Свинцовый аккумулятор: особенности работы

Статья про свинцовый аккумулятор: как он работает, его особенности, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о том, как работает свинцово-кислотный аккумулятор.

Содержание статьи:

Свинцовый аккумулятор — один из наиболее распространенных классов батареи, обеспечивающий большой ресурс (более пятисот циклов подзарядки) при максимальной удельной мощности.

Аккумуляторная батарея широко используется в промышленности как автономный источник энергии, на транспорте — как стартерная батарея.

Принцип использования

В основе работы батареи на свинцовых пластинах лежит химическая реакция между свинцом и диоксида свинца, которой способствует серная кислота, вступающая электролитом.

В период окисления происходит отдача заряда электричества на клеммы и разрядка аккумуляторной батареи. В процессе перезарядки происходит восстановление свинцовой пластины на аноде. Абсолютно заряженный аккумулятор для легкового автотранспорта имеет постоянный заряд между клеммами около 2 вольт.
Во время разрядки постоянно снижается плотность электролита за счет расхода серной кислоты, вырабатывается большее количество воды. При перезарядке происходит обратный процесс. При зарядке батареи следует снижать ток зарядки — это предотвратит чрезмерное выделение водорода и кислорода, которое проявляется в «кипении» при перезарядке.

Конструктивные особенности

В качестве главного элемента автомобильной батареи выступают чередующиеся пластины с отрицательным и положительным электродами. Стандартная автомобильная батарея состоит из шести аккумуляторов, сложенных в один корпус. В качестве материала корпуса используют полипропилен — материал с минимальной электропроводностью и достаточно устойчивый к агрессивному воздействию серной кислоты.

Главные элементы свинцового аккумулятора:

В современных свинцовых аккумуляторах используют для пластин свинцово-кальциевый сплав — это позволяет батарее иметь минимальные параметры саморазрядки с небольшим доливом воды. Допустимые потери емкости — 50% от заряда за 18 месяцев.

Упакованные пластины батареи заливаются раствором серной кислоты, плотность которой уменьшается в процессе эксплуатации. В автомобильных аккумуляторах в корпусе предусмотрено дренажное отверстие для выхода газа при перезарядке либо горловина с пробками.
Пластины в блоке располагаются поочередно, по полярности. Свинцовые пластины имеют форму сот (губки). Чаще используется сплав олова, что увеличивает антикоррозионные свойства.

При изготовлении корпуса автомобильного аккумулятора учитываются следующие факторы:

Главные технические характеристики

Свинцовый аккумулятор обладает рядом технических и эксплуатационных характеристик, которые наносятся на корпус заводом-изготовителем. При выборе аккумулятора учитываются следующие параметры:
Резервная емкость. Термин обозначает время, за которое аккумуляторная батарея отдаст ток в 25 Ампер до конечного напряжения 10,5 В. Характеристика определена ГОСТ — Р 53 165 – 2008.
Емкость по номиналу. Величина определяет количество электричества, которое может обеспечить конкретный аккумуляторный узел. Высчитывается в ампер-часах. Измерение величины происходит при пропуске разряда малого тока.
Стартерный ток. Характеристика показывает, насколько быстро батарея способна отдать сильный ток при минимальной температуре. Замеры производятся заводом-изготовителем согласно ГОСТу, температура минимума определена в -18 ° по Цельсию (0 °F) в течение 30 секунд.

Эксплуатация свинцового аккумулятора

Особенности эксплуатации автомобильного аккумулятора заключаются в следующем:
Следует обеспечить постоянный контроль уровня электролита. При просачивании кислоты через горловину или пробку корпуса батареи во время езды происходит быстрая саморазрядка аккумулятора.
При снижении допустимого уровня воды происходит сульфатация батареи за счет оголения пластин — рекомендуется проверять допустимый порожек и доливать в корпус дистиллированную воду.
Систематически проверять так называемую «паразитную» или «паразитарную» утечку тока в автомобильном электрообрудовании, если аккумулятор разряжается быстрее нормы.
Как правило, ремонт аккумулятора не производится. При исчерпании ресурса материал корпуса и блоки батареи идут на утилизацию.

Преимуществом свинцового аккумулятора остается стабильная работа и сохранение заряда при максимально низких температурах. В кислотно-свинцовых батареях допустимой нормой считается потеря емкости на 1% при понижении температуры на каждый градус после -20 градусов. Пониженная отдача тока и уменьшение емкости связано со скоростью течения химических реакций.

При температуре ниже -20 градусов Цельсия свинцовые аккумуляторы не принимают от генератора достаточно заряда и не могут обеспечить надежный пуск мотора. Для этого в конструкции автомобильного аккумулятора для предусмотрен подогреватель системы.

Преимущества автономного источника питания

Свинцовые аккумуляторы, кроме использования на транспорте как основном источнике потребления, широко используются как аварийные источники электроэнергии для электрокаров на производстве. Важные преимущества свинцовых аккумуляторов:

Недостатками свинцовых аккумуляторов являются значительный вес даже при небольшом объеме внутренних блоков пластин и сложность восстановления работы при глубокой разрядке.

Видео о том, как работает свинцово-кислотный аккумулятор:

Автор статьи: Сергей Василенков

Источник: fastmb.ru