Кислотные аккумуляторы: разновидности аккумуляторной батареи, характеристики и принцип работы

Модуль «Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея»

В АКБ содержится электрическая энергия, необходимая для запуска грузового транспорта. В грузовике установлены две одинаковые 12-вольтовые батареи, которые соединены последовательно и вместе выдают напряжение равное 24 V (В-вольт). Когда вы поворачиваете ключ зажигания, аккумуляторы подают питание на стартер. Стартер начинает вращать коленчатый вал двигателя. В тот же момент запускается генератор и подзаряжает аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи также подают электроэнергию на потребителя, если генератор не обеспечивает достаточную мощность.

На большинстве грузовиках свинцово-кислотные аккумуляторные батареи крепятся к раме , на некоторых – слева, на других–справа. Аккумуляторы могут устанавливаться и под кабиной грузовика.

Эти дополнительные устройства нужны для питания в кабине иных устройств: холодильника, медиаплеера, или зарядного устройства мобильного телефона.

Поскольку устройство содержит опасные кислоты, на его корпус приклеено несколько знаков, указывающих, как с ним безопасно обращаться.

Эти знаки указывают на то, что:

Устройство следует хранить в труднодоступном месте.
Есть риск взрыва во время зарядки.
Аккумулятор следует хранить вдали от открытого огня.
АКБ содержит опасную едкую кислоту.
При обслуживании необходимо всегда носить защитные очки.
Перед началом работы необходимо ознакомиться с руководством по эксплуатации.
Для утилизации аккумулятор должен быть передан в специальный пункт сбора.
Никогда не следует выбрасывать аккумулятор вместе с обычным мусором поскольку в нём содержится свинец и кислота.

Каждое устройство содержит информацию о том, с каким типом батареи вы работаете. Эта информация соответствует определённым стандартам.

Существуют различные организации, которые занимаются стандартами, например:

SAE (Американское общество автомобильных инженеров);
DN (Немецкий институт стандартизации) ;
EN (Европейский стандарт);
IEC (Международная техническая комиссия).

На наклейке указываются необходимые сведения. Например,

12 V (вольт): напряжение. Это аккумулятор с напряжением 12 V.
230 А/h (ампер-час): ёмкость. Это максимальное количество электрической энергии, которое может выдать аккумулятор при 20 часовом разряде (при конечном напряжении 10, 5 V и температуре 25 ℃). Это максимальное количество электрической энергии, которое может запасти аккумулятор. Данные указываются с учётом времени разряда 20 часов.
1200 А, сила тока холодной прокрутки . В соответствии со стандартом DN этот аккумулятор способен обеспечить питание 1200 А в течение 30 секунд с напряжением не ниже 9 V и температурой -18 ℃.
Две одинаковые аккумуляторные батареи соединены последовательно. Это значит, что вместе они подают напряжение 2×12V=24 V. Емкость аккумулятора постоянна и равна в нашем примере 230 А/h.
Обе аккумуляторные батареи должны быть одной марки и иметь одинаковую ёмкость и напряжение. Они также должны иметь одинаковую дату производства.

Порядок замены электролита

Чаще в аккумуляторе расходуется вода и приходится ее добавлять, проверяя плотность, но иногда приходится приготавливать и заливать электролит нужной плотности на замену «родному».

Эту операцию выполняют:

когда плотность рабочей жидкости в банках понизилась до величины ниже регламентированной;
когда аккумулятор не держит зарядку.

Зная, какая кислота в аккумуляторе (точнее ее качество) электролит заменяют полностью или частично.

Частичная замена проводится так:

Шприцом или медицинской грушей постепенно откачивают максимально возможное количество жидкости.
Добавляют в банку половину ее объема приготовленный раствор.
Подают небольшую нагрузку на выводы для перемешивания компонентов в банке.
Проверяют плотность и при необходимости повторяют процедуру.
Если плотность ниже 1,2 г/см3, то требуется полная замена.

Устройство

Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из электродов (положительных и отрицательных) и разделительных изоляторов (сепараторов), которые погружены в электролит . Электроды представляют собой свинцовые решётки. У положительных активным веществом является перекись свинца (PbO 2), у отрицательных активным веществом является губчатый свинец .

На самом деле электроды выполнены не из чистого свинца, а из сплава с добавлением сурьмы в количестве 1-2 % для повышения прочности и примесей. Иногда в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обеих пластинах, или только в положительных. Применение солей кальция вносит не только положительные но и много отрицательных моментов в эксплуатацию свинцового аккумулятора, например, у такого аккумулятора при глубоких разрядах существенно и необратимо снижается емкость.

Электроды погружены в электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты (H 2 SO 4). Наибольшая проводимость этого раствора наблюдается при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) и при его плотности 1,23 г/см³

Однако на практике, часто в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29 −1,31 г/см³.

Существуют экспериментальные разработки аккумуляторов где свинцовые решетки заменяют вспененным карбоном , покрытым тонкой свинцовой пленкой. Используя меньшее количество свинца и распределив его по большой площади, батарею удалось сделать не только компактной и легкой, но и значительно более эффективной — помимо большего КПД, она заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов.

В результате каждой реакции образуется нерастворимое вещество — сернокислый свинец PbSO 4 , осаждающийся на пластинах, который образует диэлектрический слой между токоотводами и активной массой. Это один из факторов, влияющий на срок службы свинцово-кислотной аккумуляторной батареи.

Основными процессами износа свинцово-кислотных аккумуляторов являются:

Хотя батарею, вышедшую из строя по причине физического разрушения пластин, самому починить нельзя, некоторые источники описывают химические растворы и прочие способы способные «десульфатировать» пластины. Простой но вредный для жизни аккумулятора способ предполагает использование раствора сульфата магния . Раствор заливается в секции после чего батарею разряжают и заряжают несколько раз. Сульфат свинца и прочие остатки химической реакции осыпаются при этом на дно батареи, что может привести к замыканию секции поэтому обработанные секции желательно промыть и заполнить новым электролитом номинальной плотности. Это позволяет несколько продлить срок использования устройства. Если батарея имеет одну или несколько секций которые не работают (то есть не дают 2.17 вольта — например если корпус имеет трещины) возможно соединить две (или больше) батареи последовательно: к плюсовому контакту первой батареи подключаем плюсовой провод потребителя, к минусовому контакту второй батареи — минусовой провод потребителя, а две оставшихся контакта батареи соединяются кабелем. Такая батарея имеет суммарное напряжение работающих секций и поэтому количество работающих секций должно быть не более шести — то есть необходимо слить электролит из излишних секций. Такой вариант подходит для транспортных средств с большим моторным отсеком.

Как устроен гелевый аккумулятор

Устройство гелевого аккумулятора значительно отличается от устройства его кислотного предшественника. Главное отличие — вместо жидкости внутри находится плотная структура в виде геля. Такая структура обеспечивается тем, что в электролит добавляется оксид кремния.

Гель выполняет и роль сепаратора (разделителя) между пластинами во избежание короткого замыкания между ними. Он плотно «держит» электролит и пластины, как бы запечатывая их внутри себя. Все это выглядит для покупателя очень заманчиво. Но перед тем, как приобретать гелевый аккумулятор для авто, плюсы и минусы такого варианта также не помешает рассмотреть более подробно.

Достоинства и недостатки гелевых батарей

Плюсы:

Гелевые АКБ заряжаются быстрее кислотных, потому что их пластины сделаны из очищенного свинца, имеющего низкое сопротивление.
На вопрос о том, как обслуживать гелевый аккумулятор, можно смело ответить, что никакого дополнительного обслуживания он не требует, потому что относится к категории необслуживаемых.
Заряд и разряд у него будет выше, а следовательно, будут сильнее и пусковые токи, до 1000 А. У «кислотника» их максимальный уровень составляет 300-400А.
Отсутствие жидкого электролита и опасных для жизни и здоровья испарений — огромное преимущество: гелевые АКБ можно класть набок и даже переворачивать «вверх ногами».
Гелевый аккумулятор устойчив к глубоким разрядам вследствие запечатанных пластин — пластины, находящиеся в глубоко запечатанном состоянии, не осыпаются.
Можно держать его в режиме ожидания год или даже два года. Жидкости внутри нет, поэтому никаких «сверх-химических» реакций не происходит. Рекомендуется подзаряжать его раз в год при отсутствии эксплуатации.
Такая АКБ долговечнее свинцово-кислотной, может служить от 8 до 15 лет.

Однако, несмотря на все преимущества, минусы у таких аккумуляторов тоже есть:

Высокая стоимость. Гелевые АКБ емкостью 60 Ач стоят от 20 000 рублей за одну штуку. Это в четыре раза дороже, чем любой «кислотник».
Они боятся высокого напряжения. Им необходимо заряжаться токами не больше 14,4-15 вольт. Если заряжать током 15,3 В, то очень быстро начнется процесс разрушения аккумулятора. Гель при напряжении выше 15 вольт начинает таять и становится жидким, а в прежнее состояние его вернуть невозможно.
При температурах ниже -50°С гель превращается в кристалл, замерзает, становится ломким и не держит электролит внутри. Емкость падает, и «оживить» батарею невозможно.
Если планируется установка в автомобиль гелевой АКБ, необходимо будет приобрести две дополнительные защитные клеммы с реле-регулятором — для того, чтобы эта система «страховала» батарею от опасных для нее уровней напряжения. Если докупать две клеммы, стоить они будут около 3000 рублей.

Последний пункт из разряда «минусов» нуждается в дополнительном разъяснении. Будет полезно узнать и учесть определенные особенности устройства отечественных автомобилей. Точнее, слабость конструкции их реле-регуляторов, которые могут выйти из строя в любое время. Если это произойдет, и системы контроля напряжения не будет, гелевая АКБ безвозвратно потеряет свою пригодность к работе. Для этого и нужны защитные клеммы с дополнительным реле-регулятором, который возьмет на себя функции «местного» реле в случае, если его исправность будет нарушена.

История применения аккумуляторных батарей

Свинцово-кислотная батарея – первая перезаряжаемая батарея, разработанная для коммерческого использования в 1850-х годах. Несмотря на довольно приличный возраст в более чем 150 лет, они по-прежнему активно применяются в современных устройствах. Более того, они активно применяются в приложениях, где, казалось бы, вполне возможно обойтись современными технологиями. Некоторые распространенные устройства вполне активно применяют СКБ, такие как источники бесперебойного питания (ИБП), гольфкары или вилочные погрузчики. Удивительно, но рынок свинцово-кислотных аккумуляторов по-прежнему растет для определенных ниш и проектов.

Первое, довольно ощутимое нововведение в свинцово-кислотную технологию пришло в 1970-е годы, когда были изобретены герметичные СКБ или необслуживаемые СКБ. Данная модернизация состояла в появлении специальных клапанов для стравливания газов при зарядке/разрядке аккумуляторов. Кроме того, применение увлажнённого сепаратора сделало возможным эксплуатировать аккумулятор в наклонном положении без протеканий электролита.

СКБ, или англ. SLA, часто классифицируют по типу или применению. В настоящее время наиболее распространенными являются два типа: гель, известный также как свинцово-кислотная батарея с регулируемым клапаном (valve-regulated lead acid (VRLA)) и абсорбирующий стеклянный мат (absorbent glass mat AGM). Аккумуляторы AGM используются для небольших ИБП, аварийного освещения и инвалидных колясок, в то время как VRLA предназначается для приложений более крупного формата, таких как резервное питание для сотовых ретрансляционных мачт, интернет-центров и вилочных погрузчиков. Свинцово-кислотные аккумуляторы также можно классифицировать по следующим признакам: автомобильные (стартер или SLI — запуск, освещение, зажигание); тяговые (тяга или глубокий цикл); стационарные (источники бесперебойного питания). Основным недостатком SLA во всех этих приложениях является жизненный цикл — если они многократно разряжаются, они сильно повреждаются.

Удивительно, но свинцово-кислотные аккумуляторы были бесспорными лидерами рынка аккумуляторных батарей в течении многих десятилетий, вплоть до появления литий-ионных батарей в 1980-х годах. Литий-ионная батарея представляет собой перезаряжаемую ячейку, в которой ионы лития движутся от отрицательного электрода к положительному во время разряда, и наоборот во время заряда. Литий-ионные аккумуляторы используют интеркалированные литиевые соединения, но не содержат металлического лития, который используется в одноразовых батареях.

Литий-ионный аккумулятор впервые был изобретен в 1970-х годах. В 1980-х на рынок была выпущена первая коммерческая версия батареи с катодом на основе оксида кобальта. Данный тип устройств имел значительно большие возможности по весу и емкости, по сравнению с системами на никелевой основе. Новые литий-ионные аккумуляторы способствовали огромному росту рынка мобильных телефонов и ноутбуков. Первоначально, из-за соображений безопасности, вводились более безопасные варианты, которые включали добавки на основе никеля и марганца в кобальт-оксидный материал катода, в дополнение к инновациям в строительстве клеток.

Первые литий-ионные элементы, представленные на рынке, были в жестких алюминиевых или стальных банках, и, как правило, имели только несколько форм-факторов цилиндрической или призматической (форма кирпича) формы. Однако, с расширением спектра применения литий-ионной технологии начали изменяться и их габаритные размеры.

Например, менее дорогие версии более старой технологии применяются в ноутбуках и сотовых телефонах. Современные тонкие литий-полимерные элементы используются в смартфонах, планшетах и носимых устройствах. В настоящее время литий-ионные аккумуляторы используются в электроинструментах, электрических велосипедах и других устройствах. Такая вариация предвещает полную замену свинцово-кислотных устройств во все новых и новых приложениях, направленных на улучшение габаритных и силовых показателей.

Кислотные аккумуляторы – обслуживание

На данный момент существует два типа свинцово-кислотных аккумуляторов: традиционный и герметичный (необслуживаемый).

Для обслуживания классического типа АКБ характерны следующие действия:

Осмотр электрических соединений.
Проверка уровня электролита и его плотности.
Диагностика емкости свинцово-кислотного аккумулятора (метод контрольного разряда).
Поиск следов электролита на крышке аккумулятора.

Заметив проблему, ее стоит как можно быстрее купировать, до того, как аккумулятор придет в негодность или вызовет ряд других нежелательных проблем.

Правила обслуживания кислотного аккумулятора

Обслуживание и уход за АКБ своими руками

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы практически не нуждаются в обслуживании. Современные технологии позволили избежать проблем, которые могли привести к быстрому износу.Тем не менее, профилактическая проверка электрических соединений будет не лишней. Во время нее следует обследовать как клеммы, так и саму поверхность аккумулятора. Нежелательными признаками окажутся:

Следы окислов и белого налета.
Разболтанные соединения (болтовые или винтовые).
Не укрепленные клеммы.
Видимые механические повреждения.

В случае обнаружения перечисленных проблем следует избавиться от них самостоятельно или при помощи специалистов.

После внешней проверки стоит прибегнуть к использованию тестера аккумулятора. Специальное устройство позволит точно определить емкость без традиционного контрольного разряда.

Что будет, если не соблюдать правила зарядки свинцового аккумулятора?

Описанные выше способы зарядки свинцового аккумулятора позволяют
зарядить аккумулятор быстро и безопасно. Они ориентированы на максимальное сохранение ресурса
свинцового аккумулятора и замедление старения аккумулятора.

Возможна ли зарядка аккумулятора током, большим, чем максимально
допустимый? Да, аккумулятор зарядится, даже если ток зарядки будет превышать установленный
производителем максимум. Но, во-первых, если не уменьшить ток хотя бы в конце зарядки, то аккумулятор зарядится
не полностью. А во-вторых, во время зарядки большим током перестанет быть эффективным механизм рекомбинации
газов внутри герметичного свинцового аккумулятора, и электролит аккумулятора
потеряет воду, даже, если потом, в конце зарядки, зарядный ток будет уменьшен. В результате превышения тока
даже во время одной зарядки, аккумулятор не проработает весь расчетный ресурс и выйдет из строя раньше.

Возможна ли зарядка аккумулятора очень маленьким током, намного меньшим, чем
максимально допустимый, скажем, током в 0.2% от емкости? Да, аккумулятор полностью зарядится даже таким током.
Но зарядка аккумулятора будет продолжаться неоправданно долго — несколько недель. Кроме того, значительную
часть этого времени аккумулятор будет находиться в разряженном состоянии, что почти эквивалентно хранению свинцового аккумулятора
в разряженном состоянии. А это ведет к сульфатации и ускоренному
старению аккумулятора. Однократная зарядка очень малым током не выведет аккумулятор из строя, но такие
зарядки не следует повторять часто.

Неправильный выбор конечного напряжения зарядки также опасен для
аккумулятора. Недостаточное конечное напряжение приведет к недозарядке аккумулятора, и он сделает шаг в
сторону сульфатации. А избыточное напряжение зарядки чревато
выделением газов из аккумулятора и потерей воды электролитом. Это еще сильнее уменьшает ресурс
аккумулятора, чем зарядка аккумулятора пониженным напряжением.

При температуре ниже -15&deg C зарядка аккумулятора не рекомендуется,
поскольку при низкой температуре перестает работать механизм рекомбинации газов внутри
герметичного свинцового аккумулятора, и электролит теряет воду.

Защита от перезарядки батареи

Кислотные батареи имеют очень важное преимущество, заключающееся в том что напряжение отражает состояние заряда. Чтобы избежать перезарядки, просто не превышайте указанное в паспорте напряжение

Обычно указывается максимальный зарядный ток данной батареи — например, максимальный зарядный ток обычных типовых автомобильных 12-вольтовых аккумуляторов составляет 3,6 А, то есть 0,3 С (30% от числового значения емкости).

Зарядка при постоянном токе в течение времени, возможно, будет приемлемой при низком зарядном токе, значительно ниже 0,1 C (10% емкости по количеству). Но это также может повлечь за собой газообразование. Проблема в том, что напряжение свинцовой батареи растет, и при значительном токе оно превысит допустимый уровень, что вызовет интенсивное выделение газов.

Теоретически можно использовать любой примитивный выпрямитель из лампочки и диодов, контролируя напряжение с помощью вольтметра и отключать заряд при повышении напряжения до предельного значения. На практике такой способ контроля не сработает. Человеческое участие должно быть исключено (чтоб не забыть отключить АКБ). Кроме того, многие производители сообщают, что AGM и гелевые аккумуляторы следует заряжать «плавным» постоянным током с минимально возможной пульсацией.

Поэтому для взаимодействия с гелевыми и AGM-аккумуляторами используются специальные зарядные устройства, которые по сути представляют собой стабилизаторы с определенным напряжением, обычно также содержащие схему ограничителя тока.

Самая популярная процедура зарядки CCCV

Схема зарядного устройства на 1 Ампер с ограничителем тока представлена на рисунке ниже. На начальном этапе зарядки аккумулятор заряжается постоянным током, определяемым номиналом резистора R3 (I ~ 0,7 В / R3). Когда падение напряжения на R3 приближается к 0,7 В, T1 начинает открываться, и напряжение понижается настолько чтобы поддерживать постоянный ток.

Схема зарядного устройства с ограничителем тока

В этой начальной фазе в зарядном устройстве срабатывает ограничитель тока и напряжение постепенно увеличивается. Когда напряжение достигает значения, определяемого R1 и R2 + P1, зарядное устройство начинает работать как обычный стабилизатор напряжения с блоком LM317 в простейшем включении. Напряжение больше не увеличивается, а это значит что когда аккумулятор почти полностью заряжен, ток автоматически начинает плавно уменьшаться, практически до нуля.

Зарядные характеристики авто АКБ

Процесс этой самой популярной процедуры зарядки, называемой CCCV (постоянный ток, постоянное напряжение), показан на рисунке. Предотвращение чрезмерного повышения напряжения эффективно предотвращает образование газов. Методом CCCV также заряжают литиевые батареи (Li-Ion, LiPo, LiFePO4), отличаются только допустимые токи и напряжения.

Можно сократить время зарядки, увеличив ток до максимального значения по документации к АКБ. Тогда время зарядки будет в 1,5 … 2 раза меньше, чем это могло бы быть при делении номинальной емкости C на стандартный зарядный ток.

Устройство свинцово-кислотного аккумулятора

Конструкция батареи свинцово-кислотного типа кардинально отличается от других устройств, предназначенных для выработки пускового тока и питания электроприборов. Хотя в самой сути лежат химические процессы и электролиз. Диоксид свинца и чистый свинец вступают во взаимодействие с раствором серной кислоты.

Устройство АКБ такого типа можно описать химическими процессами: в ходе нагрузки происходит образование сульфата свинца. В это время этот металл окисляется на аноде, а на катоде восстанавливается его диоксид. В процессе заряда протекают противоположные реакции. На пластинах располагается сульфат свинца: он распадается, а на аноде снова восстанавливается чистый свинец. Благодаря этим несложным химическим процессам есть возможность многократно использовать батарею, то разряжая, то заряжая её повторно.

Но в составе каждого автомобильного аккумулятора присутствует такой рабочий элемент, как электролит — это жидкость, пропускающая электрический ток. Если зарядка длится слишком долго, то сульфата свинца становится всё меньше, и начинается процесс электролиза. Обилие пузырьков приводит к закипанию дистиллированной воды внутри батареи. Допускать такое явление не рекомендуется, потому что возрастает угроза взрыва.

Производители закладывают такую опцию, как постепенное снижение величины заряда на клеммах по мере возрастания напряжения. Также существует угроза потери дистиллята, но её восполняют периодической доливкой. Одним из самых важных критериев аккумуляторных батарей выступает их ёмкость. Аккумулятор устроен таким образом, чтобы отдавать электрическую энергию, и в этом его самое главное предназначение. Чем больше ёмкость, тем большим количеством энергии он делится с потребителями тока.

Измеряется ёмкость в ампер-часах и зависит от активной площади электродов каждой батареи. Чтобы добиться увеличения этого критерия, можно использовать несколько соединённых между собой пластин, выполняющих роль электродов. Их могут изготавливать из пористых материалов, что тоже приносит положительный эффект. Проводить ток в этом случае может не только поверхность, но и внутренняя структура. Ёмкость не является постоянным фактором, она зависит от других обстоятельств: силы разрядного тока, состояния, в котором находятся пластины, температуры рабочей жидкости. Если температура понижается, ёмкость автоматически тоже уменьшится, поскольку вязкость электролита будет снижена, и электрохимические реакции протекают в таких условиях труднее.

Методы зарядки

постоянным током;
постоянным напряжением;
комбинированный.

Во время зарядки необходима корректировка этих значений.

Зарядка постоянным током

АКБ подключается к зарядному устройству (ЗУ);
задается ток силой 1/10 от номинального;
зарядка длится несколько часов, потом прибором измеряется выходное напряжение;
процесс останавливается, если значение составляет 14 В;
снижается сила тока до 3 А (если значение было выше, например, 6 А), иначе возможно закипание;
сила тока снижается снова, теперь уже до значения 1,5 А при достижении другого важного параметра — 15 В;
процесс зарядки прекращается только тогда, когда два главных параметра перестают меняться и остаются неизменными.

Основные характеристики, параметры

Емкость (номинальная) — количество электрической энергии, которое могут дать кислотные батареи, измерение происходит в момент разряда, при нагрузке маленьким током потребления, единицы измерения— А*ч.
Стартерный ток – показывает способность АКБ отдавать большие токи при температуре — 18оС на протяжении половины минуты.
Емкость(резервная) — показывает временной промежуток, на протяжении которого кислотные батареи отдают ток 25 А до величины напряжения 10,5 В.
Нижнее значение напряжения разряженной АКБ — 1,75 — 1,8 V.
Температурный рабочий диапазон — – 40ос — + 40оС.

Заглянем что внутри?

Принципиально конструкция аккумуляторов осталась неизменной со времени их изобретения: свинцовые пластины и кислота. Внутреннее пространство заполнено электролитом, состоящим из 38%-ной серной кислоты и дистиллированной воды. В каждой батарее отрицательные и положительные электроды чередуются. Между пластинами размещаются пластмассовые сепараторы. Все перемычки между элементами и батареями изготовлены из свинца.

Заряд батареи

Свинцово-кислотная батарея заряжается путем подачи на нее постоянного тока любой величины (с учетом технологических ограничений, связанных с самой батареей или ее соединениями), при условии, что это не приводит к появлению на клеммах батареи напряжения, превышающего 2,35 В на элемент (значение при 25 ° C ) .

Авто зарядное устройство. Сила тока уменьшается по окончании зарядки

Применение этого правила приводит к соблюдению на практике двух последовательных фаз зарядки:

Так называемая фаза «CC» ( постоянный ток или постоянный ток ), во время которой напряжение элемента составляет менее 2,35 В, несмотря на приложение максимальной токовой нагрузки зарядного устройства: ток определяется зарядным устройством, а напряжение — от аккумулятора. . Напряжение на выводах каждой ячейки увеличивается по мере перезарядки батареи;
Фаза известна как «CV» ( Постоянное напряжение или «TC» Постоянное напряжение ), также называемая «фаза поглощения» начинается , как только напряжение на элемент достигает значения 2.35 V на элемент после применения заданного значения CI выше , приводит к зарядное устройство (его сервосистема, преобразующая его в генератор напряжения), чтобы отрегулировать ток так, чтобы напряжение оставалось равным 2,35 В на элемент, в то время как аккумулятор продолжает заряжаться. Следовательно, ток во время этой фазы является убывающей функцией времени. Теоретически он стремится к 0 асимптотически.

В конце зарядки ток в фазе CV не отменяется. Он стабилизируется на низком, но не нулевом значении, что больше не увеличивает степень заряда, а электролизует воду из электролита . Поэтому рекомендуется прервать заряд или, если мы хотим применить постоянный заряд (называемый поддерживающим или « плавающим », чтобы компенсировать явление саморазряда ), снизить заданное напряжение до значения порядка 2,3 В на элемент.

Зарядка CC / CV получила широкое распространение, потому что только она позволяет заряжать большим током (и, следовательно, быстро), не повреждая аккумулятор. Этот режим зарядки используется во всех автомобилях: в фазе постоянного тока зарядный ток существенно зависит от скорости вращения генератора (и, следовательно, двигателя). В фазе CV заданное напряжение поддерживается сервоуправлением, образованным регулятором напряжения. Это фактически снижает ток возбуждения генератора переменного тока, так что выходной ток генератора никогда не приводит к напряжению выше 2,35 В на элемент (с небольшой коррекцией в зависимости от температуры).

Когда в случае недорогих зарядных устройств зарядное устройство, способное ограничить его напряжение до эталонного значения, соответствующего 2,35 В на элемент, недоступно, рекомендуется ограничить значение зарядного тока (в амперах), например, до 10% от значения емкости аккумулятора (в ампер-часах), чтобы минимизировать разрушительные последствия скачка напряжения, который может произойти в конце зарядки (а также вредные последствия для срока службы электродов) .

Напряжение 2,34 В на ячейку называется « _газ V ». Это соответствует напряжению, при котором электролит в жидкой форме подвергается электролизу ( 2 H ₂ + O ₂).

Аккумулятор никогда не должен разряжаться менее чем на 20% от его номинальной емкости. Напряжение не является надежным эталоном с течением времени, так как чем старше батарея, тем сильнее падает напряжение.

Особенности работы свинцово-кислотной аккумуляторной батареи