Аккумуляторные батареи: виды, применение и особенности
В зависимости от функционального назначения различают 3 основных вида свинцово-кислотных аккумуляторных батарей:
- Стартерные аккумуляторные батареи. Используются в основном для запуска двигателя, а также как аварийный источник питания при выходе из строя генератора. Основное требование к батарее - это способность при относительно большом значении тока нагрузки (при пуске двигателя, нагрузка на аккумуляторную батарею может превышать 300А), сохранить минимальное падение напряжения.
- Тяговые аккумуляторные батареи. Предназначены для комплектования батарей, используемых в качестве источников энергии для электрических средств транспорта, электрических средств тяги, подъемно-транспортного оборудования и электрических дорожных машин. Особенность эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей - это постоянная нагрузка, и зачастую батарея при использовании ежедневно проходит цикл заряд-разряд.
- Стационарные аккумуляторные батареи. Используются в качестве источника постоянного тока на электрических станциях и подстанциях, телеграфных и телефонных узлах связи, в режимах постоянного подзаряда и заряда-разряд, в качестве источников постоянного тока на объектах энергетики и связи.
По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторные батареи можно разделить на батареи с жидким электролитом - обслуживаемые и необслуживаемые - и батареи с регулируемыми клапанами (VLRA - Valve Regulated Lead Acid batteries) - с увлажненными сепараторами и с гелевым электролитом.
В различной технической литературе можно встретить такие названия батарей, как SLA - Sealed Lead Acid batteries - герметичные свинцово-кислотные батареи, относящиеся к VRLA батареям. Хотя это не вполне соответствует истине: абсолютно герметичных батарей не существует по той причине, что во всех них используется клапаны для снижения внутрикорпусного давления. Очень часто, подчеркивая это, вместо термина «герметичные батареи» употребляют термин «герметизированные батареи». Встречается также название Gelcell - торговая марка гелевых батарей. Стартерные батареи иногда сокращенно называют SLI, что расшифровывается как Start, Light, Ignition - пуск, освещение, зажигание.
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока.
В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех поколений:
- Батареи первого поколения - батареи с жидким электролитом открытого или закрытого типа, имеющие емкость от 36 до 5328 Ач и срок службы от 10 до 20 и более лет. Батареи открытого типа не имеют крышек, и электролит непосредственно соприкасается с открытым воздухом. Основные затраты при их эксплуатации - это затраты на обслуживание, связанные с необходимостью частой доливки дистиллированной воды, и расходы на содержание хорошо вентилируемых помещений, в которых их устанавливают. Батареи закрытого типа имеют специальные пробки, обеспечивающие задержку аэрозоли серной кислоты. Пробки для заливки электролита и добавления воды при эксплуатации вывинчиваются. Батареи закрытого типа могут быть и необслуживаемыми: от производителя они поставляются залитыми и заряженными, и в течение срока службы нет необходимости доливки воды, т.к. конструкция пробок таких батарей обеспечивает удержание ее паров в виде конденсата. Кроме использования в качестве стационарных, батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в автотракторной технике в качестве стартерных и тяговых.
- Батареи второго поколения , которыми являются герметизированные гелевые батареи. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это двуокись кремния SiO2 - силикагель). Технология изготовления гелевых батарей предполагает замену жидкого электролита на гелеобразный, что позволяет исключить протечки и утечки электролита, а также увеличить срок службы батареи. Гелевые батареи имеют емкость от 7 до 200 Ач и срок службы от 5 до 10 лет. Они используются в основном в качестве источников бесперебойного питания, в том числе в системах аварийного освещения, в системах охранной и пожарной сигнализации, в телекоммуникационном оборудовании.
- Батареи третьего поколения - это батареи с регулируемыми клапанами (VRLA - Valve Regulated Lead Acid batteries) с увлажненными сепараторами. В этих батареях электролит находится в виде влаги в стекловолоконных сепараторах, разделяющих пластины. Батареи имеют емкость от 1,2 до 200 Ач и срок службы от 3 до 5 лет. Они используются в основном в качестве источников бесперебойного питания, в том числе в системах аварийного освещения, в системах охранной и пожарной сигнализации, в телекоммуникационном оборудовании.
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи являются надежным источником электроэнергии, который может быть использован в самых разных областях. Они обладают высокой энергоемкостью, долгим сроком службы и относительно невысокой стоимостью. Однако при выборе аккумуляторной батареи необходимо учитывать ее тип, технические характеристики и условия эксплуатации.