АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Гелевых аккумуляторов срок службы: Правильная эксплуатация гелевых аккумуляторов, химические реакции в аккумуляторных батареях

4 июня, 1971 by admin

Правильная эксплуатация гелевых аккумуляторов, химические реакции в аккумуляторных батареях

Общие положения

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.

Особенности конструкции:

Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозможна.
Система внутренней рекомбинации газа, нет необходимости в доливе воды.
Моноблоки снабжены регулирующими клапанами для обеспечения выпуска газа, при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня.
Нет ограничений на перевозку воздушным, железнодорожным или автотранспортом.

Химическая реакция и механизм рекомбинации:

Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:

PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb Разряд/Заряд PbSO₄ + 2H₂O

При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:

2Pb + O₂ —> 2PbO

Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:

2Pb + 2H₂SO₄—> 2PbSO₄ + 2H₂O

Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты:

2PbSO₄+ 2H₂—> 2Pb + 2H₂SO₄

Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее:

2H₂ + O₂ —> 2H₂O

Разрядные характеристики

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

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

Для гелевых аккумуляторов диапазон зарядного напряжения буферного режима установлен в диапазоне 2,23–2,28 В/эл-т (при 25°С).
Для циклического режима диапазон зарядного напряжения установлен в диапазоне 2,38–2,42 В/эл-т (при 25°С).
Аккумуляторы гелевые не требуют уравнительного заряда. Буферного напряжения достаточно, чтобы поддерживать моноблоки в полностью заряженном состоянии.

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Двухстадийный заряд при постоянном напряжении

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:
U_заряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033

Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005

где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С.

Хранение и срок службы

Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.
Они 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

Срок службы аккумуляторов в циклическом режиме работы зависит от целого ряда факторов

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.

Рекомендации по монтажу:

Последовательность монтажа аккумуляторов в батарею:

Соедините положительную клемму первого аккумулятора с отрицательной клеммой второго аккумулятора. Таким образом, соедините все аккумуляторы в группе (под группой понимается набор аккумуляторов на одном ярусе или в одном ряду стеллажа).
Соедините аналогично п.1 аккумуляторы в остальных группах (если таковые имеются).

Рекомендации по эксплуатации:

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.

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

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 Парус Электро
HMG-12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Какой срок службы гелевого аккумулятора? Как увеличить срок службы

Автор:
Сергей Куртов

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 26-08-2022

Рейтинг статьи: (2446)

Содержание

Аккумуляторные батареи – это предмет постоянных споров и противоречий уже многие годы. И чем больше разновидностей появляется на рынке – тем больше противоречий возникает. Химические процессы, протекающие в недрах аккумуляторов, сложны, в связи с чем многие заблуждаются в тех или иных суждениях. Это чревато тем, что ложные знания провоцируют неправильную эксплуатацию АКБ и, как следствие, ее скорый выход из строя. А это, в свою очередь, складывает неверное мнение о долговечности того или иного типа аккумуляторов. В общем, понятие плюсов и минусов различных аккумуляторов сильно искажено и составить четкую картину преимуществ одной технологии над другой без детального изучения трудно. Поэтому год за годом остается актуальным вопрос: какой срок службы гелевого аккумулятора И, как ни странно, четкого ответа дать невозможно. Можно дать примерные усредненные данные при идеальных условиях. Показатели сильно отличаются из-за разных условий эксплуатации. На срок службы влияет масса факторов, и задача пользователя – свести их к минимуму, чтобы добиться результатов, близких к заявленным.

Отличия гелевых аккумуляторов

Прежде чем говорить о том, какой срок службы гелевого аккумулятора, вспомним особенности его структуры. Гелевые аккумуляторы (их по ошибке называют гелиевыми, каким-то образом связывая с гелием) – это, в общем-то, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Их работа основана на той же химической реакции, на основе которой работает традиционный автомобильный аккумулятор. Только вот автомобиль требует от АКБ качества, отличные от тех, которые нужны для резервного электропитания оборудования. Этим и обусловлены некоторые отличия конструкции.

Под гелевыми аккумуляторами обычно понимаются две большие группы: АКБ с гелевым и абсорбированным электролитом. Их основная задача очень похожа: устранить недостатки, связанные со свободным хранением жидкого электролита. В аккумуляторных батареях с технологией GEL это достигается путем загущения электролита до гелеобразной консистенции. Технология AGM подразумевает наполнение свободного пространства пористыми стекловолоконными прокладками, асборбирующими жидкий электролит. Также отличительной чертой является герметичный корпус.

Преимущества гелевых аккумуляторов

Как уже упоминалось выше, «игры» с различными формами содержания электролита связаны с необходимостью решить недостатки, которыми обладают обычные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Рассмотрим ключевые особенности гелевых аккумуляторов.

Первое, на что обычно делается акцент – это необслуживаемость. Гелевые аккумуляторные батареи не выделяют газы. Во-первых, это позволяет безопасно эксплуатировать данные аккумуляторы в жилых помещениях. Во-вторых, отсутствие выделений избавляет от необходимости доливать дистиллированную воду.

Благодаря тому, что загущенный или абсорбированный электролит по свойствам приближается к сухим АКБ, эксплуатация гелевых аккумуляторов возможна под любыми внешними воздействиями, будь то сильные тряски или вибрации. На выходные характеристики это никак не повлияет.

Ресурс. Сколько споров и противоречий можно найти о ресурсе различных технологий производства аккумуляторных батарей. Одни источники говорят о ресурсе гелевых аккумуляторов в тысячу циклов, другие сообщают о скромном ресурсе в 600 циклов и так далее. На самом же деле, четкого показателя попросту нет. Производители аккумуляторов часто используют собственные технологии, чтобы добиться от гелевого аккумулятора максимальной производительности. Одно можно сказать точно: ресурс аккумуляторов GEL наиболее длительный среди всех типов свинцово-кислотных АКБ. Если брать идеальные условия, то аккумуляторы GEL могут отслужить 600 и более циклов, увеличивая показатели при уменьшении процента DOD (глубина цикла). Аналоги класса AGM таким похвастаться не могут и обеспечивают порядка 300 циклов. Опять же, следует учитывать применение различных запатентованных технологий тем или иным производителем, позволяющих увеличить ресурс. Еще одним важным параметров является качество применяемого свинца, от него напрямую зависит срок службы, кол-во рабочих циклов.

Когда мы говорим, что GEL служит дольше, чем AGM, мы вовсе не имеем в виду, что AGM хуже. У аккумуляторов AGM лучше разрядные характеристики, пониженная чувствительность к качеству заряда и более демократичная цена, что и сделало их наиболее востребованными.

Как сделать срок службы АКБ дольше

Некоторые потребители наивно полагают, что можно значительно повлиять на ситуацию, используя различные методы обслуживания, будь то физическая очистка пластин от сульфатов или долив воды взамен испарившейся. Любое вмешательство в состав АКБ – это лишь малоэффективные попытки устранить последствия неправильной эксплуатации аккумулятора. Если гелевый аккумулятор быстро и значительно потерял свои характеристики, это говорит не о том, что пора его обслуживать, а о том, что в эксплуатация гелевого аккумулятора была неправильной и следует что-то изменить.

Важным условием долгой работы АКБ является правильная зарядка. Лишь качественное зарядное устройство способно пополнить заряд, не навредив. Аккумуляторы GEL, напомним, довольно чувствительны к качеству заряда. Превышение допустимого тока может привести к вздутию геля. Короткое замыкание чаще всего оказывается фатальным. AGM-аккумуляторы к этому всему более лояльны, однако их срок службы также в значительной мере зависит от качества используемого зарядного устройства.

Сильнее заряда на характеристики гелевого аккумулятора может влиять лишь разряд. Важной особенностью гелевых аккумуляторов является переносимость к сильным разрядам. Тем не менее, батареи класса AGM высаживать «в ноль» не рекомендуется. Аккумуляторные батареи имеют куда лучшую переносимость к такой эксплуатации. Тем не менее, если Вы сможете снизить степень разряда в процессе эксплуатации, гелевые аккумуляторы обоих типов прослужат значительно дольше. Это касается ситуаций, когда аккумуляторная батарея эксплуатируется в буферном режиме.

Конечно же, не стоит недооценивать температуру. Свинцово-кислотные аккумуляторы боятся высоких температур. Эксплуатация под воздействием высоких температур приводит к осыпанию свинцовых пластин. Стремитесь обеспечить прохладное хранение.

Таким образом, выводы касательно аккумуляторных батарей любых типов практически всегда одинаковы: следите за зарядом, используйте фабричные зарядные устройства и не допускайте перегрева. Только так аккумулятор отслужит ресурс, заявленный производителем.

Каков срок службы гелевой батареи?

Если они остаются заряженными, когда они не используются, 12-вольтовые гелевые или AGM-батареи обычно имеют срок службы до шести лет. После пяти-шести лет плавающего заряда аккумулятор сохраняет 80% своей первоначальной емкости при средней температуре окружающей среды 25 ºC.

Современные свинцово-кислотные аккумуляторы во многих отношениях повышают безопасность. Поскольку мы используем свинец в батареях, очень трудно полностью исключить этот металл из нашей жизни, хотя он имеет некоторые важные преимущества. Создание 12-вольтовой гелевой батареи является отличной иллюстрацией, поскольку новые технологии сделали батарею более безопасной.

Гелевые аккумуляторы 12 В используют в качестве электролита специальный гель вместо чистой жидкой кислоты. Основные свинцовые пластины подвешены в этом геле на основе силикагеля, который также обеспечивает перенос электронов.

Заменив жидкую кислоту этим гелем, владельцы гелевых аккумуляторов на 12 В получат следующие выдающиеся преимущества:

• Отсутствие утечек. Можно сказать, что это существенное преимущество гелевых аккумуляторов, а также одна из основных причин, по которой люди обращаются к этим аккумуляторам вместо традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов. Поскольку в гелевой батарее 12 В нет жидкой кислоты, в случае наклона или прокола батареи не будет опасных или разрушающих материалов.
• Широко используется. Поскольку традиционная жидкокислотная батарея имеет возможность протекания, ее владелец должен аккуратно поставить батарею вертикально и прочно зафиксировать ее там. Он не протекает и может использоваться в самых разных условиях. Владельцы также могут найти и защитить их в более удобном для пользователей месте, а не только там, где они считаются безопасными. Помимо того, что они легче обычных свинцово-кислотных аккумуляторов, 12-вольтовые гелевые аккумуляторы также проще в обращении, хранении и установке в неудобных местах, включая высокие багажники для жилых автофургонов.
• Лучшая работа при экстремальных температурах. Исследование также показывает, что гелевая батарея 12 В более долговечна, чем свинцово-кислотная батарея, при экстремальных температурах. Эти батареи будут работать при невероятной температуре от -40 ° F до 140 ° F. Кроме того, их гелевый состав позволяет им лучше противостоять коррозии, ударам и вибрации.
• Низкая скорость разряда и более длительный срок службы. Свинцово-кислотные аккумуляторы, несомненно, являются конкурентоспособными аккумуляторными решениями, которые обеспечат хорошую службу в течение длительного срока службы в случае транспортного средства. Однако, в отличие от гелевых аккумуляторов, они просто не выдерживают конкуренции. Ожидаемый срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов, которые часто используются и перезаряжаются (например, в автомобилях для ежедневного вождения), составляет от 3 до 5 лет. Напротив, высококачественная гелевая батарея на 12 В, которая подвергалась аналогичному обслуживанию и регулярно поддерживала высокий уровень мощности, прослужит более 10 или даже более 20 лет. Частично причина в том, что они разряжаются медленно.

Аккумуляторы JYC GEL используют силикагель и специальный сепаратор для фиксации электролита в аккумуляторе. Срок службы батареи и производительность улучшены в более широком диапазоне температур благодаря проверенной силиконовой технологии.

какой тип батареи для какого использования?

13 августа 2021 г.

Батареи играют решающую роль на борту или в вашем доме на колесах. Аккумулятор AGM, аккумулятор GEL, литиевый аккумулятор… Историческая технология, герметичные свинцовые аккумуляторы постепенно уступают место более современным технологиям. Но не все они равны, в зависимости от желаемых приложений и бюджета. Узнайте о преимуществах и недостатках каждого типа батареи для каждого использования.

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор: стандарт в конце срока службы

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы, способные обеспечить высокую интенсивность энергии при запуске, также являются наиболее распространенной и менее дорогой технологией. Таким образом, они имеют то преимущество, что их легко найти, но они быстро показывают свои пределы с точки зрения производительности. Свинцово-кислотные батареи действительно ограничены по количеству тока, который они могут отдавать. Например, батарея весом 37 кг обеспечивает силу тока 800 ампер. Если вам нужно больше мощности, вам придется добавить больше батарей, а значит, больше веса и места. Это может быть особенно проблематичным в индустрии жилых автофургонов, где увеличение веса транспортного средства может привести к изменению категории … В дополнение к этому плохому соотношению веса и энергии, свинцово-кислотные батареи обеспечивают небольшое количество накопления энергии и требуют регулярного использования. техническое обслуживание. По всем этим причинам свинцово-кислотные батареи считаются технологией с истекшим сроком службы, несмотря на их привлекательную цену. Для широкой публики эти аккумуляторы стоят около 220 евро за 150А 9.0003

Гелевые аккумуляторы: идеальны для аварийных аккумуляторов

Для работы аккумулятору нужны пластины и электролит: именно между током и пластинами создается ток. В старых батареях этот электролит жидкий, что не оптимально для лодки, которая не должна быть стабильной. Благодаря гелевому электролиту гелевые аккумуляторы очень устойчивы к вибрациям. Гелевые аккумуляторы используются в промышленности уже почти 40 лет и имеют преимущество в виде очень низкой скорости разряда, что делает их отличными кандидатами для всех аварийных применений. Например, их можно найти в больничных генераторах благодаря сроку службы от 10 до 20 лет. Гелевые аккумуляторы можно опрокинуть, они легко выдерживают крен на лодке и обладают на 30 % большей емкостью, чем стандартные аккумуляторы. Они могут быть полностью разряжены и не требуют специального обслуживания. Конечно, все эти преимущества имеют свою цену. Посчитайте около 470 евро за гелевую батарею на 150А. Единственный их недостаток? Их перезарядка считается медленной, поскольку батарея не приспособлена к большим токам заряда и разряда.

Аккумулятор AGM: компромисс между гелем и свинцом

AGM расшифровывается как «Absorbed Glass Mat». Как следует из названия, аккумуляторы AGM имеют гелевый электролит и сепаратор из стекловолокна между пластинами. Гибридная версия свинцово-кислотных и гелевых аккумуляторов, аккумуляторы AGM становятся все более популярными в морском секторе за последние 10 лет. Они предлагают отличный компромисс между этими двумя технологиями: они более эффективны, чем свинцово-кислотные батареи, и дешевле, чем гелевые батареи. При том же весе батарея AGM обеспечивает почти вдвое большую мощность, чем свинцово-кислотная батарея (18 кг для 800 А). Они также имеют более длительный срок службы (скорость саморазряда от 1 до 3% в месяц). В среднем аккумуляторы AGM на 30% дороже свинцово-кислотных, но их относительно легко найти на рынке. С другой стороны, следует отметить, что некоторые модели не поддерживают полную разрядку. Поэтому рекомендуется не превышать 80% разряда, чтобы не повредить его. Цена: 330 евро за 150А.

Литиевые батареи: отличные характеристики, но высокая цена

Несмотря на то, что они существуют уже около десяти лет, за последние 5 лет литиевые батареи стали более демократичными. Основанные на технологии ионно-литиевого фосфата железа, они имеют плотность энергии в три раза выше, чем свинцово-кислотные батареи, при тех же размерах. Это превосходное соотношение мощность/объем позволяет иметь большой ток в небольших помещениях. Например, можно заменить 4 гелевых аккумулятора одной литиевой. Уменьшение веса позволяет удвоить энергоемкость: ключевой момент в мире транспорта!

Другим большим преимуществом литиевых батарей является то, что можно использовать всю энергию, хранящуюся в батарее. На традиционной батарее на 100 А действительно невозможно использовать более 50% батареи, рискуя не иметь возможности ее перезарядить. Наоборот, литиевая батарея способна разряжаться до 100%! Более того, они заряжаются в два раза быстрее, чем традиционные батареи. Это особенно интересно для лодок, которые, например, могут сократить время работы генератора. По всем этим причинам у литиевых аккумуляторов ветер в парусах… Для тех, кто может себе это позволить. Даже если их цена имеет тенденцию к снижению из года в год, литиевые батареи стоят около 1500 евро.

Comments |0|