Оловно-киселинни батерии SVEN
1. Общи разпоредби
Серийното производство и масовата експлоатация на оловно-киселинни батерии започва в края на 19 век. В началото на 20-ти век те започват да се използват широко в автомобилите, като доразвиват обхвата на тяхното приложение, лесно прекрачват хилядолетието и все още продължават да бъдат надеждни, издръжливи, с ниска поддръжка и сравнително евтини енергийни източници.
Батерията е химически източник на ток, способен многократно да преобразува химическата енергия в електрическа и да я акумулира, съхранява за дълго време. Опростено батерията може да се представи по следния начин: два електрода под формата на плочи се поставят в разтвор на сярна киселина с плътност 1,27-1,29 g/cm3. В този случай положителният електрод е направен от оловен диоксид (PbO2), а отрицателният електрод е направен от олово (Pb). При преминаване на ток между тях възникват редокс реакции.
По време на разряда възниква химическа реакция, в резултат на която активната маса на двата електрода ще започне да променя химичния си състав, превръщайки се от гъбесто олово и неговия диоксид в оловен сулфат (оловен сулфат - PbSO4), а плътността на електролита ще започне да пада. В резултат на това вътре в батерията се образува насочено движение на йони и във веригата ще тече електрически ток. При зареждане на батерията протича обратният процес - посоката на тока се променя на противоположна, активните маси възстановяват първоначалния си химичен състав и плътността на електролита се увеличава. Този процес, наречен цикъл, може да се повтори. Количеството електрическа енергия, съхранявана в този случай, зависи от зоната на активно взаимодействие между електродите и електролита и неговия обем. Номиналното напрежение, генерирано от такивабатерията е 2 волта. За да се получи по-висока стойност на напрежението, единичните батерии се свързват последователно. Например, 12-волтова батерия се състои от шест батерии, свързани последователно в общ корпус.
По дизайн оловно-киселинните батерии са обслужвани и не изискват поддръжка. Обслужените изискват определени грижи по време на работа (контрол на нивото и плътността на електролита). Без поддръжка са запечатани, работят във всяка позиция и не изискват поддръжка.
В международната интерпретация е прието обозначението като SEALED LEAD ACID BATTERY (sealed lead-acid battery) или накратко SLA, както и VRLA - Valve Regulated Lead Acid (вентилно регулирани оловно-киселинни) батерии със сярнокиселинен електролит под формата на гел. Такива акумулаторни батерии имат по-високи електрически и експлоатационни параметри.
Такива батерии се използват като резервни източници в алармени и охранителни системи и медицинско оборудване. Въпреки това, те са най-широко използвани в непрекъсваеми захранвания (UPS).
Акумулаторните батерии SVEN са запечатани и не изискват поддръжка и се доставят напълно заредени. Тяхната работа е лесна и проста.
За безопасната им работа трябва да се спазват следните правила:
– Не създавайте късо съединение между клемите на батерията, тъй като високият ток на късо съединение на заредена батерия може да стопи контактите на клемите и да причини термични изгаряния.
– Не съхранявайте батериите в разредено състояние. В този случай се получава сулфатиране на електродите и батериите значително намаляват капацитета си.
– Свържете батерията към устройствотосамо с правилния поляритет. Заредената батерия има значително количество енергия и може, ако е свързана неправилно, да деактивира устройството.
– Не отваряйте кутията на батерията. Съдържащият се вътре гелообразен електролит може да причини химическо изгаряне на кожата.
– Изхвърлете използваната батерия в съответствие с разпоредбите за изхвърляне на продукти, съдържащи тежки метали.
Върху корпуса на батериите има маркировка в съответствие с условията на тяхната работа.
3. Спецификации и справочни данни
Основните характеристики на батерията са нейното напрежение и капацитет. Напрежение във волтове, капацитет в амперчасове.
Стойностите на тези количества са включени в името на модела на батерията. Например: SV1270 - батерия с напрежение 12 волта и капацитет 7,0 ампера * часа. Това означава, че батерията може да достави 12 × 7 = 84 вата часа енергия към товара по време на 10 часа разреждане с ток от 1/10 от капацитета. При високи токове и бързо разреждане капацитетът на батерията намалява.
Това може да се види на графиката.
При разреждане с ток от 0,1 C, времето за работа е 10 часа и батерията ще освободи напълно натрупаната енергия към товара. При разреждане с ток от 2 C (20 пъти повече), времето за работа е приблизително 15 минути (1/4 час) и в същото време батерията ще отдаде само половината от натрупаната енергия на товара. При големи разрядни токове тази стойност е още по-малка. Често в непрекъсваеми източници на захранване батериите работят в още по-трудни режими, при които разрядните токове достигат 4 C. В същото време времето за разреждане е сравнимо с 5 минути и батерията доставя по-малко от 40% от енергията на товара.
Животът на батерията се определя от броя цикли на зареждане-разреждане и зависи до голяма степен от условията на работа. какколкото по-дълбоко е разредена батерията, толкова повече време е в разредено състояние, толкова по-малко са възможните цикли на работа.
Батериите SVEN могат да работят средно до 5 години със среден брой цикли до 500. За да могат батериите да акумулират необходимото количество енергия, те трябва да бъдат правилно заредени.
В началния етап голям ток може да премине през разредена батерия, което може да доведе до прегряване на батерията и следователно стойността на този ток трябва да бъде принудително намалена до стойност не повече от 0,25 C. По-късно текущата стойност се намалява, когато достигне пълно зареждане, става по-малко от 0,02 C. Използват се няколко метода за зареждане на батерии. Бързото зареждане отнема от 4 до 6 часа. При зареждане с постоянен ток от 0,1 С, продължителността на зареждането варира от 10 до 15 часа. Веригите на зарядните устройства за непрекъсваемо захранване най-често използват бързо зареждане на батерията (до 80% капацитет) и след това преминават към по-бавна скорост на зареждане (по-нисък ток на зареждане) до пълен капацитет.