Как продлить жизнь тяговой необслуживаемой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи

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.

Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.

Средняя: Выберите оценкуСлабоТерпимоНеплохоВеликолепноИдеал