Свинцово-кислотный аккумулятор: плюсы и недостатки

Свинцово-кислотный аккумулятор: плюсы и недостатки

Свинцово-кислотный аккумулятор – вид аккумуляторных источников бесперебойного питания, использующийся в различной технике: транспортные средства, телекоммуникационные системы, источники аварийного и резервного питания, солнечные электростанции.

Такие аккумуляторные батареи (АКБ) широко востребованы и распространены благодаря высокой ёмкости, неприхотливости в обслуживании, долговечности и сравнительно доступной стоимости. По назначению делятся на несколько видов. Несмотря на широкую распространённость, обладают своими преимуществами и недостатками.

Технические особенности и виды

В основе работы АКБ такого типа лежит реакция диоксида свинца с растворённым в серной кислоте свинцом. При использовании происходит окисление электролита, в процессе разрядки – обратный процесс, за счёт чего восстанавливаются изначальные свойства батареи. Конструкция свинцово-кислотной АКБ включает следующие основные элементы:

  1. Электроды. Свинцовые решётки, заполненные диоксидом свинца.
  2. Разделительные пластины или маты. Изготовлены из материала, не реагирующего с кислотой.
  3. Электролит, заполняющий практически всё внутреннее пространство.
  4. Пластиковый корпус, оснащённый металлическими клеммами.

Электродами в таких батареях являются свинцовые решётки. Отверстия решёток заполнены пористыми разделительными пластинами, выполненными из инертного к кислоте материала. Пластины полностью погружаются в электролит. В качестве электролита используется растворённая в дистиллированной воде серная кислота.

Свинцово-кислотный аккумулятор

В зависимости от назначения, габаритов и мощности конструкция может несколько отличаться. По типу конструкции делятся на 2 типа:

  1. Герметичные (AGM и GEL). Не требуют какого-либо обслуживания за исключением чистки корпуса. Безопасны для здоровья человека, могут использоваться в помещениях без вентиляции, поскольку практически не выделяют газ в процессе работы.
  2. Негерметичные (обслуживаемые). Требуют периодической заливки дистиллированной воды, поскольку в процессе работы жидкость постепенно испаряется, из-за чего возрастает плотность электролита, что приводит к снижению производительности.

По назначению делятся на такие виды:

  • Стартерные. Применяются для запуска электродвигателей и энергоснабжения различной техники, к примеру, транспортных средств.
  • Тяговые. Для энергоснабжения разных видов электромоторов. Иногда используются как накопительный блок в составе автономных электростанций.
  • Стационарные. Применяются для поддержания работы различных энергетических систем и как дополнительный источник электроэнергии. Устанавливаются в фиксированном положении.
  • Для солнечных электростанций. Обычно имеют большую ёмкость. Рассчитаны на большое количество циклов заряд-разряд. Отличаются длительным сроком службы. Подходят для установки в жилых домах.

Преимущества свинцово-кислотных аккумуляторов

К основным достоинствам источников питания данного типа можно отнести:

  • Низкий саморазряд. Благодаря этому батарея может длительное время храниться без необходимости подзарядки. При соблюдении условий хранения даже спустя длительный срок АКБ беспроблемно запускается.
  • Простота обслуживания. Негерметичные модели требуют только доливки дистиллированной воды, для чего в корпусе предусмотрены специальные отверстия, расположенные под съёмной крышкой. Модели GEL и AGM (герметичные) вовсе не требуют обслуживания, поэтому более популярны.
  • Редкое обслуживание. Негерметичные аккумуляторы нуждаются в обслуживании раз в несколько лет, в зависимости от интенсивности эксплуатации.
  • При длительной эксплуатации не снижается ровность и стабильность подачи электрического тока.
  • Высокая производительность. Аккумулятор может выдавать высокие токи, что позволяет обеспечивать электропитанием высокомощное оборудование.
  • Высокая ёмкость. Удельная энергоёмкость в зависимости от модели варьируется в диапазоне 25-40 Втч/кг.
  • Высокий КПД: по току заряд-разряд – 80-90%, по энергии – 70-80%.
  • Возможность эксплуатации в широком температурном диапазоне – -40°С-+40°С.
  • Низкое внутреннее сопротивление. Благодаря этому обеспечивается стабильное напряжение, без значимых для потребителя перепадов.
  • Отсутствие эффекта памяти. Аккумулятор можно заряжать, не дожидаясь полной разрядки. В отличие от других видов батарей, это не приводит к снижению ёмкости.
  • Простота в производстве, вследствие чего такие батареи являются одними из самых дешёвых. Из расчёта стоимости 1 Вт⋅ч являются наиболее экономичными.
  • Широкий диапазон ёмкостей. К примеру, автомобильные АКБ имеют ёмкость 55-70 Ач. Для других нужд есть и модели, ёмкость которых исчисляется десятками кА·ч.

Новые свинцово-кислотные аккумуляторы

Недостатки свинцово-кислотных АКБ

Несмотря на большое количество положительных характеристик, такие элементы питания имеют и весомые минусы:

  • Сравнительно большие размеры и вес в отличие от других видов аккумуляторных батарей. Это ограничивает возможности использования во всевозможных компактных системах.
  • Низкая устойчивость к резким температурным колебаниям. Это чревато ухудшением технических характеристик и полным выходом из строя. Поэтому не рекомендуется их применять в неотапливаемых помещениях.
  • Хранить необходимо исключительно в заряженном состоянии. Необязательно, чтобы АКБ была полностью заряжена, но при хранении в разряженном виде в течении длительного времени с высокой вероятностью элемент питания выйдет из строя. Поэтому желательно, чтобы аккумулятор был заряжен хотя бы на 60%.
  • Ограниченный ресурс. Как и у других батарей, количество циклов заряд-разряд ограничено. Поэтому негерметичные модели служат в среднем 2-3 года, герметичные – 6-10 лет. Однако на практике при бережной эксплуатации срок службы значительно выше. При этом производители не рекомендуют продолжать эксплуатацию, если исчерпано заявленное количество циклов.
  • Сравнительно низкая энергетическая ёмкость, если исходить из соотношения Вт⋅ч на 1 кг веса.
  • Экологический вред. Свинец и кислотный электролит загрязняют окружающую среду. Поэтому такие аккумуляторы должны особым образом утилизироваться или перерабатываться, но специализированные предприятия существуют далеко не во всех странах.
  • При неправильной зарядке или использовании низкокачественного зарядного устройства возможен перегрев батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор в автомобили

Стоит ли использовать и для чего?

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются оптимальными для использования в различных сферах. К примеру, для запуска двигателей автомобилей, мотоциклов, мопедов и спецтехники используются именно такие АКБ. Они подходят для применения в различных электростанциях, включая солнечные. Благодаря доступной стоимости и длительному сроку службы такие аккумуляторы широко используются в бытовых и промышленных системах автономного электроснабжения.

Выпускаются разные модели, отличающиеся мощностью, максимальным током отдачи, размерами и конструкцией. Это позволяет подобрать устройство практически для любых целей. В то же время такие элементы питания не подходят для компактной техники. Поэтому выбирая аккумулятор, прежде всего следует исходить из поставленных задач.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *