Содержание
Существует множество мифов о свойствах и об эксплуатации гелевых и AGM аккумуляторов. Тем не менее, это всего-лишь более современные модификации жидкостных свинцово-кислотных АКБ, и то, что известно про обычные автомобильные аккумуляторы, в большей степени относится и к их гелевым и АГМ собратьям.
Конечно есть и отличия, а связаны они с разной плотностью кислоты и с различными типами сепараторов свинцовых пластин. Кроме того, в большинстве автомобильных аккумуляторных батарей толщина свинцовых пластин гораздо меньше и соответственно они меньше весят.
Далее мы приводим ответы на часто задаваемые вопросы по этой теме:
Что такое полный разряд аккумулятора или разряд в ноль?
Полный разряд — это неконтролируемый разряд АКБ до напряжения 0 (ноль) Вольт.
Разряд в ноль приводит к необратимой сульфатации и значительной потере емкости любого свинцового аккумулятора независимо от его типа. В большинстве случаев при разряде в ноль происходит полная необратимая потеря емкости и остается только утилизировать или продать скупщикам свинца такую аккумуляторную батарею.
К полному разряду зачастую приводит ситуация, когда на время длительного отсутствия нормальной эксплуатации забывают отключить всё, что подключено к плюсовой клемме АКБ. В результате отсутствия периодической подзарядки от сети, генератора или от солнечных батарей, даже небольшой ток от подключенного к АКБ оборудования приводит к неконтролируемому снижению напряжения ниже критического значения 10,5 Вольт.
Применительно к солнечным электростанциям, данная ситуация может возникнуть, если на зиму оставить подключенным контроллер заряда, а солнечные батареи засыпет снегом. Это приведет к тому, что в отсутствии подзаряда от солнечных батарей, собственное потребление контроллера медленно приведет к полному разряду АКБ.
Чтобы не допустить такой ситуации, перед тем как оставить солнечную электростанцию на даче на зиму, рекомендуется дождаться полного заряда АКБ, после чего отключить СБ от контроллера и отключить контроллер и всё остальное от плюсовой клеммы АКБ.
Что такое аккумулятор глубокого разряда и в чем отличие разряда на 100% от разряда в ноль?
Аккумуляторами глубокого разряда можно назвать любые гелевые или AGM АКБ, поскольку они обеспечивают в среднем от 200 до 400 циклов разряда на 100%.
При этом, чем больше масса аккумулятора при одинаковой емкости, тем больше в нем свинца и тем большее кол-во циклов он сможет проработать. Поэтому, выбирая аккумуляторную батарею для целей глубокого разряда (для электропогрузчиков, инвалидных электроколясок, детских электромобилей, лодочных электромоторов, солнечных электростанций), рекомендуется покупать модель с наибольшей массой.
Разряд на 100% (глубокий разряд) — это разряд АКБ до напряжения 10,5 Вольт, а не до ноля Вольт.
Вредно ли короткое замыкание гелевого аккумулятора?
Гелевые аккумуляторы при коротком замыкании способны выдавать очень большие токи (от сотен до тысяч Ампер в зависимости от емкости).
Аккумулятор необходим для запуска двигателя транспортного средства. Его исправность делает стабильной работу механизма. Простои автомобиля, которые зачастую происходят в зимний период, не лучшим образом сказываются на состоянии аккумулятора. Правила хранения в холодное время года помогут сохранить его работоспособность.
Батареи бывают нескольких видов:
Некоторые автолюбители снимают аккумулятор на ночь и уносят домой. Существует ли в этом необходимость или это пережитки прошлого? Точно можно сказать лишь одно — ежедневно совершать подобную процедуру нет смысла. В зимнее время, если мороз не понижается до 30 градусов, а автомобиль регулярно используется, достаточно снимать аккумулятор два раза в месяц, чтобы его зарядить.
Возможен и такой вариант, что аккумуляторная батарея уже старая, поэтому не выдерживает ночёвку на улице в зимнее время. В таком случае также необходимо позаботиться о том, чтобы занести её в тепло. Хотя в подобной ситуации лучше приобрести новый аккумулятор, поскольку постоянно снимать его и заносить домой хлопотно.
Владельцам, которые зимой используют автомобиль редко, стоит позаботиться о хранении батареи в тепле. Даже если она полностью исправная, в режиме простоя сядет буквально за две недели. Занести аккумулятор в тепло следует на ночь, если ожидаются сильные морозы. В таком случае рисковать и оставлять прибор в машине не стоит, иначе утром она может просто не завестись. Если же автомобиль вообще не используется зимой, батарея снимается и хранится отдельно от него весь холодный сезон.
Чтобы во время простоя аккумулятор не разряжался, необходимо отключить от него одну клемму. При этом потеря заряда будет, но незначительная. Однако лучшим вариантом станет хранение батареи в зимнее время в тёплом помещении. При снятии аккумулятора автомобиль безболезненно воспримет отсутствие напряжения. Можно даже сказать, что это принесёт ему пользу.
При снятии батареи сначала отсоединяется минусовая, а затем плюсовая клемма, что позволяет избежать короткого замыкания
Подготовка сухого аккумулятора производится следующим способом:
Не рекомендуется заливать воду из-под крана.
Если возможность заряжать обслуживаемый аккумулятор отсутствует, следует залить его раствором борной кислоты (5%). Потребуется выполнить действия в такой последовательности:
Чтобы подготовить прибор к хранению, выполняется такая последовательность действий:
Чтобы достичь наиболее полного заряда, рекомендуется провести цикл воздействия малыми токами. После этого аккумулятор будет храниться дольше и сбережёт свои эксплуатационные свойства.
Такие аккумуляторы относятся к необслуживаемым приборам. Кроме того, они устойчивы к атмосферным и другим видам внешних воздействий. Чтобы подготовить устройство для хранения в зимний период, необходимо:
Гелевая батарея способна работать даже с повреждённым корпусом, но проверить его всё равно не помешает.
Прежде чем отправить мотоциклетный аккумулятор на «зимовку», его нужно подготовить:
Существует несколько правил, которых следует придерживаться, чтобы обеспечить полную сохранность аккумулятору. Каждый вид батареи имеет свои нюансы и особенности хранения.
Запрещается размещать аккумуляторы около гигроскопичных материалов, так как испарения кислоты могут оказать разрушительное воздействие на них.
Помещение для хранения должно быть тёмным, сухим и хорошо проветриваемым. Оптимальная температура − 0˚С. В период хранения батарея не должна контактировать с текстильными изделиями и другими продуктами. Кроме того, нужно защитить аккумулятор от попадания прямых солнечных лучей, поскольку они могут разрушить его покрытие, что приведёт к потере изначальных свойств. Не стоит забывать каждый месяц проверять степень его заряженности с целью увеличения в случае необходимости.
Запрещается ставить кислотные аккуляторы на щелочные приборы
Обслуживаемый аккумулятор хранится в вертикальном положении. Его пробки завёрнуты плотно, чтобы внутрь не попала влага. Корпус прибора должен быть сухим и герметичным. При хранении такого аккумулятора, необходимо соблюдать расстояние не менее 1 метра от отопительных приборов. Периодически следует проверять пробки — если они отошли, их понадобится снова плотно закрутить, после чего аккумулятор можно устанавливать на прежнее место. Желательно хранить прибор на подставке.
Требования к хранению аккумулятора с залитым электролитом практически не отличаются от условий в случае с сухозаряженными батареями. Правда, проверять, насколько закручены пробки, не придётся. Прибор также размещается в сухой комнате с низким содержанием влажности и хорошей вентиляцией, устанавливается вертикально. Рекомендуется избегать резких перепадов температур, поскольку это может негативно сказаться на работе батареи в дальнейшем. Если аккумулятор используется менее года, он не всегда требует дополнительной зарядки. В остальных случаях прибор обычно заряжается каждые три месяца.
Гелевые батареи требуют подзарядки значительно реже, чем другие виды аккумуляторов. Достаточно делать это раз в сезон, иногда чаще. Главное, не прерывать процесс, а довести его до конца. Например, если остановиться на 70%, прибор не сможет набрать требуемую ёмкость в следующий раз. Поэтому в помещение для хранения нужно доставить полностью заряженный аккумулятор. Если он исправен, скорее всего, не придётся проводить с ним какие-либо манипуляции. Хотя, периодическая проверка не помешает. Гелевые батареи выдерживают температуру от -35˚С до +60˚С, их можно устанавливать в любом положении. Помещение не требует дополнительной вентиляции.
Если мотоцикл стоит в сухом гараже, который отапливается и его температура не ниже 15˚С, аккумулятор можно не снимать. Достаточно ограничиться отключением отрицательной клеммы, чтобы прибор не саморазрядился. Если условия не подходят для хранения батареи, её придётся снять и отнести в более тёплое место. За зиму потребуется произвести зарядку 3–4 раза.
По завершении зимы аккумулятор следует подготовить к использованию. Сначала с него сливается раствор, залитый осенью. Стоит отметить, что это необходимо делать медленно, в таком же темпе, в котором он был залит. По времени слив кислоты занимает около 20 минут. Затем прибор несколько раз промывается изнутри дистиллированной водой. Желательно, чтобы она постояла в банках батареи 10 минут для получения лучшего эффекта. Когда аккумулятор будет тщательно промыт, в него заливается электролит и оставляется на 40 минут. Это необходимо для проверки, что его плотность осталась неизменной. В противном случае понадобится подкорректировать этот показатель, ориентируясь по отметкам.
После выполнения таких действий прибор полностью готов к эксплуатации, его можно устанавливать в транспортное средство. Клеммы присоединяются в обратном порядке, если сравнивать с процессом снятия батареи.
Если придерживаться установленных правил хранения аккумулятора и правильно его использовать, он прослужит ещё очень долгое время.
Свинцово-кислотные аккумуляторы изготовлены по технологии с внутренней рекомбинацией воды, поэтому не требуют обслуживания в течение всего срока службы. В качестве электролита используется загущенная серная кислота в виде геля, что обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам и высокую температурную стабильность.
Расчетный срок службы составляет 12 лет.
Гелевые аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах.
Конструкция гелевого аккумулятора
Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:
При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:
Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:
Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты:
Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее:
На рисунке ниже приведены кривые разряда гелевых аккумуляторов постоянным током до определенного конечного напряжения. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей.
Разрядные кривые постоянным током при 25°С
Заряд
Правильный заряд является одним из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления. Правильный выбор зарядного устройства влияет самым непосредственным образом на производительность и срок службы батарей.
Заряд постоянным напряжением – наиболее часто применяемый метод. На рисунке ниже показаны зарядные характеристики гелевого аккумулятора при заряде их постоянным напряжением 2,40 В/ячейку при начальных значениях тока 0,3 СА.
График заряда постоянным напряжением при 25°С
Аккумулятор Delta
GEL 12-100
Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В
Аккумулятор Delta
GEL 12-200
Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В
Аккумулятор Delta
GX 12-100
Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В
Аккумулятор Delta
GX 12-200
Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В
Этот метод является одним из наиболее эффективных и рекомендуется для быстрого заряда свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления и поддержания их в полностью заряженном состоянии (буферный режим). Характеристики зарядного устройства для двухстадийного заряда постоянным напряжением приведены на рисунке ниже:
Зарядные характеристики двухстадийного зарядного устройства
На стадии «А» ток ограничен величиной 0,3 СА, а напряжение на клеммах батареи растет. На стадии «В» зарядный ток начинает падать, а напряжение стабилизируется на уровне 2,40 В/эл-т. На этой стадии уровень заряда аккумулятора достигает 80%. При достижении зарядным током уровня «точки переключения Y» зарядная цепь переключается на стадию «С», где зарядное напряжение падает с 2,40 до 2,25 В/эл-т, а ток плавно снижается практически до нуля. Зарядное устройство переходит в буферный режим.
Напряжение заряда зависит от температуры окружающей среды и должно регулироваться в соответствии с графиком показанном на рисунке ниже:
Зависимость зарядного напряжения от температуры окружающей среды
Напряжение заряда (на элемент) в буферном режиме вычисляется по формуле:
Uзаряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033
Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
Uзаряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005
где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С. При установке на открытые стеллажи grad t = 0.
Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.
Гелевые аккумуляторы рассчитаны на работу в буферном режиме работы в течение пяти лет (при 25°С). На рисунке ниже показана зависимость доступной емкости гелевого аккумулятора от времени. Газы, генерируемые внутри аккумулятора, непрерывно рекомбинируют и возвращаются в водную составляющую электролита. Потеря емкости и конец службы аккумуляторов наступают в результате постепенной коррозии электродов.
Срок службы в буферном режиме работы
Наиболее существенными из них являются рабочая температура окружающей среды, скорость разряда, глубина разряда и способ заряда. На рисунке ниже показано влияние глубины разряда на количество циклов работы гелевых аккумуляторов при циклическом режиме.
Срок службы в циклическом режиме работы
По мере повышения температуры электрохимическая активность аккумулятора возрастает, а при понижении – падает. Поэтому при увеличении температуры окружающей среды емкость аккумулятора увеличивается, а при понижении температуры – уменьшается. Рисунок ниже демонстрирует влияние температуры на доступную емкость гелевых аккумуляторов.
Зависимость емкости от температуры окружающей среды при различных токах разряда
Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на срок службы аккумуляторов. При повышении температуры увеличивается скорость коррозии пластин, вследствие чего уменьшается срок службы. На рисунке ниже показана зависимость срока службы гелевых аккумуляторов от температуры окружающей среды.
Зависимость срока службы в буферном режиме от температуры окружающей среды
Свинцово-кислотные аккумуляторы обладают саморазрядом, вследствие чего при хранении их доступная емкость со временем уменьшается.
Этот процесс описан графиком на рисунке:
Зависимость емкости от времени хранения
Если аккумуляторы хранились в течение длительного периода времени, необходимо перед пуском в эксплуатацию провести их подзарядку.
При сроке хранения до 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 4-6 часов постоянным током 0,1 СА, либо 15-20 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
При сроке хранения свыше 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 8-10 часов постоянным током 0,1 СА, либо 20-24 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
Свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, в том числе в помещении с технологическим оборудованием и обслуживающим персоналом, при температуре от -20°С до +60°С. Диапазон температуры хранения аккумуляторов от –35°С до +60°С.