Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (Аккумуляторы, стартерные батареи)

Свинцово-кислотный аккумулятор это корпус, разделённый на отсеки (банки)сепараторами (микропористым пластиком). В отсеки залит раствор серной кислоты(электролит — смесь дистиллированной воды с серной кислотой), в этот раствор погружены пластины (свинцовые с разными добавками), между положительными и отрицательными пластинами протекает ток. При заряде аккумулятор работает как электролизер, при разряде — как гальванический элемент. Процессы заряда аккумуляторов осуществляются многократно.

ТЕХНОЛОГИИ

CA/CA

— добавление кальция в электроды (как положительные, так и отрицательные), при прочих равных условиях батареи позже закипают.

AGM (ABSORBENT GLASS MAT)

— это наиболее современная технология изготовления необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов. В такой батарее электролит содержится в пористом стекловолокне (работает как губка), которое заполняет пространство между пластинами. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ГЕЛЕВЫМ! Стекловолокно не дает электролиту «расплескиваться» (сохраняет его уровень неизменным) в случае внешнего воздействия на батарею, например в случае вибрации или наклонов при эксплуатации автомобиля. Корпус батареи герметично закрыт(вскрывать нельзя внутри находится инертный газ), то есть выделяющиеся газы не удаляются, а остаются в корпусе батареи и участвуют в процессе «рекомбинации газов».

Конструктивно молекулы воды, водорода и кислорода удерживает стекловолокно, что способствует протеканию химической реакции.
AGM аккумуляторы выполняют в спиральной(
SpiraCell запатентованы Johnson Controls для Optima) и плоской конфигурации. Спиральные обладают соответственно большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать большие токи и быстрее заряжаться, но уменьшается удельная ёмкость аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской.

Плюсы:

конструкция не требует дополнительного обслуживания, благодаря герметичности;

  • выдают высокие токи для зажигания при малых массогабаритах (специальные серии Optima Red Top)
  • быстро заряжаются, чем другие типы батареи, соответственно хороши для эксплуатации автомобиля в режиме старт/стоп;
  • защищены от тряски и вибрации;
  • период эксплуатации значительно превышает обычные батареи;
  • конструкция предотвращает утечки кислоты и коррозию клемм;
  • безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва;
  • работа при низких температурах в зависимости от технологии до −30С (ниже возможна кристаллизация электролита);
  • обладают способностью частично самовосстанавливать заряд;

Минусы:

относительно более высокий вес;

  • нельзя хранить в разряженном состоянии, напряжение не должно падать ниже 12,4В(зависит от модели);
  • батареи крайне чувствительны к превышению заряда батареи (в зависимости от модели);
  • если батарея закипела, то ей конец;
  • токсичен.

Представители: Optima, Bosch S6 AGM и Varta Silver Dynamic AGM

GEL(GELLED ELECTROLITE)

— это технология изготовления необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов. В гелевых аккумуляторах в качестве сепаратора между пластинами применяется силикагель, которым заливается пространство между пластинами в процессе производства.

Силикагель представляет собой твердое вещество с огромным количеством микротрещин, в которых удерживается электролит. Силикагель не дает электролиту «расплескиваться» (сохраняет его уровень неизменным) в случае внешнего воздействия на батарею, например в случае вибрации или наклонов при эксплуатации автомобиля. Корпус батареи герметично закрыт, то есть выделяющиеся газы не удаляются, а остаются в корпусе батареи и участвуют в процессе «рекомбинации газов». Конструктивно молекулы воды, водорода и кислорода удерживаются в силикагеле, что способствует протеканию химической реакции, также он обволакивает медные пластины, что не дает им «осыпаться». Не используется в автомобилях из-за высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.

Плюсы:

конструкция не требует дополнительного обслуживания, благодаря герметичности;

  • типичная модель технологии способна выдерживать до 350 циклов разряда с глубиной 100%, до 550 с глубиной 50% и до 1200 с глубиной 30%;
  • при разрушении корпуса вы не обожжетесь кислотой;
  • безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва;
  • наиболее эффективен при регулярном и продолжительном (слаботочным) разрядом и где обеспечено повышенное качество заряда (например для солнечных батарей).

Минусы:

на 25-35% дороже AGM

  • для разряда критичны даже кратковременные КЗ;
  • опасаться – прямых солнечных лучей и температуры свыше 45 градусов Цельсия (силикагель теряет свои физические качества);
  • батареи крайне чувствительны к превышению заряда батареи (в зависимости от модели);
  • если батарея закипела, то ей конец;
  • обеспечивает большой ток в теплых условиях эксплуатации (в холодных условиях гель становится еще более вязким);
  • высокие требования к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде;
  • при зарядке батарей возможность выделения газов и опасность взрыва;
  • токсичен.

Представители: ГЕЛЕВЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ НЕ СУЩЕСТВУЕТ

ОБЫЧНЫЙ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЙ АККУМУЛЯТОР (FLOODED BATTERY)

— обслуживаемый аккумулятор, имеет отверстия с крышками для залива электролита. В процессе эксплуатации электролит испаряется в атмосферу через вентиляционные отверстия, соответственно требуется контролировать его уровень и восполнять потери. Применение кальция(до этого использовали сурьму и мышьяк) в  пластинах привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Для повышения стойкости, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро.

Плюсы:

дешевле более технологичных собратьев;

  • можно долить электролит по необходимости.

Минусы:

в процессе эксплуатации электролит испаряется в атмосферу;

  • для пластин с добавлением Ca, более быстрый выход из строя при регулярных глубоких разрядах;
  • Доливка дистиллированной воды производится только на полностью заряженный аккумулятор с контролем как уровня электролита так и напряжения;

Представители: Обычный «Титан», Varta Blue Dynamic EFB, Bosh Silver

Неправильная эксплуатация

  • Долго стоит на зарядном устройстве — вызывает превышение напряжения вследствие этого происходит большое газовыделение;
  • превышению заряда батареи (в зависимости от модели);
  • температура эксплуатации не соответствует спецификации (например при температуре выше 45С для силикагелевых батарей — силикагель в батарее теряют свои физические качества )
  • для обычных свинцово-кислотных аккумуляторов не рекомендована вибрация, падение и толчки, что вызывает расплескивание электролита
  • обычный свинцово-кислотных аккумулятор нельзя переворачивать, потому что электролит вытекает из под крышек.
  • Доливать дистиллированную воду следует производить только на полностью заряженный аккумулятор с контролем как уровня электролита так и напряжения