свинцово-кислотные
Китай планирует пересмотреть стандарты для электровелосипедов
В Китае правительство планирует пересмотреть стандарты для электровелосипедов в сторону увеличения допустимой максимальной скорости и массы для них.
Такое решение принято в связи с тем, что из-за больших объемов импорта свинца для аккумуляторных батарей, Китай имеет существенные скидки от продавцов. Для поддержания статус-кво требуется ежегодный рост закупок свинца.
- dasp's blog
- Добавить комментарий
- Читать далее
- просмотров: 199
Как продлить жизнь тяговой необслуживаемой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи
![]() |
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] Эта статья создана в помощь ищущим информацию о продлении срока эксплуатации необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов. В статье затрагиваются базисные моменты, знание и практическое использование которых позволит получить больший срок жизни вашей батареи. Основой для написания статьи послужила страница How to restore and prolong SLA and VRLA lead-acid batteries, batteryuneversity.com , а также информация с сайтов компаний-производителей необслуживаемых батарей и немного личного опыта. VRLA (Valve Regulated Lead Acid batteries) - батареи с регулируемыми клапанами, или SLA (Sealed Lead Acid batteries) – герметизированные свинцово-кислотные батареи, являются технически индентичными. В англоязычных ресурсах имеется некоторая путаница с применением данных аббревиатур, однако использование аббревиатур SLA и VRLA для необслуживаемых свинцово-кислотных батарей отличаются в них только областью применения и емкостью (SLA – для батарей емкостью до 30А*ч, VRLA – для более емких батарей). Для понимания процессов старения в герметизированных свинцово-кислотных батарей необходимо помнить о том, что необслуживаемые свинцово-кислотные батареи разработаны с низким потенциалом перезаряда (диктуется необходимостью снижения объема газов, выделяемых в фазу интенсивного газовыделения, "добивки"). Следствием данного конструктивного решения является сложность выбора алгоритма заряда – поскольку батарея никогда полностью не заряжается, то постепенно увеличивается сульфатация пластин. С другой стороны при применении перезаряда уменьшается сульфатация, но из-за конструкции SLA батареи происходит повышенная коррозия положительного электрода, что приводит к выходу аккумулятора из строя. В следствие этого требуется придерживаться рекомендаций производителя по поводу алгоритма заряда SLA батареи, поэтому не обижайтесь, если в процессе чтения статьи я буду часто отсылать вас к информации производителя вашего аккумулятора. Следует помнить, что температура аккумулятора сильно влияет на срок его жизни. Превышение температуры, при которой аккумулятор длительно работает, на каждые 10°C приводит с сокращению времени жизни в 2 раза. Справедливо также обратное замечание. Также следует отметить, что нижний температурный предел у SLA батарей также ограничен, и чем больше разряжена батарея, тем хуже ее рабочие характеристики при низких температурах. При использовании VRLA батарей необходимо, чтобы все элементы имели очень близкие характеристики. Поскольку при использовании батареи возникает разбалансировка напряжений на различных элементах, необходима процедура эквализации аккумуляторов в батарее. Эквализация достигается путем увеличения напряжения на каждой ячейке до 2,5В в течение двух часов. Процедура эквализации проводится раз в 6 месяцев, или чаще, если указано производителем батареи. Всвязи с повышенным требованием к точности соблюдения параметров заряда для необслуживаемых батарей необходимо правильно выбирать зарядное устройство. Допустимая пульсация зарядного тока ограничена, обычно в пределах до 2,5% от номинального напряжения (измеряется при нагрузке зарядного устройства максимальным током для данного зарядного при отключенном аккумуляторе). Это означает, что необслуживаемые аккумуляторы необходимо использовать совместно с импульсными зарядными устройствами, работающими на частоте в десятки килогерц и обеспечивающими постоянное напряжение (не пульсирующее в такт с напряжением в сети 220В 50Гц). Производитель может требовать более жестких параметров зарядного устройства. Также желательно иметь зарядное устройство с температурным датчиком, поскольку при заряде повышается температура аккумулятора, вместе с температурой растет емкость, с ростом емкости зарядный прибор может перезарядить батарею свыше необходимого уровня, что приводит к еще большему росту температуры и, как минимум, к ухудшению параметров батареи. Подобная ситуация существует и при заряде батареи при низких температурах. Температурный датчик позволяет сдвинуть параметры заряда в зависимости от температуры аккумулятора, что позволяет избежать указанного нежелательного эффекта. В качестве иллюстрации необходимости термодатчика в зарядном могу привести пример двухмесячной давности заряда никель-кадмиевой батареи для профессионального шуруповерта (в плане поведения, в зависимости от повышения температуры, данные аккумуляторы схожи со свинцово-кислотными) на зарядном без термодатчика, позволяющего заряжать бататею ускоренным темпом – за час. В то время была температура в квартире около 30°C, зарядное автоматически должно заряжать аккумулятор до достижения целевого напряжения и автоматически отключаться, что английским по-белому было сказано в инструкции в разделе безопасность. Утром первый аккумулятор из комплекта был заряжен без всяких эксцессов – через 50 минут зарядное отключилось, ближе к вечеру второй аккумулятор при заряде преподнес сюрприз: из-за отсутствия термодатчика в зарядном, батарея вошла в рекурсивный цикл повышения емкости, в зависимости от температуры. Так как заряд был ускоренным проблема была замечена поздно – когда аккумулятор пошел дымом и стал разбрызгивать горячий электролит. Быстро отключенный от сети зарядник удалось спасти. Аккумулятор же еще долго сопел в агонии, пытаясь причинить как можно больше вреда при отходе в мир иной, однако ему это не удалось и вред ограничился стоимостью самого аккумулятора – 15USD. С тех пор зарядное подключается к сети через таймер. Желательно поддерживать батарею в заряженном состоянии и избегать глубоких циклов разряда. Для нивелирования глубины разряда применяются более емкие батареи. Разряд VRLA батареи меньше чем 2,1В на аккумуляторную банку приводит к сульфатации пластин. Для уменьшения уровня сульфатации в конце заряда рекомендуется применять заряд постоянным напряжением 2,4В на элемент в течение 2х часов. Длительность заряда желательно расчитывать, исходя из 14 часов, увеличение времени заряда с 8 до 14 часов увеличивает время жизни батареи при соблюдении алгоритма заряда, рекомендуемого производителем. Для заряда некоторых VRLA батарей производители рекомендуют реверсивный метод заряда – в котором зарядное устройство, в процессе заряда, циклично на короткое время переключается в режим разряда батареи. Использование реверсивного метода заряда позволяет уменьшить сульфатацию пластин при сохранности анода, что продляет жизнь батареи. Надеюсь, что эта статья помогла вам оценить объем проблемы продления жизни необслуживаемым свинцово-кислотным аккумуляторам. VRLA (SLA) аккумуляторные батареи являются необслуживаемыми с точки зрения отсутствия необходимости долива дистилированной воды, эта же конструктивная особенность диктует более жесткие требования к условиям их разряда/заряда, что требует строгого соблюдения рекомендаций производителя для продления жизни необслуживаемой свинцово-кислотной батареи. Читайте также: Свинцово-титановые кислотные аккумуляторные батареи с биполярными электродами - будущее тяговых батарей для электромобилей. |
|
![]() |
Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor |
|
- Добавить комментарий
- просмотров: 2058
История возникновения, основные характеристики
|
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] Свинцово-кислотные аккумуляторные батареиИзобретены в 1859 году французским врачом Гастоном Планте. Из-за примитивной конструкции пластин и сепаратора (пластины из листового свинца, обернутые в полотняный сепаратор, скрученые в спираль, опускались в 10% раствор серной кислоты) отличались низкой емкостью. Далее конструкция свинцово-кислотных аккумуляторов неоднократно совершенствовалась за счет изменения структуры пластин и сепаратора. В 1880 году была предложена технология изготовления намазных электродов (на пластины наносились окислы свинца), в связи с этим значительно повысилась емкость аккумуляторов. В 1881 году было предложено использовать в качестве электродов намазную решетку. В этом же году была изобретена технология производства электродов из сплава свинца и сурьмы. С 1890 года свинцово-кислотные батареи стали выпускаться в промышленных масштабах. В 1957 году были изобретены батареи с гелевым электролитом, не требующие ухода. В 1970х годах в промышленности появились также герметизированные батареи, в которых электролит был адсорбирован на сепараторе. В 1980х появились электроды из сплава свинца с кальцием для улучшения прочности электрода при снижении его веса. Типы аккумуляторных свинцово-кислотных батарей по применению:
Поколения свинцово-кислотных батарей.
Батареи второго и третьего поколения также называются VRLA (Valve Regulated Lead Acid batteries) - батареи с регулируемыми клапанами, или SLA (Sealed Lead Acid batteries) - герметичные свинцово-кислотные батареи (хотя называть герметичными батареи с клапаном для выпуска избытка газа не совсем правильно, поэтому в рускоязычных ресурсах их называют герметизированными). Читайте также: Как продлить жизнь необслуживаемой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи |
| Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor |
- Добавить комментарий
- просмотров: 991
Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
![]() |
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] Тяговые свинцово-кислотные батареи - первые батареи для электромобилей, начали использоваться еще в конце 19 века в первых электромобилях. В настоящее время тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы изготавливаются по панцирной технологии, где положительный электрод окружен панцирной сеткой, которая удерживает материал электрода от распада и препятствует образованию крупных кристалов свинца при зарядке (защита от замыкания между пластинами, что приводит к выходу из строя аккумулятора). Основные типы тяговых аккумуляторных свинцово-кислотных батарей:
Существует еще много разновидностей тяговых батарей, но их ограничивают параметры рабочей среды для использования и в электромобилях использование таких батарей проблематично. Например, как вам использование в электромобиле тягового малообслуживаемого аккумулятора, в спецификациях которого указано использование в напольном транспорте (с О-О-Очень ровным полом:)! Плюсы использования тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов:
Банка дегтя в бочке меда - минусы использования тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов:
Для свинцово-кислотных тяговых батарей выпускаютя системы автоматического долива воды и воздушного перемешивания электролита. Системы автоматического долива воды позволяют упростить процесс ухода за аккумулятором, ликвидируют риск перелива и разбрызгивания электролита в процессе обслуживания. Системы воздушного перемешивания электролита снижают потери электроэнергии при заряде до 10%, уменьшают нагрев аккумулятора, снижают газовыделение. При использовании систем перемешивания электролита снижается кратность обслуживания аккумулятора - по заявлениям некоторых производителей до 2-4 раза в год. Статья редактировалась - 18.04.07 Читайте также: Свинцово-титановые кислотные аккумуляторные батареи с биполярными электродами - будущее тяговых батарей для электромобилей |
|
![]() |
Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor |
|
- Добавить комментарий
- просмотров: 1488
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи – заметки о совокупной стоимости эксплуатации
![]() |
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] Вопросы стоимости АКБ для электромобиля стоят очень остро. Аккумулятор является основной расходной частью, поэтому вопросы минимализации расходов на смену АКБ должны стоять на одном из первых мест при расчете электромобиля. В настоящее время наиболее распространенным выбором для конвертации автомобиля с ДВС в электромобиль является, проверенная временем, герметизированная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея. Далее вы сможете ознакомиться с некоторыми замечаниями, касающимися выбора герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с точки зрения минимализации затрат на покупку и эксплуатацию. Хочу предупредить о том, что анализ дается на основе заявлений производителей аккумуляторов, и некоторые вещи могут немного не совпадать с реальностью. Для анализа будут взяты параметры герметизированных аккумуляторных батарей deep cycle от Hawker и Optima. В красном угле будет выступать Optima Yellow Top, в синем – Hawker G70EP. Для начала необходимо договориться о методике сравнения. За единицу измерения возьмем стоимость единицы емкости (USD/(КВт*ч)) аккумуляторной батареи, а также рассчитаем стоимость накопления электроэнергии за один цикл заряда/разряда в связи с уровнем разряда аккумулятора. Данные по рассматриеваемым АКБ я свел в таблицу Excel: CostPerCycle.xls. В таблице можно поменять параметры стоимости единицы емкости, стоимости 1КВт*ч и параметр количества циклов от глубины разряда, после чего пересчитаются остальные параметры автоматически.
На основании данных таблицы построены следующие графики:
Вы можете видеть, что чем меньше глубина разряда, тем меньше стоимость использования батареи, за счет нелинейного увеличения количества циклов заряда/разряда при частичном разряде батареи. Также есть разница в цене одного цикла в зависимости от типа батареи и глубины разряда. Рассматриеваемые батареи имеют примерно одинаковую стоимость использования при 70-80% разрядах, но при менее глубоких циклах более дорогая батарея вырывается вперед. Исходя из полученных результатов можно сделать определенные выводы о выборе типа и емкости батареи для электромобиля... Если емкость батареи расчитывается исходя из максимального ежедневного пробега (нужно считать 70-80% циклы заряда/разряда из-за постепенной деградации характеристик батареи во время циклирования), то разницы в цене эксплуатации, выбранных для сравнения АКБ, практически не видно. Если же есть возможность расположить на электромобиле бОльшую емкость батареи, то выгоднее расчитывать емкость батареи, исходя из 30-40% циклов. Так что, считайте свои деньги, благо примитивный инструмент для предварительных расчетов вам дан. И, в то же время, помните о том, что заявления производителей могут сильно отличаться от реальности как в худшую, так и в лучшую сторону. При написании статьи я хотел добавить третью батарею (от Troyan), однако производитель использует какую-то хитрую маркировку количества возможных циклов, что сравнить показатели не получилось:(. Читайте также: Подборка статей об электромобилях на русском |
|
![]() |
Copyright © Дмитрий Спицын, 2008.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor |
|
- Добавить комментарий
- просмотров: 1024
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
![]() |
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] Свинцово-кислотные аккумуляторы являются на сегодняшний день наиболее дешевыми и практичными для нужд электротранспорта. Несмотря на длительную (более полутора веков) историю существования до сих пор появляются интересные решения на базе свинцово-кислотной технологии. Далее вы сможете почитать много нового о свинцово-кислотных аккумуляторных батареях.
|
|
![]() |
Copyright © Дмитрий Спицын, 2007-2008.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor [NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] |
|
- Добавить комментарий
- просмотров: 2902
Влияние примесей (добавок) на характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов
![]() |
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] В последнее время, в связи с ростом популярности сайта, все чаще в моей почте попадаются письма от личностей, предлагающих описать очередной модификатор электролита свинцово-кислотной АКБ. Якобы новая сверхсекретная формула модификатора сделает ресурс стартерной АКБ под стать тяговой, причем увеличится не только срок службы, но и отдаваемые токи, и допустимая глубина разряда. Материал этой статьи – мой ответ в адрес очередного лохотрона, эксплуатирующего вполне реальные научные достижения в области аккумуляторостроения. Для чего используются добавки при производстве свинцово-кислотных АКБ? – Для увеличения коэффициента использования активной массы электрода (увеличение емкости), увеличения площади контакта электролита с активной массой электрода (увеличение разрядных токов), снижения интенсивности процессов саморазряда и увеличения прочности электродов. Поскольку условия работы положительного и отрицательного электрода различны, то и для улучшения характеристик электродов применяют различные методики, в том числе и использование добавок к веществу электрода. Также используются различные добавки в электролит. Для улучшения характеристик положительного электрода ранее широко использовались сурмяные сплавы, которые повышали удельную емкость электрода за счет увеличения "рыхлости" активной массы. Однако, в связи с тем, что при длительной эксплуатации сурьма переходит в электролит и вызывает повышенное газообразование при заряде, от использования сплавов с высоким содержанием сурьмы производители воздерживаются. В настоящее время часто используют свинцово-кальциевый сплав для токопроводящей решетки электрода – такие электроды более прочны, и позволяют использовать больший процент активной массы. Однако, на границе свинцово-кальциевого сплава и активной массы, в процессе эксплуатации, образуется труднорастворимый слой сульфата свинца, увеличивающий внутреннее сопротивление аккумулятора. Для решения этой проблемы в электролит такого аккумулятора добавляют фосфорную кислоту, увеличивающую растворимость сульфата свинца. Применение на положительном электроде многих других добавок (сульфата бария или сульфата стронция) ограничено тем фактом, что эти примеси увеличивают скорость коррозии электрода. Также высокая окислительная активность положительного электрода лимитирует применение различных органических поверхностно-активных веществ, добавляющихся в электролит для уменьшения вероятности образования пассивирующих пленок на поверхности кристаллов активной массы (депассиваторы). В качестве депассиватора на отрицательном электроде применяются добавки сульфата бария или сульфата стронция. Кристаллы этих веществ имеют сродство к сульфату свинца, что позволяет играть этим добавком роль центров кристаллизации. Также в качестве депассиваторов могут выступать некоторые органические добавки в электролит (в СССР использовался дубитель БНФ). Применение депассиваторов увеличивает процент использования активной массы отрицательного электрода и способствует снижению внутреннего сопротивления аккумулятора. Для уменьшения процессов саморазряда аккумулятора в электролит вводят органические вещества-ингибиторы саморазряда (в советских аккумуляторах – альфа-нафтол). Однако, использование ингибиторов саморазряда, приводит к ухудшению разрядных свойств аккумулятора. Отрицательные свойства ингибиторов саморазряда диктуют необходимость точного расчета соотношения различных добавок для соблюдения положительного баланса их свойств. Проведя этот небольшой ликбез в области аккумуляторных примесей, можно перейти к формированию выводов:
Читайте также: Никель-металлгидридные аккумуляторные батареи – особенности конструкции и функционирования |
|
![]() |
Copyright © Дмитрий Спицын, 2008.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor |
|
- Добавить комментарий
- просмотров: 1122
Свинцово-титановые кислотные аккумуляторные батареи с биполярными электродами - будущее тяговых батарей для электромобилей
![]() |
[NiCd] [NiMH] [Lead Acid] [LiON] [NaNiCl] [SuperCap] Свинцово-кислотные аккумуляторы – первооткрыватели в ряду вторичных химических источников тока. Уже около полутора веков свинцово-кислотные аккумуляторы верой и правдой служат электромобилестроительству. Казалось, что все ньюансы производства свинцово-кислотных аккумуляторов уже изучены и ждать чего-либо нового от этой старой технологии нечего. И, несмотря на длительный период затишья после изобретения герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, в начале 1990-х появилась новая надежда электромобилистов на такие же дешевые и, в то же время, более емкие аккумуляторные батареи. Данная технология – технология аккумуляторных батарей с биполярными электродами. Биполярные электроды могут применяться не только для свинцово-кислотных батарей, эта технология может использоваться для объединения в батарею разных типов аккумуляторов. Однако первые комерческие батареи с биполярными электродами были анонсированы в 2006 году фирмой Altraverda на основе свинцово-титановых биполярных электродов. Что представляют собой биполярные батареи? – Идея заключается в том, что при соединении аккумуляторных элементов в стринг в качестве токопроводящих перемычек между банками используюется соединение между собой разноименных электродов соседних элементов через токопроводящую стенку. Электроды в месте соединения образуют "сэндвич": сначала идет электрод одной полярности, он вплотную примыкает к токопроводящей стенке, соединяющей соседние банки, потом к этой же стенке примыкает электрод противоположной полярности из соседней банки. Так как "сэндвич" объединяет в себе электроды разной полярности, то данный объединенный электрод называется биполярным, а батарея, созданная по данной технологии – биполярной. Для биполярных батарей фирмы Altraverda были использованы токопроводящие перегородки из керамики, содержащие оксиды титана TiО2 и TiO (Ebonex® Technology). Поэтому эти батареи справедливо называть свинцово-титановыми. По словам производителя, керамика на основе оксида титана отличается достаточно хорошей токопроводимостью и высокой коррозионной стойкостью, что обусловило его выбор в качестве разделителя в биполярном электроде.
Какие выгоды сулит нам данная технология? Во-первых, уменьшается количество электролита в аккумуляторе за счет того, что электролит локализуется только между электродами в аккумуляторной банке, не омывая электроды со всех сторон. Во-вторых – биполярный электрод является более прочным, что позволяет увеличить количество активной массы, участвующей в электрохимических процессах. В-третьих, за счет большой площади токопроводящей стенки, уменьшается внутреннее сопротивление батареи. По заявлениям производителя получается внушительный рост основных параметров у свинцово-кислотных батарей с биполярными электродами по сравнению с другими типами свинцово-кислотных батарей. Оценочные данные сведены в таблицу:
Для технологии свинцово-кислотных батарей налицо явный прогресс. При таком темпе развития технологий ближайшее будущее электромобилей вырисовывается все более четко. Осталось дождаться широкого выхода новых батарей на рынок, чего за прошедший год не наблюдалось. Читайте также: Натрий никель-хлоридные аккумуляторные батареи (ZEBRA) для электротранспорта |
|
|||||||||||||||
![]() |
Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.
Данная страница создана с помощью Smart HTML Editor |
||||||||||||||||
- Добавить комментарий
- просмотров: 1080








