Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы в радиолюбительской практике

Свинцово-кислотный аккумулятор: как правильно заряжать АКБ зарядным устройством, типы восстановления батареи, номинальное напряжение

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы в радиолюбительской практике

Аккумуляторная батарея – именно то, что встречается на абсолютно всех современных транспортных средствах. Основное предназначение данного узла всегда заключалось и заключается на сегодня в подаче электроэнергии на электронные устройства машины, если таковая им требуется в обход генератора.

Вообще, первые аккумуляторы появились несколько сотен лет назад. Начиная с 1800-х годов, конструкционное и техническое развитие аккумуляторных батарей привело к созданию одного из самых известных в мире видов узла – свинцово-кислотному аккумулятору.

Взяв в расчёт востребованность подобных батарей для автомобилистов, наш ресурс решил более детально рассмотреть именно их.

История появления подобных АКБ

Первым, кто создал и спроектировал реально рабочую свинцово-кислотную АКБ, был французский ученый – Гастон Планте.

Этот человек был всерьез заинтересован в создании универсальных на тот момент аккумуляторных батарей, так как имел не только научный интерес, но и отчасти финансовый.

Согласно историческим сводкам, Гастону Планте производители аккумуляторов, коих на тот момент было немного, предлагали немалые деньги за создание нового вида аккумулятора и удобной зарядки к нему.

В итоге, французскому учёному частично удалось достичь поставленной цели. Если быть точнее, Планте создал конструкцию АКБ с использованием свинцовых электродов и 10-% раствором серной кислоты.

Несмотря на инновационность кислотного аккумулятора в те года, недостаток у него был существенный – необходимость прохождения огромного количества циклов «заряд-разряд» для зарядки батареи «на полную». К слову, количество данных циклов было настолько велико, что для полного вмещения в АКБ электроэнергии могло потребоваться несколько лет.

Во многом это происходило из-за используемой в батареях конструкции свинцовых электродов и сепараторов, вследствие чего последующие несколько десятилетий умы «аккумуляторного дела» боролись именно с этим недочётом батарей.

Так, в период с 1880-1900 годов такие учёные как Фор и Фолькмар спроектировали чуть ли не идеальный среди всех типов конструкции свинцово-кислотных аккумуляторов.

Суть такой батареи заключалась в использовании не цельных пластин из свинца, а лишь его окисла, объединённого с сурьмой и нанесённого на специальные пластины.

Позже, Селлон запатентовал наиболее удачный вид конструкции данной АКБ, внедрив в неё намазанную окислами свинца и сурьмы металлическую решётку, что в итоге:

  • увеличило ёмкость аккумуляторов в несколько раз;
  • усилило коммерческий интерес со стороны компаний к АКБ;
  • и, в целом, совершило некоторый эволюционный скачок в аккумуляторном деле.

В 1970 годов произошла герметизация аккумуляторов, вследствие замены в них стандартных кислотных электролитов, на усовершенствованные газы и гели. В итоге, АКБ стала отчасти герметична.

Однако полной герметизации добиться не удалось, так как, в любом случае, при зарядке и разрядке батареи образуются некоторые газы, которые важно выпускать из внутренностей аккумулятора для его же блага.

Именно с тех пор герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы стали использоваться в огромнейших масштабах и практически не изменялись, за исключением незначительных усовершенствований электролитов и электродов, используемых в их конструкции.

Устройство свинцово-кислотного аккумулятора

По своей общей конструкции свинцово-кислотные АКБ уже более 110 лет неизменны. В общем виде батарея состоит из следующих элементов:

  • пластмассовый или резиновый корпус в форме призмы;
  • металлическая решётка, имеющая соответствующую намазку из свинца и подразделения на положительный, отрицательный электроды;
  • клапан для сброса газов;
  • области для наполнения электролитом, иначе — сепараторы;
  • межпространственные области, заполненные мастикой;
  • крышка.

Все элементы как стационарного свинцово-кислотного аккумулятора, так и нестационарной батареи подобного вида представляют собой герметизированный комплекс. Частично-полная герметизация имеется у большинства современных АКБ, ибо имеет системы отвода излишне давящих газов.

Полная же герметизация конструкционно предусмотрена только в высоких аккумуляторах с использованием особой конструкции электродов, что позволяет совершенно не добавлять электролит в процессе эксплуатации и не выводить газы отработки.

В любом случае, что АКБ с частично-полной герметизацией, что с совершенно полной изоляцией принято называть герметизированными свинцово-кислотным аккумуляторы, поэтому в этом плане между разными типами батарей различий не имеется.

Разновидности АКБ и принцип их работы

Ранее уже было упомянуто, что свинцово-кислотные АКБ подразделяются на разные виды.  Вне зависимости от типа их организации работают они по принципу электролитических химических реакций. В основе таковых лежит взаимодействие свинца (или иного металла), оксида свинца (с сурьмой) и серной кислоты (или иного электролита).

Именно такой тип взаимодействия в кислотных батареях был признан наилучшим, так как при гидролизе кислоты другие комбинации взаимодействия веществ приводят либо к низкому ресурсу аккумуляторов (при добавлении кальция), либо к чрезмерному «кипению» внутри детали (при отсутствии сурьмы), либо к недостаточной мощности (при использовании только свинца пластин).

На сегодняшний день имеется три основных разновидности свинцово-кислотных аккумуляторов, а точнее:

  1. Свинцово-кислотные аккумуляторы 6V. Построены по принципу использования 6 элементов, то есть, АКБ изнутри разделён на 6 работающих вместе блоков, каждый из которых в общем случае вырабатывает порядка 2,1 Вольт напряжения, что в итоге даёт 12,6 Вольт на целую батарею. На данный момент свинцово-кислотные аккумуляторы 6V наиболее используемые в сфере автомобилестроения, так как выполнены качественней всего со всех сторон рассмотрения их работы;
  2. Гибридные АКБ. Эти «звери» представляют собой смесь, где используется один электрод (зачастую положительный) со свинцово-сурьмистым оксидом, а другой (как правило, отрицательный) со свинцово-кальциевым. Такие АКБ из-за использования кальция в их конструкции менее долговечны;
  3. Гелевые свинцово-кислотные батареи. Слегка отличаются от конструкции описанных выше видов АКБ, так как имеют гелеобразный электролит, что позволяет их использовать в любой положении. По характеристикам гелевые аккумуляторы схожи с обычными свинцово-сурмистыми батареями и уже сегодня активно завоёвывают рынок автоиндустрии в своём сегменте.

Свинцово-кислотный аккумулятор 6VГелевый свинцово-кислотный аккумулятор

Как показывает практика, наиболее удачные конструкции свинцово-кислотных АКБ – это стандартная с наличием сурьмы на электродной сетке и гелевая, относительно молодая. Что касается гибридных, то в силу своих особенностей спроса на рынке они так и не имеют, поэтому практически не продаются и встретить их можно крайне редко.

Правила эксплуатации

По сравнению с другими типами АКБ, свинцово-кислотные аккумуляторы менее прихотливы к использованию. Общие требования к эксплуатации батарей предъявляют специальные организации и непосредственно их производителя. К слову, требования различны для стационарных и нестационарных АКБ. Для первых видов аккумуляторов они таковы:

  • Проверка и осмотр – еженедельно, специализирующимся на этом персоналом;
  • Текущий ремонт – не менее раз в 1 год;
  • Капитальное восстановление – не менее раза в 3 года, и только если это возможно;
  • Надёжное крепление АКБ при эксплуатации на специальных стендах;
  • Обязательное наличие освещения в месте хранения;
  • Покраска поверхности, на которой стоит аккумулятор, в кислостойкую краску;
  • Поддержание в сепараторах батареи электролита на должном уровне (проверка/долив ежемесячные);
  • Наличие зарядных устройств и соблюдение правил зарядки;
  • Номинальное напряжение в сети на 5 % большее, чем выдают заряжаемые в ней АКБ;
  • Недопущение хранения батареи в разряженном состоянии более 12 часов;
  • Температура хранения от -20 до +45 градусов по Цельсию, для заряженных на 50 % АКБ – от -20 до +30. Незаряженные батареи хранить недопустимо.

Правила зарядки

Зарядка любого аккумулятора – именно та процедура, которая должна проводиться в единственно верном режиме. В противном случае парочка неправильных операций по зарядке АКБ сделает из него либо маломощный источник тока, либо вовсе «убьёт» деталь. Зная подобную особенность аккумуляторных батарей, их владельцы нередко задаются двумя вопросами:

  1. Как правильно заряжать АКБ?
  2. Какое зарядное устройство для свинцово-кислотной аппаратуры лучше всего использовать?

Относительно второго вопроса можно однозначно сказать, что заряжать АКБ допустимо любой аппаратурой, главное – чтобы она была исправна. А о том, как заряжать свинцово-кислотный аккумулятор, поговорим более детально. В общем виде правильный порядок зарядки таков:

  1. Аккумулятор ставится в специально оборудованное для зарядки место: поверхность покрашена в антикислотную краску, открытых источников воды и огня нет, доступ к территории ограничен;
  2. После этого АКБ согласно всем нормам подключается к зарядному устройству;
  3. Затем на зарядной аппаратуре выставляется режим зарядки с соблюдением двух основных условий:
    • напряжение постоянно и равно порядка 2,35-2,45 Вольт;
    • ток по началу заряда самый высокий, к концу — постепенно и заметно понижается.

Непосредственно процесс зарядки батареи в стандартном режиме длится около 3-6 часов, за исключением случаев с использованием дешёвой и слабой аппаратуры, а также при восстанавливающей зарядке «убитой» АКБ.

Восстановление аккумулятора

В завершение сегодняшнего материала обратим внимание на процесс восстановления свинцово-кислотных АКБ. Принято считать, что при глубоком разряде данный тип аккумуляторов либо вовсе «мертвеет», либо держит очень слабый заряд. На самом деле ситуация иная.

Согласно многочисленным исследованиям, свинцово-кислотные батареи способны не потерять номинальную ёмкость даже после 2-4 полных разрядов. Для этого достаточно грамотного проведения процедуры их восстановления. Как восстановить  данный АКБ? В следующем порядке:

  1. Аккумулятор ставится в специально подготовленное место с температурой воздуха около 5-35 градусов выше по Цельсию;
  2. Происходит соединение АКБ и зарядного устройства;
  3. На последнем выставляются такие показатели как:
    • напряжение – 2,45 Вольт;
    • сила тока – 0,05 СА.
  4. Происходит цикличный заряд с небольшими перерывами порядка 2-3 раз;
  5. Батарея восстановлена.

На этом, пожалуй, наиболее важная информация по свинцово-кислотным аккумуляторам подошла к концу. Надеемся, сегодняшний материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы.

Источник: https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/cvintsovo-kislotnyj-akkumulyator.html

Восстановление и реанимация свинцово-кислотного аккумулятора

У всех аккумуляторов есть срок годности, с многочисленными циклами заряда-разряда и множеством проработанных часов аккумулятор теряет свою емкость и держит заряд все меньше и меньше. Со временем емкость аккумулятора настолько падает что дальнейшая его эксплуатация стает невозможна.

Вероятно у многих уже накопились аккумуляторы от бесперебойников (UPS), систем сигнализаций и аварийного освещения.

В множестве бытовой и офисной техники находятся свинцово-кислотные аккумуляторы, и в независимости от марки аккумулятора и технологии производства, будь то обычный обслуживаемый автомобильный аккумулятор, AGM, гелевий (GEL) или маленький аккумулятор от фонарика, все они имеют свинцовые пластины и кислотный электролит.

По окончание эксплуатации такие аккумуляторы выбрасывать нельзя потому как они содержат свинец, в основном их ждет судьба утилизации где свинец извлекают и перерабатывают. Но все же, не смотря на то что такие аккумуляторы в основном “необслужываемые”, можно попытаться их восстановить вернув им прежнюю емкость и использовать еще некоторое время.

В этой статье я расскажу о том как восстановить 12вольтовый аккумулятор от UPSa на 7ah, но способ подойдет для любого кислотного аккумулятора. Но хочу предупредить что данные меры не следует производить на полностью рабочем аккумуляторе, так как на исправном аккумуляторе добиться восстановления емкости можно всего лишь правильным способом зарядки.

Итак берем аккумулятор, в данном случае старый и разряженный, поддеваем отверткой пластмассовою крышку. Скорее всего она точечно приклеена к корпусу.Подняв крышку видим шесть резиновых колпачков, их задача не обслуживание аккумулятора, а стравливания образующихся при зарядке и работе газов, но мы воспользуемся ними в наших целях.

Снимаем колпачки и в каждое отверстие, с помощью шприца, наливаем 3мл дистиллированной воды, следует заметить что другая вода не годится для этого. А дистиллированную воду можно легко найти в аптеке или на авторынке, в самом крайнем случае может подойти талая вода от снега или чистая дождевая.

После того как мы долили воду, ставим аккумулятор на зарядку и заряжать его будем с помощью лабораторного (регулируемого) блока питания. Подбираем напряжения пока не появляются какие то значения зарядного тока. Если аккумулятор в плохом состояние то зарядного тока может не наблюдаться, поначалу, вообще.

Напряжения надо повышать, пока не появится зарядный ток хотя бы в 10-20мА. Добившись таких значений зарядного тока нужно быть внимательным, так как ток будет со временем расти и придется постоянно уменьшать напряжение. Когда ток дойдет до 100мА дальше напряжения уменьшать не надо. А когда ток заряда дойдет до 200мА нужно отключить аккумулятор на 12 часов.

Дальше снова подключаем аккумулятор на зарядку, напряжение должно быть таким чтоб ток зарядки для нашего 7ah аккумулятора был в 600мА. Также, постоянно наблюдая, поддерживаем заданный ток на протяжении 4 часов. Но смотрим за тем чтоб напряжение зарядки, для 12вольтового аккумулятора, было не больше 15-16 вольт.

После зарядки, спустя примерно час, аккумулятор нужно разрядить до 11 вольт, сделать это можно с помощью любой 12вольтовой лампочки (например на 15ват).После разрядки аккумулятор нужно снова зарядить с током в 600мА. Лучше всего проделать такую процедуру несколько раз, то есть несколько циклов заряд-разряд.

Читайте также:  Гибридная ccfl + led лампа для сушки гель лака ремонт - обзор

Скорее всего вернуть номинальную емкость аккумулятору не получится, так как сульфатация пластин уже понизила его ресурс, а к тому же имеют место быть и другие пагубные процессы. Но аккумулятор можно будет дальше использовать в штатном режиме и емкости для этого будет достаточно.

По поводу быстрого износа аккумуляторов в бесперебойниках, было замечено следующие причины. Находясь в одном корпусе с бесперебойником, аккумулятор постоянно поддается пассивному нагреву от активных элементов (силовых транзисторов) которые кстати говоря нагреваются до 60-70 градусов! Постоянный прогрев аккумулятора ведет к быстрому испарению электролита.

В дешевых, а порой и даже некоторых дорогих моделях UPSов отсутствует термокомпенсация заряда, то есть напряжение заряда выставлено на 13,8 вольта, но это допустимо для 10-15градусов, а для 25 градусов, а в корпусе порой и намного больше, напряжение заряда должно быть максимум 13,2-13,5 вольта! Хорошим решением будет вынести аккумулятор за пределы корпуса, если хотите продлить его срок службы.Также сказывается “постоянный маленький под заряд” бесперебойником, 13.5 вольтами и токе в 300мА. Такая подзарядка призводит к тому что когда кончается активная губчатая масса внутри аккумулятора  то начинается реакция в его электродах что призводит к тому что свинец токоотводов на (+) становится коричневым (PbO2) а на (-) стает “губчатым”. Таким образом, при постоянном пере заряде, мы получаем разрушение токоотводов и “кипение” электролита с выделением водорода и кислорода, что приводит к увеличению концентрации электролита, что опять способствует разрушению электродов. Получается такой замкнутый процесс что призводит быстрому расходу ресурса аккумулятора. Кроме того такой заряд (пере заряд) большим напряжением и током от которого электролит “кипит” – переводит свинец токоотводов в порошковый оксид свинца который со временем осыпается и может даже замыкать пластины. При активном использование (частом заряде), рекомендуется раз в год доливать в аккумулятор дистиллированную воду.

Доливать только на полностью заряженный аккумулятор с контролем как уровня электролита так и напряжения. Некоем случае не переливать, лучше ее не долить потому как назад отбирать ее нельзя, потому что отсасывая электролит вы лишаете аккумулятор серной кислоты и в последствие концентрация меняется. Думаю понятно что серная кислота нелетучая поэтому в процессе “кипения” во время зарядки, она вся остается внутри аккумулятора – выходит только водород и кислород.

На клеммы подключаем цифровой вольтметр и шприцем на 5мл с иглой заливаем в каждую банку по 2-3мл дистиллированной воды, одновременно светя внутрь фонариком чтобы остановиться если вода перестала впитываться – после заливки 2-3мл смотрите в банку – увидите как вода быстро впитывается, а напряжение на вольтметре падает (на доли вольта).

Повторяем доливку для каждой банки с паузами на впитывание по 10-20сек(примерно) до тех пор пока не увидите что “стекломаты” уже влажные – то есть вода уже не впитывается. После доливки  осматриваем нет ли перелива  в каждой банке аккумулятора, вытираем весь корпус, устанавливаем на место резиновые колпачки и приклеиваем на место крышку.

Так как аккумулятор после доливки показывают примерно 50-70% зарядки, вам надо его зарядить. Но зарядку нужно осуществлять или регулируемым блоком питания или же бесперебойником или штатным устройством, но под присмотром, то есть во время зарядки необходимо пронаблюдать за состоянием аккумулятора (нужно видеть верх аккумулятора).

В случае с бесперебойником, для этого придется сделать удлинители и вывести аккумулятор за пределы корпуса UPSa. Под аккумулятор подстелем салфетки или целлофановые мешочки, заряжаем до 100% и смотрим, не протекает из какой либо банки электролит. Если вдруг такое произошло, прекращаем зарядку и убираем салфеткой подтеки.

С помощью салфетки смоченной в растворе соды – очищаем корпус, все впадины и клеммы куда попал электролит, для того чтоб нейтрализовать кислоту. Находим банку откуда произошло “выкипание” и смотрим, если в окошке видно электролит, отсасываем излишки шприцем, а потом аккуратно и плавно заправляем этот электролит обратно внутрь волокна.

Часто случается что электролит после доливки не равномерно впитался и вскипел вверх. При повторной зарядке наблюдаем за аккумулятором как описано выше и если “проблемная” банка аккумулятора снова начнет “изливаться” при зарядке, излишки электролита придется удалить из банки.

Также под осмотром следует проделать хотя бы 2-3 полных цикла разряда-заряда, если все прошло отлично и нет никаких подтеков, аккумулятор не греется (легкий нагрев при заряде не в счет), то аккумулятор можно собирать в корпус.

Ну а теперь рассмотрим особо кардинальные способы реанимации свинцово-кислотных аккумуляторов

Из аккумулятора сливается весь электролит, а внутренности промываются сначала пару раз горячей водой, а потом уже горячим раствором соды (3ч.л соды на 100мл воды) оставив в аккумуляторе раствор на 20 минут. Процесс можно повторить несколько раз, а вконце хорошенько промыв от остатков раствора соды – заливают новый электролит.

Дальше аккумулятор сутку заряжают, а спустя, в течение 10 дней, по 6 часов вдень. Для автомобильных аккумуляторов током до 10 ампер и напряжением 14-16 вольт.

Второй способ это обратная зарядка, для этой процедуры понадобится мощный источник напряжения, для автомобильных аккумуляторов например сварочный аппарат, рекомендуемый ток – 80ампер напряжением 20 вольт.

Делают переполюсовку, то есть плюс к минусу а минус к плюсу и на протяжение пол часа “кипятят” аккумулятор с его родным электролитом, после чего электролит сливают и промывают аккумулятор горячей водой. Дальше заливают новый электролит и соблюдая новую полярность, на протяжение сутки заряжают током 10-15 ампер.

Но самый эффективный способ делается с помощью хим. веществ. Из полностью заряженного аккумулятора сливают электролит и после неоднократной промывки водой, заливают аммиачный раствор трилона Б (ЭТИЛЕНДИАМИНТЕТРАУКСУСНОКИСЛОГО натрия), содержащий 2 весовых процента трилона Б и 5 процентов аммиака.

Происходит процесс десульфатации на протяжение 40 – 60 минут, на протяжение которого с небольшими брызгами выделяется газ. По прекращению такого газообразования можно судить о завершение процесса. При особо сильной сульфатации аммиачный раствор трилона Б следует залить снова, убрав перед этим отработавший.

Вконце процедуры внутренности аккумулятора тщательно промывают несколько раз дистиллированной водой и заливают новый электролит нужной плотности. Аккумулятор заряжают стандартным способом до номинальной емкости. По поводу аммиачного раствора трилона Б, его можно разыскать в химических лабораториях и хранить в герметичных емкостях в темном месте.

А вообще если интересно то состав электролита которые выпускают фирмы Lighting, Electrol, Blitz, akkumulad, Phonix, Toniolyt и некоторые другие, это водный раствор серной кислоты (350-450гр. на литр) с прибавлением сернокислых солей магния, алюминия, натрия, аммония. В составе электролита фирмы Gruconnin кроме того содержатся калиевые квасцы и медный купорос.

После восстановления аккумулятор можно заряжать обычным для данного типа способом (например в UPSe) и не допускать разряда ниже 11вольт. В многих бесперебойниках присутствует функция “калибровка АКБ” с помощью которой можно осуществлять циклы разряд-заряда.

Подключив на выходе бесперебойника нагрузку в 50% от максимума ИБП, запускаем эту функцию и бесперебойник разряжает АКБ до 25% а потом заряжает до 100% Ну а на совсем примитивном примере зарядка такого аккумулятора выглядит так: На аккумулятор подается стабилизированное напряжение 14.

5 вольта, через проволочный переменный резистор большой мощности или через стабилизатор тока. Ток заряда расчсчитывается по простой формуле: емкость аккумулятора разделяем на 10, например для аккумулятора в 7ah будет – 700мА. И на стабилизаторе тока или с помощью переменного проволочного резистора необходимо выставить ток в 700мА. Ну а в процессе зарядки ток начнет падать и нужно будет уменьшать сопротивления резистора, со временем ручка резистора придет до упора в начальное положение и сопротивление резистора будет равно нулю. Ток будет дальше постепенно уменьшатся до нуля пока напряжение на аккумуляторе не станет постоянным – 14.5 вольта. Аккумулятор заряжен.

Дополнительную информацию по “правильной” зарядке аккумуляторов можно найти здесь.

Для наглядности разберем старый аккумулятор от бесперебойника

Что здесь можно увидеть. Намазка (-) пластины (она “серая” по цвету) полностью высохла от постоянного под заряда, который производится в бесперебойнике. Светлая пластина вся в сульфате свинца, происходит такое от неравномерного использования емкости каждой банки аккумулятора и соответственно отсутствие добивки емкости.

светлые кристаллы на пластинах – это сульфатация

Отдельная “банка” батарея аккумулятора подвергалась постоянному недозаряду и в результате покрыта сульфатами, ее внутреннее сопротивление росло с каждым глубоким циклом, чтоб привело к тому что, во время заряда она стала “закипать” раньше всех, из-за потери емкости и выведения электролита в нерастворимые сульфаты. Плюсовые пластины и их решетки превратились по консистенции в порошок, в следствие постоянного подзаряда бесперебойником в режиме “стенд-бай”. Свинцово кислотные аккумуляторы кроме автомобилей, мотоциклов и разнообразной бытовой техники, где только не встречаются и в фонариках и в часах и даже в самой мелкой электронике. И если вам попал в руки такой “нерабочий” свинцово-кислотный аккумулятор без опознавательных знаков и вы не знаете какое напряжение он должен выдавать в рабочем состояние. Это легко можно узнать по количеству банок  в аккумуляторе. Отыщите защитную крышку на корпусе аккумулятора и снимите ее. Вы увидите колпачки для стравливание газа. по их количеству станет понятно на сколько “банок” данный аккумулятор. 1 банка – 2вольта (полностью заряженная – 2.17 вольта), то есть если колпачка 2 значит аккумулятор на 4 вольта. Полностью разряженная банка аккумулятора должна быть не ниже 1.8 вольта, ниже разряжать нельзя!Ну а вконце дам небольшую идею, для тех кому не хватает средств на покупку новых аккумуляторов. Найдите в вашем городе фирмы которые занимаются компьютерной техникой и УПСами (бесперебойниками для котлов, аккумуляторами для систем сигнализаций), договоритесь с ними чтоб они не выбрасывали старые аккумуляторы от бесперебойников а отдавали вам возможно по символической цене. Практика показывает что половина AGM (гелевых) аккумуляторов можно восстановить если не до 100% то до 80-90% точно! А это еще пару лет отличной работы аккумулятора в вашем устройстве.

Источник: http://elektt.blogspot.com/2016/04/vosstanovleniya-emkosti-svincovyh-akkumulyatorov.html

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Методы заряда аккумуляторных батарей

Алгоритм заряда свинцово-кислотных батарей отличается от алгоритма заряда никель-кадмиевых батарей – более критичным является ограничение напряжения, чем ограничение тока заряда.

Время заряда герметичных свинцово-кислотных батарей составляет 12… 16 ч. Если увеличить ток и применить методы многоступенчатого заряда, его можно сократить до 10 ч и менее.

Зарядить герметичные свинцово-кислотные батареи так же быстро, как никель-кадмиевые, нельзя.

Вообще, свинцово-кислотные батареи, как и никель-кадмиевые, по назначению можно разделить на две большие группы:

1. Батареи, используемые как основной источник питания, для которых характерны повторяющиеся циклы заряд/разряд, т. е. батареи циклического применения.

2. Батареи, используемые в резервных источниках питания, например в ИБП, и работающие в буферном режиме.

Соответственно этому делению различаются и возможные методы их заряда: для первой группы применяются методы заряда при постоянном напряжении заряда и при постоянных значениях напряжения и тока заряда, а для второй – метод двухступенчатого заряда при постоянном напряжении заряда и метод компенсирующего заряда (струйной подзарядки).

Метод заряда при постоянном напряжении заряда

Метод заряда при постоянном напряжении заряда является основным методом для батарей, работающих в циклическом режиме. При таком методе к выводам батареи прикладывается постоянное напряжение из расчета 2,45 В на элемент при температуре воздуха 20…25 °С.

Величина этого напряжения может для различных типов батарей от разных производителей незначительно отличаться.

В технической документации на аккумуляторные батареи четко указывают значение напряжения заряда и информацию по его поправкам для тех случаев, когда температура окружающей среды отличается от нормальной (25 °С).

Заряд считается завершенным, если ток заряда остается неизменным в течение трех часов. Если не осуществлять контроль над постоянством напряжения на батарее, может наступить ее перезаряд.

В результате электролиза, из-за того, что негативные пластины перестают активно поглощать кислород, вода электролита начинает разлагаться на кислород и водород, испаряясь из батареи.

Уровень электролита в батарее снижается, что приводит к ухудшению протекания в ней химических реакций, и ее емкость будет уменьшаться, а срок службы – сокращаться. Поэтому заряд таким методом должен протекать при обязательном контроле напряжения и времени заряда, что позволит увеличить срок службы батареи.

Читайте также:  Неисправности регулятора холостого хода

На этот метод заряда следует обратить внимание, как на самый простой. Ранее в отечественной литературе при заряде негерметичных свинцово-кислотных батарей считалось нормой производить их заряд начальным током, равным 0,1С в течение 8… 12 часов при напряжении заряда из расчета 2,4 В на элемент батареи.

При заряде при постоянном напряжении, зарядное устройство должно иметь таймер для отключения батареи по окончании заряда или другое устройство, обеспечивающее контроль времени или степени заряда батареи и выдающее сигнал отключения управляющему устройству. Это позволит избежать как ее недостаточного заряда, так и перезаряда. Следует помнить, что

прерывание заряда сокращает срок службы аккумуляторной батареи.

Нельзя заряжать полностью заряженную батарею – перезаряд может привести к ее порче. При цикличной эксплуатации батареи время заряда не должно превышать 24 часов.

Метод заряда при постоянных значениях напряжения и тока заряда

Используя метод заряда при постоянном напряжении и токе заряда, сначала выставляют ток заряда, равный 0,4С, а затем контролируют величину напряжения, которое к концу заряда при комнатной температуре 20…25 °С должно составлять 2,45 В на элемент. Время заряда составляет 6… 12 часов в зависимости от степени разряда батареи.

Метод двухступенчатого заряда при постоянном напряжении заряда

Метод двухступенчатого заряда при постоянном напряжении заряда, как и следует из его названия, происходит в два этапа: сначала заряд при более высоком напряжении заряда, а затем заряд при более низком напряжении заряда (струйный или компенсирующий заряд). В структурную схема зарядного устройства, работающего по этому методу, входят источник питания, два ключа напряжения: повышенного SW1 и пониженного – SW2, а также цепь контроля тока заряда, обеспечивающая управление работой зарядного устройства.

Заряд начинается с подачи на батарею повышенного напряжения заряда через ключ SW1. При этом ток начала заряда выбирают, как правило, равным 0,15С, а время первого этапа заряда – 10 ч.

По мере заряда батареи ток заряда уменьшается, и, когда его значение достигнет определенной величины, произойдет выключение ключа SW1 и включение ключа SW2.

Зарядное устройство перейдет в режим струйной подзарядки малым током (обычно 0,05С).

При двухступенчатом заряде начальный ток первого этапа не должен превышать значения 0,4С, а ток струйной подзарядки – 0,15С

Как было сказано выше, такой метод заряда используется в системах резервного питания: в источниках бесперебойного питания компьютеров и аппаратуры связи, в системах аварийного освещения и т. д. Его важным преимуществом является сокращенное время заряда батареи при переходе из рабочего режима в дежурный, до состояния струйной (компенсационной) подзарядки при малой величине тока заряда.

Данный метод нельзя применять, если батарея работает в буфере с нагрузкой (т. е. если нагрузка соединена с ней параллельно).

Метод компенсирующего заряда

Метод компенсирующего заряда, который называют также методом струйной подзарядки, обычно применяют на заключительной стадии процесса заряда.

Однако применяют его и как самостоятельный метод заряда при заряде свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, работающих в дежурном режиме.

В источнике бесперебойного питания аккумуляторная батарея играет роль вторичного – резервного источника питания и большую часть времени работает в дежурном режиме.

В таком источнике в случае сбоя основного источника в работу вступает аккумуляторная батарея.

Если ее разряд был непродолжительным, и емкость снизилась незначительно, то для заряда будет достаточен компенсирующий заряд батареи, который обеспечит постепенное восстановление ее рабочей емкости.

Однако при глубоком разряде потребуется применение другого зарядного устройства, способного обеспечить достаточно высокий ток заряда. В случае глубокого разряда и последующей за ним струйной подзарядке может произойти сулъфатация пластин батареи со всеми вытекающими последствиями.

При таком методе заряда следует также учесть, что длительный заряд при незначительных колебаниях напряжения заряда существенно снижает срок службы батареи. Поэтому должна быть предусмотрена его стабилизация.

Отклонение напряжения заряда от нормы не должно превышать ±1 %. Кроме того, поскольку зарядные характеристики зависимы от температуры окружающей среды, зарядное устройство должно иметь схему термокомпенсации.

Нельзя утверждать, что компенсирующий заряд столь полезен для свинцово-кислотных батарей, потому что этот метод обычно используют в двух случаях: при их незначительном разряде и для подзарядки заряженных батарей с целью компенсации их саморазряда.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов недопустим недостаточный заряд, т. к. это приводит к сульфатации отрицательных пластин, недопустим и перезаряд, вызывающий коррозию положительных пластин. При компенсирующем заряде, если он продлится слишком долго, начнется перезаряд батареи и, кроме того, будет происходить выкипание электролита

Метод плавающего заряда

Заряд называется плавающим в том случае, если аккумуляторная батарея подключена параллельно нагрузке, и он происходит постоянно. При такой схеме включения особые требования предъявляются к выпрямителю источника питания.

Его выходной ток складывается из тока заряда аккумуляторной батареи и тока нагрузки. Нагрузочная способность источника питания должна быть настолько высокой, чтобы его выходное напряжение при максимальном токе нагрузки оставалось практически неизменным.

Напряжение плавающего заряда выбирают из расчета 2,23…2,3 В на элемент батареи при температуре 20 “С. При изменении температуры в пределах -30…50 °С оно может изменяться от 2,55 до 2,15В соответственно.

Источник питания должен быть стабилизированным, и колебания напряжения не должны превышать 30 мВ на элемент.

Метод многоступенчатого заряда

Зарядное устройство многоступенчатого заряда производит его в три ступени: заряд постоянным током, основной заряд и компенсирующий заряд. Заряд постоянным током протекает примерно в течение 5 ч и обеспечивает заряд батареи до 70 % ее емкости, оставшиеся 30 % емкости она “добирает” в течение медленного основного заряда.

Основной заряд длится следующие 5 ч, и именно он обеспечивает “здоровье” аккумуляторной батареи. Его можно сравнить с коротким отдыхом после сытного обеда, предшествующего работе. Если батарея зарядилась не полностью, она постепенно начнет терять способность достигать состояния полного заряда, и ее емкость уменьшится.

Третья ступень зарядного цикла – струйная подзарядка, которая компенсирует саморазряд полностью заряженной батареи.

Восстановительный заряд

В случае, если произошел глубокий разряд батареи, необходимо срочно произвести ее восстановительный заряд. Сделать это следует как можно быстрее, т. к. хранение сильно разряженной свинцово-кислотной батареи приводит к сульфатации ее пластин и снижению емкости или вообще к ее выходу из строя.

https://www.youtube.com/watch?v=d_sj4TMovCA

Восстановительный заряд проводят при постоянном напряжении заряда и начальном токе заряда, равном 0,1…0,25С в течение 24 часов.

Если батарея сульфатирована, она плохо “берет” заряд. При незначительной сульфатации с ней можно бороться. Для этого используют метод заряда асимметричным током.

Принцип его прост: параллельно аккумуляторной батарее подключают нагрузку, и заряд происходит импульсами тока.

Во время действия импульса зарядного тока происходит заряд батареи, а когда он не действует, батарея разряжается на нагрузку.

О выборе значения напряжения заряда и влиянии температуры окружающей среды

При заряде важную роль играет правильный выбор максимального напряжения заряда на элементе батареи. Его типовое значение составляет 2,30…2,45 В.

В случае, если применяется метод медленного заряда, а также, если комнатная температура превышает 30 °С, рекомендуется выбирать напряжение заряда, равным 2,35 В на элемент батареи.

А если используется метод быстрого заряда, и комнатная температура ниже 30 °С, то его величина должна составлять 2,40…2,45 В на элемент.

Ступень компенсирующего заряда зарядного цикла начинается сразу после завершения полного заряда батареи. При этом рекомендуемое значение напряжения заряда для батарей, допускающих низкое внутрикорпусное давление, составляет 2,25…2,30 В. Чаще всего выбирают его компромиссное значение – 2,27 В.

Для правильного выбора значения этого напряжения необходимо учитывать температуру окружающей среды: при ее высоких значениях требуется его немного уменьшить, а при низких – увеличить.

В хороших зарядных устройствах, предназначенных для эксплуатации в широком диапазоне температур, имеется специальная схема, контролирующая температуру окружающей среды и обеспечивающая установку напряжения компенсирующего заряда в соответствии с ее значением.

Если при выборе напряжения заряда правильно учитывать температуру окружающей среды, то срок службы батареи можно увеличить при температуре 30 °С примерно на 5 %, при 35 °С – на 10 %, при 40 °С – на 15 % относительно выбора постоянного напряжения заряда, соответствующего температуре 25 °С, при более высоких температурах.

Источник: http://works.doklad.ru/view/FVcoqNnJGd8.html

Зарядные устройства для герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов

Дата публикации: 20 ноября 2011.

Рейтинг:  5 / 5

В качестве подстроенных резисторов желательно взять многооборотные СП5-2, СП5-3 или их импортный аналог—3296W.

При снижении точности установки выходного напряжения можно применить и более дешевые, однооборотные. Конденсатор С1 — К50-16, К50-35 или импортный аналог.

В качестве конденсаторов С2, СЗ можно применить металлопленочные типа К73 или, при увеличении стоимости, керамические—К10-17, КМ-6.

При наличии свободного места в корпусе импортные диоды типа 1N5400 (3 А, 50 В) крайне желательно заменить на отечественные диоды в металлических корпусах типа Д231, Д242, КД203 и т. п. Эти диоды хорошо рассеивают тепло своими корпусами, и при работе в данном устройстве их нагрев практически незаметен (что не скажешь о примененных диодах в пластмассовом корпусе).

Понижающий трансформатор должен обеспечивать максимальный зарядный ток длительное время без перегрева. Напряжение на обмотке II составляет 12 В (заряд 6-вольтовых АКБ).

Напряжение на обмотке III, включаемой последовательно с обмоткой II при заряде 12-вольтовых АКБ — 8 В. Удобно применить для этих целей трансформаторы из серии ТН (трансформатор накальный).

Они имеют несколько вторичных обмоток и при соответствующей коммутации позволяют получить необходимые напряжения.

При отсутствии микросхем КР142ЕН22 можно установить КР142ЕН12, но при этом надо учесть, что выходные напряжения на вторичных обмотках трансформатора придется увеличить на 5 В. Кроме того, придется установить диоды, защищающие микросхемы от обратных токов.

Налаживание устройства следует начать с установки резисторами R8 и R9 необходимых напряжений на выходных клеммах устройства без подключения нагрузки. Резистором R8 устанавливается напряжение в пределах 14,5…

14,9 В для заряда 12-вольтовых батарей, и R9 — 7,25.. .7,45 В для 6-вольтовых.

Затем, подключив нагрузочный резистор сопротивлением 4,7 Ом и мощностью не менее 10 Вт в режиме заряда 6-вольтовых батарей проверяют по амперметру выходной ток при всех положениях переключателя SB3.

Второй вариант устройства (рис. 2) выполнен на специализированной микросхеме фирмы SGS-Thompson. Эта микросхема имеет в своем составе стабилизатор напряжения и цепи ограничения тока. Наличие этих двух узлов в одном корпусе позволило создать более простое и экономичное зарядное устройство.

Рисунок 2

Опорное напряжение узла ограничения тока этой микросхемы существенно ниже, чем у каскада, выполненного на стабилизаторах КР142ЕН12, КР142ЕН22.

Это, с одной стороны, заставляет применять еще более низкоомные, а значит и еще более дефицитные резисторы, но с другой стороны позволяет снизить их мощность. Формула для расчета токозадающих резисторов идентична приведенной выше формуле (1).

При ее использовании для этой микросхемы следует в качестве Uоп использовать величину 0,45 В.

Микросхема стабилизатора включена по типовой схеме, рекомендуемой изготовителем.

Резисторы R1—R5 задают максимальный зарядный ток, причем R5, задающий ток 150 мА, включен постоянно, и его параллельное подключение резисторам R1—R4 следует учитывать при расчетах.

Диод VD5 защищает АКБ от разряда через цепи микросхемы. Резистор R6 в паре с R7 или R8 образует узел установки выходного напряжения, конденсатор С2 обеспечивает стабильность работы.

Настройка этого устройства аналогична описанной выше. Сначала соответствующими резисторами без подключения нагрузки устанавливают номинальные напряжения на выходе, а затем при подключенной нагрузке проверяют выходной ток. Следует отметить, что устройство, приведенное по схеме на рис.

2, более чувствительно к сопротивлению всей токозадающей цепи, что связано с более низким опорным напряжением.

Поэтому в изготовленном устройстве сопротивление проводников печатной платы, соединительных проводов и контактов переключателя SB3, складываясь с сопротивлением токозадающих резисторов может привести к заметному снижению зарядного тока (чем больше зарядный ток, тем больше влияет сопротивление токозадающей цепи). Для компенсации этой погрешности в каждом конкретном устройстве может потребоваться уменьшение сопротивления резисторов R1—R5 относительно указанных на схеме величин.

При работе с описанными устройствами сначала устанавливают необходимые величины зарядного тока и напряжения, затем подключают АКБ и устройство включают в сеть.

Читайте также:  Инвертор на нестандартном силовом трансформаторе

Возможность выбора зарядного тока позволяет в некоторых случаях ускорить заряд АКБ, установив ток более 0,1 С.

Так, к примеру, АКБ емкостью 7,2 А-ч можно заряжать током 1,5 А, не превышая при этом максимально допустимый зарядный ток 0.25С.

В заключение следует сказать несколько слов о конструкции предложенных устройств. Корпус желательно использовать металлический. Это повысит пожаробезопасность устройства, которое зачастую работает без присмотра. Если в качестве понижающего будет использоваться трансформатор серии ТН, то его лучше всего выбрать пропитанным компаундом.

Радиаторы для микросхем специально не рассчитывались, а, как часто бывает в радиолюбительской практике, выбирались из того, что есть. Для микросхем DA1, DA2 (рис. 1) используются ребристые радиаторы (по одному на каждую микросхему) размерами 90×60 мм с высотой ребер 15 мм. Для второго варианта устройства используется один такой радиатор.

О желательной замене диодов говорилось выше. Здесь же хочется отметить, что не стоит использовать вместо них доступные сейчас монолитные диодные мосты. Попытка поставить в одно из изготовленных устройств мост типа КВРС101 (3 А, 100 В), и КВРС801 (8 А, 100 В) привело к необходимости установки на него радиатора.

Печать E-mail

Авторизация

Источник: https://radioparty.ru/device/schemdif/power-supply/338-zaryadnoe-ustroystvo-sla

Как Заряжать Герметичный Свинцово Кислотный Аккумулятор ~ Повседневные вопросы

Главная страница » Как Заряжать Герметичный Свинцово Кислотный Аккумулятор

Как зарядить свинцовокислотный аккумулятор.

Авто аккумулятор имеет свойство с течением времени разряжаться. При этом разряжается он вне зависимости от того, пользуетесь вы им либо нет.

Генератор заряжает аккумулятор приблизительно до 60 % зарядки, а для полной зарядки батареи пригодится стационарное зарядное устройство.

С пришествием прохладного времени года нужно на сто процентов заряжать аккумулятор. Потому давайте разберемся, как зарядить свинцово-кислотный аккумулятор.

Какое зарядное устройство избрать.

Зарядные устройства для авто аккумов делятся на несколько типов. Некие типы зарядных устройств рассчитаны на определенные батареи, но они не пользуются популярностью. В главном самые пользующиеся популярностью зарядные устройства импульсные либо трансформаторные.

Трансформаторные зарядные устройства издавна ушли в прошедшее и практически пропали даже с рынков. Импульсные же довольно современны и более всераспространены за счет того, что они проще в эксплуатации, дешевле и владеют малогабаритными размерами.

Самое обычное зарядное устройство можно отыскать в любом магазине авто запчастей.

Как заряжать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. [практика]

Импульсное зарядное устройство.

Зарядное устройство авто аккума может быть автоматическое либо неавтоматическое. Отличаются они тем, что в процессе зарядки автоматическое зарядное устройство само понижает силу тока и перестает заряжать батарею.

По окончании зарядки зажгется лампочка на панели управления зарядным устройством, оповещающая о конце зарядки.

А при зарядке неавтоматическим зарядным устройством человек сам должен выставлять заряжаемый ток.

Рассчитывают ток таким макаром: батарею на 55 Ач заряжают током силой 5.5 А в течение 20 часов. После чего ток снижают в два раза (2.75 А) и продолжают зарядку еще 2 часа. Это обосновано тем, что в процессе зарядки у батареи увеличивается сопротивление и для предстоящей зарядки требуется уменьшать силу тока.

Во время зарядки неавтоматическим зарядным устройством следует временами инспектировать аккумулятор. При повышении температуры следует закончить зарядку батареи во избежание закипания электролита.

Сервис авто аккума сводится к каждогодней зарядке. Это достаточно нетрудно и не займет много времени. Можно заряжать аккумулятор почаще, к примеру, раз в полгода. В таком случае срок эксплуатации аккума возрастает.

Какие бывают аккумуляторные батареи.

Для начала подзарядки нужно найти тип аккума. Аккумуляторные батареи бывают обслуживаемые либо необслуживаемые. Обслуживаемые батареи можно зарядить вручную, а необслуживаемые только при помощи зарядного устройства.

К необслуживаемым батареям относятся и герметичные батареи. Их отличие в том, что в их не водянистый, а гелеобразный электролит.

Благодаря таким свойствам герметичные батареи можно использовать в любом положении, не опасаясь утечки электролита.

Как заряжать.

Зарядка необслуживаемого аккумулятора. Для того чтобы зарядить необслуживаемую аккумуляторную батарею, нужно снять батарею с автомобиля и поставить на зарядку автоматическим или неавтоматическим зарядным устройством. Другим способом ее зарядить нельзя.

Зарядка обслуживаемого аккумулятора. Для того чтобы зарядить обслуживаемую аккумуляторную батарею, снимите ее с автомобиля. Зачистите выводы до блеска, если есть признаки окиси на металле. Теперь нужно пополнить уровень электролита.

Если зарядка происходит перед зимой в аккумулятор необходимо залить электролит для повышения плотности. Если зарядка происходит перед теплым временем года необходимо заливать дистиллированную воду, потому что в теплое время года повышенная плотность может разрушить аккумулятор.

Теперь нужно поставить аккумулятор на зарядку автоматическим зарядным устройством.

Видео.

В этом видеоматериале показано, как собрать самодельное зарядное устройство:

Краткое описание

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. Герметичные свинцово так как Если Вы не забудете ее вовремя заряжать. Как заряжать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. Герметичный необслуживаемый свинцово-кислотный кислотный аккумулятор как заряжать.

Как правильно заряжать аккумулятор? Как правильно заряжать аккумулятор, сколько времени заряжать аккумулятор, Свинцово. Особенности применения свинцово-кислотных аккумуляторов. AGM аккумуляторы Нового Поколения EverExceed. Аккумулятор для детского Как правильно заряжать. Свинцово-кислотный аккумулятор — Википедия.

Добавление кальция имеет как что свинцово-кислотный аккумулятор теряет ~1 %. Как зарядить свинцовый аккумулятор проще и безопаснее. Любой свинцовый кислотный аккумулятор без боязни как-то нужно заряжать аккумулятор. Восстановление и реанимация свинцово-кислотного. Так как аккумулятор после можно заряжать свинцово-кислотный.

Герметичные кислотно-свинцовые аккумуляторы. Номинальные напряжения герметичных свинцово хотя аккумулятор сохранял как правило. Реанимация свинцового аккумулятора от ИБП.

Источник: http://kartaklada.ru/kak-zarjazhat-germetichnyj-svincovo-kislotnyj/

Устройство автомобилей




Источником электроэнергии на автомобиле при неработающем или работающем с малой частотой вращения коленчатого вала двигателе является аккумуляторная батарея.

В настоящее время на автомобилях наиболее широко применяются свинцовые аккумуляторные батареи, состоящие из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов.

Применение кислотных аккумуляторов объясняется тем, что они обладают небольшим внутренним сопротивлением и способны в течение короткого промежутка времени (несколько секунд) отдавать ток силой в несколько сотен ампер, что необходимо для питания стартера при пуске двигателя.

Свинцовый аккумулятор электрической энергии был изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте.

В последующие годы конструкция аккумулятора, особенно – химический состав его электродов (пластин) постоянно совершенствовалась.

В настоящее время свинцовые аккумуляторы и аккумуляторные батареи широко применяются в разных областях техники в качестве накопителей электроэнергии (стартерные батареи, аварийные и резервные источники энергии и т. п.).

Конструктивно аккумулятор представляет собой емкость, наполненную электролитом, в которой размещены свинцовые электроды. В качестве электролита используется раствор серной кислоты и дистиллированной воды.

Электроды выполнены в виде пластин, одна из которых изготовлена из губчатого свинца Pb, а вторая – из диоксида свинца PbO2. При взаимодействии электродов с электролитом между ними возникает разность потенциалов.

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты.

При подключении к электродам аккумулятора внешней нагрузки начинается электрохимическая реакция взаимодействия оксида свинца и серной кислоты, при этом металлический свинец окисляется до сульфата свинца.

Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на положительном электроде (аноде) и окисление свинца на отрицательном электроде (катоде).

При пропускании через электроды аккумулятора зарядного тока в нем протекают обратные реакции.

При перезаряде аккумулятора, после исчерпания сульфата свинца начинается электролиз воды, при этом на аноде выделяется кислород, а на катоде – водород.

Электрохимические реакции (слева направо – при разряде, справа налево – при заряде):

Реакции на аноде:

PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- ↔ PbSO4 + 2H2O;

Реакции на катоде:

Pb + SO42- – 2e- ↔ PbSO4.

Физические процессы, происходящие в аккумуляторе, объясняются свойством электролитического растворения металлов, которое заключается в переходе положительно заряженных ионов металла в раствор.

Легкоокисляющиеся металлы (например, свинец) обладают этим свойством в большей степени, чем инертные металлы.

При погружении свинцового электрода в раствор электролита от него начнут отделяться положительно заряженные ионы свинца и переходить в раствор, при этом сам электрод будет заряжаться отрицательно.

По мере протекания процесса растет разность потенциалов раствора и электрода, и переход положительных ионов в раствор будет замедляться. При какой-то определенной разности потенциалов электрода и раствора наступит равновесие между силой электролитической упругости растворения свинца, с одной стороны, и силами электростатического поля и осмотического давления – с другой.

В результате переход ионов свинца в электролит прекратится.

При погружении электрода, изготовленного из двуокиси свинца, в раствор серной кислоты наблюдается такой же процесс, но результат получается иной. Двуокись свинца в ограниченном количестве переходит в раствор, где при соединении с водой ионизируется на четырехвалентные ионы свинца Рв4+ и одновалентные ионы гидроксила ОН.

Четырехвалентные ионы свинца, осаждаясь на электроде, создают положительный потенциал относительно раствора. Серная кислота образует в воде практически только на ионы НO+ и HSO4.
Таким образом, при разряде аккумулятора расходуется серная кислота, образуется вода, а на обоих электродах – сульфат свинца.

При заряде процессы протекают в обратном направлении.

При подключении потребителей в аккумуляторе возникает разрядный ток.

При этом ионы сернокислотного остатка SO4 соединяются со свинцом электродов и образуют на них сернокислый свинец PbSO4, а ионы водорода соединяются с кислородом, выделяясь на положительной пластине в виде воды.

В результате электроды покрываются сернокислым свинцом, а серная кислота разбавляется водой, т. е. при разряде аккумулятора плотность электролита уменьшается. Поэтому по плотности электролита можно судить о степени заряженности аккумуляторной батареи.

При прохождении электрического (зарядного) тока через аккумуляторную батарею протекают обратные электрохимические процессы.

Ионы водорода, образующиеся в результате распада воды, взаимодействуют с сернокислым свинцом электродов. Водород, соединяясь с сернистым осадком, образует серную кислоту, а на электродах восстанавливается губчатый свинец.

Выделяющийся из воды кислород, соединяется со свинцом положительной пластины, образуя перекись свинца.

В результате этих процессов содержание воды в электролите уменьшается, а содержание кислоты увеличивается, что приводит к повышению плотности электролита.



По завершению процессов восстановления свинца на электродах заряд аккумулятора прекращается.

При дальнейшем прохождении электрического тока через электролит начинается процесс электролиза (разложения) воды, при этом аккумулятор «закипает», и выделяющиеся пузырьки образуют смесь водорода и кислорода.

Смесь этих газов является взрывоопасной, поэтому следует избегать перезаряда до появления электролизных явлений по разложению воды.

Кроме того, длительный перезаряд приводит к потере электролитом воды (испарению), в результате чего его плотность повышается и для корректировки требуется доливка дистиллированной воды.

При доливке воды необходимо помнить, что вода, попадающая в концентрированную серную кислоту, закипает и сильно разбрызгивает кислотные капли, что при попадании на открытое тело или одежду может привести к ожогам кожи, слизистых оболочек, прожигу одежды и другим неприятным последствиям.

При постоянном напряжении источника зарядного тока по мере увеличения степени заряженности аккумулятора повышается его ЭДС и, следовательно, уменьшается сила зарядного тока. Когда напряжение на клеммах источника тока будет равно ЭДС полностью заряженного аккумулятора плюс ЭДС поляризации, зарядный ток прекратится.

Среднее значение напряжения аккумулятора – 2 В. Поскольку электрооборудование современных автомобилей рассчитано для работы при напряжении в бортовой сети 12 или 24 В, аккумуляторы соединяют в батареи (по 6 или 12 шт.).

Важным параметром аккумулятора является его емкость, т. е. количество электрической энергии, которую способен отдать аккумулятор. Емкость – это произведение силы разрядного тока на продолжительность разрядки до предельно допустимого разряженного состояния. Измеряется емкость аккумулятора в ампер-часах (А×ч).

Емкость аккумулятора зависит, в первую очередь, от активной площади его электродов.

Поэтому повышения емкости можно достичь увеличением поверхности электродов, что достигается использованием нескольких параллельно соединенных между собой пластин, а также применением пористого материала для их изготовления, что позволяет использовать в качестве активной массы не только поверхность, но и внутренний объем пластин.

Емкость аккумулятора не постоянна, она зависит от силы разрядного тока, температуры электролита и состояния активной поверхности пластин.

При увеличении разрядного тока и понижении температуры электролита емкость аккумулятора уменьшается, что объясняется неполным протеканием электрохимических реакций разрядки в этих условиях, вследствие сокращения времени разрядки и повышения вязкости электролита при низких температурах.

***

Устройство аккумуляторной батареи и ее маркировка



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_elektro/2-ab/index.shtml

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector