Эксплуатационные свойства свинцово-кислотных АКБ

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются в трех основных режимах работы – буферном, циклическом, смешанном.

Буферный режим эксплуатации свинцово-кислотных батарей применяется в различных системах резервного питания, например в базовых станциях мобильной связи, АТС, сетевых коммутаторах провайдеров Интернет, источниках бесперебойного питания персональных компьютеров и серверов (UPS) и других. В этом режиме большую часть времени батареи подзаряжаются от сетевого источника питания, а при пропадании сетевого питания разряжаются на нагрузку, обеспечивая непрерывность электропитания нагрузки. Длительность разряда в этом случае незначительна по отношению ко времени, когда батарея находиться в заряженном состоянии.

Циклический режим эксплуатации свинцово-кислотных батарей применяется в электротранспорте и устройствах с автономным питанием. В течение рабочего времени происходит разряд тяговых батарей или батарей питания, а после его окончания батареи заряжают.

Смешанный режим эксплуатации свинцово-кислотных батарей применяется, например, в автомобильных батареях, когда во время работы двигателя автомобиля батарея подзаряжается от его электрогенератора, и в свою очередь отдает значительный ток в момент пуска двигателя и гораздо меньший ток для питания электрооборудования автомобиля (освещение салона, сигнализация и т.п.) при выключенном двигателе.

Время заряда свинцово-кислотных батарей составляет 8... 16 часов. Они всегда должны храниться в заряженном состоянии, так как хранение в незаряженном состоянии приводит к сульфатации пластин(*) приводящей к потере емкости, а в дальнейшем - к невозможности заряда батареи стандартными методами.

Глубокие циклы заряд/разряд для свинцово-кислотные батарей не желательны. Полный разряд может стать причиной деформации пластин, впоследствии каждый цикл заряда/разряда батареи ведет к снижению ее емкости. В зависимости от глубины разряда и рабочей температуры ресурс или срок службы свинцово-кислотной батареи может составлять от 1 года до 20 и более лет. Кроме того, в значительной мере срок службы определяется конструкцией элементов батареи. Оптимальная рабочая температура для батарей составляет 25 °С, ее увеличение на каждые 10 °С сокращает срок службы батареи наполовину. Например, VRLA батарея при температуре 25 °С может работать 10 лет, при температуре 33 °С - только 5 лет, при температуре 42 °С - всего лишь 1 год.

Преимущества свинцово-кислотных батарей:
- дешевизна и простота производства - по стоимости 1 Вт*ч энергии эти батареи являются самыми дешевыми;
- отработанная, надежная технология обслуживания;
- малый саморазряд - самый низкий по сравнению с аккумуляторными батареями других типов;
- низкие требования по обслуживанию, отсутствие "эффекта памяти";
- допустимы высокие токи разряда.

Недостатки свинцово-кислотных батарей:
- не допускается хранение в разряженном состоянии;
- низкая энергетическая плотность - большой вес аккумуляторных батарей ограничивает их применение в стационарных и подвижных объектах;
- допустимо лишь ограниченное количество циклов полного разряда;
- кислотный электролит и свинец оказывают вредное воздействие на окружающую среду;
- при неправильном заряде возможен перегрев батареи и значительное газовыделение.

(*)Примечание

Сульфатация пластин – процесс образования на свинцовых электродах сульфата свинца. Сульфатация пластин приводит к увеличению внутреннего сопротивления аккумулятора, снижению емкости, снижению напряжение при разряде, сильному и раннему газовыделению при заряде.

Причины приводящие к сульфатации пластин:
- систематический неполный заряд аккумулятора;
- глубокие разряды;
- длительное пребывание аккумулятора в разряженном состоянии;
- хранение в разряженном состоянии;
- хранение аккумулятора при низких температурах;
- снижение уровня электролита ниже верхних краев электродов;
- повышенный саморазряд;
- повышенная плотность электролита.