АККУМУЛЯТОР

[SAMARKAND1]

АККУМУЛЯТОР - химический источник тока, который после разряда обладает возможностью заряда (преобразования электрической энергии в химическую) путем пропускания через него электрического тока обратного направления.

Расмотрим две электрохимические

системы аккумуляторов, свинцовую (кислотную) и никель-железную (щелочную):

Свинцовый аккумулятор состоит из двух блоков пластин погруженных в электролит (25-29%-ный водный растворсерной кислоты). Положительные пластины - представляют собой трубчатые цилиндры из нетканных материалов, заполненных активной массой - диоксидом свинца PbO2 (панцирный электрод) или свинцовые каркасы заполненные активной массой, также диоксидом свинца PbO2 (намазной электрод), отрицательные - представляютсобой свинцовые каркасы, заполненные активной массой, состоящей из губчатого свинца (намазной электрод). После изготовления пластины подвергаются электролитической обработке - формовке. При разряде активная масса положительной и отрицательной пластинпереходит в сернистое соединение свинца PbSO4 с выделением воды, что уменьшает концентрацию электролита, его проводимость и снижает э.д.с. аккумулятора. При снижении плотности электролита до 1.14 - 1.13 г/см3 разряд следует прекратить во избежание сульфатации пластин - образования на них нерастворимого сернистого свинца.

При заряде через аккумулятор проходит ток, имеющий направление, противоположное току разряда. Происходит обратная химическая реакция и на электродах восстанавливается диоксид свинца и губчатый свинец. Во избежание сульфатации аккумулятор необходимо содержать в заряженном состоянии, периодически проверять уровень, плотность электролита, напряжение под нагрузкой.

Токообразующий процесс в свинцовом аккумуляторе описывается реакцией:

Pb + PbO2 + 2H2SO4 -- 2PbSO4 + 2H2O

э.д.с. свинцового аккумулятора зависит от концентрации серной кислоты. Другими словами, увеличив плотность электролита можно повысить емкость аккумулятора, но при этом ресурс аккумулятора резко снижается.

к.п.д. кислотного аккумулятора составляет 0,75-0,8.

Никель-железный аккумулятор состоит из двух блоков, расположенных в стальном сосуде с электролитом (водныйраствор едкого кали КОН или едкого натра NaOH, с добавлением едкого лития LiOH). Пластины представляю собой стальные рамки с вставленными в них стальными перфорированными коробочками, заполненными активной массой (ламельный тип электродов). Активная масса отрицательных пластин состоит из губчатого железа, положительных пластин - из гидрата окиси никеля Ni(OH)3. Гидрат окиси никеля при разряде переходит в гидрат закиси никеля, а губчатое железо - в гидрат закиси железа. При заряде реакцияидет в обратном направлении - происходит восстановление массы электродов. Концентрация электролита в процессе разряда и заряда остается неизменной.

2NiOOH + Fe + 2H2O -- 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2

к.п.д. щелочного аккумулятора составляет 0,5-0,6.

[parabellum]

Нельзя ли расширить тему по видам, типам и другим характеристикам аккумуляторов? К примеру, необслуживаемые, герметичные, гелевые АКБ ну и так далее. Для ИБП нужны именно последние. Хотеось бы знать, есть ли они у нас в продаже и сколько они стоят.

[Denis_sat]

Прочитайте внимательно про гелевые и AGM аккумуляторы

 

В самом начале 21-го века гелевые аккумуляторы перешли из промышленной сферы (телекоммуникации, энергетика) – в бытовую – в частный сектор. Способствовал этому главный фактор – цена. В Китае было развёрнуто миллионное производство подобных аккумуляторов. За небольшой период времени, в России произошёл настоящий бум среди массового потребителя, продажи в 2009 году составили миллионы долларов. В чём причины такого головокружительного успеха?

 

Дело в том, что технология GEL позволяет аккумуляторам сохранять удивительную живучесть при жёсткой эксплуатации. В тех местах где автомобильный аккумулятор умирает за 2 месяца – гелевый аккумулятор сохраняет ёмкость и продолжает работать. Его применяют рыбаки, дачники, охотники, сельские хозяйства, жители частных домов в системах бесперебойного питания. Огромное распространение GELевые АКБ получили в электротранспорте, системах альтернативной энергетики (ветряки, солнечные батареи). Уникальные свойства позволяют его эксплуатировать в любом положении, кроме «вверх тормашками». Единственное чего надо опасаться – прямых солнечных лучей и температуры свыше 45 градусов Цельсия.

 

Попробуем рассказать популярно о гелевом аккумуляторе.

 

В обычном классическом свинцово-кислотном аккумуляторе между положительными и отрицательными пластинами протекает ток по электролиту – водному раствору серной кислоты. Чтобы пластины не соприкасались и не происходило короткого замыкания они разделены сепараторами, обычно микропористым пластиком. В GELевом аккумуляторе электролит загущен силикагелем, если открыть свежий аккумулятор, то Вы увидите железообразную белёсую структуру. Этот гель немного подсушен на заводе и в процессе эксплуатации он ещё больше твердеет. Для того чтобы заполнить аккумулятор достаточно плотным гелем применяют вакуумные машины.

 

В процессе сушки, гелевая структура пронизывается микротрещинами, которые не дают испарениям элетролита улетучиваться: молекулы кислорода и водорода удерживаются внутри геля реагируют между собой и превращаются в воду, которая впитывается гелем. Почти все испарения, таким образом, возвращаются обратно в аккумулятор и это называется рекомбинацией газа. К сожалению все молекулы рекомбинировать не удаётся и избыточный газ сбрасывается через предохранительные клапана. Происходит это обычно при больших токах заряда.

 

Сепаратор в Gel аккумуляторах тоже необычный – микропористый дюропластик, за счёт присадок из алюминия он обладает высокой стойкостью в агрессивной среде, уменьшает внутреннее сопротивление в аккумуляторе, обладает высокой температурной стабильностью и механической прочностью; последнее обеспечивает высокую вибростойкость и ударопрочность конструкции. Этот элемент – является ноу-хау и производиться всего двумя специализированными немецкими компаниями (все мировые производители аккумуляторов закупают сепараторы у них) .

 

аккумуляторная батарея изготовленная по технологии GEL с разрезанной крышкой и удалённым корпусом для демонстрации внутренних частей:

 

 

Попытки производства в СССР:

 

Советские учёные в 80-х годах проводили попытки создать аккумулятор по технологии GEL, но так и не смогли получить специальный сепаратор, и все попытки создать отечественный GEL аккумулятор, так и не удались. Проект был свёрнут, и все необслуживые АКБ в СССР были только щелочные: никель-кадмиевые аккумуляторы.

 

История развития GEL аккумуляторов:

 

Сын аптекаря Зонненшайна в Западной Германии – Яков, в тяжёлые для Германии послевоенные года подрабатывал фотографом, на пляжах и в парках. Для фотовспышки он носил с собой обычный автомобильный аккумулятор. Его не устраивало что кислота выплёскивается и разъедает одежду и руки. В отцовской маленькой аптекарской лаборатории, он случайно загустил электролит – добавил SiO2 (силикагель) и формалин. Все эти вещества используются в медицине.

 

В быту силикагель используется как осушитель-впитыватель влаги (помните бумажные пакетики с надписью «не для еды»), а формалин в гелевых аккумуляторах служит для стабилизации свойств силикагеля.

Далее появилась немецкая фирма «Sonnenshein» которая обыграла фамилию аптекаря в маркетинговых целях и на аккумуляторах появилось запатентованное изображение солнышка. Долгое время фирма Sonnenshein была единственным производителем подобных аккумуляторов, но потом эту технологию воспроизвели во Франции, затем США, а потом фирма «Sonnenshein» опрометчиво построила завод в Китае, не прошло и одного года как появились китайские клоны – ничуть не хуже, но в несколько раз дешевле.

 

Производство:

 

При производстве GEL аккумуляторов используют высокочистый свинец – это увеличивает эксплуатационные характеристики АКБ в несколько раз. Гель плотно обволакивает пластины и не дают активной массе осыпаться, а его повышенное сопротивление разрядным токам не даёт образовываться «вредным» неразрушаемым сульфатам свинца.

 

За счёт этих уникальных характеристик Gelевые аккумуляторы выдерживают большое количество циклов заряда-разряда, могут долго находиться разряженными, имеют низкий саморазряд, их можно эксплуатировать почти в любом положении, их можно ставить в жилом помещении, а если Вы разрушите корпус то Вас не обожгёт кислотой, а только несколько капель геля и белые гранулы расскажут людям о Вашей неаккуратности.

 

Источник: vetrogenerator.invertory.ru

[parabellum]

Классная статейка. Вот бы ещё цены на АКБ были. Я давно такой приобрести хотел, а то Делкоры тоже не очень то хорошо себя ведут, приходится с периодичностью полтора года менять на более новые. Старые просто складирую пока, может на что и пригодятся.

[Sobirzhon]

Правильно там минусовой част почти не пострадает

Из двух "отработавший" аккумулятора можно собрат один полноценная . только обратно запечатат герметично у меня не получилось

[GUK]

Вещь классная! Лет 5 пользуюсь 4.5 Ач х 12 В для видеосъемки. Камера + светодиодный фонарь работают до 6 часов. Его же (аккум) и 17 Ач х 12 В пользую с инвертором на 220 для настройки антенн (при установке, обычно уже есть 220В), особенно на крышах многоэтажек. В бесперебойнике стоит 7 Ач х 12 В тоже, 7-8 минут для полного счасться при случайном отключении света во время прошивки (были случаи). Так что Китайцы - малацца !!!

[SAMARKAND1]

Стартерные и гелевые аккумуляторы.

Энергетической составляющей систем альтернативного энергоснабжения являются необслуживаемые аккумуляторные батареи большой емкости от различных производителей, изготовленные по технологиям GEL или AGМ. Они гарантируют неизменное качество и сохранение функциональных возможностей на протяжения всего заявленного жизненного цикла. Внешнее *цензура*ожие на обычные автомобильные аккумуляторы, с которыми сталкивались все автолюбители, системы на основе технологий AGM и GEL обладают особыми свойствами, которые просто необходимыдля задач альтернативного обеспечения жилого помещения. Предлагаем ознакомиться с этими отличиями…

Автомобильные, AGM и GEL аккумуляторы относятся к одному классу– свинцово-кислотных батареям. Они состоят из схожего набора составных частей. В надежный пластиковый корпус, обеспечивающий необходимую степень герметизации, помещены пластины-электроды изготовленные из свинца или его особых сплавов с другими металлами. Пластины погружены в кислотную среду - электролит, который может выглядеть как жидкость, или быть в другом, более густом и менее текучем состоянии. В результате протекающих химических реакций между электродами и электролитом вырабатывается электрический ток. При подаче внешнего электрического напряжения заданной величины на клеммы свинцовых пластин,происходят обратные химические процессы, в результате которых батарея восстанавливает свои первоначальные свойства, заряжается.

В обычных автомобильных аккумуляторах в качестве электролита залит абсолютно жидкий водно-кислотный раствор. Герметичность корпуса таких батарей препятствует свободному расплескиванию жидкости, но имеются специальные клапаны, которые регулируют избыточное давление газов и испарений, образующихся в процессе химической реакции. Они просто выделяются в окружающее пространство. Такие выделения вряд ли можно признать полезными для человека, но с учетом того, что в единицу времени выброс их ничтожен, и аккумулятор находится в проветриваемом подкапотном пространстве, ничего страшного не происходит. На состояние и без того большой загазованности автомобильных дорог это практически не влияет.

Любой обладатель современного автомобиля, которому было интересно наблюдать за работой мастера в сервис центре при прохождении планового технического осмотра, знает, что одно из необходимых действий – проверка плотности электролита в аккумуляторе. Вслучае неудовлетворительных показанийпроисходит долив дистиллированной воды. На практике, это случается каждый раз, т.е. через каждые 15–20 тысяч километров, которые проехал ваш автомобиль. И это может происходить по нескольку раз в год!

Какие сугубо технические требования предъявляются к автомобильному аккумулятору? Он должен в течение нескольких секунд обеспечивать очень большую силу тока, достаточную для работы стартера, который должен несколько раз провернуть массивные внутренние части автодвигателя. Подразумевается, что при этом уровень заряда аккумулятора падает незначительно, он должен успеть полностью зарядиться, даже если Вы решили доехать до булочной на соседнейулице.

Опытные автолюбители знают, что если аккумулятор разрядился под ноль несколько раз подряд, то он больше уже не сможет нормально выполнять, возложенные на его функции.

Нужно покупать новый!

Не важно, из-за чего это произошло, виноваты ли крепкие зимние морозы в купе с неотрегулированной системой зажигания, или водитель автомобиля – мечтательная натура, которая хроническизабывает выключать фары. Выход один –новый аккумулятор. Понятно, что с такими возможностями, автомобильные батареи не удовлетворяют требованиям к надежному, бесперебойному энергообеспечению жилого дома.

AGM аккумулятор

Теперь обратимся к аккумуляторам, изготовленные по технологии AGM (Absorptive Glass Mat). На русский язык это можно перевести как “поглощающее стекловолокно”. В качестве электролита также используется кислота в жидком виде. Но пространство между электродами заполнено микропористым материалом-сепаратором на основе стекловолокна. Это вещество действует как губка, оно полностью всасывает всю кислоту и удерживает её, не давая растекаться. Пластины электродов и слои сепаратора, чередуясь между собой, образуют некое подобие “слоеного пирога”.

При протекании химической реакции внутри такого аккумулятора также образуются газы (в основном водород и кислород, их молекулы являются составными частями воды и кислоты). Их пузырьки заполняют некоторые из пор, при этом газ не улетучивается. Он принимает непосредственное участие в химических реакциях при подзарядке батареи, возвращаясь обратно в жидкий электролит. Этот процесс называется рекомбинацией газов. Из школьного курса химии известно, что круговой процесс не может быть 100% эффективным. Но в современных AGM аккумуляторах эффективность рекомбинации достигает 95-99%. Т.е. внутри корпуса такого аккумулятора образуется ничтожно малое количество свободного ненужного газа и электролит не меняет своих химических свойств на протяжении многих лет. Тем не менее, по прошествии очень долгого времени свободный газ создает внутри батареи избыточное давление, когда оно достигает определенного уровня срабатывает специальный выпускной клапан. Этот клапан также защищает батарею от разрыва в случае возникновения внештатных ситуаций: работа в экстремальных режимах, резкоеповышение температуры в помещении из-за внешних факторов и тому подобное. Специальное техническое обслуживание батарей AGM не предусмотрено в принципе, ничего туда доливать не тр*цензура*ется!

[SAMARKAND1]

Но главная техническая особенность AGM аккумуляторов, в отличие от стандартных автомобильных, - возможность работы в режиме глубокогоразряда. Т.е. они могут отдавать электрическую энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки)до состояния, когда запас энергии падает до 20-30 % от первоначального значения.После проведения зарядки такого аккумулятора он практически полностью восстанавливает свою рабочую емкость. Конечно, совсем бесследно такие ситуации проходить не могут. Но современные AGM аккумуляторы выдерживают от 600 и выше циклов глубокой разрядки.

Если предположить, что постоянно раз в неделю пропадает напряжение во внешней сети, происходит подключение аккумуляторов, и они отдают всю доступную накопленную энергию, то мы можем получить примерный жизненный срок такого аккумулятора: 600 доступных циклов делим на 50 (количество недель в году, когда пропадало электричество) получаем 12 лет. Производители заявляют такую же цифру расчетного срока службы, но приписывают фразу – при работе в буферном режиме. Т.е. в режиме, когда аккумуляторы полностью заряжены, готовы включиться в работу, но такие подключения происходят нечасто, и внешнее энергоснабжение восстанавливается ещё до того как батареи полностью разрядились. В реальной жизни не всё так идеально, например, вполне штатной является ситуация, когда аккумуляторы начинают заряжаться после длительной работы, не успевают набрать необходимую емкость,а во внешней электрической сети происходит очередное отключение. Сильно влияют на аккумуляторы и внешние условия: температура и влажность, качество электрического тока, которым происходит подзарядка и тому подобное. На практике менять AGM батареи тр*цензура*ется чаше, но всё равно это годы и годы. Автомобильные аккумуляторами такими возможностями *цензура*вастаться не могут.

Кроме того, у AGM батарей очень малый ток саморазряда. Заряженная батарея может храниться неподключенной долгое время. Например, за 12 месяцев простоя заряд аккумулятора упадет всегодо 80% от первоначального.

Такие характеристики достигаются не только за счет конструктивных особенностей AGM технологии. При изготовлении батарей используются более дорогие материалы с особыми свойствами: электроды изготавливаются из особо чистого свинца, сами электроды делают более толстыми, в электролит входит серная кислота высокой степени очистки. Поэтому цена AGM аккумуляторов значительно выше автомобильных собратьев.

Гелевые аккумуляторы

Ещё лучшими потребительскими свойствами обладают гелевые аккумуляторы (GEL – Gel Electrolite). В жидкий электролит добавляют вещество на основе двуокиси кремния (SiO2), в результате чего образуется густая масса, напоминающая по консистенции желе. Этой массой и заполнено пространство между электродами внутри аккумулятора. В процессе химических реакций в толще электролита возникают многочисленные газовые пузыри. В этих порах и раковинах происходит встреча молекул водорода и кислорода, т.е. газовая рекомбинация.

В отличие от AGM технологии аккумуляторы GEL ещё лучше восстанавливаются из состояния глубокого разряда, даже в том случае, когда к процессу заряда не приступили сразу же после зарядки батарей. Они способны перенести более 1000 циклов глубокой разрядки без принципиальной потери своей емкости. Так как электролитнаходится в густом состоянии, то он менее подвержен расслоению на составные части воду и кислоту, поэтому гелевые аккумуляторы лучше переносят плохие параметры тока подзаряда.

Пожалуй, единственный минус этих аккумуляторов – цена, она выше, чем у AGM батарей такой же емкости. Поэтому использовать их рекомендуется в составесложных и дорогих систем резервного электроснабжения. А так же в случаях, когда отключения внешней электрической сети происходят постоянно, с завидной цикличностью.

Батареи AGM идеальны для работы в буферном режиме, в качестве запасного варианта при редких перебоях электроэнергии. В случае слишком частого подключения в работу просто уменьшается их жизненный цикл. В такихслучаях использование GEL аккумуляторов бывает экономически более оправдано.

[Илхом]

Хотелось бы услышать мнения или знания из частных опытов участников о восстановлении севших или как говорится полумертвых полуживых АКБ. Хотя бы частичное восстановления. пусть не заводит авто, но можно было использовать с преобразователями напряжения, то есть инверторами.

Уж больно волнует этот вопрос с наступлением зимы. тем более имеется 2 полумертвые АКБ.

[parabellum]

Из своего практического опыта общения со стартовыми АКБ типа Делкор, могу сказать, что подобное "лечение" продлевает жизнь его на довольно короткое время. Доливание электролита, промывка и подобные припарки конечно же добавит некоторый срок. Главное не в этом. Как объясняли мне аккумуляторщики, якобы дело в рассыпании свинца, который в конце концов будет замыкать батарею на себя. В результате АКБ начнёт греться и электролит выкипает. Хотя были случаи, когда треннинг, т.е. несколько циклов заряда и разряда по определённому алгоритму практически полностью восстанавливали казалось бы сдохший АКБ. У самого есть отработавший 2 года Делкор, Средние банки постоянно выкипают. Может есть форумчане, которые вплотную занимались реанимацией таких АКБ?