Кислотные, щелочные, ионные и все-все-все…

Каждому автомобилисту, конечно, знакомы свинцовые аккумуляторы. Тяжелые, основательные, относительно недорогие. Каждому владельцу современного мобильника знакомы литий-ионные батарейки – маленькие, дорогие, имеющие возможность дозаряда. Ну еще «пальчиковые» батарейки в телевизионных пультах. Вроде бы они щелочные… А сколько вообще существует видов батареек? Какие они и «с чем их едят»?

Первые, конечно, подвергнутся нашему рассмотрению свинцово-кислотные батареи. Электролитом в них выступает слабый раствор серной кислоты, а действующими веществами являются свинец и диоксид свинца. Такие аккумуляторы недороги, не обладают «эффектом памяти», имеют низкий саморазряд. Правда есть и недостатки: невысокие удельная энергия и наработка, плохая сохранность заряда, выделение водорода.

Свинцово-кислотные батареи делят на 4 группы: стартерные, стационарные, портативные и тяговые.

Стартерные аккумуляторы распространены больше прочих АКБ. Ведь именно они используются в автомобилях для пуска и поддержки работы двигателя, а также для энергоснабжения. Сейчас, автомобилистами, в основном, используются стартерные батареи, не требующие ухода, так называемые необслуживаемые авто аккумуляторы.

Стационарные аккумуляторы используют в качестве аварийного источника тока на телефонных станциях, в телекоммуникационных системах, в качестве аварийного источника тока. Они обычно имеют очень большие размеры, находятся в режиме непрерывного подзаряда и имеют относительно невысокую стоимость.

Портативные аккумуляторы используются для питания приборов, аварийного освещения, энергообеспечения приборов. Они дешевле других портативных аккумуляторов, работают и в жару и в холода. К минусам можно отнести только невозможность хранения в разряженном состоянии и трудность изготовления свинцово-кислотных батарей малых размеров.

Тяговые аккумуляторы используют для энергоснабжения шахтных электровозов, электрокаров, подъемников. Работают такие АКБ в режимах глубокого разряда, имеют большой ресурс и стоят довольно недорого.

Следующий распространенный тип аккумуляторных батарей – никель-кадмиевые (Ni-Cd). Электролитом в таких батареях является раствор КОН, именно поэтому второе название таких аккумуляторов – щелочные. Применяются такие батареи для питания стационарного оборудования, портативных электроприборов, бытовой техники, игрушек, подъемников, а также электронных приборов, для запуска дизелей и авиационных двигателей. Но у щелочных АКБ есть большие недостатки: высокая стоимость, низкая удельная энергия, эффект памяти, благодаря которому лишь немногие никель-кадмиевые батареи пригодны для подзарядки. Кроме того, кадмий, входящий в состав этих аккумуляторов, достаточно токсичен.

Никель-железные аккумуляторы по принципу работы очень похожи на батареи предыдущего типа, только вместо кадмия активным веществом в них является железо. Эти АКБ не герметичны, так как в процессе работы они выделяют водород. Они дешевле, крепче, долговечнее Ni-Cd батарей. Только вот у них достаточно и минусов: склонность к саморазряду, низкая отдача энергии, неработоспособность при температуре ниже -10 градусов. Используют такие батареи, в основном, как тяговые источники тока в промышленных подъемниках и электрокарах.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH) по многим свойствам похожи на никель-кадмиевые, только их удельная энергия в 1,5-2 раза выше и токсичного кадмия в них нет. Его заменяет интерметаллид, обратимо сорбирующий водород. Такие аккумуляторы имеют цилиндрическую, призматическую или дисковую форму, используются преимущественно для питания портативных приборов.

В экзотических никель-водородных аккумуляторах анодом служит пористый газодиффузионный электрод с платиновым катализатором, на котором обратимо реагирует газообразный водород. По обилию сложных слов, описывающих эти АКБ, становится понятно, что батареи эти довольно сложны и дороги. Удельная энергия их высока, также как и саморазряд. Применялись такие аккумуляторы в космической технике.

Никель-цинковые АКБ с цинковым анодом имеют высокую удельную энергию (в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов). Также они недороги и довольно мощны, но ресурс их чрезвычайно мал, потому массового применения Ni-Zn батареи не получили. Используют их для питания портативной аппаратуры.

В военной технике используются серебряно-кадмиевые и серебряно-цинковые батареи. Активный материал в них – оксид серебра. Саморазряд таких аккумуляторов низок, в то время как удельная мощность и энергия высоки. Подкачал у таких батарей только небольшой ресурс. Ну и цена. Большая. Что ж, потому и используются они в военной технике.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion), конечно, знакомы каждому. Сейчас они есть, пожалуй, в каждом доме. Мобильники, ноутбуки, бытовая техника – словом арсенал их применения огромен. В последнее время их все чаще применяют в технике. На расширение их «ареала обитания» работают плюсы литий-ионных батарей: высокая удельная энергия, высокий ресурс и способность работать при низких температурах. Анод в Li-ion АКБ сделан из углеродистого материала, в который обратимо внедряются ионы лития. Катод – оксид кобальта. Электролитом же является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе. Как просто внешне и как сложно внутренне!

Усовершенствованной версией литий-ионных батарей являются более безопасные и энергоемкие, обладающие бОльшим ресурсом литий-полимерные (Li-pol) АКБ. Электролит в них заключен в микропористую полимерную матрицу, что как раз и повышает параметры батареи. Используют Li-pol аккумуляторы для питания портативных электронных устройств.

Таковы основные виды аккумуляторов. Возможно, в эти самые минуты наш список пополняется новыми видами батарей, еще более надежными и энергоемкими, чем вышеперечисленные. Химики и физики ведь не дремлют. Они стараются сделать жизнь людей все более комфортной и механизированной. А куда в этом деле без хороших батареек?

xn—-7sbb2baceheqduylb6ksc.xn--p1ai

Разница между щелочной и кислотной тяговой батареей. Статьи компании «ООО “Энерджи ГМБХ”

Отечественные погрузчики и другой цеховой электротранспорт традиционно проектировался с возможностью использования тяговых щелочных аккумуляторных батарей. С 90-х годов в стране появились доступные зарубежные электропогрузчики, в которой тяговые щелочные аккумуляторы не используются. Все чаще при выборе электропогрузчика возникал вопрос о том, какой аккумулятор лучше – щелочной или кислотный ? При ответе на этот вопрос надо иметь в виду не только энергетические характеристики и стоимость

аккумуляторов, но и предполагаемый характер эксплуатации погрузчика.

       КПД

КПД щелочного аккумулятора составляет 0,5-0,6

КПД кислотного аккумулятора составляет 0,75-0,8

       Ресурс работы

Ресурс работы никель-железных батарей составляет от 500 до 1000 циклов заряд-разряд.

Для современных кислотных аккумуляторных батарей этот показатель составляет до 1500 циклов. 

       Экономия электроэнергии при зарядке батарей

Кислотные аккумуляторы имеют низкое внутреннее сопротивлении и, следовательно, более высокий КПД. Поэтому для ее зарядки требуется затрачивать меньше электроэнергии.

       Стоимость электролита

Стоимость щелочного эдектролита примерно в 8-9 раз выше, чем кислотного.  Кроме того, щелочной электролит подлежит полной замене раз в год, поскольку он теряет свои электролитические свойства в процессе эксплуатации.

       Устойчивость к аварийным ситуациям

 Высокое внутреннее сопротивление

щелочных аккумуляторов делает их более устойчивыми к коротким замыканиям. 

       Продолжительность работы погрузочной техники

В объеме аккумуляторного ящика, предусмотренного для установки щелочной батареи, можно установить кислотную батарею большей емкости и тем самым увеличичить продолжительность работы погрузочной техники на одной зарядке.

Вес щелочных аккумуляторов намного больше веса кислотных аккумуляторов. Это означает, что заметная часть накопленной энергии тратится на перевозку самого тягового аккумулятора. В случае эксплуатации электротележки это означает возможность увеличения полезной нагрузки при комплектации её кислотным тяговым аккумулятором.   

       ВЫВОД

Кислотные тяговые батареи дешевле и имеют более высокую энергоотдачу, но они более требовательны к качеству обслуживания, более чувствительны к перезарядам и глубоким разрядам. При переводе техники с

щелочных тяговых батарей на кислотные следует учитывать, что совместная зарядка двух типов батарей категорически запрещена по условиям взрывобезопасности. Поэтому при одновременной эксплуатациии щелочных и кислотных аккумуляторов потребуется оборудовать дополнительное зарядное помещение. 

При регулярной эксплуатации и грамотном обслуживании тягового аккумулятора кислотная батарея имеет неоспоримые преимущества перед щелочной батареей. Но если погрузчики эксплуатируется нерегулярно, с большими перерывам в работе, без возможности регулярного обслуживания аккумулятора, то щелочной аккумулятор может дать большую гарантию сохранения своей работоспособности.

 

 

energy-gmbh.com.ua

Кислотный щелочной аккумулятор – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Кислотный щелочной аккумулятор

Cтраница 1

Кислотные и щелочные аккумуляторы, как правило, выпускаются в сухом виде, и поэтому для эксплуатации их требуется заполнить соответствующим электролитом и вслед за этим зарядить. Кислотные аккумуляторы при хранении в сухом виде с закрытыми пробками не портятся; щелочные рекомендуется хранить в сухом виде не более двух месяцев и притом обязательно с закрытыми пробками.  [1]

Кислотные и щелочные аккумуляторы подвержены саморазряду. Саморазряд кислотных аккумуляторов за сутки достигает 1 % от их емкости, а у щелочных – за 30 суток 7 % их емкости.  [2]

Для установки кислотных и щелочных аккумуляторов должны Предусматриваться отдельные помещения.  [3]

При сравнении кислотных и щелочных аккумуляторов необходимо отметить, что последние при разряде снижают напряжение в большей степени, чем кислотные. Это влечет за собой относительно большое снижение скоростей у машин с щелочными батареями, особенно к концу рабочей смены, а также соответственное снижение их производительности. Поэтому при сравнении аккумуляторных батарей и при выборе их типа количество аккумуляторов следует определять из условий равенства среднего напряжения разряда при эквивалентном токе разряда.  [5]

Рабочие на зарядке кислотных и щелочных аккумуляторов, батарей и ламп.  [6]

Рабочие на зарядке кислотных и щелочных аккумуляторов, батарей и ламп.  [7]

Рассмотрим кратко качества кислотных и щелочных аккумуляторов.  [8]

В большинстве ХИТ ( кислотные, щелочные аккумуляторы, марганцево-цин-ковые, ртутно-цинковые элементы, водородно-кислородные топливные элементы) электроды ( оба, реже один) являются пористыми. Наличие большой истинной внутренней поверхности 2 по сравнению с внешней геометрической 5 поверхностью позволяет получать при использовании ХИТ большой ток при небольшой поляризации.  [9]

В большинстве ХИТ ( кислотные, щелочные аккумуляторы, марганцево-цин-ковые, ртутно-цинковые элементы, водородно-кислородные топливные элементы) электроды ( оба, реже один) являются пористыми. Наличие большой истинной внутренней поверхности S по сравнению с внешней геометрической S поверхностью позволяет получать при использовании ХИТ большой ток при небольшой поляризации.  [10]

Устанавливать в одном помещении кислотные и щелочные аккумуляторы воспрещается.  [11]

При эксплуатации и ремонте кислотных и щелочных аккумуляторов необходимо помнить, что в аккумуляторном помещении может быть гремучий газ, поэтому входить туда с зажженной спичкой, папиросой, свечой, а также работать там с зажженной паяльной лампой и раскаленным паяльником запрещается.  [12]

При эксплуатации и ремонте кислотных и щелочных аккумуляторов необходимо подшить, что в аккумуляторном помещении может быть гремучий газ, поэтому входить туда с зажженной спичкой, папиросой, свечкой, а также работать там с зажженной паяльной лампой и с раскаленным паяльником запрещается.  [13]

В химических лабораториях часто используют кислотные и щелочные аккумуляторы.  [14]

Для электропитания аппаратуры связи применяются кислотные и щелочные аккумуляторы как стационарные, так и переносные.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Щелочной аккумулятор служит долго | Avtomasta.ru

Для водителя аккумулятор — предмет постоянных забот. Вещь дорогая, требует внимания, но и при хорошем уходе живет всего года четыре. А без него мотор — груда неодушевленного железа. Понятно, что любая новинка в этом деле вызывает интерес чисто практического свойства.

А события такого рода хоть редко, но случаются. Скажем, несколько лет назад наконец и в нашей стране начали делать так называемые малообслуживаемые и необслуживаемые батареи (в обиходе — «белые», в отличие от прежних, «черных»). Ну. а теперь и вовсе «крутое» новшество: батареи, в которых электролитом служит не кислота, а щелочь.

Собственно, принципиальной новинкой щелочной аккумулятор назвать нельзя. Известен он очень давно, но считалось, что для автомобилей не годится: не способен давать большой ток, необходимый для стартера. Дело, однако, на месте не стояло, только прогресс вершился под завесой «оборонки» и до нас никоим образом не доходил. Лишь теперь, в ходе конверсии, среди других открытий (точнее сказать — раскрытий) явилось и это. Причем в самой конкретной форме: автомобильные батареи щелочного типа вначале понемногу стал делать Уральский электрохимический комбинат (мод. 10HKM-40СТ), а сегодня, уже в больших объемах — Саратовский завод автономных источников тока (мод. 10НК-40СТ и 10НКП-90).

В чем же особенности и достоинства щелочных батарей? Рассмотрим по порядку. Основная причина старения и гибели кислотных батарей — разрушение пластин из-за коррозии свинцовых, решеток. Процесс неизбежный, вызванный воздействием атомарного водорода. В никель-кадмиевых пластинах щелочного аккумулятора такого явления нет, они стареют только из-за вымывания активной массы, а это дело долгое. Пока не накоплена статистика массовой эксплуатации, специалисты приняли, что срок службы щелочной батареи на автомобиле составит не менее 10 лет (то есть в 2,5 раза больше, чем кислотной). Цифра взята с известной перестраховкой, в действительности она может оказаться больше.

Если, не дай Бог, случается короткое замыкание, у обычного аккумулятора пластины коробятся и осыпаются. Щелочной на такую встряску вообще никак не реагирует.

Чаще, однако, бывает, что на стоянке или при хранении батарея полностью разряжается. У кислотной по этой причине происходит сульфатация пластин: штука противная, поскольку от нее если и удается избавиться, то с большими трудами и хлопотами. Щелочной аккумулятор может «отдыхать» в совершенно разряженном состоянии сколь угодно долго без малейшего вреда для себя. Кстати, если после этого мотор запустить с посторонней помощью, то «посаженная» батарея придет в рабочее состояние довольно быстро: способность принимать зарядный ток у нее примерно вдвое выше, чем у кислотной. С другой стороны, не следует опасаться перезаряда и связанных с ним неприятностей, поскольку при насыщении щелочная батарея сама собой перестает принимать зарядный ток.

Еще одно отличие. У щелочного аккумулятора плотность электролита не изменяется в соответствии со степенью заряжен-ности. Какая была при заливке, такая и остается все время, разве что немного увеличивается при выкипании воды. Вследствие этого и разряженная щелочная батарея не разморозится на лютом холоде, а сколько кислотных выброшено после такого происшествия!

Наконец, такое обстоятельство. У любых аккумуляторов — и кислотных, и щелочных — из вентиляционных отверстий выходят газы и попадают на близко расположенные кузовные детали. Выделения кислотного аккумулятора разрушают лакокрасочные покрытия и вызывают коррозию металла. В случае щелочного аккумулятора краска тоже повреждается, но никакой реакции с железом не происходит.

И еще. Если у щелочной батареи появились признаки «хилости», не стоит предполагать худшее: пластины там наверняка целы, просто загрязнился электролит. Его надо заменить (это раствор едкого калия), и силы батареи восстановятся. К слову сказать, это не обязательно та грязь, что попадает с водой при доливке. Щелочь поглощает углекислый газ из воздуха, при этом образуется карбонатная соль, которая снижает проводимость электролита. Правда, в пробках стоят ниппельные клапаны, поддерживающие небольшое избыточное давление в банках, но полностью избежать вредных контактов за долгое время эксплуатации все-таки удается не всегда.

Несколько слов о конструкции щелочных батарей. Их легко отличить по внешнему виду: каждая батарея составлена из десяти (вместо привычных нам шести) аккумуляторов в пластмассовых банках. Они вставлены в каркас из стальной ленты, а электрические соединения сделаны в виде обычных перемычек.

Основные рабочие параметры выпускаемых сегодня автомобильных щелочных батарей приведены в таблице. Как видно из приведенных цифр, они отличаются довольно небольшими размерами и массой. Что же касается электрической емкости, то тут требуется некоторое пояснение. Действующие стандарты пока не приведены в единую систему и предписывают проверять емкость кислотных батарей при двадцатичасовом разряде, а щелочных — при пятичасовом. А это существенная разница: чем интенсивнее разряд, тем меньше цифры получаемой емкости. На деле же емкость кислотных батарей с показателем 55 А ч и щелочных 40 А ч примерно одинакова. Ну, а батарея 10НКП-90 имеет заметно большую емкость, чем 6СТ-90ЭМ.

В заключение надо отметить следующее. Щелочные никель-кадмиевые батареи, как мы видели, имеют ряд серьезнейших эксплуатационных преимуществ, однако даются они не задаром. И это понятно: используемые материалы дороже, себестоимость производства выше. О ценах в рублях сегодня говорить трудно (они меняются, да и многое зависит от продавца), но для примера можно указать, что отпускная цена щелочной 10НК-40СТ на 65—70 % выше, чем «белой» кислотной 6CT-55A3, и вдвое по сравнению с «черной» 6СТ-55ЭМ. Что ж, если учесть хотя бы лишь 2,5-кратное повышение срока службы, то можно заключить, что овчинка, видимо, стоит выделки.

avtomasta.ru

Выбор между гелевым и кислотным аккумуляторами

Сегодня на рынке представлено множество альтернативных аккумуляторов. Каждый претендует на звание лучшего. Окончательный выбор можно сделать, лишь сравнив наиболее популярные источники питания. 

Системы постоянного электрообеспечения позволяют получать электроэнергию даже в случае аварий. Они обеспечат вас током до возобновления его подачи или подключения генератора. Такие системы созданы с применением специфической техники – источника постоянного питания – для подпитки аккумуляторов.

Виды аккумуляторов

Аккумулятор – источник тока, который может преобразовывать один вид энергии в другой и накапливать её на протяжении определенного периода времени. Описываемые «центры» питания бывают нескольких видов:

1. Автомобильные аккумуляторы, функционирующие от стартера. Такие источники питания не требуют значительного ухода. Достаточно проверять количество внутреннего вещества ежегодно (хотя бы раз). Служат эти аккумуляторы в среднем до 5 лет.
2. Аккумуляторы для авто герметичные. Не требуют обслуживания вовсе. Начинают работать от стартера. Эти источники питания служат до 6 лет.
3. Аккумуляторы AGM стационарного, устойчивого типа. Эксплуатировать их можно на протяжении 12 лет.
4. Стационарные аккумуляторы GEL (гелевые). Они могут прослужить 12 лет.

Технология аккумуляторов

На сегодняшний день довольно популярны источники питания из свинца с кислотным наполнителем, которые производят двумя способами:

1. Технология (AGM) подразумевает применение дырчатого сепаратора, созданного из стекловолокна. Он пропитан наполнителем, и помогает сделать аккумулятор безжидкостным. Такие источники питания не нуждаются в обслуживании на протяжении всего срока применения.
2. Технология (GEL). Аккумулятор, созданный с помощью этого способа, имеет гелеобразный наполнитель, который обеспечивает герметичность этого типа батареи. Все химические процессы происходят внутри наполнителя.

Аккумуляторы обоих типов созданы из свинца и имеют кислотный наполнитель. Сделаны из похожих частей и помещены в емкость из пластика с достаточным уровнем целостности. В корпус помещены также пластины, созданные, чаще всего, из свинцовых электродов. Они находятся в кислой среде в любом состоянии (жидком, гелевом). Впоследствии реакций между пластинами возникает ток электрической природы. При зарядке (внешнего напряжения) происходят противоположные процессы, когда батарея приобретает исходные характеристики, то есть заряжается.

У каждого типа аккумулятора есть свои особенности, по которым можно определить, что лучше. Прежде чем остановить свой выбор на одном из них, нужно их учесть. Давайте же разберемся, какой источник питания лучше всего справится с поставленными задачами: гелевый или кислотный.

Особенности гелевых и кислотных аккумуляторов

Аккумулятор первого типа (AGM технология) имеет целостную конструкцию и клапаны, которые делают невозможной утечку наполнителя. Работают эти источники питания безопасно: при правильной эксплуатации вероятность взрыва полностью ликвидирована. Устанавливать кислотный источник питания можно в любом положении (кроме перевернутого). Аккумулятор имеет высокие параметры заряда. Работает без сбоев даже при серьезных снижениях температуры. Такая батарея быстро заряжается и является очень стойкой к вибрации.

Аккумулятор второго типа, созданный по GEL технологии, полностью защищен от вытекания наполнителя (из-за его состояния). Устанавливать батарею можно в любом положении. Гелевый источник питания защищен от коррозии материала, из которого сделан. Это обусловлено тем, что наполнитель не разлагается. Аккумулятор выдерживает высокие амплитуды температур: от морозных до жарких. Долгосрочные разряды ему не страшны, а вот кратковременные могут вывести из строя. Батарея прослужит очень долго (даже десятки лет) из-за своей высокой емкости. На источник питания гелевого типа не влияет электронное оборудование, даже высокочувствительное. Из-за своего строения аккумулятор лучше переносит продолжительное хранение, в сравнении с кислотным. Влажная среда не является помехой для гелевого источника питания. Отлично выполняет функции работающей от стартера и «крутящей» батареи. Источник питания идеально сочетает стоимость с продолжительностью использования и с количеством циклов функционирования.

В то же время кислотный источник питания зависим от изменений напряжения тока при зарядке аккумулятора. Это происходит в связи с меньшим количеством наполнителя в такой батарее.

Гелевая батарея имеет худшие свойства нагрузки в сравнении с распространенными источниками питания из-за повышенного уровня сопротивления внутри. Такие аккумуляторы чувствительны к температуре вокруг и стабильности зарядного напряжения. Поэтому заряжать такие батареи нужно со специальными устройствами, обеспечивающими постоянство напряжения.
Изучив основные свойства аккумуляторов гелевого типа, можно утверждать, что его использование более многофункционально. Если применять такой источник питания вместе с кислотным можно уменьшить вредное влияние нагрузки на второй. Батарея с гелевым наполнителем применима для домашних целей, ведь ей не характерны газовыделения с вредными испарениями.

Какой же источник питания предпочтительнее? Что лучше, каждый решает сам. Стоит отметить только, что аккумулятор гелевого типа популярнее и сегодня является более распространенным. Какой он со всеми преимуществами и недостатками мы определили.

ekowheel.com