3.4. Особенности конструкции свинцово-кислотных аккумуляторов некоторых производителей

В силу конкурентной борьбы производители аккумулятор­ных батарей постоянно ведут работу над совершенствованием их конструкции, улучшением их технических характеристик и безо­пасности, увеличением срока службы при эксплуатации. По этой причине в конструкции аккумуляторных батарей заложены свои «изюминки», о которых их покупателю и потребителю сле­дует знать.

72

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи

73

Свинцово-кислотные батареи фирмы Varta

Как было отмечено выше, для улучшения качества аккумуля­торов в них используют сплав свинца с сурьмой. Недостаток та­кого способа: при увеличении содержания сурьмы требуется уве­личение значения тока постоянного подзаряда, а уменьшение ее содержания ниже 3 % приводит к образованию кристаллических структур в материале решеток и, как следствие, — трещин.

Фирме Varta удалось разработать сплавы с малым содержа­нием сурьмы, имеющие очень тонкую структуру. Такие сплавы не подвержены коррозии, и при уменьшении содержания в них сурьмы с 6 % до 1,6 % срок службы аккумуляторных батарей увеличивается в 5 раз. Батареи Varta требуют достаточно низкого тока подзаряда, обладают стойкостью к циклическим нагрузкам и безупречным поведением при заряде и разряде.

Для увеличения интервалов по уходу за большими стацио­нарными батареями с жидким электролитом, которые позволяют осуществлять долив воды, в них используются специальные пробки с каталитическими насадками (рис. 3.14). Такие батареи получили название «малоуходных». Пробки выполнены так, что их гидрофобные пористые фильтры пропускают газы, но не про­пускают водный электролит. Насадки содержат металлические катализаторы. Водяной пар, образующийся в аккумуляторах, конденсируется на них, и вода стекает обратно.

Рис. 3.14. Конструкция пробки с каталитическими насадками батарей Varta

В герметизированных аккумуляторах Varta используются то-коведущие выводы специальной конструкции (рис. 3.15). С це­лью получения минимального сопротивления, внутренняя часть вывода 3 выполнена из меди. Снаружи он покрыт свинцом 6. Конструкция вывода обеспечивает герметичность соединения с

Рис. 3.15. Токоведущие выводы герметизированных аккумуляторов Varta

корпусом 4 за счет зажимаемых элементами конструкции рези­новых прокладок 5. Защитный чехол 2 обеспечивает механиче­скую защиту места соединения вывода с токоведущим проводом.

В герметизированных аккумуляторах Varta со связанным (сорбированным) электролитом используются стекловолокон-ные маты с дополнительными сепараторами. Высокие аккумуля­торы такой конструкции производитель рекомендует в стацио­нарных условиях использбвать «лежа», чтобы ограничить высоту сепаратора.

В аккумуляторах с желеобразным (гелевым) электролитом используются обычные сепараторы. Использование такого элек­тролита имеет преимущества: при цикличной работе аккумуля­тора разница концентрации электролита в верхней и нижней его частях незначительна.

Свинцово-кислотные батареи фирмы FIAMM

Фирма FIAMM выпускает широкий спектр автомобильных и стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей на емкость от 0,5 до 8000 Ач. Среди стационарных батарей значи­тельный объем производства составляют герметизированные ба­тареи с сорбированным электролитом (AGM).

FIAMM выпускает малоуходные аккумуляторные батареи ти­пов SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF, PMF, для установки которых необходимо специальное вентилируемое помещение. Все они оснащены вентилями-пробками с керамическими искрогасите­лями.

74

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи

75

Герметизированные аккумуляторные батареи типов SMG, SLA, UPS, FG можно устанавливать в помещениях с естествен­ной вентиляцией. Они оснащены специальными искрогасящими клапанами, исключающими распыление электролита и воспла­менение гремучей газовой смеси.

При изготовлении пластин акуумуляторов производства FIAMM используются сплавы свинца и сурьмы, свинца и ка­льция, а также свинца, сурьмы и селена. Селен позволяет предотвратить сурьмяное отравление аккумуляторов (т. е. обра­зование дендритов в материале пластин). Во многих моделях аккумуляторных батарей FIAMM каждая пластина отделяется двойными сепараторами или упакована в микропористый кон­верт-сепаратор из мипласта (поливинилхлорида). Конверт-се­паратор не только повышает стойкость пластин к вибрации и ударам, но и предотвращает одну из основных причин выхода аккумуляторных батарей из строя — иглообразное разрастание активной массы, приводящее к замыканию пластин внутри ак­кумулятора.

Конверты-сепараторы применяются в батареях моделей SD, SDH, SMZA, SMF, SMBF. В аккумуляторах моделей SMZA, SMF, SMBF используются также двойные сепараторы. Данные о конструктивных особенностях стационарных аккумуляторных батарей FIAMM приведены в табл. 3.10.

Фирма FIAMM для всех типов выпускаемых аккумулятор­ных батарей рекомендует применять метод плавающего или ме­тод компенсационного заряда. При плавающем заряде к батарее прикладывают напряжение, превышающее по величине ее рабо­чее напряжение. Ток заряда пропорционален разности прило­женного напряжения и напряжения холостого хода батареи. При таком методе ее можно зарядить до 90 % доступной емкости.

При компенсационном заряде батарею заряжают в два этапа: сначала большим током (0,15С) в течение 10 часов до напряже­ния 2,3 В на элемент, а затем в течение следующих 10 часов то­ком 0,5С до напряжения 2,4 В на элемент. Тогда батарея будет заряжена до 100 % емкости. В табл. 3.11 приведены электриче­ские характеристики стационарных аккумуляторных батарей FIAMM.

При компенсационном заряде следует учитывать температу­ру окружающей среды: чем она ниже, тем выше должно быть на­пряжение заряда.

Таблица 3.10

\ Тип	Материал корпуса	Положи­тельные пластины	Отрица­тельные пластины	Тип сепа­ратора	Электро­лит	Срок службы, лет/число циклов	Реком­бинация газов	Емкость, Ач
SD	Акрил	Sb-Se-Pb решетча­тые	Са-Pb ко­робчатые	PVC+CB	Жидкий	/1000	Нет	80...440
SDH	Акрил	Sb-Pb ре­шетчатые	Са-Pb ко­робчатые	PVC+CB	Жидкий	/1000	Нет	480...2240
SMZA	Акрил	Sb-Pb ре­шетчатые	Sb-Pb ко­робчатые	PVC	Жидкий	-	Нет	2250... 400 0
SMF	Акрил	Sb-РЬпан-цирные	Sb-Pb ре­шетчатые	FVC	Жидкий	-	Да	50...500
SMBF	Акрил	Sb-Pb пан­цирные	Sb-Pb ре­шетчатые	PVC	Жидкий	-	Да	600...2000
PMF	Полипро­пилен	Sb-Pb пан­цирные	Са-Pb ре­шетчатые	Пористый	Жидкий	15	Да	25...300
SMG	ABS	Sb-Pb пан­цирные	Sb-Pb ре­шетчатые	Пористый	Гель	15/1200	Да	200...3000
SLA	ABS	Sb-Pb ре­шетчатые	Sb-Pb ре­шетчатые	Пористый СВ	Гель	10	Да	25...580
UPS	ABS	Са-Pb ре­шетчатые	Са-Pb ре­шетчатые	Пористый	Гель	8	Да	32...110
FG	ABS	Са-Pb ре­шетчатые	Са-Pb ре­шетчатые	Пористый	Гель	-	Да	0.5...70

Таблица 3.11

Тип	Напряжение заряда, В/элем.		Макс, ток		Напряже­ние конца разряда, В	Саморазряд, % в месяц
	Плавающий заряд	Компенсац. заряд	заряда	разряда
SD	2,23	2,23...2,4	0,15С/0,05С	16С	1,75	1
SDH	2,23	2,23...2,4	0,15С/0,05С	10С	1,75	1
SMZA	2,23	2,23...2,4	1,14С/0,04С	10С	1,7	1
SMF	2,23	2,23...2,4	0,15С/0,05С	8С	1,7	1
SMBF	2,23	2,23...2,4	0,15С/0,05С	5С	1,7	1
PMF	2,23	2,23...2,4	0,15С/0,05С	5С	1,6	1
SMG	2,27	2,27...2,4	0.25С	2,8С	1,67	2
SLA	2,23	2,23...2,4	0.25С	2,8С	1,6	2
UPS	2,23	2,23.-2,4	0.25С	2,8С	1,6	2
FG	2,25...2,3	2,4...2,5	2С	2С	1,5	3

76

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи

77

Свинцово-кислотные батареи фирмы Chloride Industrial Batteries

Особенностями свинцово-кислотных батарей фирмы Chlo­ride Industrial Batteries являются возможность рекомбинации газов при заряде и изготовление пластин из чистого свинца. Они выпускаются, соответственно, по двум технологиям — POWERSAFE и Pure Lead Technology.

Аккумуляторы POWERSAFE — это герметизированные акку­муляторы в моноблочном исполнении с емкостью от 19 до 1689 Ач. Их положительные пластины выполнены из сплава свинец—кальций—олово. Благодаря использованию ионообмен­ных мембран-сепараторов, обеспечивается рекомбинация 95 % газов, выделяющихся при заряде. Рекомбинация происходит с образованием воды. Максимальный ток заряда для батарей POWERSAFE не должен превышать 0,1С.

Аккумуляторы Pure Lead Technology (PLT) имеют решетки пластин из чистого свинца. Их особенности — чистота материа­лов и использование пластин из чистого свинца без снижения ресурса аккумулятора. Пластины изготавливаются штамповкой с последующим прокатыванием. При этом происходит уплотнение свинца, закрытие пор, и, как следствие, обеспечивается высокая коррозионная стойкость решеток пластин.

По технологии PLT выпускают аккумуляторы следующих типов:

CYCLON; . GENESIS;

MONOBLOC; SBS.

Впечатляет диапазон рабочих температур этих аккумуляторов (табл. 3.12).

Таблица 3.12

Тип	Емкость, Ач	Срок службы,лет	Диапазон рабочих температур, 'С
CYCLON®	2,5...25	10	-65...65
MONOBLOC	2,5...8	8	-40...40
GENESIS®	13...38	10	-40...55
SBS™	7,3..347	15	-40...55

Аккумуляторы CYCLON и MONOBLOC предназначены в основном для работы в маломощных переносных устройствах.

Аккумуляторы CYCLON имеют цилиндрическую конструкцию, но под заказ могут быть изготовлены такие аккумуляторы задан­ной формы и габаритов. Эффективность рекомбинации газов в них составляет 99,7 %.