Nabíjacia batéria sk 6 charakteristika. O stacionárnych batériách

Zariadenie a vlastnosti batérií. V rozvodniach sa používajú najmä olovené batérie typu C (SC) v otvorených sklenených nádobách a batérie väčšej kapacity v drevených nádržiach vystlaných olovom vo vnútri. Akumulátorové dosky rôznej polarity, umiestnené v tej istej nádobe, sú od seba oddelené separátormi vyrobenými z miporu (miplastu). Nádoby sú naplnené elektrolytom (vodný roztok čistej kyseliny sírovej). Pozitívne platne sú vyrobené z čistého olova a majú vysoko vyvinutý povrch. Pri vytváraní zmontovanej batérie (špeciálny režim prvého nabitia) sa na povrchu kladných dosiek vytvorí z kovového olova základne vrstva oxidu olovnatého PbO 2, ktorý je aktívnou hmotou týchto dosiek. Záporné platne sú tiež vyrobené z kovového olova, ale majú tvar škatule. Články oloveného rámu platní sú vyplnené aktívnou hmotou pripravenou z oxidov olova a prášku olova Pb. Aby sa zabránilo vypadávaniu tejto hmoty z buniek, dosky sú po stranách pokryté tenkými perforovanými olovenými plátmi. Počas procesu tvarovania sa na negatívnych platniach vytvára hubovité olovo.

Spolu s akumulátormi typu C (SK) sa používajú akumulátory typu CH. Majú roztieracie dosky, separátory zo sklenenej plsti, vinylového plastu a miporu, lisované sklenené nádoby s utesneným vrchnákom. To všetko zaisťuje spoľahlivosť a dlhú výdrž batérie. V prevádzke nevyžadujú také časté dopĺňanie vody, znižujú sa nároky na vetranie priestorov.

tabuľky 6.1

Elektrické charakteristiky batérií typu s-1 a sk-1

	Hlavný parameter pre režim vybíjania, h
Názov parametra ak")".g..\|yator
batérie
Vybíjací prúd, A
Kapacita, aha
Limitné vybíjacie napätie, V
Maximálny nabíjací prúd, A

Hlavnými charakteristikami batérií C (SC) sú ich menovitá kapacita, trvanie a vybíjací prúd, maximálny nabíjací prúd. Tieto hodnoty sú určené typom, rozmermi a počtom dosiek a získajú sa vynásobením zodpovedajúcich hodnôt pre batérie S-1 (SK-1) typovým číslom. Charakteristiky batérií typu C-1 (SK-1) sú uvedené v tabuľke. 6.1.

Výskumom sa zistilo, že pre stacionárne batérie typu C (SC) je hustota elektrolytu na začiatku vybíjania 1,2-1,21 g/cm 3 pri štandardnej teplote 25°C. Teplota vzduchu v miestnosti, kde je batéria nainštalovaná, by sa mala udržiavať v rozmedzí 15-25°C.

Kapacita batérií sa normalizuje za podmienky nepretržitého vybíjania po dobu 10 hodín s konštantnou hodnotou prúdu. V praxi môžu byť výboje kratšie (1-2 hodiny) - vysoké prúdy a dlhšie - malé prúdy. Pri vysokých vybíjacích prúdoch kapacita batérie rýchlo klesá.

Faktory obmedzujúce vybíjanie sú konečné napätie na svorkách batérie a hustota elektrolytu v nádobách. Pri 3-10-hodinovom vybíjaní je povolený pokles napätia do 1,8 V a pri 1-2-hodinovom vybíjaní 1,75 V na článok. Hlbšie vybitie vo všetkých režimoch vedie k poškodeniu batérie. Výboje s malými prúdmi sa zastavia, keď sa napätie rovná 1,9 V na článok. Počas vybíjania sa riadi napätie aj hustota elektrolytu. Pokles hustoty o 0,03-0,05, t.j. na hodnoty 1,17-1,15, naznačuje, že kapacita bola vyčerpaná.

Prevádzkové vlastnosti batérie. Batérie neustále podliehajú nekontrolovaným chemickým a elektrochemickým reakciám, čo vedie k zníženiu ich kapacity. Dochádza k takzvanému samovybíjaniu batérie, teda strate nahromadenej energie. Pracovné aj odpojené batérie podliehajú samovybíjaniu. Nová batéria stratí počas dňa minimálne 0,3 % svojej kapacity. Postupom času sa zvyšuje samovybíjanie. Za určitých podmienok (vysoká teplota a hustota elektrolytu) sa pozoruje zvýšenie samovybíjania. Jedným z dôvodov zvýšeného samovybíjania je prítomnosť nečistôt železa, chlóru, medi a iných prvkov v elektrolyte. Získať elektrolyt bez nečistôt je prakticky nemožné. Ich obsah by však nemal presahovať zavedené normy. Na tento účel sa kyselina a destilovaná voda používaná na prípravu elektrolytu testujú na obsah škodlivých nečistôt.

Keď sa batéria vybíja, na jej platniach sa tvorí síran olovnatý. Pri bežnom používaní batérií má síran jemnú kryštalickú štruktúru a pri nabíjaní sa ľahko rozpúšťa, pričom sa na kladných platniach mení na oxid olovnatý a na zápornom hubovité olovo. Za určitých podmienok, diskutovaných nižšie, dochádza k abnormálnej sulfatácii platní, keď sa pomerne rýchlo zvyšuje počet veľkých kryštálov síranu, ktoré uzatvárajú póry aktívnej hmoty platní a bránia prístupu elektrolytu. Tým sa zvyšuje vnútorný odpor batérie a znižuje sa jej kapacita. Vonkajšími znakmi abnormálnej sulfatácie sú tvorba belavých škvŕn na povrchu platní, vyzrážanie svetlosivého kalu v nádobe, pokrivenie pozitívnych a vydutie negatívnych platní.

Pracovný režim. Predtým boli batérie v rozvodniach prevádzkované v režime „nabíjanie-vybíjanie“. Tento režim zodpovedal schémam inštalácií s prepínačom prvkov, ktoré sa ešte zachovali na mnohých rozvodniach. Pomocou prepínača prvkov môžete zvýšiť počet batérií pripojených na jednosmerné zbernice pre udržanie požadovanej úrovne napätia počas vybíjania a znížiť ich počet počas nabíjania, keď sa napätie na batériách zvýši. Spôsob prevádzky batérií s periodickým nabíjaním a vybíjaním má značné nevýhody spojené s predčasným opotrebovaním batérií a zamestnaním personálu na monitorovanie a starostlivosť o batérie.

V súčasnosti sú batérie v rozvodniach prevádzkované v režime stáleho dobíjania, čo zlepšilo výkon väčšiny batérií a zjednodušilo ich obsluhu. Podstata režimu spočíva v tom, že plne nabitá batéria je paralelne pripojená k nabíjacej jednotke, ktorá dodáva energiu pripojenej záťaži a zároveň batériu dobíja nízkym prúdom, pričom dopĺňa jej samovybíjanie. V prípade nehody na boku striedavý prúd alebo zastaviť z akéhokoľvek dôvodu nabíjacej jednotky, batéria prevezme celú záťaž siete priamy prúd. Po odstránení havárie sa batéria nabije z nabíjacej jednotky a prepne sa do práce v režime stáleho dobíjania.

P Pri konštantnom dobíjaní je režim batérie charakterizovaný napätím na svorkách každého prvku v rozmedzí 2,20,05 V a nabíjacím prúdom 10 - 30 mA, vynásobeným typovým číslom batérie. Pre batérie typu CH sa odporúča udržiavať napätie 2,180,04 V na článok a nabíjací prúd 10 - 20 mA na číslo batérie. Presnejšia hodnota týchto hodnôt, určená jednotlivými vlastnosťami batérií, sa nastavuje v závislosti od hustoty elektrolytu. Ak sa napríklad zníži hustota elektrolytu oproti počiatočnej (1,2 - 1,21 pre batérie typu C, SK a 1,22 - 1,225 pre batérie typu CH), znamená to nedostatočný nabíjací prúd - nabíjacie napätie by malo byť zvýšená. Meranie hustoty elektrolytu by sa malo vykonávať s prihliadnutím na jeho teplotu, pretože hustota sa mení (klesá so zvyšovaním a zvyšuje sa so znižovaním teploty elektrolytu) o 0,003 g / cm 3 na každých 5С. v porovnaní so štandardnou teplotou 25С. Na príliš vysoký prúd dobíjanie indikuje zvýšené vyzrážanie hnedého kalu v nádobe.

Vyrovnávanie a dobíjanie batérií. Nabíjacie batérie s prepínaním článkov, ktoré boli prepnuté do režimu stáleho nabíjania, majú hlavnú nevýhodu v tom, že batéria je rozdelená na dve časti, ktoré sú v nerovnakých podmienkach. Hlavná časť batérie (107 článkov) sa dobíja a tým sa udržiava v nabitom stave. Zvyšné (koncové) batérie sa nedobíjajú a postupne strácajú svoju kapacitu samovybíjaním. Pri nedostatočnej starostlivosti sú dosky koncových akumulátorov sulfátované. Existujú rôzne stupne nabitia jednotlivých prvkov.

Na odstránenie stôp sulfatácie a vyrovnanie zostávajúcich článkov sa batérie podľa potreby podrobia vyrovnávaciemu nabitiu (nabitiu). Počas vyrovnávacieho nabíjania sa batéria predvybíja 10-hodinovým prúdom na napätie 1,8 V na článok. Potom sa normálne nabíja rovnakým prúdom, kým sa neobjavia známky nabíjania: silná tvorba plynu, zvýšenie napätia na 2,6 - 2,8 na článok, zvýšenie hustoty elektrolytu na 1,2 - 1,21 g / cm3 a nechá sa 1 hodinu v pokoji. Nabíjanie s jednohodinovými prestávkami pokračuje, kým batéria nedosiahne dvojnásobok alebo trojnásobok menovitej kapacity. Znakom, podľa ktorého sa posudzuje koniec nabíjania, je rýchla tvorba plynu všetkých prvkov, ktorá nasleduje po zahrnutí batérie do nabíjania.

Pre batérie typ SN navyše produkujú dobíjanie po každom doplnení batérií.

Vyrovnávacie dobíjacie batérie bez elementárnych spínačov pracujúcich v režime stáleho dobíjania nie sú možné, pretože v tomto prípade sa napätie na každom elemente zvýši na 2,6 - 2,8 V. Pre prevenciu sa takéto batérie dobíjajú raz za 3 mesiace. Vyrábajú sa bez odpojenia záťaže zvýšením napätia na 2,3 - 2,35 V na článok, kým hustota elektrolytu nie je 1,2 - 1,21 g / cm 3 vo všetkých článkoch. Počiatočný nabíjací prúd nie je nastavený vyšší ako prúd 10-hodinového režimu vybíjania. Doba nabíjania zvyčajne nepresiahne 1 - 2 dni v závislosti od stavu batérií.

Na udržanie prevádzkyschopnosti koncových prvkov v normálnom režime prevádzky batérie sa používajú schémy na dobíjanie týchto prvkov z nezávislého zdroja prúdu alebo spoločnej nabíjacej jednotky. Schéma zapnutia nabíjacej jednotky pre celú batériu je znázornená na obr. 6.4. V obvode sú koncové prvky premostené s nastaviteľným predradným odporom zvoleným podľa záťažového prúdu batérie R=U con / I záťaž, ktorý zaisťuje udržiavanie napätia na hodnote 2,20,05 V na prvok. Keď sa zaťaženie siete zníži, personál zodpovedajúcim spôsobom zmení odpor odporu. Prúd prechádzajúci ampérmetrom by mal byť nulový.

Poruchy batérie, kontrola a údržba batérie. Hlavné chyby sú:

Abnormálna sulfatácia platní– tvorba veľkých kryštálov síranu, ktoré sa pri normálnom nabití nerozpustia. Vyskytuje sa v batériách s nadmerne vysokou hustotou elektrolytu a vysoká teplota, so systematickými hlbokými vybitiami a nedostatočným nabitím, s nabitím vysokým prúdom a batéria je dlhodobo vo vybitom stave. Ak sulfatácia nie je príliš hlboká, potom sa eliminuje vykonaním vyrovnávacieho nabíjania. Pri hlbokej sulfatácii je potrebná desulfatačná náplň.

Skrat medzi doskami rôznej polarity. Dôvodom môže byť uzavretie dosiek kalom nahromadeným na dne nádoby; vybočenie pozitívnych platní a hubovité výrastky na negatívnych platniach, poruchy separácie. Príznaky skratu je nízke napätie na článku na konci nabíjania a nízka hustota elektrolytu v nádobe, ako aj slabý vývoj plynu. Porucha sa zistí dôkladnou kontrolou.

Deformovanie taniera. Príčinou deformácie kladných dosiek môžu byť veľké nabíjacie a vybíjacie prúdy, vysoké nabíjacie napätie. Skrat, nízka hladina elektrolytu, prítomnosť škodlivých nečistôt v elektrolyte (soli železa, dusíkaté a chloridové zlúčeniny, mangán, meď). Pozitívne platne je možné rezať a rovnať, ak sa nepoužívajú dlhšie ako 3 roky. Deformácia negatívnych platní je zvyčajne výsledkom tlaku zo susednej pokrivenej pozitívnej platne.

Nadmerná tvorba kalu. Malé množstvo kalu vypadávajúceho na dne nádoby je bežným a nevyhnutným javom. Veľké množstvo hnedého bahna však naznačuje príliš vysoké nabíjacie napätie alebo nadmerné vybitie. Kal svetlo sivá označuje systematicky tolerovanú sulfatáciu platní alebo prítomnosť nečistôt obsahujúcich chlór v elektrolyte.

Medzi ďalšie poruchy batérie možno uviesť poruchy nádoby, zhoršenie a krehkosť separácie, kontamináciu elektrolytom a zníženie jeho hustoty.

Typické poruchy batérií CH sú sulfatácia platní a kontaminácia elektrolytov škodlivými nečistotami. Známky sulfatácie sú zníženie vybíjacieho napätia a zníženie kapacity prvkov. Sulfácia je eliminovaná vedením tréningových výbojov.

Zákal alebo stmavnutie elektrolytu naznačuje jeho kontamináciu. V tomto prípade sa vykoná chemická analýza elektrolytu. Ak potvrdí prítomnosť škodlivých nečistôt, elektrolyt sa vymení.

Na tieto poruchy batérie je potrebné dávať pozor pri kontrolách, ktoré sa vykonávajú podľa harmonogramu. Počas inšpekcií tiež kontrolujú:

Integrita nádob, stav stojanov a izolácia nádob;

Ochrana kontaktných spojov a pneumatík pred koróziou;

Poloha krycích sklíčok, ktoré bránia odstráneniu elektrolytu z nádoby plynovými bublinami vytvorenými počas nabíjania batérií;

Hladina elektrolytu v nádobách by mala byť 10 - 15 mm nad okrajom platní. Keď je hladina znížená, dolieva sa spravidla destilovanou vodou a nie elektrolytom. Časté pridávanie elektrolytu prispieva k sulfatácii platní;

Napätie cez pripojené dosky batérie. Hustota a teplota elektrolytu každého prvku. Merania by sa mali vykonávať aspoň raz za mesiac. Výsledky merania sa zaznamenávajú do denníka. Pozornosť sa venuje absencii „zaostávajúcich prvkov“;

Správne vetranie a kúrenie. Teplota v miestnosti na batérie musí byť aspoň 10°C.

Pri údržbe batérií musí personál dodržiavajte bezpečnostné predpisy, pretože musíte zaobchádzať s materiálmi nebezpečnými pre ľudí. Kyselina sírová môže pri kontakte s pokožkou spôsobiť popáleniny a pri kontakte s očami ovplyvňuje zrak. Preto sa všetky práce s kyselinou (elektrolytom) musia vykonávať v špeciálnych oblekoch. Gumené zástery, rukavice a okuliare. Pri príprave elektrolytu je potrebné nalievať koncentrovanú kyselinu sírovú do vody tenkým prúdom a roztok neustále miešať. V miestnosti na batérie by mal byť 5% roztok sódy a nádoba s dostatočným množstvom čistej vody na odstránenie a neutralizáciu kyseliny, ktorá sa náhodne dostane do kontaktu s pokožkou.

Fajčenie a používanie otvoreného ohňa v priestoroch batérií zakázané, aby sa predišlo výbuchu zmesi vodíka, z ktorej sa pri elektrolýze uvoľňuje voda a kyselina, so vzduchom.

1. Všeobecná časť

Táto príručka bola vyvinutá na základe:

1.1. „Pravidlá technická prevádzka elektrárne a siete Ruskej federácie (UDK 621.311.004.24)“;

1.2. technické popisy a návod na obsluhu olovených akumulátorov typu SK vypracovaný výrobcami.

1.3. Tento návod definuje základné ustanovenia pre obsluhu a opravu olovených akumulátorov typu SK.

1.4. Prevádzka zariadenia rozvádzače rozvodňa je nasledovná:

Dohľad nad prevádzkou zariadenia prostredníctvom výroby kontrol;

Včasná detekcia porúch a porúch zariadenia;

Včasné opravy a preventívne testovanie zariadení;

Vedenie prevádzkovej a technickej dokumentácie.

1.5. Návod na obsluhu je určený pre servisný personál (opravárstvo a prevádzková oprava), ktorý bol zaškolený a má znalosti uvedené v regulačnej, technickej a výrobnej dokumentácii pre olovené akumulátory typu SK.

1.6. Všetky práce sú vykonávané v prísnom súlade s "MPOT" z hľadiska približovania sa k živým častiam pod napätím (tab.1.1.MPOT).

1.7. Tento Pokyn platí pre batérie SK inštalované v rozvodniach BashRES-Sterlitamak.

1.8. Návod obsahuje informácie o konštrukcii, technických charakteristikách, prevádzke a bezpečnostných opatreniach stacionárnych olovených akumulátorov z SK akumulátorov s povrchovými kladnými a zápornými elektródami v tvare krabice.

Technické výrazy a symboly použité v pokynoch:

AB - akumulátor;

č. A - číslo batérie;

SC - stacionárna batéria pre režimy krátkeho a dlhého vybíjania;

C10 - kapacita batérie pri 10-hodinovom režime vybíjania;

 - hustota elektrolytu;

PS - rozvodňa.

2. Vymenovanie

2.1. Batérie v rozvodniach spravuje služba rozvodne.

Údržba batérie by mala byť zverená odborníkovi na batérie alebo špeciálne vyškolenému elektrikárovi. Prevzatie AB po inštalácii a oprave, jeho prevádzke a údržbu by mala byť pod dohľadom osoby zodpovednej za prevádzku elektrického zariadenia rozvodne.

2.2. Pri prevádzke batériových inštalácií musí byť zabezpečená ich dlhodobá spoľahlivá prevádzka a požadovaná úroveň napätia na jednosmerných zberniciach v normálnom a núdzovom režime.

2.3. Pred uvedením novo inštalovaného alebo repasovaného AB do prevádzky by sa mala skontrolovať kapacita batérie s 10-hodinovým vybíjacím prúdom, kvalita a hustota elektrolytu, napätie batérie na konci nabíjania a vybíjania a izolačný odpor batérie voči zemi.

2.4. Batérie musia byť prevádzkované v režime nepretržitého nabíjania. Dobíjacia jednotka musí zabezpečiť stabilizáciu napätia na prípojniciach batérie s odchýlkou 1-2%.

Prídavné akumulátory batérie (koncové prvky), ktoré sa v prevádzke neustále nepoužívajú, musia mať samostatné dobíjacie zariadenie.

2.5. Aby sa všetky batérie batérie dostali do úplne nabitého stavu a aby sa zabránilo sulfatácii elektród, je potrebné vykonať vyrovnávacie nabíjanie batérií.

2.6. Na zistenie skutočnej kapacity batérií (v rámci nominálnej kapacity) je potrebné vykonať skúšobné vybitia.

2.7. Po núdzovom vybití batérie v rozvodni by jej následné nabitie na kapacitu rovnajúcu sa 90 % nominálnej kapacity malo prebehnúť maximálne do 8 hodín. V tomto prípade môže napätie na batériách dosiahnuť hodnoty až 2,5-2,7 V na batériu.

2.8. Na sledovanie stavu batérie sú plánované riadiace batérie. Riadiace batérie sa musia meniť ročne, ich počet nastavuje hlavný inžinier elektrárne v závislosti od stavu batérie, nie však menej ako 10% z počtu batérií v batérii.

2.10. Chemické analýzy batériovej kyseliny, elektrolytu, destilovanej vody alebo kondenzátu by malo vykonávať chemické laboratórium.

2.11. Priestor pre batérie musí byť udržiavaný v čistote. Elektrolyt rozliaty na podlahu je potrebné ihneď odstrániť suchými pilinami. Potom by sa podlaha mala utrieť handričkou namočenou v roztoku sódy a potom vo vode.

2.12. Akumulačné nádrže, prípojnicové izolátory, izolátory pod nádržami, stojany a ich izolátory, plastové kryty stojanov systematicky utierajte handrou, najskôr namočenou vo vode alebo roztoku sódy a potom vysušte.

2.13. Teplota v akumulátorovni sa musí udržiavať minimálne +10°C. V rozvodniach bez stálej služby personálu je povolené zníženie teploty na + 5 ° С. Náhle zmeny teploty v priestore batérie nie sú povolené, aby nedošlo ku kondenzácii vlhkosti a zníženiu izolačného odporu batérie.

2.14. Je potrebné neustále monitorovať stav kyselinovzdorného náteru stien, vetracích potrubí, kovových konštrukcií a regálov. Všetky chybné miesta musia byť zafarbené.

2.15. Mazanie nenatretých spojov technickou vazelínou by sa malo pravidelne obnovovať.

2.16. Okná v batériovej miestnosti musia byť zatvorené, sklá musia byť natreté svetlým tónom. V lete je na vetranie a počas nabíjania dovolené otvárať okná, ak vonkajší vzduch nie je prašný a nie je znečistený strhávaním z chemického priemyslu a ak nad podlahou nie sú iné miestnosti.

2.17. Pri drevených nádržiach je potrebné zabezpečiť, aby sa horné okraje oloveného obloženia nedotýkali nádrže. Ak sa zistí kontakt medzi okrajmi obloženia, mal by byť ohnutý, aby sa zabránilo pádu kvapiek elektrolytu na nádrž z obloženia s následnou deštrukciou dreva nádrže.

2.18. Na zníženie vyparovania elektrolytu v otvorených batériách by sa mali používať krycie sklá (alebo priehľadný kyselinovzdorný plast).

Je potrebné dbať na to, aby krycie sklíčka nevyčnievali za vnútorné okraje nádrže.

2.19. V priestore batérie sa nesmú nachádzať žiadne cudzie predmety. Povolené je len skladovanie fliaš s elektrolytom, destilovanou vodou a roztokom sódy.

Koncentrovaná kyselina sírová by sa mala skladovať v kyslej miestnosti.

2.20. Zoznam prístrojov, inventára a náhradných dielov potrebných na prevádzku batérií je uvedený v prílohe 1.

3. Konštrukčné vlastnosti a technické vlastnosti SK batérií

3.1. Pozitívne elektródy povrchového prevedenia sa vyrábajú odlievaním z čistého olova do formy, ktorá umožňuje zväčšiť efektívny povrch 7-9 krát (obr. 1). Elektródy sa vyrábajú v troch veľkostiach a sú označené I-1, I-2, I-4. Ich kapacity sú v pomere 1:2:4.

3.2. Krabicové záporné elektródy pozostávajú z mriežky zliatiny olova a antimónu zostavenej z dvoch polovíc. Aktívna hmota pripravená z oxidov práškového olova sa rozotrie do buniek mriežky a na oboch stranách sa uzavrie plátmi perforovaného olova (obr. 2).

Obr.1. Pozitívny dizajn povrchu elektród:

1 - aktívna časť; 2 - uši

Obr.2. Rez zápornej elektródy krabicovej konštrukcie:

a - kolíková časť mriežky; b - perforovaná časť mriežky; c - hotová elektróda;

1 - perforované olovené plechy; 2 - aktívna hmota

Negatívne elektródy sú rozdelené na stredné (K) a bočné (KL-ľavé a KP-pravé). Bočné majú aktívnu hmotu len na jednej pracovnej strane. Dostupné v troch veľkostiach s rovnakým kapacitným pomerom ako kladné elektródy.

3.3. Konštrukčné údaje elektród sú uvedené v tabuľke 1.

3.4. Na izoláciu elektród rôznej polarity, ako aj na vytváranie medzier medzi nimi, obsahuje požadované množstvo elektrolytu sú inštalované separátory (separátory) z miplastu (mikroporézny polyvinylchlorid), vložené do polyetylénových držiakov.

	Názov elektródy	Rozmery (bez uší), mm
elektróda			batérie
	Pozitívny
	Negatívny priemer

Strana 2 zo 4

Zariadenie a vlastnosti batérií.

V rozvodniach sa používajú najmä olovené batérie typu C (SC) v otvorených sklenených nádobách a batérie väčšej kapacity v drevených nádržiach vystlaných olovom vo vnútri. Akumulátorové dosky rôznej polarity, umiestnené v tej istej nádobe, sú od seba oddelené separátormi vyrobenými z miporu (miplastu). Nádoby sú naplnené elektrolytom (vodný roztok čistej kyseliny sírovej). Pozitívne platne sú vyrobené z čistého olova a majú vysoko vyvinutý povrch. Pri vytváraní zmontovanej batérie (špeciálny režim prvého nabitia) sa na povrchu kladných dosiek vytvorí vrstva oxidu olovnatého PbO2 z kovového olova základne, ktorá je aktívnou hmotou týchto dosiek. Záporné platne sú tiež vyrobené z kovového olova, ale majú tvar škatule. Články oloveného skeletu platničiek sú vyplnené aktívnou hmotou pripravenou z oxidov olova a olovnatého prášku Pb. Aby sa zabránilo vypadávaniu tejto hmoty z buniek, dosky sú po stranách pokryté tenkými perforovanými olovenými plátmi. Počas procesu tvarovania sa na negatívnych platniach vytvára hubovité olovo.
Spolu s akumulátormi typu C (SK) sa používajú akumulátory typu CH. Majú roztieracie dosky, separátory zo sklenenej plsti, vinylového plastu a miporu, lisované sklenené nádoby s utesneným vrchnákom. To všetko zaisťuje spoľahlivosť a dlhú výdrž batérie. V prevádzke nevyžadujú také časté dopĺňanie vody, znižujú sa nároky na vetranie priestorov.
Hlavnými charakteristikami batérií C (SC) sú ich menovitá kapacita, trvanie a vybíjací prúd, maximálny nabíjací prúd. Ich hodnoty sú určené typom, veľkosťou a počtom dosiek a získajú sa vynásobením zodpovedajúcich hodnôt pre batérie S-1 (SK-1) typovým číslom. Charakteristiky batérií typu C-1 (SK-1) sú uvedené v tabuľke. 6.1.
Tabuľka 6.1
Elektrické charakteristiky batérií typu S-1 a SK-1

Parameter batérie	Parameter pre režim vybíjania, h


Vybíjací prúd, A
Kapacita, aha
Limitné vybíjacie napätie, V
Maximálny nabíjací prúd, A

Pri prevádzke závisí kapacita batérie od koncentrácie a teploty elektrolytu, od režimu vybíjania. So zvyšovaním hustoty elektrolytu sa zvyšuje kapacita batérie. Silné roztoky však zvyšujú sulfatáciu platní. Zvýšenie teploty elektrolytu tiež vedie k zvýšeniu kapacity, čo sa vysvetľuje znížením viskozity a zvýšenou difúziou čerstvého elektrolytu do pórov dosiek. Ale so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje samovybíjanie a sulfatácia platní.
Štúdie preukázali, že pre stacionárne batérie typu C (SC) je hustota elektrolytu na začiatku vybíjania 1,2-1,21 g/cm3 pri normálnej teplote 25°C. Teplota vzduchu v miestnosti, kde je batéria nainštalovaná, sa musí udržiavať v rozmedzí 15-25°C.
Kapacita batérií sa normalizuje za podmienky nepretržitého vybíjania po dobu 10 hodín s konštantnou hodnotou prúdu. V praxi môžu byť výboje kratšie (1-2 hodiny) - vysoké prúdy a dlhšie - nízke prúdy. Pri vysokých vybíjacích prúdoch kapacita batérie rýchlo klesá.
Faktory obmedzujúce vybíjanie sú konečné napätie na svorkách batérie a hustota elektrolytu v nádobách. Pri 3-10-hodinovom vybíjaní je povolený pokles napätia do 1,8 V a pri 1-2-hodinovom vybíjaní do 1,75 V na článok. Hlbšie vybitie vo všetkých režimoch vedie k poškodeniu batérie. Výboje s malými prúdmi sa zastavia, keď sa napätie rovná 1,9 V na článok. Počas vybíjania sa riadi napätie aj hustota elektrolytu. Zníženie hustoty o 0,03-0,05, t.j. na hodnoty 1,17-1,15 znamená, že kapacita je vyčerpaná.
Vlastnosti prevádzky batérií. Batérie neustále podliehajú nekontrolovaným chemickým a elektrochemickým reakciám, čo vedie k zníženiu ich kapacity. Nastáva takzvané samovybíjanie batérie, t.j. strata nahromadenej energie. Pracovné aj odpojené batérie podliehajú samovybíjaniu. Nová batéria stratí počas dňa minimálne 0,3 % svojej kapacity. Postupom času sa zvyšuje samovybíjanie. Za určitých podmienok (vysoká teplota a hustota elektrolytu) sa pozoruje zvýšenie samovybíjania. Jedným z dôvodov zvýšeného samovybíjania je prítomnosť nečistôt železa, chlóru, medi a iných prvkov v elektrolyte. Získať elektrolyt bez nečistôt je prakticky nemožné. Ich obsah by však nemal prekročiť stanovené normy, preto sa kyselina a destilovaná voda používaná na prípravu elektrolytu kontroluje na obsah škodlivých nečistôt.
Keď sa batéria vybíja, na jej platniach sa tvorí síran olovnatý. Pri bežnom používaní batérií má síran jemnú kryštalickú štruktúru a pri nabíjaní sa ľahko rozpúšťa, pričom sa na kladných platniach mení na oxid olovnatý a na zápornom hubovité olovo. Za určitých podmienok, diskutovaných nižšie, dochádza k abnormálnej sulfatácii platní, keď sa pomerne rýchlo zvyšuje počet veľkých kryštálov síranu, ktoré uzatvárajú póry aktívnej hmoty platní, čím bránia prístupu elektrolytu, pričom sa zvyšuje vnútorný odpor batérie, a jeho kapacita klesá. Vonkajšími znakmi abnormálnej sulfatácie sú tvorba belavých škvŕn na povrchu platní, vyzrážanie svetlosivého kalu v nádobe, pokrivenie pozitívnych a vydutie negatívnych platní.

Režim batérie

Predtým boli batérie v rozvodniach prevádzkované v režime „nabíjanie-vybíjanie“. Tento režim zodpovedal schémam inštalácií s prepínačom prvkov, ktoré sa ešte zachovali na mnohých rozvodniach. Pomocou prepínača prvkov môžete zvýšiť počet batérií pripojených na jednosmerné zbernice pre udržanie požadovanej úrovne napätia pri vybíjaní a znížiť ich počet počas nabíjania, kedy sa napätie na batériách zvyšuje. Spôsob prevádzky batérií s periodickým nabíjaním a vybíjaním má značné nevýhody spojené s predčasným opotrebovaním batérií a zamestnaním personálu na monitorovanie a údržbu batérií.
V súčasnosti sú batérie v rozvodniach prevádzkované v režime stáleho dobíjania, čo zlepšilo výkon väčšiny batérií a zjednodušilo ich obsluhu. Podstata režimu spočíva v tom, že plne nabitá batéria je paralelne pripojená k nabíjacej jednotke, ktorá dodáva energiu pripojenej záťaži a zároveň ju dobíja nízkym prúdom, čím kompenzuje stratu kapacity ako napr. výsledkom samovybíjania. V prípade nehody na AC strane, alebo ak sa nabíjacia jednotka z akéhokoľvek dôvodu zastaví, prevezme celú záťaž jednosmernej siete batéria. Po odstránení havárie sa batéria nabije z nabíjacej jednotky a prepne sa do práce v režime stáleho dobíjania.
Pri konštantnom dobíjaní je režim batérie charakterizovaný napätím na svorkách každého prvku v rozmedzí 2,2 ± 0,05 V a nabíjacím prúdom 10-30 mA, vynásobeným typovým číslom batérie. Pre batérie CH sa odporúča udržiavať napätie 2,18 ± 0,04 V na článok a nabíjací prúd 10-20 mA na číslo batérie. Presnejšia hodnota týchto hodnôt, určená jednotlivými vlastnosťami batérií, sa nastavuje v závislosti od hustoty elektrolytu. Ak sa napríklad zníži hustota elektrolytu v porovnaní s počiatočnou hustotou (1,2-1,21 pre batérie typu C, SK a 1,22-1,225 pre batérie typu CH), znamená to nedostatočný nabíjací prúd - nabíjacie napätie by malo zvýšiť. Meranie hustoty elektrolytu by sa malo vykonávať s prihliadnutím na jeho teplotu, pretože hustota sa mení (klesá so zvyšovaním a zvyšuje sa so znižovaním teploty elektrolytu) o 0,003 g/cm3 na každých 5 °C vzhľadom na referenčnú hodnotu. teplota 25°C. Príliš vysoký nabíjací prúd sa prejavuje zvýšeným vyzrážaním hnedého kalu v nádobe.
Vyrovnávacie nabíjanie a dobíjanie batérií. Nabíjateľné batérie s prepínaním článkov, prevedené do režimu stáleho dobíjania, majú hlavnú nevýhodu v tom, že batéria je rozdelená na dve časti, ktoré sú v nerovnakých podmienkach. Hlavná časť batérie (107 článkov) sa dobíja a tým sa udržiava v nabitom stave. Zvyšné (koncové) batérie sa nedobíjajú a postupne strácajú svoju kapacitu samovybíjaním. Pri nedostatočnej starostlivosti sú dosky koncových akumulátorov sulfátované. Existujú rôzne stupne nabitia jednotlivých prvkov.
Aby sa eliminovali stopy sulfatácie a vyrovnali sa zaostávajúce články, batérie sa podľa potreby podrobujú vyrovnávaciemu nabíjaniu (dobíjaniu). Počas vyrovnávacieho nabíjania sa batéria predvybíja 10-hodinovým prúdom na napätie 1,8 V na článok. Potom sa normálne nabíja rovnakým prúdom, kým sa neobjavia známky nabíjania - silná tvorba plynu, zvýšenie napätia na 2,6 - 2,8 V na článok, zvýšenie hustoty elektrolytu na 1,2 - 1,21 g / cm3 - a nechá sa 1 hodina Nabíjanie s jednohodinovými prerušeniami pokračuje, kým batéria nedosiahne dvojnásobok alebo trojnásobok menovitej kapacity. Znakom, podľa ktorého sa posudzuje koniec nabíjania, je rýchla tvorba plynu všetkých prvkov, ktorá nasleduje po zahrnutí batérie do nabíjania.
Pri akumulátorových batériách typu CH sa dobíjanie vykonáva dodatočne po každom doplnení akumulátorov.
Vyrovnávanie dobíjacích batérií bez elementárnych spínačov pracujúcich v režime stáleho dobíjania nie je možné z toho dôvodu, že v tomto prípade sa napätie na každom elemente zvýši na 2,6-2,8 V. Pre prevenciu sú takéto batérie 1 krát za 3 mesiace. sa dobíjajú. Vyrábajú sa bez odpojenia záťaže zvýšením napätia na 2,3-2,35 V na článok, kým hustota elektrolytu nedosiahne 1,2-1,21 g/cm3 vo všetkých článkoch. Počiatočný nabíjací prúd nie je nastavený vyšší ako prúd 10-hodinového režimu vybíjania. Doba nabíjania zvyčajne nepresiahne 1-2 dni v závislosti od stavu batérií.
Na udržanie prevádzkyschopnosti koncových prvkov v bežnom režime prevádzky batérie sa používajú dobíjacie obvody pre tieto prvky z nezávislého zdroja prúdu alebo zo spoločnej dobíjacej jednotky. Schéma zapnutia nabíjacej jednotky pre celú batériu je znázornená na obr. 6. 6. V obvode sú koncové prvky zopnuté s nastaviteľným predradným odporom zvoleným podľa záťažového prúdu batérie R=Ucon./ ja naložiť, ktorý zabezpečuje udržanie napätia 2,2 ± 0,05 V na prvok. Keď sa zaťaženie siete zníži, personál zodpovedajúcim spôsobom zmení odpor odporu. Prúd prechádzajúci ampérmetrom by mal byť nulový.
Poruchy batérie, kontroly batérie a starostlivosť. Hlavné chyby sú nasledovné:
abnormálna sulfatácia platničiek- tvorba veľkých kryštálov síranu, ktoré sa nerozpúšťajú pri nadmerne vysokej hustote elektrolytu a vysokej teplote, so systematickými hlbokými výbojmi a nedostatočným nabitím vysokými prúdmi a batéria je dlhodobo vo vybitom stave. Ak sulfatácia nie je príliš hlboká, potom sa eliminuje vykonaním vyrovnávacieho nabíjania. Pri hlbokej sulfatácii je potrebná desulfatačná náplň;
skrat medzi doskami rôznej polarity. Príčinou môže byť skratovanie platní kalom nahromadeným na dne nádoby, pokrivenie pozitívnych platní a hubovité výrastky na negatívnych platniach, poruchy separácie. Príznakmi skratu sú nízke napätie na článku na konci nabíjania a nízka hustota elektrolytu v nádobe, ako aj slabý vývoj plynu. Porucha sa zistí dôkladnou kontrolou;
skreslenie platne. Príčinou deformácie kladných dosiek môžu byť veľké nabíjacie a vybíjacie prúdy, vysoké nabíjacie napätie, skrat, nízka hladina elektrolytu, prítomnosť škodlivých nečistôt v elektrolyte (soli železa, dusíkaté a chloridové zlúčeniny, mangán, meď). Pozitívne platne je možné rezať a rovnať, ak sa nepoužívajú dlhšie ako 3 roky. Deformácia negatívnych platní je zvyčajne výsledkom tlaku zo susednej pokrivenej pozitívnej platne;
nadmerná tvorba kalu. Strata malého množstva kalu na dne nádoby je bežný a nevyhnutný jav. ale veľké množstvo hnedý sliz znamená príliš vysoké nabíjacie napätie alebo nadmerné prebitie. Svetlosivý kal indikuje systematicky tolerovanú sulfatáciu platní alebo prítomnosť nečistôt obsahujúcich chlór v elektrolyte.

Ryža. 6.6. :
1 - základné prvky; 2 - koncové prvky; 3 - nabíjacia jednotka; 4 - odolnosť proti zaťaženiu; R- nastaviteľný predradný odpor
Medzi ďalšie poruchy batérie možno uviesť poruchy nádoby, zhoršenie a krehkosť separácie, kontamináciu elektrolytom a zníženie jeho hustoty.
Typické poruchy batérií CH sú sulfatácia platní a kontaminácia elektrolytov škodlivými nečistotami. Známky sulfatácie sú zníženie vybíjacieho napätia a zníženie kapacity prvkov. Sulfácia je eliminovaná vedením tréningových výbojov.

Ryža. 6.7. Zjednodušené štrukturálna schéma usmerňovacia nabíjacia a dobíjacia jednotka VAZP-380/220-40/80:
SF - istič; L1, L2- škrtiace klapky; SAC- prepínanie režimov prevádzky; T1-T4- výkonové transformátory pre riadiace jednotky a spätná väzba; TA, TV, TS- transformátory kanálov na vytváranie riadiacich impulzov, respektíve fáz A, B, C;
R1-R4- rezistory; PV1- voltmeter napájacieho obvodu; RA2 A PV2- obvod výstupného napätia ampérmetra a voltmetra

Zákal alebo stmavnutie elektrolytu naznačuje jeho kontamináciu. V tomto prípade sa vykoná chemická analýza elektrolytu. Ak potvrdí prítomnosť škodlivých nečistôt, elektrolyt sa vymení.
Na tieto poruchy batérie je potrebné dávať pozor pri kontrolách, ktoré sa vykonávajú podľa harmonogramu. Počas inšpekcií tiež kontrolujú:
- celistvosť nádob, stav regálov a izolácia nádob;
- ochrana kontaktných spojov a pneumatík pred koróziou;
- poloha krycích sklíčok zabraňujúcich odstráneniu elektrolytu z nádoby bublinkami plynu vznikajúcimi pri nabíjaní batérií;
- hladina elektrolytu v nádobách, ktorá by mala byť 10-15 mm nad okrajom platní. Keď je hladina znížená, dolieva sa spravidla destilovanou vodou a nie elektrolytom. Časté pridávanie elektrolytu prispieva k sulfatácii platní;
- napätie na spojovacích doskách batérie, hustota a teplota elektrolytu každého článku. Merania by sa mali vykonávať aspoň raz za mesiac. Výsledky merania sa zaznamenávajú do denníka. Pozornosť sa venuje absencii „zaostávajúcich prvkov“;
- správne vetranie a kúrenie. Teplota v miestnosti na batérie musí byť aspoň 10°C.
Pri servise batérií personál musí dodržiavať bezpečnostné predpisy, pretože je potrebné zaobchádzať s materiálmi nebezpečnými pre ľudí. Kyselina sírová pri kontakte s pokožkou spôsobuje popáleniny a pri kontakte s očami na ne pôsobí. Preto všetky práce s kyselinou (elektrolytom) musia byť vykonávané v špeciálnych oblekoch, gumených zásterách, rukaviciach a okuliaroch. Pri príprave elektrolytu by sa mala koncentrovaná kyselina sírová nalievať do vody tenkým prúdom a roztok by mal byť neustále miešaný. 5% roztok sódy a nádoba s veľkým množstvom čistá voda na odstránenie a neutralizáciu kyseliny, ktorá sa náhodne dostane na pokožku.
V priestoroch akumulátorovne je zakázané fajčiť a používať otvorený oheň. aby sa zabránilo výbuchu zmesi vodíka uvoľnenej pri elektrolýze vody a kyseliny so vzduchom.

tabuľky 6.1

Elektrické charakteristiky batérií typu s-1 a sk-1

	Hlavný parameter pre režim vybíjania, h
Názov parametra ak")".g..\|yator
batérie
Vybíjací prúd, A
Kapacita, aha
Limitné vybíjacie napätie, V
Maximálny nabíjací prúd, A

Prevádzkové vlastnosti batérie. Batérie neustále podliehajú nekontrolovaným chemickým a elektrochemickým reakciám, čo vedie k zníženiu ich kapacity. Dochádza k takzvanému samovybíjaniu batérie, teda strate nahromadenej energie. Pracovné aj odpojené batérie podliehajú samovybíjaniu. Nová batéria stratí počas dňa minimálne 0,3 % svojej kapacity. Postupom času sa zvyšuje samovybíjanie. Za určitých podmienok (vysoká teplota a hustota elektrolytu) sa pozoruje zvýšenie samovybíjania. Jedným z dôvodov zvýšeného samovybíjania je prítomnosť nečistôt železa, chlóru, medi a iných prvkov v elektrolyte. Získať elektrolyt bez nečistôt je prakticky nemožné. Ich obsah by však nemal prekračovať stanovené normy. Na tento účel sa kyselina a destilovaná voda používaná na prípravu elektrolytu testujú na obsah škodlivých nečistôt.

V súčasnosti sú batérie v rozvodniach prevádzkované v režime stáleho dobíjania, čo zlepšilo výkon väčšiny batérií a zjednodušilo ich obsluhu. Podstata režimu spočíva v tom, že plne nabitá batéria je paralelne pripojená k nabíjacej jednotke, ktorá dodáva energiu pripojenej záťaži a zároveň batériu dobíja nízkym prúdom, pričom dopĺňa jej samovybíjanie. V prípade havárie na AC strane alebo zastavenia nabíjačky z akéhokoľvek dôvodu preberá akumulátor celú záťaž jednosmernej siete. Po odstránení havárie sa batéria nabije z nabíjacej jednotky a prepne sa do práce v režime stáleho dobíjania.

P Pri konštantnom dobíjaní je režim batérie charakterizovaný napätím na svorkách každého prvku v rozmedzí 2,20,05 V a nabíjacím prúdom 10 - 30 mA, vynásobeným typovým číslom batérie. Pre batérie typu CH sa odporúča udržiavať napätie 2,180,04 V na článok a nabíjací prúd 10 - 20 mA na číslo batérie. Presnejšia hodnota týchto hodnôt, určená jednotlivými vlastnosťami batérií, sa nastavuje v závislosti od hustoty elektrolytu. Ak sa napríklad zníži hustota elektrolytu oproti počiatočnej (1,2 - 1,21 pre batérie typu C, SK a 1,22 - 1,225 pre batérie typu CH), znamená to nedostatočný nabíjací prúd - nabíjacie napätie by malo byť zvýšená. Meranie hustoty elektrolytu by sa malo vykonávať s prihliadnutím na jeho teplotu, pretože hustota sa mení (klesá so zvyšovaním a zvyšuje sa so znižovaním teploty elektrolytu) o 0,003 g / cm 3 na každých 5С. v porovnaní so štandardnou teplotou 25С. Príliš vysoký nabíjací prúd sa prejavuje zvýšeným vyzrážaním hnedého kalu v nádobe.

Pri akumulátorových batériách typu CH sa dobíjanie vykonáva dodatočne po každom doplnení akumulátorov.

Poruchy batérie, kontrola a údržba batérie. Hlavné chyby sú:

Abnormálna sulfatácia platní– tvorba veľkých kryštálov síranu, ktoré sa pri normálnom nabití nerozpustia. Vyskytuje sa v batériách s nadmerne vysokou hustotou elektrolytu a vysokou teplotou, so systematickým hlbokým vybíjaním a nedostatočným nabitím, pri vysokoprúdovom nabití a pri dlhodobom vybití batérie. Ak sulfatácia nie je príliš hlboká, potom sa eliminuje vykonaním vyrovnávacieho nabíjania. Pri hlbokej sulfatácii je potrebná desulfatačná náplň.

Nadmerná tvorba kalu. Malé množstvo kalu vypadávajúceho na dne nádoby je bežným a nevyhnutným javom. Veľké množstvo hnedého bahna však naznačuje príliš vysoké nabíjacie napätie alebo nadmerné vybitie. Svetlosivý kal indikuje systematicky tolerovanú sulfatáciu platní alebo prítomnosť nečistôt obsahujúcich chlór v elektrolyte.

Medzi ďalšie poruchy batérie možno uviesť poruchy nádoby, zhoršenie a krehkosť separácie, kontamináciu elektrolytom a zníženie jeho hustoty.

Zákal alebo stmavnutie elektrolytu naznačuje jeho kontamináciu. V tomto prípade sa vykoná chemická analýza elektrolytu. Ak potvrdí prítomnosť škodlivých nečistôt, elektrolyt sa vymení.

Na tieto poruchy batérie je potrebné dávať pozor pri kontrolách, ktoré sa vykonávajú podľa harmonogramu. Počas inšpekcií tiež kontrolujú:

Integrita nádob, stav stojanov a izolácia nádob;

Ochrana kontaktných spojov a pneumatík pred koróziou;

Poloha krycích sklíčok, ktoré bránia odstráneniu elektrolytu z nádoby plynovými bublinami vytvorenými počas nabíjania batérií;

Správne vetranie a kúrenie. Teplota v miestnosti na batérie musí byť aspoň 10°C.

Fajčenie a používanie otvoreného ohňa v priestoroch batérií zakázané, aby sa predišlo výbuchu zmesi vodíka, z ktorej sa pri elektrolýze uvoľňuje voda a kyselina, so vzduchom.

Moderná technológia má množstvo elektrických úložných zariadení. toto - viesť, železo-nikel, nikel-kadmium, striebro-zinok, sírový sodík, meď-lítium a ďalšie typy batérií. Najbežnejšie sú olovené batérie .
Batérie sú chemické zdroje prúdu určené na opakované použitie ich účinných látok, regenerovaných nabíjaním.
Batérie sú chemické zdroje elektrická energia opakovane použiteľná akcia. Pozostávajú z dvoch elektród (kladná a záporná), elektrolytu a puzdra. K akumulácii energie v batérii dochádza v priebehu chemickej oxidačno-redukčnej reakcie elektród. Keď je batéria vybitá, dochádza k opačnému procesu.
Doteraz nebolo vynájdené nič ekonomickejšie ako olovená batéria. Široké využitie dostali kvôli vysokej spoľahlivosti a nízkej cene. Experti OSN sa domnievajú, že v dohľadnej budúcnosti si olovené batérie zachovajú svoj význam ako jeden z najpohodlnejších zdrojov elektrickej energie.
Hlavná výhoda olovených akumulátorov je stabilita napätia pri zmene záťažového prúdu a teploty. Napätie batérie je potenciálny rozdiel medzi pólmi pri pevnom zaťažení. V závislosti od elektrochemického systému je napätie na svorkách batérie medzi 1,2 a 2 V.
Existuje mylná predstava, že hlavné využitie olova je pri výrobe streliva. Len na olovené batérie sa ročne minie o niečo menej ako polovica olova vyprodukovaného vo svete.
Prvý funkčný olovená batéria vytvoril francúzsky bádateľ G. Plante (v roku 1859). Elektródy prvej batérie boli vyrobené z plechového olova a plech slúžil ako separátor. Celá konštrukcia bola zvinutá a vložená do nádoby s 10% roztokom kyseliny sírovej.
Na zvýšenie kapacity takejto batérie sa uskutočnilo niekoľko cyklov nabíjania a vybíjania, ktoré tvorili rozvinutý povrch dosiek. Takéto školenie si vyžiadalo od 1000 hodín do dvoch rokov. Následne boli povrchové dosky pozinkované. Jedinými zdrojmi energie v tom čase boli primárne prvky. Z nich (väčšinou Bunsenove prvky) sa nabíjali batérie.
Nabíjanie batérie je premena elektrickej energie na chemickú energiu a vybíjanie chemickej energie na elektrickú energiu. Proces vybíjania je jav inverzný k nabíjaniu, keď sa batéria sama nabíja externému zdroju elektrický obvod spotrebiteľa elektriny.
Výrazne zvýšiť kapacitu elektród sa podarilo v roku 1880. K. Faure začal vyrábať omietnuté elektródy nanášaním oxidov olova na povrch platní. E. Volkmar už v roku 1881 navrhol ako elektródy omietnutú mriežku. V tom istom roku bol Sellonovi udelený patent, podľa ktorého boli mriežky Volkmar navrhnuté vyrábať zo zliatiny antimónu a olova.
Urýchlenie zlepšovacích prác olovená batéria prispel k Edisonovmu vynálezu klasickej žiarovky. V roku 1881 sa po Seine plavila loď poháňaná elektromotorom a batériou Planteových batérií. V tom istom roku vznikol elektromobil. Zároveň sa objavili lacné generátory, ktoré umožnili začať komerčné využitie batérií.
V Kronštadte sa vývoj dizajnu batérií začal v roku 1881 a už v roku 1884 bol na Neve testovaný elektrický čln. Dokázal prejsť 30 míľ rýchlosťou až 6 uzlov.
Do roku 1890 sa v priemyselných krajinách začali masovo vyrábať olovené batérie. Prvé patenty Faure, Volkmar a Sellon kúpila Electrical Power Storage Company.
V roku 1900 VARTA vyrobila štartovaciu batériu na štartovanie automobilového motora. VARTA je dodávateľom tovární "Mercedes", "Volkswagen", "Audi" a "Opel".
V roku 1938 založil Leopold Dzhungfer spoločnosť Baren. Od roku 1939 spoločnosť vyrába batérie pre takmer každé použitie.
V roku 1942 Giulio Dolsetta založil FIAMM v Taliansku. FIAMM vyrába štartovacie, trakčné a stacionárne batérie (pozri kapitolu 2.3).
S príchodom elektrární boli potrebné výkonné stacionárne batérie. Na staniciach s jednosmerným prúdom slúžili ako doplnkový zdroj energie v čase špičkového zaťaženia. Na AC staniciach sa na pomocné účely používajú stacionárne batérie. Takže mestské DC siete mali batérie, ktoré vyvinuli energiu v roku 1927:

80000 kW - Berlín,
95000 kW - New York.

Okrem núdzového osvetlenia sa používajú na komunikáciu, v automatizačných systémoch na železnici, v bezpečnosti a požiarny hlásič Pre telefónne ústredne slúžili ako jediný zdroj konštantné napätie.
Zo širokej škály stacionárne batérie , ktoré napájajú záťaže pri výpadku prúdu, sa väčšinou používajú len viesť A nikel-kadmium akumulátory (pozri tabuľku P4 v prílohe).
Hlavné vlastnosti olovenej batérie získané na prelome XIX ... XX storočia. Spolu s nimi sú problémy, z ktorých niektoré dodnes nie sú vyriešené. Dizajn batérie sa neustále zlepšuje. Už dlho boli predmetom veľkej pozornosti vynálezcov.
Kritériom pre stav priemyslu sú ekonomické ukazovatele. Na obr. p001 predstavuje objem predaja štartovacích batérií svetových výrobcov.
Od roku 1970 sa vyrábajú batérie nenáročné na údržbu (vyžadujúce malú údržbu) a uzavreté (bezúdržbové) batérie. Takéto batérie používajú elektródy s nízkym obsahom antimónu - nie viac ako 3%.
Pomocou sorbovaného a gélovitého elektrolytu bolo možné získať utesnenú batériu, ktorá môže fungovať v akejkoľvek polohe. Ako zahusťovadlo elektrolytov sa používa silikagél, hlinitý gél, síran vápenatý atď.. Približne v rovnakom čase boli vyvinuté také materiály na výrobu platní, ako sú zliatiny medi a vápnika potiahnuté oxidom olovnatým, titánové, hliníkové a medené mriežky.
Olovené batérie sa vyrábajú v rôznych prevedeniach v závislosti od použitia. Hlavné typy - štartér, trakcia A stacionárne batérie. Komerčne dostupné olovené batérie majú kapacitu 0,5 až 12 000 Ah.
Aktívne látky batérie sú uzavreté v kladných a záporných elektródach a elektrolyte. Súbor účinných látok používaných v chemickom zdroji prúdu sa nazýva elektrochemický systém.
Bežné elektrochemické systémy stacionárnych batérií sú uvedené v tabuľke. t032.
V prevádzkových batériách sa postupnosť elektrochemických premien neustále opakuje. Doba nabíjania a vybíjania batérie sa nazýva cyklus. Batérie sa opotrebúvajú pri každom cykle. Životnosť batérie sa meria počtom cyklov.
Životnosť batérie závisí od:

zdroj vložený do elektrochemického systému a konštrukcie batérie,
podmienky uvedenia do prevádzky;
prevádzkové podmienky.

Najpoužívanejšie, ako lacnejšie, dostali olovené batérie. Vďaka vhodnému dizajnu poskytujú životnosť až 20 rokov.
Takmer všetky olovené batérie používajú takzvaný konzervovaný dizajn. Pri výrobe puzdier sa používajú: ebonit, polypropylén atď. Tieto materiály sú odolné voči dlhodobému pôsobeniu kyseliny sírovej.
Blok elektród každého článku batérie je umiestnený v izolovanej nádobe. Medzi elektródami sú inštalované separátory. Záporné elektródy sú vždy extrémne (obr. p070). Horizontálne mostíky spájajúce taniere s rovnakým názvom v banke sa nazývajú barety.
Vo všetkých nízkoúdržbových batériách sú dosky vyvýšené nad spodnou časťou. Vo vzniknutom priestore sa hromadí kal – aktívna hmota oddelená od elektród. V uzavretých batériách vyrobených technológiou PLT nie je priestor pod platňami.
Na získanie dostatočne veľkých napätí alebo vybíjacích prúdov sú jednotlivé články navzájom spojené sériovo alebo paralelne do batérií.
Batéria je zdroj prúdu pozostávajúci z niekoľkých paralelne alebo sériovo zapojených batériových článkov. Batérie obsahujúce niekoľko sériovo zapojených plechoviek v jednom puzdre sa nazývajú monoblok.
Všetci európski výrobcovia a väčšina v Ázii sa riadi normami DIN. Zoznam noriem pre stacionárne batérie je uvedený v tabuľke. aplikácie P3. riadok symbolovštandardizované stacionárne batérie.
Podľa DIN VDE 0510 časť 2 je dekódovanie symbolov batérie uvedené v tabuľke. t035.
Nominálna kapacita batérie je výrobcom garantovaná kapacita za určitých podmienok vybitia. Kapacita nabíjania je množstvo elektriny dodávanej do batérie pri nabíjaní. Kapacita nabíjania je vždy o niečo väčšia ako kapacita vybíjania v dôsledku nevratných procesov prebiehajúcich počas nabíjania a vybíjania.
Hodnota vybíjacej kapacity batérie závisí od typu a vyhotovenia použitých dosiek, množstva účinných látok v nich obsiahnutých, materiálu elektród, spôsobu vybíjania a teploty.
Zlepšenie olova batérie idú na spôsobe výskumu nových zliatin pre rošty, ľahké a odolné materiály puzdrá (kopolymér propylénu a etylénu) a zlepšenie kvality separátorov.

1.1.1. SEPARÁTORY

Vo všetkých batériách sú medzi elektródami inštalované izolačné dosky. Vykonávajú sa vo forme:

separátory;
porézne separátory;
membrány.

Separátory sa používajú na oddelenie elektród od seba. Vyrábajú sa vo forme tesnení alebo mriežok z perforovaného alebo vlnitého syntetického dielektrika (obr. p009). Rozdeľovače majú otvory s priemerom 1 až 5 mm.
Pórovité separátory, okrem priameho oddeľovania platní, držia aktívnu hmotu elektród a zabraňujú rastu dendritov (dendrity sú vo svojom vývoji nedokončené kryštály v tvare rozvetveného stromu, papradia, ihličia atď.), keď je batéria účtované.
V niektorých typoch batérií pórovitý separátor zadržiava elektrolyt kapilárnym pôsobením v blízkosti povrchu elektród. Priemer pórov takýchto separátorov je v rozsahu od 0,001 do 200 um. Tento typ separátora sa najčastejšie používa v moderné modely batérie.
Membrány (napúčavé separátory) sú vyrobené z materiálov bez geometricky odlišného systému pórov. Na rozdiel od poréznych separátorov majú výrazné sily interakcie medzi určitými typmi iónov a molekúl.
Separátory sú vyrobené z dielektrických materiálov s vlnitými alebo vyrazenými rebrami, aby sa zabránilo priliehaniu k elektródam. Veľkosť separátora je vždy väčšia ako veľkosť dosky batérie. Prvé batérie používali ako separátory keramické nádoby alebo prepážky. Pred 2. svetovou vojnou sa ako separátory používala dyha (dyha je tenký plát dreva získaný lúpaním kmeňov rôznych druhov dreva).
Separátory sa dlho vyrábali z miporu, vulkanizovaného prírodného kaučuku s prísadami. V moderných batériách našiel miplast, získaný spekaním práškovej polyvinylchloridovej živice, široké uplatnenie.
V Anglicku bol vyvinutý materiál porvik vyrobený z polyvinylchloridovej živice. Domáci analóg - rovinil. Yumicron, materiál pre separátory vyvinutý v Japonsku, je dostupný vo forme tenkého filmu alebo embosovaných „wafer-like sheets“ (obr. p010) Najlacnejšími materiálmi pre separátory sú lepenka a papier na báze celulózy a azbestu (azbest [ gr.azbest] - skupina minerálov (serpentín, amfiboly) vláknitá štruktúra, ohňovzdorný, kyselinovzdorný a nevodivý materiál).
Ako dodatočné separátory sa v kombinácii so separátormi používajú netkané rohože. Vyrábajú sa z polypropylénu alebo sklolaminátu s prídavkom spojív.
V moderných modeloch batérií sa používajú viacvrstvové separátory. Použitie viacerých vrstiev rovnakého typu separátorov je výhodnejšie, pretože v tomto prípade sú defekty v jednej z vrstiev chránené inými a pri prechode z vrstvy na vrstvu je sťažený rast dendritov.
Ak batérie používajú viacvrstvové separátory vyrobené z rôzne materiály, potom každý z nich plní špecifickú funkciu. Používajú sa aj kombinácie jednoduchých separátorov s membránami.
V mnohých prípadoch sa v batériách používajú oddeľovače obálok. Obalový separátor úplne obklopuje jednu z elektród batérie, aby sa obmedzil možný prienik nežiaducich látok alebo šírenie dendritov obchádzajúce separátor na okrajoch elektród.

1.1.2. ELEKTROLYT

Ako elektrolyt pre batérie sa používa roztok kyseliny sírovej v destilovanej vode. Pre rôzne klimatické a teplotné podmienky, v ktorých má batéria pracovať, sa používa elektrolyt rozdielna hustota.
Hustota elektrolytu závisí od koncentrácie roztoku kyseliny sírovej – čím väčšia je koncentrácia roztoku, tým väčšia je hustota elektrolytu a od teploty roztoku – čím vyššia teplota, tým nižšia hustota.
Koncentrácia alebo hustota elektrolytu je presným indikátorom stupňa vybitia batérie. Ako východiskový bod na určenie aktuálneho stupňa vybitia batérie sa berie štandardná hustota elektrolytu, t.j. hustota získaná po prvom úplnom nabití.
Na vyrovnanie hustoty elektrolytu, t.j. aby sa dosiahla hustota rovnajúca sa hustote na začiatku prevádzky, mala by sa odmerať skutočná hustota a teplota. Vyrovnanie je možné vykonať iba v plne nabitej batérii, keď má elektrolyt hustotu, ktorá nie je skreslená podbitím batérie.
Olovené batérie sa vyznačujú silným riedením elektrolytu pri vybíjaní v dôsledku účasti kyseliny sírovej na reakcii s tvorbou vody. V nabitých batériách je koncentrácia kyseliny 30 ... 40%.
Čím menší je objem elektrolytu v porovnaní s hmotnosťou elektród, tým rýchlejšie klesá koncentrácia kyseliny pri výboji. Na konci výboja sa pohybuje od 10 do 25 %.
Mnohé látky, napríklad malé množstvo solí železa, ktoré sa dostanú do elektrolytu, urýchľujú uvoľňovanie vodíka a zvyšujú samovybíjanie batérie. Preto by sa pri príprave elektrolytu mala používať iba destilovaná voda a nekovové náčinie.

1.2. STACIONÁRNE BATÉRIE VARTA

Aplikácia rôzne druhy kladných dosiek sa odráža v elektrických charakteristikách batérií. Je to spôsobené predovšetkým vnútorným odporom, ktorý pozostáva z ohmického vnútorného odporu batérie a polarizačného odporu.
Polarizácia je zmena elektródových potenciálov pod vplyvom prechodu jednosmerného prúdu spôsobujúca zmeny koncentrácie elektrolytu, chemického zloženia účinných látok a povrchu elektród.
Podľa príčin polarizácie sa delí na koncentračné, chemické a elektrochemické a podľa toho, či polarizácia po vypnutí prúdu zmizne alebo zostane, sa delí na odnímateľné a neodstrániteľné.
Chemická polarizácia a čiastočne koncentračná polarizácia označujú neodstrániteľnú polarizáciu, ktorá nezmizne pri zastavení prúdu.
Polarizačný odpor je mierou zvýšenia vnútorného odporu zdroja chemického prúdu v dôsledku polarizácie. Má rozmer odporu, ale nespĺňa Ohmov zákon, pretože závisí od veľkosti prechádzajúceho prúdu. Hodnoty vnútorného odporu 100 Ah dosiek rôznych typov batérií sú znázornené na obr. p073.
Pri vysokej rýchlosti je vybíjanie v skutočnosti obmedzené, pretože v dôsledku vnútorného odporu batérie napätie klesá pod vypínacie napätie (vypínacie napätie je minimálne napätie, pri ktorom je batéria schopná dodať užitočnú energiu ).
Pri vybíjacej dobe dlhšej ako tri hodiny nemá rozdiel vo vnútorných odporoch vplyv na charakteristiky vybíjania rôznych typov platní. Pre kratší čas vybíjania hodnota vnútorného odporu výrazne ovplyvňuje charakteristiku vybíjania (obr. p074):

100 Ah OPzS batéria dodáva 100 A za 10 minút;
100 Ah batéria Vb dodáva 170 A za rovnaký čas.

1.2.1. TYPY AKUMULÁTOROV

Dosky batérií sú povrchovo upravené a nalepené.
Povrchovú elektródu tvorí olovená platnička, na ktorej povrchu je elektrochemickou metódou vytvorená vrstva aktívnej hmoty (obr. p012).
Batérie s povrchovou doskou obsahujú relatívne vysoký podiel olova v pomere k aktívnej hmote. Používajú sa v modeloch GroE spoločnosti VARTA.
Lepené elektródy sa delia na mriežkové (vložené), krabicové, tyčové (obr. p079) a pancierové (obr. p078). Základom lepených dosiek je prúdová vodivá mriežka.
Pri cyklickej prevádzke batérií s vysokým obsahom antimónu v materiáli mriežky sa antimón dostáva do roztoku v dôsledku korózie mriežky kladnej elektródy. Antimón, ktorý sa ukladá na aktívnu hmotu zápornej elektródy, podporuje uvoľňovanie vodíka a zvyšuje rýchlosť korózie olova. Tento proces sa nazýva otrava batérie antimónom.
Odlievanie aktívnej hmoty a vnútorný odpor batérie pri použití kalciových mriežok je o niečo väčší ako pri oloveno-antimónových. K zničeniu platní dochádza najmä pri nabíjaní batérie a je jedným z najdôležitejších faktorov obmedzujúcich životnosť batérie. Na zníženie odlupovania sa do aktívnej hmoty zavádzajú vláknité materiály, napríklad fluoroplast, a netkané rohože zo sklenených vlákien sa pritláčajú na dosky.
Sulfácia platní je výsledkom skladovania batérie v nedostatočne nabitom stave. Výsledný síran olovnatý, ktorý je zle rozpustný vo vode, obmedzuje kapacitu batérie a podporuje uvoľňovanie vodíka počas nabíjania. Aby sa obnovila kapacita batérie so sulfátovanými elektródami, naplní sa elektrolytom s nízkou hustotou alebo dokonca destilovanou vodou a nabíja sa nízkymi prúdmi (asi stokrát menšími ako menovitý nabíjací prúd).

1.2.2. MATERIÁL POZITÍVNEJ ELEKTRÓDY

Zhoršenie elektrických charakteristík batérie a porucha sú spôsobené koróziou mriežky a tečením aktívnej hmoty kladnej elektródy. Životnosť batérie je určená predovšetkým typom kladných platní a prevádzkovými podmienkami.
Pri výrobe batérií sa používa čisté olovo aj zliatiny obsahujúce antimón, čo nejednoznačne ovplyvňuje výkon batérií.
Pozitívny účinok antimónu je spôsobený skutočnosťou, že kladné elektródy s antimónovými mriežkami znesú silnejšie cyklické náboje-výboje. Prítomnosť antimónu prispieva k väčšej odolnosti elektrický kontakt aktívny materiál s mriežkou, zatiaľ čo v mriežkach bez antimónu sa aktívna hmota úplne odlupuje a zmizne po niekoľkých cykloch vybitia a nabitia. Preto všetci výrobcovia batérií používajú zliatiny obsahujúce 1 ... 10 % antimónu v mriežke kladných dosiek (pozri obr. p069). Trakčné batérie používajú zliatinu obsahujúcu viac ako 4 % antimónu.
Ďalšou výhodou mriežok vyrobených zo zliatin obsahujúcich antimón je to, že nemajú blokovací efekt, ktorý sa často pozoruje pri doskách bez antimónu. Blokovací efekt spočíva vo vytvorení nevodivých vrstiev medzi mriežkou a aktívnym materiálom. To môže viesť k veľkým výkyvom kapacity aj pri nových batériách.
Negatívnym efektom je, že zvýšenie obsahu antimónu zvyšuje plávajúci nabíjací prúd a jeho relatívne zvýšenie počas prevádzky batérie (pozri obr. p071).
Medzi dvoma extrémami - konvenčnými zliatinami a zliatinami bez antimónu - existuje množstvo zliatin s nízkym obsahom antimónu.
Zníženie obsahu antimónu pod 3 % spôsobuje tvorbu kryštalických štruktúr mriežkových materiálov, ktoré vedú k rýchlej tvorbe trhlín. To znemožňuje výrobu kvalitných roštov.
VARTA sa podarilo vyvinúť zliatiny, ktoré aj pri veľmi nízkom obsahu antimónu majú veľmi jemnú štruktúru, a preto sa dajú použiť na výrobu vysokokvalitných mriežok. Zároveň je splnená aj taká požiadavka, akou je nenáchylnosť tejto zliatiny na zvýšenú koróziu. Pri týchto zliatinách sa pri zmene obsahu antimónu zo 6 % na 1,6 % životnosť zvyšuje 5-krát.
V porovnaní s antimónovými zliatinami iných výrobcov je výhodou zliatin VARTA, že batérie s takýmito mriežkami nemajú blokovacie účinky, ktoré rušia nabíjanie a vybíjanie a odolnosť voči cyklickému zaťaženiu, aj keď je menšia ako u bežných zliatin, sa od nich mierne líši. To je presvedčivo demonštrované na obr. p069.
Batérie, ktoré používajú zliatiny s nízkym obsahom antimónu, majú pomerne nízky nabíjací prúd, čo sa vysvetľuje špeciálnymi prísadami do aktívnej hmoty. V praxi samovybíjanie batérií s vysokým obsahom antimónu dosahuje 2 ... 3 % za mesiac.
Z uvedeného vyplýva, že nízkoantimónové zliatiny sú výhodným kompromisom, pri ktorom sú nevýhody antimónu takmer úplne eliminované.
Na druhej strane zostávajú zachované všetky výhody antimónu, ktorý zabezpečuje odolnosť proti cyklickému zaťaženiu a dokonalé správanie pri nabíjaní a vybíjaní.
Použitie zliatin s nízkym obsahom antimónu alebo zliatin bez antimónu výrazne znižuje rozklad vody, avšak nevyhnutne dochádza k určitej spotrebe vody na tvorbu plynu, čo je integrálna vlastnosť olovených batérií. Preto sa olovené batérie nedajú vyrobiť úplne utesnené ako alkalické.
Dokonca aj uzavreté olovené batérie, ktoré sa navonok zdajú byť úplne uzavreté, majú ventil, ktorý umožňuje únik plynu. V uzavretých batériách je strata vody z hľadiska životnosti taká malá, že ju nie je potrebné dopĺňať.
Na rozdiel od uzavretých olovených stacionárnych batérií veľké veľkosti, vyrobené zo zliatin s nízkym obsahom alebo bez antimónu, sú navrhnuté tak, aby umožňovali dopĺňanie vodou. Takéto batérie sa nazývajú „nízka životnosť“.
V batériách s nízkou údržbou sa počas procesu nabíjania elektrolyt rozprašuje s uvoľňovaním plynov. Časť elektrolytu sa rozprašuje cez ventilačné otvory, t.j. je stratené. Zníženie spotreby kvapalného elektrolytu je dosiahnuté použitím ventilov, ktoré umožňujú plynom prechádzať, ale zadržiavajú kvapalinu. Batérie používajú pružinové a hydrofóbne (hydrofóbne [gr. hydor voda, vlhkosť + gr. phobos strach, strach] s malou interakciou s vodou) ventily. Na predĺženie intervalov medzi údržbovými prácami na batériách VARTA sa používajú zátky s katalytickými tryskami (pozri obr. p072).
Vyrábajú sa vo forme skrutkovacích zátok, ktoré uzatvárajú plniaci otvor. Hydrofóbne porézne filtre prepúšťajú plyny, ale neprepúšťajú vodný elektrolyt. Tieto dýzy obsahujú kovové katalyzátory. Vodná para vznikajúca v batériách katalyticky kondenzuje (katalýza [gr. katalýza deštrukcia] - vybudenie chemickej reakcie alebo zmena jej rýchlosti drobnými prídavkami látok (katalyzátorov), ktorých zloženie sa pri reakcii nemení) a prúdi do batérie.
Údržba olovených batérií sa týka otázky spotreby vody. V tomto zmysle bol prechod na utesnené batérie krokom vpred, keďže v otvorených batériách dochádza k 95% strate vody v dôsledku vyparovania. Určitá spotreba vody je spôsobená elektrolytickým rozkladom vody, ktorý je v určitých medziach nevyhnutný.

1.2.3. TESNENIE

Široké využitie prenosných zariadení zdrojov neprerušiteľný zdroj napájania a ďalšie mobilné zariadenia si vyžadovali vývoj užívateľsky prívetivejšieho uzavreté batérie. Utesnenie je náročné, pretože počas prevádzky alebo skladovania batérií sa môžu uvoľňovať plyny. Pozoruje sa obzvlášť intenzívny vývoj plynov (vodík a kyslík):

na konci nabíjania;
pri prekládke;
prepólovanie v dôsledku hlbokého vybitia.

Dôležitou podmienkou dobrého utesnenia je tesné chemicky a tepelne odolné spojenie konštrukčných prvkov. Zvlášť dôležité je utesnenie záverov - kontakt kovových prvkov vedúcich prúd a nekovových izolačných materiálov.
V batériách VARTA (pozri obr. p080), aby sa dosiahol minimálny odpor, je vnútorná časť vývodu (3) vyrobená z medi. Vonku je pokrytá olovom (6). Konštrukcia výtoku zabezpečuje tesnosť spojenia s telesom (4) vďaka gumovým tesneniam (5) upnutým konštrukčnými prvkami. Ochranný kryt (2) mechanicky chráni prechod výstupu s prúdovými vodičmi (1).
Na uvoľnenie vznikajúcich plynov musí byť vnútorná dutina batérie v spojení s atmosférou. Negatívne dôsledky uvoľňovanie plynu - nutnosť dopĺňania vody v dôsledku jej rozkladu, škodlivý vplyv na personál údržby a zvýšenie korozívnosti atmosféry.
Čiastočné utesnenie je možné rekombináciou plynov v kyslíkovom cykle. Využíva sa pri tom fakt, že pri nabíjaní batérie sa na kladnej elektróde najskôr uvoľňuje kyslík a na zápornej sa neskôr uvoľňuje vodík. Je pravda, že v takýchto batériách sú nabíjacie a vybíjacie prúdy obmedzené z dôvodu neprípustnosti veľkého vývoja plynu.
Vnútorná cirkulácia kyslíka je sled reakcií, pri ktorých sa kyslíkové ióny vytvorené na kladnej elektróde presúvajú do zápornej, spájajú sa s vodíkom a vytvárajú vodu. V olovených batériách je táto reakcia možná vďaka použitiu „naviazaného“ elektrolytu. "Viazaný" elektrolyt má vo vnútri póry, ktoré umožňujú iónom plynu voľný pohyb z jednej elektródy na druhú.
Existujú dva spôsoby viazania elektrolytu:

použitie porézneho materiálu, napríklad skleneného vlákna impregnovaného elektrolytom;
použitie gélového elektrolytu.

Sklolaminát impregnovaný dávkovaným množstvom kyseliny sírovej tvorí porézny systém, ktorého kapilárne sily držia elektrolyt. Elektrolyt sa dávkuje tak, že malé póry sa vyplnia a veľké ostanú prázdne. Cez nevyplnené póry a voľný priestor v akumulátore je možný voľný pohyb plynu.
V gélovom elektrolyte obsahuje zodpovedajúci roztok kyseliny sírovej približne 6 % silikagélu. Pred naplnením akumulátora sa takéto želé intenzívne mieša a stáva sa tekutým. Po naplnení batérie sa v dôsledku stuhnutia gélu vytvorí veľa pórov, ktoré sa šíria rôznymi smermi a prispievajú k voľnému pohybu plynného kyslíka.
Batérie Sealed Bound VARTA používajú rohože zo sklenených vlákien s dodatočnými separátormi. Rôsolovitý elektrolyt sa používa v spojení s bežnými separátormi. Použitie rôsolovitého elektrolytu má tú výhodu, že počas cyklovania batérie je malý rozdiel v koncentrácii elektrolytu medzi hornou a spodnou časťou batérie.
Výrobcovia odporúčajú používať vysoké batérie so sorbovaným elektrolytom v stacionárnych podmienkach „na ľahu“, aby sa obmedzila výška separátora.

2.2.4. NÁVRH BATÉRIOVÝCH INŠTALÁCIÍ

Pre úspešnú prevádzku akumulátorov je dôležité, aby usmerňovače používané na nabíjanie spĺňali všetky požiadavky, ktoré platia pre nabíjanie akumulátorov (pozri kapitolu 3).
Batérie vyrobené technológiou VARTA (viď tab. t033) odporúčame nabíjať podľa IU charakteristiky (viď obr. p077). Toto jemné udržiavacie nabíjanie je preferovanou metódou, aj keď za určitých podmienok môžu byť potrebné nabíjacie metódy až do 2,4 V/článok. V tomto prípade je úplne postačujúce konštantné nabíjacie napätie 2,23 V / el.
Nikel-kadmiové batérie vyžadujú na rozdiel od olovených batérií vyrovnávacie nabíjanie na doplnenie kapacity. Musia sa vykonávať v pravidelných intervaloch. Úplné nabitie sa dosiahne s dostatočne vysokým napätím batérie a nedá sa dosiahnuť napätím udržiavacieho nabíjania.
Olovené batérie by sa mal prevádzkovať v režime plavákového nabíjania a nemal by sa nechať dlho nenabitý, aby sa predišlo vážnemu poškodeniu koróziou.
Nikel-kadmiové batérie prakticky nemajú problém s koróziou, takže batérie s takýmito batériami možno dlhodobo skladovať v nabitom aj vybitom stave.
Stacionárne olovené batérie Vb a OPzS od VARTA sú navrhnuté tak, aby optimálny čas prevádzky a stavu plného nabitia sa dosiahne pomocou grafu IU pri udržiavacom nabíjacom napätí 2,23 V/článok (obr. p077).
Vyššie nabíjacie napätie vedie k prebíjaniu batérií a skracovaniu ich životnosti. Tieto batérie nevyžadujú pravidelné vyrovnávacie nabíjanie.
plavákový prúd
Pre stálu pripravenosť na prevádzku musia byť olovené batérie pod konštantným nabíjacím napätím. Konštantné nabíjacie napätie - taká hodnota napätia, neustále udržiavaná na svorkách batérie, pri ktorej tok prúdu kompenzuje proces samovybíjania batérie.
Je potrebné vziať do úvahy, že plávajúci prúd závisí od:

konštantné nabíjacie napätie;
teplota batérie.

Oba parametre menia silu plávajúceho nabíjacieho prúdu a tým ovplyvňujú spotrebu vody elektrolýzou.
1 Ah hláseného nabitia batérie rozloží 0,34 g vody. Toto produkuje:
0,42 1 vodíka;
0,22 l kyslíka.
Utesnené nikel-kadmiové batérie neuvoľňujú plyn.
Na obr. p075 ukazuje, že keď sa napätie uzavretej olovenej batérie zvýši iba o 200 mV, prúd udržiavacieho nabíjania sa zvýši 10-krát. Keď sa napätie batérie zvýši len o 2,5 %, čo je 50 mV, prúd sa takmer zdvojnásobí. Zvýšenie napätia na batériách zvyšuje rýchlosť korózie mriežok a tým vedie k zníženiu životnosti.
Plávajúci nabíjací prúd závisí od typu batérie. Pri stálom nabíjaní napätím 2,23 V / el. a +20oС hodnoty nabíjacieho prúdu na každých 100 Ah uzavretých batérií budú:
GroE - 15 mA;
OPzS - 20 mA;
Vb - 25 mA.
Zvlášť dôležité je udržiavať optimálne konštantné nabíjacie napätie pre uzavreté batérie, v ktorých nie je prebytok elektrolytu a nie je možné ho počas prevádzky dopĺňať.
Vplyv teploty
Podobný efekt spojený so zvýšením nabíjacieho prúdu má aj teplota. Pri zvýšení teploty o 10oC sa plávajúci nabíjací prúd zdvojnásobí a tým aj spotreba vody.
So stúpajúcou teplotou sa zvyšuje rýchlosť koróznych procesov, čo znižuje životnosť batérií.
Zvýšenie teploty batérie o 10oC zdvojnásobí rýchlosť koróznych procesov a zníži životnosť na polovicu.
Kapacita závisí aj od teploty, ktorá je znázornená na obr. p076.
Režim vybitia batérie
Pri výbere batérie je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že rôzne typy batérií majú rôzne vybíjacie charakteristiky. V závislosti od rýchlosti vybíjania, výstupnej kapacity odlišné typy batérie sa nemenia rovnakým spôsobom. Ryža. p086 označuje, že pri 200 A je požadovaná nominálna kapacita rôznych typov batérií odlišná. Preto náklady na batériu pozostávajúcu z drahých batérií (Vb) nemusia byť vyššie ako náklady na batériu vybranú pre rovnaké podmienky, ale pozostávajúcu z lacnejších batérií (OPzS).

1.3. STACIONÁRNE BATÉRIE FIAMM

Stacionárne batérie- abstraktní a často málo známi spoločníci každodenného života. Nezaznamenávame ich prítomnosť na elektrických rozvodniach, v komunikačných systémoch, v automatizačných zariadeniach. Stacionárne batérie sú určené na prevádzku na trvalom mieste alebo v podmienkach, ktoré vylučujú pohyb strojov, v ktorých sú inštalované.
Tradičné aplikácie zahŕňajú: neprerušiteľné zdroje napájania (UPS), hasenie požiarov a bezpečnostné systémy alarmy, počítače a lekárske prístroje.
Popredné akumulátorové spoločnosti ako VARTA, Bosch, FIAMM, Baren vyrábajú bezúdržbové akumulátory. Takéto dobíjacie batérie je možné prevádzkovať na mobilných zariadeniach.
FIAMM je jedným z popredných svetových výrobcov batérií. Významný objem produkcie FIAMM-GS tvoria utesnené batérie so sorbovaným elektrolytom (AGM).
V prvom čísle série ste sa stretli autobatérie FIAMM. V tejto kapitole si predstavíme stacionárne batérie. Vyznačujú sa zníženými prevádzkovými nákladmi a pokrývajú kapacitný rozsah od 0,5 do 8000 Ah, čo umožňuje splniť požiadavky každého spotrebiteľa.

1.3.1. VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY

Špecifická hmotnosť a objemové charakteristiky- väčšina Všeobecné charakteristiky, odrážajúcej technologickú úroveň výroby batérií. Pre stacionárne batérie FIAMM sú znázornené na obr. p002.
Batérie typu SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF, PMF sú nenáročné na údržbu. Mali by byť umiestnené v špeciálnej miestnosti. Všetky sú vybavené zásuvnými ventilmi s keramickými lapačmi iskier.
Najpohodlnejšie a najbezpečnejšie z kyselinových batérií sú bezúdržbové uzavreté batérie VRLA (Valve Regulated Lead Acid), vzhľad ktorý je znázornený na obr. p004.
Elektrolyt v týchto batériách je v sorbovanom alebo rôsolovitom stave. To zvyšuje spoľahlivosť batérií, bezpečnosť ich prevádzky a prepravy.
Olovené batérie majú unikátnu vlastnosť – schopnosť uvoľňovať vodík pri rázoch a kyslík, keď sa napätie olovenej batérie priblíži k hodnote charakteristickej pre plné nabitie. V tomto prípade dochádza k výraznému zvýšeniu napätia, ktoré je nevyhnutné na prechod nabíjacieho prúdu cez elektrolyt. Ak je napätie spôsobujúce tok nabíjacieho prúdu pevné a dostatočne vysoké na nabitie elektród, ale nie také vysoké, aby spôsobilo odplyňovanie, napätie článku bude rásť, kým sa nebude rovnať napätiu nabíjacieho zdroja.
V uzavretých batériách sa realizuje rekombinácia plynov uvoľnených počas nabíjania a vybíjania. Preto sú prevádzkové náklady na údržbu týchto typov batérií nižšie v porovnaní s tými servisnými.
Elektrolyt je navrhnutý tak, že tvorba kyslíka počas procesu nabíjania je kompenzovaná inými chemickými reakciami, ktoré udržujú rovnovážne podmienky, v ktorých môže batéria pracovať dlhú dobu bez straty vody. To má zásadný význam pre uzavreté batérie.
Utesnené batérie: SMG, SLA, UPS, FG sa od svojich predchodcov líšia v miere vplyvu na zariadenia a ľudí tým, že môžu byť v miestnosti s prirodzené vetranie. Nevyžadujú samostatnú miestnosť. Sú vybavené zhášacím ventilom, ktorý zabraňuje rozstreku elektrolytu a vznieteniu výbušnej zmesi. Podľa DIN 43 539, keď tlak stúpne nad 30 kPa, akumulátorový ventil uvoľní pretlak plynu.

1.3.2. DIZAJN

IN moderné stacionárne batérie používajú sa iba prilepené elektródy. Môžu byť mriežkové, krabicové a pancierové.
V mriežkových elektródach je aktívna hmota držaná v mriežke zo zliatiny olova a antimónu alebo zliatiny olova a vápnika (pozri obr. p003) s hrúbkou 1...4 mm.
V škatuľovitých platniach sú mriežky s aktívnou hmotou obojstranne uzavreté perforovanými olovenými plechmi. V krabicových doskách SD a SDH batérií je zliatina Sb-Pb dopovaná selénom.
Pancierové dosky (obr. p005) pozostávajú z oloveno-antimónových kolíkov, ktoré sú umiestnené vo vnútri perforovaných rúrok naplnených aktivovanou hmotou. Použitie krabicových a pancierových dosiek umožňuje vyrábať vysokokapacitné batérie s nízkym vnútorným odporom.
Pre záporné elektródy sa používajú mriežkové a krabicovité dosky, pre kladné povrchové, mriežkové a škrupinové dosky. Ako separátory sa používajú mikroporézne dosky z vulkanizovanej gumy (mipor), polyvinylchloridu (miplast) a sklolaminátu.
Tradične sa na zvýšenie pevnosti dosky vyrábajú zo zliatiny olova a antimónu. Moderné modely používajú zliatinu olova a vápnika, ako aj olovo, antimón a selén.
Použitie antimónu vedie k tomu, že elektrolýza vody začína už pri relatívne nízkom napätí. To zase spôsobuje stratu vody. Prítomnosť antimónu tiež spôsobuje tvorbu dendritov v materiáli dosky. Preto, pokiaľ sa neprijmú dodatočné opatrenia, takéto platne sú náchylnejšie na koróziu a mechanické poruchy. Použitie selénu v doskách SD a SDH boxov zabraňuje otrave batérií antimónom.
Zliatina olova a vápnika umožňuje vyrábať ľahšie a pevnejšie platne. Tu elektrolýza vody začína na viac vysoké napätia. Kryštály vytvorené v doskách obsahujúcich vápnik sú malé a rovnomerné a ich rast je obmedzený.
V mnohých modeloch stacionárnych batérií FIAMM je každá platňa oddelená dvojitými separátormi alebo zabalená v mikroporéznom separátorovom obale. V preložených návodoch a brožúrach k batériám sa často vyskytuje vyhlásenie, že obálky oddeľovačov sú vyrobené z polyetylénu. Ide o mylnú predstavu alebo chybu prekladu. Membrány sú vyrobené z polyetylénu (žiarením očkovaného kyselinou akrylovou). Obálky sú vyrobené z porézneho miplastu. Je inertný voči elektrolytu.
Obálka-separátor nielenže zvyšuje odolnosť dosiek voči vibráciám a otrasom, ale zabraňuje aj jednej z hlavných príčin zlyhania batérie - ihlovitému rastu aktívnej hmoty, vedúcemu ku skratovaniu dosiek vo vnútri batérie. Dosky umiestnené v oddeľovacích obálkach môžu byť umiestnené oveľa bližšie k sebe. Zároveň sa menia špecifické vlastnosti najmä batéria zvyšuje nominálnu kapacitu. Obálky-oddeľovače sa používajú v týchto modeloch batérií: SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF.
Sklolaminátové klietky sa vyrábajú vo forme rohoží a používajú sa v spojení s poréznymi PVC klietkami. Dvojité separátory sa používajú v modeloch: SMZA, SMF, SMBF.
Nenáročné na údržbu a uzavreté batérie prinášajú svojim majiteľom menej problémov. To neznamená, že údržba je úplne vylúčená. V každom prípade je potrebné sledovať stav batérií. Ak sa však používajú v zariadeniach s automatickou reguláciou nabíjania (pozri kapitolu 3), nespôsobujú žiadne problémy.
Pri výbere batérie pre stacionárne prevádzkové podmienky by sa mal spotrebiteľ riadiť charakteristikami uvedenými v tabuľke. t001 a vyberte batérie podľa prevádzkových podmienok. Malo by sa pamätať na to, že nákup batérií typu SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF, PMF spôsobí dodatočné náklady na údržbu. Ak máte miestnosť vybavenú na umiestnenie servisovaných batérií, potom by sa mala používať na určený účel.
Zvolená batéria musí zodpovedať prevádzkovému režimu. V batériách, ktoré sú v prevádzke, sa to neustále opakuje uzavretá slučka elektrochemické premeny. Doba nabíjania a vybíjania batérie sa nazýva cyklus. Batérie sa opotrebúvajú pri každom cykle. Životnosť batérie sa meria počtom cyklov nabitia a vybitia.

1.3.3. PREVÁDZKOVÉ REŽIMY

Rozlišovať tri prevádzkové režimy berúc do úvahy vlastnosti procesov nabíjania a vybíjania batérie:

vyrovnávacia pamäť;
cyklický;
zmiešané.

Ak sú doby vybíjania v porovnaní s periódami nabíjania krátke, tento režim batérie sa nazýva vyrovnávacia pamäť. V tomto režime sa batéria neustále dobíja.
Cyklický režim prevádzky je charakterizovaný dlhými periódami nabíjania-vybíjania-nabíjania. Plne cyklický režim sa v praxi používa len zriedka, napríklad pri kontrolných cykloch nabíjania a vybíjania batérií. V tomto prípade je batéria úplne nabitá a potom vybitá na minimálne prípustné napätie a znova nabitá. Takto sa určí dostupná kapacita batérie.
Dostupná kapacita znamená maximálne množstvo elektriny v coulombách (ampérhodinách (1 Ah = 3600 C)), ktoré batéria vydá pri vybití na zvolené konečné napätie. Minimálne dobíjacie napätie batérie udáva výrobca. Neodporúča sa používať režim hlbšieho, ako aj jemného vybíjania, ktoré skracujú cyklickú životnosť batérie.
Dostupná kapacita sa zvyšuje po uvedení do prevádzky a potom klesá so zvyšujúcim sa počtom cyklov (obr. p006). Počiatočné zvýšenie kapacity je spôsobené aktiváciou platní pri uvedení batérií do prevádzky. Počet pracovných cyklov závisí od stupňa vybitia batérie. Čím nižšia je hĺbka vybitia batérie, tým viac cyklov vydrží.
Batéria sa považuje za ukončenú, keď dostupná kapacita klesne na 80 % pôvodnej kapacity. V tomto prípade 30 % DOD zodpovedá maximálnej cyklickej životnosti batérie.
Charakteristiky nabíjania a vybíjania batérie sa líšia v závislosti od režimu prevádzky. Nabíjacie napätie v cyklickom režime je vyššie ako pri vyrovnávacom režime (obr. p008). Výrobcovia špecifikujú preferované prevádzkové režimy batérie. Ak výrobca udáva parametre jedného režimu, je to pre režim vyrovnávacej pamäte.
Technika nabíjania
Podľa odporúčaní výrobcu je možné všetky typy batérií FIAMM nabíjať v režime plávajúceho a kompenzačného nabíjania.
Režim plávajúceho nabíjania batérie je k dispozícii, ak je na ňu privedený potenciál presahujúci jej prevádzkové napätie. Nabíjací prúd je úmerný rozdielu medzi aplikovaným napätím a napätím nečinný pohyb batérie. Napätie batérie sa počas nabíjania zvyšuje, až kým nezačne elektrolýza. Súčasne klesá účinnosť nabíjania a napätie na svorkách batérie sa zvyšuje so znižujúcou sa rýchlosťou nabíjania. Pri tomto spôsobe nabíjania je možné uložiť až 90 % dostupnej kapacity. Nabíjacie napätie pre stacionárne batérie je uvedené v tabuľke. t002.
Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že batérie s nízkou údržbou môžu byť na požiadanie zákazníka dodané s hustotou elektrolytu 1,21 a 1,25 g/cm3 v závislosti od klimatických podmienok prevádzky. Zároveň je vyššie nabíjacie napätie pre batérie s elektrolytom vyššej hustoty.
Po úplnom nabití batérie ďalšie pokračovanie nabíjania spôsobí uvoľňovanie plynov (dochádza k prebíjaniu). V servisovaných batériách FIAMM počas nabíjania je rozprašovanie elektrolytu obmedzené konštrukciou ventilov.
Režim plávajúceho nabíjania (IU) pre články SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF - umožňuje nabiť batériu na 100% v dvoch stupňoch. Najskôr nabite batériu vysoký prúd, rovných 15 % kapacity batérie pri desaťhodinovom nabíjaní na napätie 2,3 V. Potom sa dobijú prúdom rovnajúcim sa 5 % kapacity pri desaťhodinovom nabíjaní na napätie 2,4 V. -kyselinové batérie musia byť prevádzkované v režime stáleho nabíjania a nesmú zostať dlho nenabité, aby sa predišlo poškodeniu platní koróziou.
Keď sa teplota zmení, nabíjacie napätie sa musí korigovať podľa korekčných faktorov alebo harmonogramov výrobcu. Charakteristická krivka závislosti napätia batérie od teploty je znázornená na obr. p007. V tomto prípade sa nabíjacie napätie môže meniť v rámci limitov uvedených v tabuľke. t002.
Výrobca obmedzuje maximálny nabíjací prúd uzavretých batérií SMG, SLA, UPS pre plávajúce a kompenzačné nabíjanie na 0,25 % kapacity. S plávajúcim nabíjaním sa uzavreté batérie nabíjajú až do napätia 2,23 V / článok, s kompenzáciou - až 2,4 V / článok.
Výrobca neodporúča zneužívať režim rýchleho kompenzačného nabíjania pre všetky typy batérií. Typické krivky nabíjania pre batérie FIAMM sú znázornené na obr. p008. Keď je nabíjacie napätie vyššie ako 2,3 V, nabíjací prúd by mal byť obmedzený na hodnotu uvedenú v tabuľke. t002.
Technika vybíjania
Dostupná kapacita batérie je necitlivá na vybitie pod C/10. Pri intenzívnejších výbojoch sa kapacita znižuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou výboja. Pre výrobcu stačí poskytnúť relatívne obmedzený počet typických vybíjacích kriviek. Počas prevádzky batérie je dostupná kapacita určená rýchlosťou vybíjania. Typická závislosť percentá kapacita z maximálneho vybíjacieho prúdu batérií FIAMM je znázornená na obr. p093.
Pri otvorenej batérii je výstupný výkon nulový, pretože prúd je nulový. Ak je batéria skratovaná, výstupný výkon je opäť nulový, pretože napätie je blízko nule, hoci prúd môže byť veľmi veľký. Priemerné napätie závisí od odoberaného prúdu, ale medzi týmito hodnotami nie je lineárny vzťah. Pre chemické zdroje prúdu je závislosť doby vybíjania od výkonu znázornená na obr. p094. Graf ukazuje, že maximálny výstupný výkon nastane, keď sa odpor záťaže rovná vnútornému odporu batérie.
Maximálna kapacita dobíjacích batérií je dosiahnutá pri normálnej teplote (20oC), nízkych rýchlostiach vybíjania a nízkych vypínacích napätiach. Pohyblivosť iónov a rýchlosť ich interakcie s elektródami sa znižujú so znižovaním teploty. Väčšina batérií s elektrolytmi na vodnej báze má znížený energetický výkon v porovnaní s tým, čo môžu dodať pri normálnej teplote. Ak elektrolyt zamrzne, pohyblivosť iónov môže klesnúť až do bodu, kedy batéria prestane fungovať.
Keď sa batéria vybíja pri nízkych teplotách, jej vnútorný odpor sa zvyšuje, čo vedie k uvoľňovaniu dodatočného tepla. Do určitej miery kompenzuje pokles teploty. životné prostredie. Za takýchto podmienok je výkon batérie určený jej konštrukciou a podmienkami vybíjania.

1.4. BATÉRIE HAWKER BATÉRIE GROUP

Napriek tomu, že olovená batéria je známa už vyše sto rokov, stále sa pracuje na jej zdokonaľovaní.
Batérie uvoľňujú plyn. Určité zníženie emisií plynov do okolitého priestoru je dosiahnuté použitím špeciálnych zátok s katalytickými dýzami. Pokus o vytvorenie uzavretých akumulátorov, ktoré využívajú rekombináciu plynov v kyslíkovom cykle, bol korunovaný úspechom.
V roku 1982 je jedným z výrobcov batérií Chloride Industrial Batteries (Chloride Industrial Batteries Ltd), ktorá je členom medzinárodnej skupiny Hawker Batteries Group (pozri obr. 2.1), výroba sa nachádza v Manchestri (Veľká Británia). distribútorom na ukrajinskom trhu je Selcom (pozri str. 106)) začala s výrobou novej generácie utesnených batérií. Ich prvým poznávacím znakom je rekombinácia plynov pri nabíjaní batérie. Druhým je výroba mriežky dosiek z čistého olova. Chloridové batérie sa používajú na napájanie autonómnych telekomunikačných zariadení, v letectve, v zdrojoch neprerušiteľného napájania. Špecifické hmotnostné charakteristiky batérií Chloride Industrial Batteries sú znázornené v diagrame na obr. p043.

1.4.1. BATÉRIE SÉRIE POWERSAFE

Batérie Powersafe sú hermeticky uzavreté monoblokové batérie. Vydávajú sa v rozsahu kapacít od 19 do 1689 Ah. Batérie je možné zapojiť do série až do 200 článkov.
Kladné platne sú vyrobené zo zliatiny olova, vápnika a cínu. 95% rekombinácia plynov prebieha v batériách radu Powersafe. Používajú iónomeničové separačné membrány, ktoré transportujú kyslíkové ióny z pozitívnej na negatívnu platňu.
Pretože rýchlosť odplynenia počas nabíjania na kladnej a zápornej elektróde nie je rovnaká, využíva sa skutočnosť, že kyslík sa uvoľňuje na kladnej elektróde pred uvoľnením vodíka na zápornej elektróde. Zároveň sa musí odstrániť kyslík, aby sa zabránilo oxidácii kladnej platne batérie. Použitie zliatiny olova, vápnika a cínu umožnilo zvýšiť napätie elektrolýzy vody v poslednej fáze nabíjania batérie.
Iónomeničová separačná membrána je smerovým vodičom kyslíkových iónov z kladnej na zápornú platňu. Separačná membrána má prevažne horizontálne póry. Na zápornej elektróde sa kyslík spája s vodíkom za vzniku vody (obr. p041):
2e- + 2H + 1/202 = H20.
Počas prevádzky batérií Powersafe sa tak uvoľnené plyny rekombinujú a vytvárajú vodu.
Rozsah napätia pre každý článok batérie Powersafe je 2,27...2,29V pri 20oC. Minimálne vybíjacie napätie je 1,63 V.
Výrobca upozorňuje, že batérie vybité na napätie 1,6 V by sa mali začať nabíjať do dvoch minút. Je možné zakúpiť batérie so vstavanou ochranou proti hlbokému vybitiu, ale používajú sa veľmi zriedka.
Keď sa teplota zmení, nabíjanie a dobíjanie batérie by sa malo vykonávať s prihliadnutím na teplotné koeficienty uvedené v tabuľke. t024. Nabíjacie napätie sa určí vynásobením menovité napätie poplatok za hodnotu teplotný koeficient. Je potrebné venovať pozornosť rozdielom v koeficientoch pre rôzne sadzby poplatkov. Maximálny nabíjací prúd batérií počas celej doby nabíjania by nemal presiahnuť 10% menovitej kapacity pre trojhodinový režim vybíjania.
V tabuľke. Príloha P2 uvádza technické špecifikácie batérií Powersafe. V tabuľke sú uvedené 4 typy batérií.
Optimálne charakteristiky nabíjania batérie Powersafe sú znázornené na obr. p038 a obr. p039. V grafe (obr. p038) je znázornená závislosť nabíjacieho prúdu od doby nabíjania batérií a na obr. p039 - typický čas nabíjania v závislosti od stupňa vybitia.
Riadenie stupňa nabitia uzavretých batérií nie je možné vykonať podľa hustoty elektrolytu. Pri batériách Powersafe výrobca udáva vzťah medzi napätím článku a stupňom jeho nabitia (obr. p040).

1.4.2. BATÉRIE „TECHNOLÓGIA ČISTÉHO olova“

Spoľahlivosťou batérie sa rozumie jej schopnosť zachovať si výrobcom špecifikované vlastnosti počas prevádzky po stanovenú dobu za stanovených podmienok. Batérie sa vyznačujú širokou škálou parametrov spojených s výrobnou technológiou, najmä s kolísaním vlastností suroviny. Batérie majú preto často prebytočný prísun účinných látok.
Existuje niekoľko faktorov, ktoré obmedzujú dosiahnutie vysokého stupňa spoľahlivosti batérie:
silný vplyv drobných nečistôt na vlastnosti aktívnych hmôt;
veľký počet technologických etáp;
s použitím širokej škály materiálov.
Zvýšenie spoľahlivosti je spojené predovšetkým s opatrnosťou ovládanie vstupu všetky prichádzajúce suroviny a použité materiály.
Chloridové priemyselné batérie sa vyrábajú pomocou technológie Pure Lead Technology (PLT). Patria sem nasledujúce typy batérií:
CYCLON;
MONOBLOC;
GENESIS;
SBS.
Základom technológie PLT je zvýšenie koeficientu využitia konštrukčných prvkov a aktívnych hmôt elektród. Konvenčná konštrukcia batérií zaisťuje ich vysokú spoľahlivosť vďaka redundancii aktívnej hmoty elektród, elektrolytu a prvkov vedúcich prúd. V nich je prebytok činidiel a elektrolytu 75 ... 85% teoreticky potrebného množstva.
Mriežky z čistého oloveného plechu boli prvýkrát použité spoločnosťou Gates Corporation v roku 1973 (teraz Inc. Hawker Energy Products). Hlavným znakom technológie je čistota materiálov a použitie tenších čistých olovených plátov bez zníženia životnosti batérie. Dosky sa vyrábajú razením a následným valcovaním. Pri valcovaní sa olovo zhutňuje, póry sa uzatvárajú a v dôsledku toho dochádza k vysokej odolnosti doskových mriežok proti korózii.
V porovnaní s batériami od iných výrobcov je rozsah prevádzkových teplôt pôsobivý (pozri tabuľku t025).
Spočiatku boli vyvinuté batérie SBS, ktoré sa objavili na začiatku osemdesiatych rokov. Používali sa v leteckých a komunikačných zariadeniach. V roku 1989 sa začali vyrábať batérie série Cyclon Monobloc a Genesis.
Dosky v týchto batériách sú vyrobené zo zliatiny cínu a olova.
SBS - batérie pre široké spektrum aplikácií pokrývajúce rozsah kapacít od 7 do 350 Ah. Vysoká hustota energie sa dosahuje použitím tenkých nanášacích dosiek, iónomeničových separátorov a sorbovaného elektrolytu. Charakteristickým rysom batérií SBS je schopnosť rýchleho nabíjania, pretože. 99% plynov sa po nabití rekombinuje.
Sú tolerantní k hlboký výboj a môže pracovať v cyklickom a vyrovnávacom režime. Konštrukčná vlastnosť umožňuje použitie batérií v širokom rozsahu teplôt. Horná hranica je zvýšená na 60°C použitím voliteľného oceľového krytu.
Konštrukcia cyklónových a monoblokových batérií je podobná batériám Plante (obr. p042). ich charakteristický znak je špirálové usporiadanie roznášacích dosiek. Pracujú stabilne v cyklickom režime. Monobloc obsahuje niekoľko plechoviek v jednom obale, odtiaľ názov batérie. Dizajn Genesis je tiež monoblokový. technické údaje Batérie Genesis sú uvedené v tabuľke. aplikácie P1.
Batérie z priemyselných batérií Chloride široký rozsah sa používajú:

v komunikačných zariadeniach;
v letectve;
v oblasti výpočtovej techniky;
vo vozidlách;
v lekárskych zariadeniach;
v autonómnych obnoviteľných zdrojoch energie.

Cyklónové a monoblokové batérie pokrývajú rozsah nízkej kapacity a sú určené predovšetkým pre nízkoenergetické prenosné aplikácie. Dobre fungujú v cyklickom režime a sú nenáročné.
Cyklónové akumulátory, okrem valcového prevedenia, je možné na objednávku vyrobiť v určených tvaroch a rozmeroch pre malé zariadenia. Účinnosť rekombinácie plynov v nich je 99,7%. Pracovná poloha je ľubovoľná. Pretlakový ventil chráni batériu pred výbuchom a pracuje pri tlaku 50 MPa.

Elektrické charakteristiky batérií typu s-1 a sk-1

Zariadenie a vlastnosti batérií.

Režim batérie

Elektrické charakteristiky batérií typu s-1 a sk-1

1.1.1. SEPARÁTORY

1.1.2. ELEKTROLYT

1.2. STACIONÁRNE BATÉRIE VARTA

1.2.1. TYPY AKUMULÁTOROV

1.2.2. MATERIÁL POZITÍVNEJ ELEKTRÓDY

1.2.3. TESNENIE

2.2.4. NÁVRH BATÉRIOVÝCH INŠTALÁCIÍ

1.3. STACIONÁRNE BATÉRIE FIAMM

1.3.1. VŠEOBECNÉ CHARAKTERISTIKY

1.3.2. DIZAJN

1.3.3. PREVÁDZKOVÉ REŽIMY

1.4. BATÉRIE HAWKER BATÉRIE GROUP

1.4.1. BATÉRIE SÉRIE POWERSAFE

1.4.2. BATÉRIE „TECHNOLÓGIA ČISTÉHO olova“

Prečítajte si tiež