Почему свинцово-кислотные батареи все еще остаются на рынке спустя более ста лет? Почему сегодня процент установки свинцово-кислотных аккумуляторов для электровелосипедов по-прежнему составляет более 80%? В этой статье вы узнаете, что такое кислота для свинцово-кислотного аккумулятора.
1. Свинцово-кислотная батарея
Свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен французским физиком Гастоном Плантом в 1859 году и стал первой перезаряжаемой батареей для коммерческого использования. Историческая свинцово-кислотная батарея широко используется и сегодня.
Его популярность легко понять: Свинцово-кислотные батареи надежны и недороги в пересчете на ватт-час, и лишь немногие другие батареи предлагают такое же количество дешевой энергии, пригодной для повторного использования, благодаря чему свинцово-кислотные батареи широко применяются в автомобилях, гольф-карах, вилочных погрузчиках, судах и накопители энергии.
2. Состав свинцово-кислотного аккумулятора
Свинцово-кислотные батареи состоят из решетчатой структуры, изготовленной из свинцового сплава. Поскольку чистый свинец слишком мягок, чтобы поддерживать себя, в него добавляют небольшое количество других металлов, таких как сурьма, кальций, олово и селен, чтобы помочь ему обрести большую механическую прочность и улучшить электрические свойства. Такие батареи часто называют "свинцовыми". - Сурьмяные" и "свинцово-кальциевые" батареи.
Добавление сурьмы и олова в свинцово-сурьмяные и свинцово-оловянные батареи может улучшить глубокий цикл, но при этом увеличивается расход воды и возрастают требования к нейтрализации.
Хотя кальций может уменьшить саморазряд, при перезарядке свинцово-кальциевой пластины положительного электрода возникают побочные эффекты, связанные с окислением решетки. Поэтому в современной кислоте для свинцово-кислотного аккумулятора используются и другие легирующие элементы, такие как селен, кадмий, олово и мышьяк, чтобы снизить содержание сурьмы и кальция для уменьшения влияния побочных эффектов.
3.Кислота для свинцово-кислотного аккумулятора
Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют более высокий удельный вес, но при глубоком циклировании не так долговечны, как никелевые и литиевые системы. Поскольку полная разрядка свинцово-кислотного аккумулятора вызывает напряжение, батарея постоянно теряет небольшое количество емкости при каждом цикле разряда/заряда. Когда батарея находится в хорошем рабочем состоянии, эта потеря минимальна, но как только производительность снижается до половины номинальной емкости, износ ускоряется. Эта характеристика износа в той или иной степени присуща всем батареям. Вот более подробная информация о Свинцово-кислотный аккумулятор против литий-ионного.
4. Различные типы кислот для свинцово-кислотных аккумуляторов
Свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого цикла могут обеспечить от 200 до 300 циклов разряда/заряда в зависимости от глубины разряда. Основными причинами относительно короткого срока службы являются коррозия сетки на положительном электроде, истощение активного материала и расширение положительной пластины; явления старения ускоряются при повышении рабочей температуры и высоких токах разряда.
Зарядка аккумулятора этого типа легко, просто соблюдайте правильные пределы напряжения. Выбор низкого предельного напряжения лучше защитит батарею, но приведет к снижению производительности и накоплению сульфидов на отрицательной пластине. Ограничение по высокому напряжению улучшит работу батареи, но приведет к коррозии сетки на положительной пластине. Сульфатацию можно обратить вспять при своевременном ремонте, но коррозия на положительном электроде будет постоянной.
5. Характеристики кислоты для свинцово-кислотного аккумулятора
Свинцово-кислотные батареи не подходят для быстрой зарядки: для большинства типов батарей полная зарядка занимает 14-16 часов. Батареи всегда должны храниться в полностью заряженном состоянии. Низкая емкость батареи может привести к сульфатации батареи и снижению ее производительности. Добавление углерода на отрицательный электрод может уменьшить эту проблему, но при этом снижается удельная энергия батареи.
Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют умеренный срок службы, не так подвержены циклическим нагрузкам, как никелевые, и лучше всех сохраняют заряд среди аккумуляторных батарей. Никель-кадмий теряет около 40% накопленной энергии в течение трех месяцев, в то время как кислота для свинцово-кислотного аккумулятора сохраняет ту же энергию в течение года.
В то же время свинцово-кислотные батареи хорошо работают в условиях низких температур, а кислота для свинцово-кислотных батарей превосходит литий-ионные батареи при работе в условиях отрицательных температур. По данным Университета RWTH Aachen в Германии (2018), стоимость жидкостного свинцово-кислотного аккумулятора составляет примерно US$150 за кВт-ч, что является одним из самых низких показателей среди аккумуляторов.
6. Герметичная свинцово-кислотная батарея
Первые герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы появились в середине 1970-х годов, хотя инженеры считали, что термин "герметичный свинцово-кислотный" является ошибочным, поскольку ни один свинцово-кислотный аккумулятор не может быть полностью герметичным: Чтобы контролировать газообразование во время интенсивной зарядки и быстрой разрядки, в герметичные батареи добавляют клапаны, чтобы при повышении давления газы выходили наружу.
Кроме того, электролит герметичной батареи находится не в жидкости, а в увлажненном сепараторе. Подобно конструкции никелевых и литиевых систем, герметичная батарея может нормально работать в любом физическом направлении без кислоты для свинцово-кислотных аккумуляторов. Батарея не протекает.
7. Гелевая батарея
VRLA также называют гелевыми батареями, поскольку они содержат кремнеземный гель с электролитом, взвешенным в суспензии. Если газ накапливается и поднимается вверх, клапан VRLA будет действовать как воздухоотводчик, обеспечивая безопасность батареи. Но нужно стараться избегать повторного выпуска газа, так как это в конечном итоге приведет к исчерпанию емкости батареи.
Благодаря низкой цене, надежной работе и низким эксплуатационным расходам, SLA остаются первым выбором для здравоохранения в больницах и домах престарелых. Более мощные VRLA используются в качестве резервного питания для вышек сотовой связи, интернет-центров, банков, больниц, аэропортов и т. д.
8. Аккумуляторы глубокого цикла
Аккумуляторы глубокого цикла, такие как литиевая батарея глубокого цикла предназначены для обеспечения непрерывного питания инвалидных колясок, тележек для гольфа, вилочных погрузчиков и т.д. При этом необходимо достичь максимально возможной мощности и умеренно высокого числа циклов. Это достигается за счет увеличения толщины свинцовой пластины (см. рисунок ниже).
Хотя батареи рассчитаны на циклическое использование, полный разряд все равно может вызвать нагрузку на батарею, а количество циклов зависит от глубины разряда (DoD).
Производительность батарей глубокого цикла выражается в Ач или минутах времени работы и не имеет никакого отношения к кислоте для свинцово-кислотных батарей. Емкость обычно рассчитывается на основе 5 и 20 часов разряда. Если вам интересно, вот более подробная информация о производственная компания бесс.
+86 - 18925002618
