Свинцово-кислотные аккумуляторы промышленного назначения

Свинцово-кислотные аккумуляторы (Lead Acid Batteries) имеют пластины с активными материалами на базе свинца и электролит на базе раствора серной кислоты.

Конструктивно подразделяются на заливные вентилируемые (обслуживаемые) и герметизированные рекомбинационные (необслуживаемые).

 

Стационарные заливные вентилируемые свинцово-кислотные аккумуляторы

 

В заливных (обслуживаемых) вентилируемых аккумуляторах электролит заливается в элементы через отверстие в верхней части контейнера, через это же отверстие доливается дистиллированная вода в процессе эксплуатации.

Аккумуляторы данного типа чаще всего изготавливаются в виде 2-В элементов и имеют емкость до 3000-4000 Ач, но для емкостей менее 250 – 300 Ач нередко имеются также 6-В и 12-В моноблоки. (Подробнее о заливных вентилируемых свинцовых аккумуляторах)

Заливные вентилируемые аккумуляторы делятся по типу используемых пластин на следующие основные виды:

1. GroE (иногда называются Plante, в обоих случаях – по именам изобретателей) – со сплошными пластинами из свинца  очень высокой чистоты; срок службы в буферном режиме при Т=20^оС до 25 лет.
Стоимость – очень высокая.
2. OPzS – c трубчатыми положительными и плоскими намазными отрицательными пластинами; срок службы в буферном режиме при 20^оС – от 15 до 20 лет. Одним из передовых мировых производителей аккумуляторов типа OPzS является компания EverExceed.
Стоимость – средняя.
3. OGi – c плоскими намазными положительными и отрицательными пластинами; срок службы в буферном режиме при 20 С – до 10-12 лет.
Стоимость – средняя или чуть ниже.

 

Свинцово-кислотные герметизированные клапанно-рекомбинационные аккумуляторы (VRLA)

 

Аккумуляторы этой группы часто обозначают сокращенно VRLA (Valve Regulated Lead Acid, в переводе с англ. Клапанно-Регулируемые Свинцово-Кислотные) или же SLA (Sealed Lead Acid– Герметизированные Свинцово-Кислотные). Аккумуляторные батареи данного типа бывают, в зависимости от исполнения, различной емкости: от 1 до 300 Ач для 6-В и 12-В моноблоков, и до вплоть до 4000 Ач для 2-В элементов.

Особенность аккумуляторов типа VRLA – отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы и практически полное отсутствие выделения газов (водорода и кислорода) – продуктов электролиза воды, входящей в состав электролита. Поэтому их нередко называют герметизированными необслуживаемыми. Незначительное обслуживание, тем не менее, необходимо: прежде всего, визуальный осмотр, протирание от пыли, подтяжка соединений и контроль напряжений.

Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды – молекулы водорода и кислорода – в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.

Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99 %. Поэтому лишь очень незначительная часть непрорекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через специальные клапаны.

Поэтому в большинстве случаев аккумуляторы VRLA могут эксплуатироваться в составе электропитающего и пр. оборудования в помещениях без принудительной вентиляции – будет достаточно лишь естественной. Тем не менее существуют нормативы размещения аккумуляторов в шкафах и помещениях, рассчитываемые по формулам производителей.

Электролит в аккумуляторах VRLA находится в связанном состоянии.

В зависимости от способа иммобилизации электролита аккумуляторы делятся на две основные группы – AGM аккумуляторы и GEL (гелевые аккумуляторы), подробнее о которых вы можете прочитать, нажав на соответствующие ссылки.

Нередко потребители, и даже некоторые «горе-продавцы» в силу своей технической неосведомленности называют гелевые аккумуляторы «гелиевыми». Это является заблуждением, поскольку газ Гелий (Не) не имеет ни малейшего отношения к аккумуляторной отрасли. Подробнее об этом Вы можете прочитать в статье «Гелиевые аккумуляторы – разрушение мифа. Сравнение гелевых и AGM батарей».

По типу пластин имеется несколько вариаций аккумуляторов VRLA.

Прежде всего, большая часть как АGM, так и GEL аккумуляторов выпускается с плоскими намазными пластинами, которые могут иметь отличия по толщине, структуре и составу активных материалов. (Подробнее об аккумуляторах с плоскими намазными пластинами...)

Кроме того, некоторые производители (в т.ч. и EverExceed) предлагают аккумуляторные батареи AGM специального исполнения с возможностью повышенной краткосрочной энергоотдачи – так называемый тип HIGH RATE. Данные аккумуляторы оптимизированы для работы в ИБП. Они могут иметь и другое обозначение. Такие аккумуляторы выполнены по технологии VRLA AGM (с жидким электролитом, адсорбированным в микропористый сепаратор), но имеют повышенную энергоемкость и способны отдать большой ток при разряде небольшой длительности (высокоинтенсивный разряд обычно за время до 30 мин.). НR-батареи могут развивать большую мощность при коротких разрядах, а для условий длительного разряда (несколько часов) имеют емкость, сравнимую с аккумуляторами стандартного AGM-исполнения при тех же габаритах. Большая удельная мощность таких АКБ достигается за счет применения более тонких пластин либо с развитой структурой их поверхности, а также благодаря некоторым вариациям состава активных материалов пластин.

Аккумуляторы типа HR несколько дороже стандартных VRLA AGM, но особенно там, где требуется малое время автономности и критичен фактор удельной мощности. С АКБ, выполненной по технологии High Rate, можно достичь более высоких мощностных параметров и за счет этого сэкономить, отказавшись от аккумулятора стандартного типа большей емкости.

Надо сказать, что оптимизированные для применения в ИБП аккумуляторы имеют преимущество перед стандартными VRLA-батареями при разряде небольшой длительности. Если его время больше 30-40 мин., то показатели аккумуляторов обоих типов сравниваются, и оптимизированная АКБ теряет свое преимущество над стандартной за счет относительно более высокой стоимости.

Кроме плоских пластин применяются трубчатые (аналогичные OPzS) в сочетании с гелевым электролитом (OPzV-тип). Аккумуляторы этого типа применяются в режимах глубоких разрядов средней и большой продолжительности, имеют невысокие динамические характеристики, но высокие показатели цикличности.

По сроку службы (а также показателям качества и надежности) аккумуляторы делятся на разные категории в соответствии с классификацией ЕUROBAT (ассоциация европейских производителей аккумуляторов). Аккумуляторы категорий большего срока службы имеют и большую надежность, а также лучшую отдачу своей емкости уже с первых циклов заряда-разряда.

По конструктивному исполнению аккумуляторы VRLA делятся на 2-В элементы и 4-В, 6-В, 8-В и 12-В моноблоки, а также различаются по расположению полюсных терминалов. Так, у большинства производителей (в т.ч. и EverExceed) наряду с обычными аккумуляторами с полюсными терминалами на верхней крышке имеется тип аккумуляторов с фронтальным расположением терминалов (фронт-терминальные аккумуляторы), что удобно для стоечного/шкафного размещения аккумуляторов, соединения их друг с другом и обслуживания /контроля.

Корпуса аккумуляторов VRLA обычно изготовлены из ударопрочного термостойкого пластика ABS (стандарт UL94 HB), некоторые производители (в т.ч. и EverExceed) опционно предлагают огнестойкий (не распространяющий горения) АBS согласно стандарту UL94 VO.