Введение

На протяжении более века свинцово-кислотные аккумуляторы были постоянным спутником в мире хранения энергии благодаря своей надежности, экономичности и широкому спектру применения. Свинцово-кислотные аккумуляторы используются во многих отраслях и секторах, от автомобилестроения до хранения возобновляемой энергии. Различные виды свинцово-кислотных аккумуляторов появлялись постепенно, разрабатывались в соответствии с определенными требованиями и целями.

В этой статье описываются различные виды свинцово-кислотных аккумуляторов, а затем подробно рассматриваются их основные характеристики, состав, преимущества и применение. От универсальных герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов VRLA и AGM до специализированных вариантов с глубоким циклом и высокой производительностью — каждый тип имеет определенные характеристики, которые делают его пригодным для конкретных задач.

Кроме того, мы изучим внутреннюю работу этих батарей и выясним их химический состав, а также поймем, какую пользу они приносят им в различных сценариях. Обеспечение резервного питания в критически важных приложениях, хранение возобновляемой энергии в автономных системах или работа телефона или автомобиля на свинцово-кислотных батареях доказали свою ценность. Он продолжает играть огромную роль в современных решениях по хранению энергии.

1. VRLA (свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием):

Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA) — это перезаряжаемые батареи, которые не требуют обслуживания благодаря своей герметичной конструкции. В этих клапанах использовались герметичные батареи для предотвращения утечки электролита, и они были разработаны для регулирования клапанов. В этой аккумуляторной технологии используются сепараторы из стекловолокна, насыщенные электролитами, что исключает утечки при обслуживании батареи. Ключевая особенность аккумуляторов VRLA заключается в их конструкции с регулируемым клапаном, где односторонний клапан сброса давления позволяет дополнительному газу выходить во время зарядки и разрядки, обеспечивая герметичность и безопасность аккумулятора.

Примеры приложений включают следующее:

●Источник бесперебойного питания (ИБП): Аккумуляторы VRLA — это важные устройства хранения энергии для систем ИБП, обеспечивающие резервное питание во время сбоев в работе для защиты критически важных электронных инструментов и данных.

●Аварийное освещение: В зданиях, промышленных объектах и ​​общественных местах батареи VRLA питают системы аварийного освещения, чтобы люди могли безопасно выйти во время чрезвычайных ситуаций.

●Системы сигнализации и безопасности: Аккумуляторы VRLA обеспечивают надежное резервное питание для систем охранной сигнализации и наблюдения, обеспечивая бесперебойную защиту и мониторинг.

●Телекоммуникации: Применение этих типов батарей в телекоммуникационной отрасли включает резервное питание вышек сотовой связи и коммуникационного оборудования во время перебоев в подаче электроэнергии для обеспечения бесперебойной связи.

Преимущества:

●Безопасность: Герметичная конструкция и система с клапанным регулированием делают батареи VRLA безопасными для использования в различных целях без риска утечки кислоты, что делает их идеальными для использования внутри помещений и в чувствительных средах.

●Не требуется техническое обслуживание: Батареи VRLA не требуют общего обслуживания по сравнению с обычными свинцово-кислотными батареями с затопленным электролитом, поскольку они служат дольше, чем обычные.

●Универсальность: Эти аккумуляторы очень универсальны. Они применяются в различных отраслях, таких как системы ИБП, аварийное освещение, системы безопасности, телекоммуникации и многое другое.

●Быстрая зарядка: Батареи VRLA относительно быстро заряжаются, что позволяет им быстро заряжаться и за короткий промежуток времени подготовиться к резервному питанию.

2. Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор AGM (абсорбирующий стеклянный мат):

 Аккумулятор AGM состоит из свинцово-кислотного химического состава, в котором электролит абсорбируется сепараторами AGM. Свинцово-кислотные аккумуляторы с AGM-герметизацией имеют клапанное регулирование и герметизированы сепараторами из стекловолокна. Сепараторы AGM позволяют полностью исключить обслуживание аккумулятора, обеспечивая при этом безопасность и надежность системы. Коврик из стекловолокна практически поглощает и фиксирует электролит, тем самым предотвращая утечку, даже если аккумулятор наклонен или расположен в различных положениях.

Преимущества:

Во-первых, у них низкий показатель саморазряда. Обычно при хранении они могут сохранять заряд в течение длительного времени с небольшой потерей мощности. Во-вторых, они демонстрируют лучшую производительность при высокоскоростном разряде, поэтому являются отличным выбором для приложений, требующих всплеска энергии или высокой выходной мощности. Кроме того, герметичная конструкция означает отсутствие необходимости в обслуживании, поскольку нет необходимости регулярно поливать их или проверять уровень электролита.

Приложения:

В автомобильном секторе они широко используются для запуска, освещения и зажигания (SLI), а также для обеспечения резервного питания для морских судов, которые обеспечивают непрерывное и надежное электроснабжение во время походов. Кроме того, батареи AGM хорошо подходят для использования в качестве систем хранения солнечной энергии, поскольку они могут эффективно хранить энергию и многократно заряжаться и разряжаться. Кроме того, эти аккумуляторы являются отличным выбором для электросамокатов. Свинцово-кислотные аккумуляторы с герметизацией AGM являются универсальными и надежными источниками питания для различных применений.

3. Свинцово-кислотная батарея с гелевой герметичностью:

Гелевые батареи состоят из свинцовых пластин и гелеобразного электролита серной кислоты. Гель образуется путем добавления кремнезема в электролит, в результате чего образуется полутвердое вещество, удерживающее кислоту на месте. В отличие от обычных залитых свинцово-кислотных аккумуляторов, гелевая технология иммобилизует сернокислотный электролит. Следовательно, разлив или техническое обслуживание не требуются. Конструкция герметична, что означает, что она безопасна и позволяет работать аккумулятору в любом направлении без пролития кислот.

Преимущества:

Ключевые преимущества Свинцово-кислотные аккумуляторы с гелевой герметизацией заключаются в том, что они обеспечивают улучшенный срок службы. Состав геля снижает скорость сульфатации пластин аккумуляторной батареи, что делает их более устойчивыми к износу, связанному с циклами зарядки и разрядки. Этот увеличенный срок службы приводит к увеличению срока службы батареи и, следовательно, к уменьшению частоты замены.

Гелевые аккумуляторы имеют лучшую производительность в условиях высоких температур. Квалифицированный электролит менее склонен к высыханию при повышении температуры, что помогает поддерживать емкость и эффективность аккумулятора.

Приложения:

Еще одно широкое применение гелевых батарей — это хранение возобновляемой энергии, где избыточная электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями или ветряными турбинами, сохраняется в гелевых батареях для обеспечения стабильного и непрерывного энергоснабжения в случае выхода из строя возобновляемых источников. Избыточные гелевые аккумуляторы также широко распространены в медицинской промышленности, поскольку они питают критически важное оборудование, такое как аппараты искусственной вентиляции легких и системы мониторинга пациентов. Их длительный срок службы и надежная работа делают их хорошим выбором для медицинских применений, где требуются источники питания хорошего качества.

4. Свинцово-кислотная батарея глубокого цикла:

Аккумуляторы глубокого цикла обычно имеют более толстые свинцовые пластины и большую плотность активного материала. Его прочная конструкция обеспечивает большую емкость, которая позволяет хранить больше энергии. Свинцово-кислотная батарея глубокого разряда разработана таким образом, чтобы выдерживать многократные глубокие разряды и перезарядки без повреждений. В отличие от того, что используется для запуска двигателей, его характеристики делают их пригодными для применений, требующих устойчивой и надежной подачи энергии в течение длительного периода времени.

Возможные преимущества:

Главным преимуществом свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого цикла является их увеличенный срок службы. Их тяжелая конструкция, устойчивость к деградации пластин и способность работать дольше в сложных условиях разрядки и перезарядки позволяют им выполнять задачи, требующие частой и непрерывной циклической работы на протяжении всего срока службы.

Кроме того, свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого цикла лучше всего подходят для применений, требующих непрерывных циклов разрядки и перезарядки. Они могут обеспечивать постоянную и надежную выходную мощность без ухудшения производительности или эффективности в течение длительного периода времени. Они дают практически все виды приложений.

Приложения:

Обычными областями применения являются гольф-кары и электромобили для длительного использования и увеличения запаса хода. Кроме того, аккумуляторы глубокого цикла хорошо применяются для хранения избыточной энергии, вырабатываемой в период интенсивного солнечного света, а также для высвобождения ее при слабом солнечном свете или его отсутствии. Это обеспечивает непрерывное электропитание с максимальным использованием солнечной энергии.

5. Высокопроизводительная свинцово-кислотная батарея:

The высокопроизводительная свинцово-кислотная батарея представляет собой тщательно отобранный материал электродов, разработанный для обеспечения быстрой разрядки и перезарядки. Планируется, что высокоскоростная свинцово-кислотная батарея будет обеспечивать большие токи для кратковременных применений. Это будет совместимо с приложениями, требующими быстрого и мощного высвобождения энергии. Эти батареи разработаны с использованием оптимизированных материалов и конфигураций электродов, обеспечивающих эффективную работу и надежность при высокой скорости разряда.

Преимущества:

Одним из основных преимуществ высокоскоростных свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они могут эффективно работать с приложениями высокой мощности. Он обеспечивает быстрый прилив энергии. Они ценны для приложений, требующих быстрого и существенного сброса мощности.

Высокопроизводительные свинцово-кислотные аккумуляторы также подходят для систем аварийного резервного питания. В чрезвычайных ситуациях, когда требуется надежный непосредственный источник питания, высокоскоростные батареи могут обеспечить необходимую энергию для поддержания критически важных функций и устройств.

Приложения:

Высокопроизводительные свинцово-кислотные аккумуляторы обычно находят применение в промышленных условиях. Они часто используются в вилочных погрузчиках и другом погрузочно-разгрузочном оборудовании, поскольку этим устройствам необходимы большие токи для подъема тяжелых грузов и поддержания эффективной работы оборудования. Такие аккумуляторы гарантируют, что вилочные погрузчики смогут подавать энергию через короткие промежутки времени, сохраняя производительность и работая на высоком уровне.

Кроме того, их способность к быстрому высвобождению энергии делает высокоскоростные свинцово-кислотные батареи подходящими для телекоммуникационных систем. Во время отключений электроэнергии или в периоды пиковой нагрузки эти батареи могут быстро поддерживать телекоммуникационную инфраструктуру, повышая время бесперебойной работы коммуникационных услуг.

6. Трубчатая батарея OPzV:

Трубчатые аккумуляторы OPzV имеют гелевый электролит и трубчато-положительные пластины. Известно, что трубчатая батарея OPzV имеет конструкцию с трубчато-положительными пластинами. Эти аккумуляторы имеют более высокую производительность и срок службы по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Они улучшены для глубокой циклической работы с использованием трубчатых положительных пластин, что делает их лучшим выбором для применений, требующих частых и глубоких разрядов.

Преимущества:

Трубчатая батарея OPzV имеет самый длительный срок службы среди типов свинцово-кислотных батарей. Сочетание трубчатых положительных пластин и гелевых электролитов снижает деградацию пластин, продлевая срок службы батареи и делая ее экономичным и надежным решением для долгосрочного хранения энергии.

Кроме того, батареи OPzV обладают хорошими возможностями глубокого цикла. Следовательно, они могут выдерживать частые глубокие разряды без ущерба для производительности и эффективности. Эта функция имеет решающее значение для таких приложений, как системы хранения возобновляемой энергии и автономные энергосистемы, которые полагаются на последовательную и устойчивую подачу электроэнергии.

Приложения:

Трубчатые батареи OPzV используются в различных системах хранения возобновляемой энергии. Там, где они очень эффективно хранят избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями или ветряными турбинами, их способность противостоять частым глубоким разрядам и перезарядкам обеспечивает постоянное стабильное и надежное электроснабжение в периоды низкого или отсутствия выработки возобновляемой энергии.

Кроме того, эти батареи используются на удаленных объектах связи для обеспечения резервного питания во время перебоев в подаче электроэнергии или в районах с ограниченным доступом к электросети. Их длительный срок службы и возможность глубокого цикла делают их надежным источником энергии для критически важных коммуникационных инфраструктур.

7. Свинцово-кислотный аккумулятор OPzS:

В конструкции свинцово-кислотной батареи OPzS используется погружной жидкий сернокислотный электролит. Аккумуляторные элементы имеют трубчатые положительные пластины и плоские или вклеенные отрицательные пластины. Свинцово-кислотный аккумулятор OPzS известен своей трубчатой ​​конструкцией пластин, в которой используется жидкий сернокислотный электролит. Эти батареи имеют твердые и прочные трубчатые положительные пластины, которые играют важную роль в их надежной работе и длительном сроке службы.

Преимущества:

Сильной стороной свинцово-кислотных аккумуляторов OPzS является их долговечность и надежность. Помимо повышения уровня жидкого сернокислого электролита, конструкция трубчатых пластин повышает прочность аккумулятора, позволяя ему выдерживать частые глубокие разряды и перезарядку, что приводит к значительному ухудшению характеристик, что увеличивает срок службы.

Более того, батареи OPzS имеют хорошую цикличность, поскольку применение требует повторных циклов глубокого цикла. Эта особенность очень полезна в средах, где требуется надежное и стабильное электроснабжение, например: телекоммуникационный сектор, железнодорожные системы, системы хранения энергии и другие.

Приложения:

Свинцово-кислотные аккумуляторы OPzS в конечном итоге широко используются в критически важных приложениях в различных областях. Эти батареи действуют как надежные резервные источники питания, обеспечивая бесперебойную связь во время перебоев в подаче электроэнергии или в отдаленных районах со скудным доступом к электрической сети.

Кроме того, батареи OPzS широко используются в железнодорожных системах для обеспечения жизненно важного резервного питания систем сигнализации, связи и освещения. Они устойчивы к глубоким разрядам и суровым условиям эксплуатации, что делает их надежными решениями для хранения энергии в железнодорожной инфраструктуре.

8. Свинцово-кислотные аккумуляторы «Старт-стоп» или «Запуск двигателя»:

Свинцово-кислотные аккумуляторы Start-Stop или запуск двигателя специально созданы для автомобилей с технологией старт-стоп. Эту систему также называют автоматическим выключением и повторным запуском двигателя во время коротких остановок, например, на светофоре, для экономии расхода топлива и выбросов углекислого газа. В этих батареях используются передовые технологии, такие как абсорбирующий стеклянный мат (AGM) или улучшенная батарея затопленного типа (IFB), что означает, что они могут без сбоев выдерживать частые запуски и остановку двигателей.

Преимущества:

Свинцово-кислотные аккумуляторы Start-Stop или запуск двигателя обеспечивают множество преимуществ при использовании в транспортных средствах, оснащенных технологией старт-стоп. Одним из главных достоинств является повышенная топливная экономичность. Эти аккумуляторы позволяют быстро перезапустить двигатель после остановки и, следовательно, сократить ненужное время простоя, что приводит к экономии топлива и снижению выбросов.
Кроме того, эти аккумуляторы обладают высокой устойчивостью к глубоким циклическим нагрузкам, что необходимо для непрерывного запуска и остановки двигателя. Их увеличенный срок службы обеспечивает надежную работу в течение длительного времени, что приводит к долговечности и экономической эффективности для владельцев транспортных средств.

Приложения:

Эти аккумуляторы устанавливаются только в современные автомобили, оснащенные системой «старт-стоп». Чтобы повысить экономию топлива и снизить содержание углерода, в транспортные средства все чаще встраивают системы старт-стоп. Свинцово-кислотные аккумуляторы системы «старт-стоп» или «запуск двигателя» играют важную роль в этих транспортных средствах, обеспечивая плавный и надежный перезапуск двигателя во время частых остановок.

Заключение

В заключение отметим, что свинцово-кислотные аккумуляторы бывают разных типов, каждый из которых предназначен для конкретного применения и функциональных потребностей. Выбор типа батареи зависит от таких факторов, как скорость разряда, потребность в циклическом использовании, предпочтения в обслуживании и бюджетные ограничения. Поскольку технологии продолжают развиваться, свинцово-кислотные аккумуляторы, вероятно, будут совершенствоваться, что сделает их жизнеспособным решением для хранения энергии на долгие годы.