Конструктивные разновидности свинцово-кислотных АКБ

По конструктивному устройству свинцово-кислотные аккумуляторные батареи различаются на батареи с жидким электролитом типа WET или Flooded и батареи с регулируемыми клапанами VRLA или SLA. Последние - так называемые герметизированные батареи(*), в свою очередь, различаются на батареи с увлажненными сепараторами типа AGM и батареи с гелевым электролитом типа GEL.
В зависимости от материала, которым легируют электроды, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи делятся на сурьмянистые и кальциевые.

Cвинцово-кислотные батареи типа WET или Flooded- батареи с жидким электролитом, изготавливаются открытого или закрытого типа. Батареи открытого типа не имеют крышек, поэтому электролит имеет непосредственный контакт с открытым воздухом. Батареи закрытого типа имеют пробки специальной конструкции, обеспечивающие задержку паров серной кислоты. При эксплуатации для заливки электролита и добавления воды пробки вывинчиваются. Существуют необслуживаемые батареи закрытого типа - от производителя они поставляются заполненными электролитом и заряженными, в течение срока службы доливка воды не требуется, т. к. пробки таких батарей предотвращают испарение воды. Батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в качестве автомобильных батарей.

Cвинцово-кислотные батареи типа GEL это герметизированные(*) гелевые батареи. В них используется гелеобразный электролит, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это силикагель). Гелевые батареи не имеют крышек для доступа к электролиту и не нуждаются в обслуживании в течение всего срока эксплуатации. Однако эти аккумуляторные батареи критичны к температуре окружающей среды. Также их недостатком является некоторая текучесть электролита (по сравнению с отсутствием текучести в батареях типа AGM), поэтому не рекомендуется установка батарей в перевернутых положениях. Для их заряда необходимо использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже ±1 % (например, BL1204) для предотвращения обильного газовыделения.

Cвинцово-кислотные батареи типа AGM - это герметизированные батареи(*) с абсорбированным сепараторами электролитом. AGM - Absorbed in Glass Mat - это технология, при которой электролит абсорбирован в размещенных внутри корпуса сепараторах из стекловолокна. По своим свойствам AGM батареи подобны GEL батареям, однако газообразование в них существенно меньше, и меньше влияет на их работу температура окружающей среды. AGM батареи отличаются высоким пусковым током, низким внутренним сопротивлением, удобством монтажа (возможны монтаж и эксплуатация в горизонтальном положении), эффективной функцией самовосстановления. Как и в случае гелевых аккумуляторных батарей, для них требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже ±1 % (например, BL1204).

Свинец, применяющийся в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях механически непрочен, поэтому при изготовлении электродов к свинцу необходимо добавлять легирующие вещества.
Традиционное легирование сурьмой используется для увеличения механической прочности электродов батареи. К плюсам сурьмянистых аккумуляторов следует отнести их стоимость - они значительно дешевле любых других. Кроме того данный тип аккумуляторов может до определенного предела переносить сильные разряды. К их отрицательным свойствам следует отнести высокую токсичность сурьмы, что создает проблемы при утилизации батарей, а также у этих батарей велик саморазряд и недопустим перезаряд.
В настоящее время все более широкое применение находят кальциевые аккумуляторы с электродами легированными кальцием Ca. В некоторых аккумуляторах легируется кальцием только положительные пластины, а отрицательные остаются с примесью сурьмы. Существуют полностью кальциевые аккумуляторы Ca/Ca – наиболее дорогой вариант батареи. Отличительная особенность таких аккумуляторов: малая степень саморазряда, более высокое напряжение электролиза воды. Масса аккумулятора меньше по сравнению с сурьмяными аналогами аналогичной емкости. Такой тип аккумуляторов может быть мало обслуживаемым или полностью не обслуживаемым. Кальциевые батареи не критичны к перезаряду. Минусами Ca/Ca аккумуляторов является непереносимость глубоких разрядов (более 50%), которые приводят к быстрой потере емкости.

* Примечание Герметизированные батареи - свинцово-кислотные батареи, имеющие в корпусе регулируемые клапаны, которые используются для снижения внутрикорпусного давления, повышение которого может произойти, например, при перезаряде. Батареи такого типа известны также под названиями VRLA (Valve Regulated Lead Acid) или SLA (Sealed Lead Acid) батареи.
Герметизированные аккумуляторные батареи имеют следующие преимущества:
- возможность монтажа и эксплуатации в горизонтальном положении;
- отсутствуют утечки кислоты, гарантируется безопасная эксплуатация с другим оборудованием;
- сведено к минимуму газовыделение в окружающую среду;
- нет необходимости в контроле уровня и доливе электролита.
Герметизированные аккумуляторные батареи применяются в качестве источников питания для портативной аппаратуры и инструментов в случаях, когда масса батареи не является критическим фактором, а также в системах бесперебойного питания для систем телекоммуникаций, информационных систем, для аварийного оборудования.