Необслуживаемые герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы и их режимы работы

Свинцово-кислотный аккумулятор – это вторичный химический источник тока, в основе работы которого лежит работа двух электродов различной природы (свинца и диоксида свинца), ионная проводимость между которым обеспечивается жидким или твердым электролитом.

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются одним из наиболее распространенных типов, среди прочих электрохимических систем. А стоимость энергии (Ватт/час), наиболее выгодной по затратам. Но наряду с относительной низкой стоимостью запасаемой энергии, системы данного типа, имеют существенный недостаток – существует необходимость участия человека в его обслуживании.

На смену свинцово-кислотным аккумуляторам с жидким электролитом, пришли герметичные аккумуляторы с твердым электролитом, которые, в сущности, устранили необходимость участия человека в обслуживании. Строго говоря, полная герметизация не может быть достигнута, т.к. невозможно обеспечить полную рекомбинацию кислорода и водорода. Поэтому данный тип корректней называть – герметизированные аккумуляторы.

Главной конструктивной особенностью данного типа аккумуляторов - является герметизированный корпус с клапаном и отсутствие жидкого электролита. Вместо жидкого, используется иммобилизированный (обездвиженный), электролит. Условно можно разделить аккумуляторы по способу иммобилизации на два вида:

• Аккумуляторы на основе AGM технологии;
• Аккумуляторы на основе GEL технологии.

Аккумуляторы на основе AGM технологии

AGM (Absorbent Glass Mat) - это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, при которой сепаратор изготавливается из абсорбирующего (поглощающего) стекловолокна.

Эта технология позволяет не только уйти от жидкого электролита, но и решить задачи разделения электродов. Благодаря тонкой структуре волокон обеспечивает удержание электролита в порах и высокую скорость передачи кислорода.

Аккумуляторы на основе GEL технологии

GEL- это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, при которой сепаратор изготавливается из силикагеля (SiO2) .

Материал обладает высокой пластичностью, заполняя и электроды и сепаратор. Благодаря своей вязкости он хорошо удерживается в порах и способствует эффективному использованию активных веществ электродов. Транспорт кислорода обеспечивается по трещинам, которые возникают при усадке твердеющего электролита.

На рисунке представлена схема сравнения двух технологий (1-AGM, 2-GEL), где максимальное значение характеризует наибольшее преимущество в указанной области, т.е «внутреннее сопротивление» меньше у AGM, а срок службы дольше у GEL технологии.

Режимы работы свинцово-кислотных аккумуляторов

Циклический (или циклирование) – режим работы, при котором происходит переключение с заряда на разряд при разной глубине разряда. Т.е. после полного заряда аккумулятора он отключается от зарядного устройства, следующий заряд происходит после полного разряда.

Буферный – это режим работы, при котором химический источник тока работает параллельно с основным источником энергии и обеспечивает стабильность подачи энергии при переменном графике нагрузки. Т.е. режим постоянной подзарядки.

Резервный (аварийный) – это режим работы, при котором химический источник тока должен находиться в состоянии полной заряженности, и обеспечивать ток при нагрузке при отключении основного источника питания.

Применение свинцово-кислотных аккумуляторов

Батареи емкостью до 12-18 (Ампер-час) используются в портативной аппаратуре в тех случаях, когда масса не является определяющим критерием выбора аккумулятора:

• охранных и противопожарных системах;
• источниках бесперебойного питания (ИБП);
• в составе инвертирующего оборудования;
• системах контроля и управления доступом (СКУД);
• системах видеонаблюдения и тревожного оповещения;
• системах аварийного освещения;
• контрольно-кассовых машинах,
• медицинском оборудовании;
• холодильном и торговом оборудовании;
• АТС и приемно-передающих радиоцентрах;
• фонарях и других переносных осветительных приборах;
• электроинструментах и других устройствах.

Батареи большой емкости используются для разнообразных транспортных средств, в том числе электромобилей, а также для источников бесперебойного питания в мощной электроэнергетике.