного автомобильного зарядного устройства конусности много общего; они стремятся поддерживать постоянное напряжение. Вот проблема с попыткой быстро зарядить глубоко разряженную батарею любым из них. Помните, мы обсуждали, как сильное потребление тока может привести к разрядке батареи. Затем, когда кислота диффундирует через ячейки, концентрация на поверхности пластин будет увеличиваться, и батарея вернется к жизни.

Аналогичным образом, напряжение батареи во время зарядки увеличивается из-за концентрации кислоты, которая возникает на поверхности пластин. Если скорость зарядки значительна, напряжение будет быстро расти. Конусное зарядное устройство или стабилизатор напряжения транспортного средства будут резко снижать скорость заряда при повышении напряжения выше 13,5, но соответствует ли состояние заряда батареи напряжению? Нет! Еще раз, требуется время, чтобы кислота распространилась по клеткам.

Несмотря на то, что напряжение может быть высоким, электролит во внешних пределах ячеек все еще слаб, и батарея может находиться в состоянии гораздо более низкого уровня заряда, чем указывало бы напряжение.Только после продолжительной зарядки при уменьшенном токе будет достигнута полная емкость. По этой причине вы не должны судить о состоянии заряда аккумулятора, измеряя напряжение во время зарядки. Проверяйте его только после того, как батарея отработает не менее часа. Напряжение будет уменьшаться и стабилизироваться по мере того, как кислота диффундирует по клеткам.

В течение последних нескольких лет несколько компаний разработали зарядные устройства, которые могут быстро заряжать разряженную батарею, а затем держать батарею под напряжением, которое не приведет к ее газу и саморазряду.Их иногда называют «умными зарядными устройствами» или многоступенчатыми зарядными устройствами. Вот как они работают.

Мы сказали, что батарея может принимать гораздо более высокую скорость зарядки, когда она частично разряжена, чем когда она почти полностью заряжена. Эти многоступенчатые зарядные устройства используют этот факт, начиная зарядку в режиме постоянного тока или в режиме «объемного заряда». Как правило, они обеспечивают уровень заряда от 650 мА до 1,5 А, в зависимости от марки и модели. Этот объемный заряд поддерживается постоянным (или должен быть), пока напряжение батареи не достигнет 13.5 вольт, что позволяет аккумулятору поглощать большее количество заряда за короткое время и без повреждений. Затем зарядное устройство переключается на постоянное напряжение или «поглощающий» заряд.

Идея состоит в том, чтобы позволить батарее поглощать последние 15 процентов своего заряда с естественной скоростью поглощения, чтобы предотвратить чрезмерное выделение газа или нагрев. Наконец, эти зарядные устройства переключаются в «плавающий» режим, в котором напряжение аккумулятора поддерживается на уровне, достаточном для предотвращения его разрядки, но недостаточном для возникновения перезарядки.Различные компании обычно расходятся во мнениях относительно того, каким должно быть это напряжение, но обычно оно составляет от 13,2 до 13,4 вольт. На самом деле, плавающее напряжение должно быть с температурной компенсацией от 13,1 вольт при 90 градусах по Фаренгейту до 13,9 вольт при 50 градусах. Большинство очень дорогих многоступенчатых зарядных устройств большой мощности для использования на больших батареях RV имеют температурную компенсацию, но ни один из мотоциклетных агрегатов, насколько мне известно; они используют компромиссную настройку поплавка.

Итак, я могу просто установить его и забыть, верно? Ну, не совсем так.Во-первых, вам необходимо периодически проверять уровень заряда батареи (если только у вас нет запечатанной батареи). Другая проблема заключается в упражнении батареи. Даже если напряжение удерживается на уровне 13 Вольт, непоколебимое напряжение позволит батарее постепенно разряжаться. Для большинства этих устройств я рекомендую отключать зарядное устройство не реже одного раза в 60 дней во время сезонного хранения. Оставьте аккумулятор на пару дней, а затем снова подключите зарядное устройство.

все еще здесь?

Если вы все еще читаете это, вы настоящий солдат.Я понимаю, что предмет может быть запутанным или даже скучным, но наберитесь духа; Я смирился с тобой. Там гораздо больше осталось невыразимым, чем то, что появляется здесь. Это были "лучшие хиты батареи". Я надеюсь, что этого было достаточно, чтобы заинтересовать вас, не отправляя вас в информационную перегрузку, и, возможно, теперь, когда вы знаете, сколько существует способов сократить срок службы батареи, вы знаете, почему никто не может предсказать, как долго прослужит батарея. Многие гонщики, которые считают, что они отлично заботятся о своих батареях, на самом деле убивают их добротой.

Выберите зарядное устройство

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


Смотрите также