Информация Все про аккумулятор

  1. Jet
    Оффлайн

    Jet мозгокопатель Команда форума

    Регистрация:
    17.03.2012
    Сообщения:
    2.346
    Симпатии:
    433
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    г.Воронеж
    Торговая репутация:
    1
    Все про аккумуляторы
    Автомобильный аккумулятор. Стадии зарядки аккумулятора. Химические процессы. Восстановление после сильной сульфатации. И многое другое...

    Привет всем !

    ( заранее извиняюсь за "многабуков"...)[​IMG]

    akkumulyator 2.jpg

    Итак, как это ни банально но начнем с азов.

    Примерно в 1859-1860 годах в лаборатории Александра Беккереля, работал в качестве ассистента Гастон Планте. Молодой человек решил заняться улучшением вторичных элементов, чтобы сделать их надежными источниками тока для телеграфии. Сначала он заменил платиновые электроды "газового элемента" Грове свинцовыми. А после многочисленных экспериментов и поисков вообще перешел к двум тонким свинцовым пластинкам. Он их проложил суконкой и навил этот сэндвич на деревянную палочку, чтобы он влезал в круглую стеклянную банку с электролитом. Далее подключил обе пластины к батарее. Через некоторое время вторичный элемент зарядился и сам оказался способен давать достаточно ощутимый постоянной ток. При этом, если его сразу не разряжали, способность сохранять электродвижущую силу оставалась в нем на довольно продолжительное время. Это было настоящее рождение накопителя электрической энергии, или аккумулятора.

    accumulatorhistory2.gif

    Самое интересное, что до сих пор самые мощные(по отдаваемому току и принимаемому току зарядки) свинцовые аккумуляторы это аккумуляторы фирмы "Оптима", и построены они тоже по "спиральному" принципу! ...история до сих пор ничему не учит остальных производителей[​IMG]

    Потом было обнаружено, что если заряженный первоначально прибор(см. рис выше) разрядить, затем пропустить через него ток в обратном направлении, да еще проделать эту операцию не один раз, то увеличивается слой окисла на электродах и емкость вторичного элемента возрастает. Этот процесс получил название формовки пластин и занимал у изобретателя Камилла Фора около трех месяцев.
    После Парижской выставки 1878 года Фору пришла идея нового метода формовки пластин. Он попробовал заранее покрывать их оксидом свинца, свинцовым суриком. При зарядке сурик на одной из пластин превращался в перекись, а на другой соответственно раскислялся. При этом слой окисла приобретал очень пористое строение, а значит, площадь его поверхности существенно увеличивалась. Процесс формовки проходил значительно быстрее. Аккумуляторы Фора при том же весе запасали значительно больше электрической энергии, чем аккумуляторы Планте. Другими словами, их энергоемкость была выше. Это обстоятельство привлекло к ним большое внимание электротехников.

    Технология "намазных пластин" современных аккумуляторов даже сейчас, спустя более 100 лет, остается такой-же... [​IMG] Кто не верит - читаем книгу:
    М. А. Дасоян, В. В. Новодережкин, Ф. Ф. Томашевский
    ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

    Код:
    http://publ.lib.ru/ARCHIVES/D/DASOYAN_Martin_Avetisovich/Dasoyan_M.A..._Proizvodstvo_elektricheskih_akkumulyatorov.(1977).%5Bdjv%5D.zip
    Немного химии.

    С точки зрения хим. динамики свинцовый аккумулятор(далее СА) представляет обратимую систему, и именно обратимый гидроэлектрический элемент. Восстановление свободной энергии такого элемента выражается накоплением на электродах продуктов электролитического распада. В теории гальванических элементов такое накопление, вторичный эффект эл.-хим. процесса, носит название поляризации. Вредное в обычных элементах, это побочное явление положено в основу службы СА, называемых поэтому вторичными, или поляризационными, элементами. В принципе, всякий СА состоит из одного электролита, содержащегося в некотором баке, и двух электродов с клеммами. Положительный электрод называется анодом, отрицательный—катодом (в американской литературе катод — положительная пластина, анод — отрицательная). Аккумуляторы различаются между собою химической природой электролита и электродов, формой и строением электродов, устройством бака и т. д.

    Стадии зарядки:

    Стадия I: Занимает короткое время.
    Зарядка: Сначала разность потенциалов быстро поднимается над значением 2V, соответствующим плотности электролита, а затем падает до 2,1V.
    Разрядка: разность потенциалов очень быстро падает до 1,9 V.

    Стадия II: Занимает наибольшую часть.
    Зарядка: Разность потенциалов медленно возрастает, приблизительно до 2,2V.
    Разрядка: Разность потенциалов медленно убывает, приблизительно до 1,85V.

    Cтадия III: Занимает сравнительно небольшое время.
    Зарядка: Разность потенциалов довольно быстро возрастает до 2,5—2,6V.
    Разрядка: Разность потенциалов быстро падает, при чем кривая претерпевает изгиб и стремится к нулю (см. выше графики разряда - зависит от тока разряда!)

    Этим трем стадиям соответствуют характерные видимые явления: в заряженном СА. катод имеет серо-металлический вид и состоит из губчатого свинца,тогда как анод покрыт перекисью свинца Pb2O5 интенсивного черного цвета, нестойким, сильно окисляющим веществом с значительной электропроводностью. Внезапное понижение стадии I разрядкипроисходит от уменьшения концентрации кислоты в порах активной массы СА, после чего концентрация выравнивается диффузией частиц кислоты в электролите.
    Это очень важный момент, который надо понимать - из-за того что в СА применяется жидкий электролит, и толщина "намазки" пластин существенна, самым идеальным способом зарядки(да и разрядки!) СА была-бы пульсирующая зарядка, т.е. с применением ШИМ, а лучше "медленно-пульсирующего" типа - когда за плавным нарастанием импульса следует пауза, в течении которой происходит "усвоение" порции энергии(идут.хим процессы) и выравнивается плотность электролита(т.е. подается к материалу пластин новая порция серной кислоты из раствора).
    Аналогично и для разрядки - мы знаем что если "дать отдохнуть" СА (сняв с него всю нагрузку) то напряжение на СА повышается и с него можно еще получить энергии. Обьяснение аналогичное: выравнивание плотности электролита, т.е. подача кислоты к материалу пластин за счет диффузии.

    Стадия III разрядки связана со вторичным уменьшением концентрации кислоты. В разряженном CА. анод состоит из двуокиси свинца РЬО2, вещества бурого цвета, с удельным сопротивлением в 22 раза большим, чем у перекиси свинца Pb2O5. Катод состоит из недокисного сернокислого свинца Pb2SO4, вещества темносерого, почти черного цвета, обладающего значительною электропроводностью и весьма нестойкого. Удельный вес электролита падает от уменьшения концентрации кислоты как раз в количестве, потребном для образования на катоде недокисной сернокислой соли. Именно поэтому, оставленный в бездействии незаряженный СА. гибнет («сульфируется», «сульфатируется»), при чем и катод и анод покрываются окисным сернокислым свинцом PbSO4, веществом белого цвета, электронепроводящим и стойким.

    Если оставить батарею в разряженном состоянии, сульфат свинца начинает растворяться в электролите до его полного насыщения, а затем выпадает назад на поверхность пластин, но уже в виде крупных и практически нерастворимых кристаллов. Они откладываются на поверхности пластин и в порах активной массы, образуя сплошной слой, который изолирует пластины от электролита, препятствуя его проникновению вглубь. В результате большие объемы активной массы оказываются "выключенными", а общая емкость батареи значительно уменьшается.

    Кому верить ?[​IMG]
    ....мои опыты и построенные на их базе "Умные зарядки" говорят о том что надо верить этим двум картинкам...

    При сульфатации(сильном разряде) концентрация кислоты опять падает. При зарядке СА с пластинами, не подвергшимися выпадению кристаллов, катод вновь принимает серо-металлический цвет, анод чернеет, а концентрация электролита повышается. Зарядные и разрядные кривые СА. не совпадают между собой, и площадь между ними выражает потерю энергии на цикл зарядки и разрядки. Однако совершенное смыкание кривых доказывает, что в СА не происходит побочных реакций и что его можно рассматривать как элемент с почти совершенной обратимостью!

    Но не все так гладко, как пишет нам учебник...

    С момента изобретения свинцового кислотного аккумулятора и разработки в 1882 г. английскими исследователями Gladstone и Tribe химической теории, описывающей токообразующие реакции, протекающие на электродах свинцового аккумулятора при его разряде и заряде, известной как теория "двойной сульфатации", и до настоящего времени предпринимались неоднократные попытки пересмотреть эту теорию, предложить иной механизм протекания реакций

    Причины такого положения заключаются в том, что, не взирая на общее признание исследователями теории "двойной сульфатации" наиболее точно теоретически описывающей термодинамические процессы в свинцовом аккумуляторе, до настоящего времени существуют противоречия в количественной оценке веществ, участвующих в токообразующих реакциях, оценке состава веществ, образующихся па положительном электроде при разряде аккумулятора, а также в описании механизма протекания реакций на электродах аккумулятора. По многим вопросам у исследователей отсутствует единая точка зрения. Отдельные вопросы теории аккумулятора вообще подробно образом не освещены.

    Теорию свинцового аккумулятора нельзя считать завершенной.

    Так, например, согласно теории "двойной сульфатации" продуктом токообразующей химической реакции при разряде аккумулятора на положительном электроде является нерастворимое химическое вещество PbSO4 , осаждаемое на поверхности активной массы в количествах, обеспечивающих отдачу аккумулятором номинальной емкости.

    Авторы "Учебников" пишут, не моргнув глазом, о "двойной сульфатации", но при таком механизме протекания токообразующей реакции уже при разряде аккумулятора на 1А·ч емкости поверхность его положительных электродов должна быть покрыта не менее чем 2 монослоями сульфатов свинца PbSO4, размер кристаллов которых сопоставим с диаметром пор в активной массе!!!

    В результате этого свободный доступ молекул кислоты из состава электролита через поры к активной массе положительного электрода затруднится, в связи с чем химическая реакция разряда должна будет прекратиться, чего на самом деле не происходит.

    Полученная при расчётах интенсивность сульфатации электродов свинцового аккумулятора при его разряде на величину номинальной емкости оказалась слишком высокой, составляет десятки и сотни монослоев, что свидетельствует о том, что поверхностный процесс зарядообразования, протекающий согласно общепринятой теории "двойной сульфатации", не обеспечивает фактическую ёмкость реального аккумулятора!

    То есть: в случае протекания химических реакций при разряде в свинцовом аккумуляторе в соответствии с теорией "двойной сульфатации" при снижении емкости на величину, не более 1 – 2% от номинальной, происходил бы его полный разряд.

    Таким образом, полученные результаты исследования элементного состава активной массы положительных электродов аккумулятора разными учеными ставят под сомнение справедливость предлагаемого теорией "двойной сульфатации" механизма протекания электродного процесса на положительном электроде при разряде аккумулятора.

    Следовательно, теория "двойной сульфатации" не полностью объясняет протекание процессов зарядо- и токообразования, саморазряда в свинцовом кислотном аккумуляторе и требует уточнения.
    ...................
    Black Angel и Етерсков нравится это.
  2. Jet
    Оффлайн

    Jet мозгокопатель Команда форума

    Регистрация:
    17.03.2012
    Сообщения:
    2.346
    Симпатии:
    433
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    г.Воронеж
    Торговая репутация:
    1
    Теперь давайте поговорим немного о доставшей уже всех теме "ШИМ большими токами разрушает свинцовую АКБ"[​IMG]
    Согласно исследованиям Battery Council International, 84% свинцово-кислотных батарей выходят из строя из-за сульфатации. Сульфатация является еще более остной проблемой в солнечных энергосистемах, потому что вероятность полного заряда в таких системах сильно отличается от традиционного заряда АБ. Увеличенные периоды недозаряда АБ в солнечных энергосистемах приводят к коррозии решетки, а положительные пластины аккумуляторов покрываются кристалами сульфатов.
    Широтно-импульсная модуляция тока заряда может предотвратить образование отложений сульфатов, помогает преодолеть резистивный барьер на поверхности электродной сетки и пробить коррозию на переходах. В дополнение к улучшенному КПД заряда и увеличенной емкости, существуют убедительные доказательства того, что такой режим заряда может восстановить емкость АБ, которая "потерялась" со временем при работе АБ в фотоэлектрической системе. Некоторые результаты исследований приведены ниже.
    В 1994 CSIRO, ведущая исследовательская группа в Австралии [1], опубликовала статью, в которой указывается, что пульсирующий ток заряда "позволяет восстановить емкость элементов, работавших в циклическом режиме". Процесс сульфатации замедляется, а внутренние слои коррозии становятся тоньше и разделяются на "островки". Электрическое сопротивление уменьшается и емкость увеличивается. Вывод статьи в том, что пульсирующий ток заряда "может привести к восстановлению емкости аккумуляторной батареи."
    Другая статья, опубликованная Sandia National Labs в 1996 году [2], приводит данные по тестирования герметичных аккумуляторов, которые потеряли более 20% своей емкости. Обычный заряд постоянным током не мог восстановить потерянную емкость АБ. Затем батарея была заряжена с использованием ШИМ контроллера, что привело к "восстановлению большей части потерянной емкости АБ."
    Наконец, Morningstar, провели тесты по восстановлению емкости АБ. Прилигаемый график [3] показывает, что аккумуляторная батарея восстановиля большую часть потерянной емкости после заряда при помощи SunLight контроллера. После теста, солнечная система освещения в течение 30 дней практически не обеспечивала освещение, так как система отключалась по защите от перезаряда каждую ночь. Аккумуляторная батарея была очень старой и подлежала утилизации. Затем, нагрузка стала работать дольше каждую ночь, что отражено на графике. В течение последующих 3 месяцев емкость АБ постоянно возрастала. Этот тест продолжается в Morningstar.
    Позднее было проведено исследование контроллеров с ШИМ, которое доказало, что контроллеры повышали восприимчивость АБ к заряду именно вследствие использования широтно-импульсной модуляции тока заряда. Контроллеры MorningStar SunSaver позводили даже увеличить эффективность заряда АБ на 2-8% даже по сравнению с контроллерами, которые поддерживали постоянно высокое напряжение на АБ.
    Литература:
    1. Lam, L.T., et al, ‘Pulsed-current charging of lead/acid batteries-a possible means for overcoming premature capacity loss?,’ CSIRO, Australia, Journal of Power Sources 53, 1995.
    2. Hund, Tom, ‘Battery Testing for Photovoltaic Applications,’ Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, presented at 14th NREL Program Review, Nov. 1996.
    3. Morningstar test results, 1999.

    Код:
    http://www.morningstarcorp.com/en/support/library/8. Why PWM1.pdf 
    (реальные тесты для особо неверующих [​IMG]

    Что здесь правда или похоже на правду ?
    Правда то что пульсирующее напряжение заряда(разряда) очень хорошо ложится на химию процесов в СА - т.е. в паузах между импульсами идет диффузия электролита.
    Неправда тут в том что не все АКБ удастся восстановить таким способом [​IMG] старый анекдот про "поздно пить Боржоми когда почки отвалились" [​IMG] т.е. если вы гоняете СА "от конца до конца" то вы тем самым расшатываете частицы намазных пластин, тем самым способствуете осыпанию состава пластин вниз банок [​IMG] Это характерно для "наливных" СА - т.е. "стартерного типа" , где сепаратор, как и 100лет назад, состоит из простых пластин с дырочками погруженных в кислоту [​IMG]. В аккумуляторах AGM технологии осыпания пластин нет, потому что они жестко схвачены стекломатами. Следовательно, при бережном обращении, СА AGM типа могут эксплуатироваться во много раз дольше чем СА со "свободным"(плещущимся) электролитом. Но это при условии НЕДОПУЩЕНИЯ сульфатации!!!

    Есть-ли разница в применении "стартерных" и "тяговых" СА?
    Производители СА нам врут [​IMG] Ведь по идее эти СА должны чем-то отличаться, но на практике, мне лично пришлось позаглядывать внутрь разных СА разных предназначений от разных производителей - так вот - обещанное правило "у тяговых СА пластины толще" не работает [​IMG]
    Внесем ясность - с точки зрения Химии процессов, вы НИГДЕ в литературе не увидите разных характеристик - т.е. отдельно для тяговых и отдельно для стартерных. Химия-то внутри одна! В чем-же разница ? в том что (по науке) стартерные СА должны разрабатываться с учетом отдачи больших токов (сотни ампер), а тяговые нет - они должны отрабатывать меньшие токи но более длительный период.
    И вот тут-то и начинается "минное поле вранья"... Рассмотрим плюсы и минусы.

    Более толстая намазка при тех-же токосьемных электродах, дает бОльшую емкость СА. Но при этом у СА "свободного электролита" способствует большему разрушению намазки пластин [​IMG] из-за того что технология по прежнему 100 лет не меняется [​IMG] - вся активная паста держится только за счет своих свойств как "застывшей замазки". Читаем книгу М. А. Дасоян, В. В. Новодережкин, Ф. Ф. Томашевский - ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРОВ и плачем...
    Более толстая намазка также способствует более длительному времени "отдыха" СА, так как в толстых массах пластин процессы диффузии идут медленнее [​IMG]

    Более тонкая намазка при тех-же токосьемных электродах, дает бОльшую способность отдачи токов от СА. При этом гораздо меньше время "отдыха" (диффузия лучше) и гораздо более доступны хим.элементы пластин - я видел "польские нонейм" АКБ у которых количество пластин было раза в полтора больше и они были тоньше чем у подобных-же стартерных - так вот "ударный разряд" они держали гораздо лучше чем "классика".

    ...самое интересное что если заклеить все надписи в СА и дать вам фонарик заглянуть в банку СА - то вы в 90% случаев не сможете отличить стартерные СА от тяговых [​IMG]


    А давайте теперь все что я написал выше суммируем и попытаемся представить себе "идеальный СА" имеющий не ниже 3000 циклов [​IMG] и быстро отдающий и быстро принимающий токи в сотни ампер, при этом имеющий отдачу энергии в 3-4 раза выше при том-же весе как аналогичный "классический стартерный". Фантастика ? НЕТ - это реальность!

    Что мешает долгой жизни СА ? Разрушение пластин-токоотводов(из-за изменения плотности намазки в процессе циклирования) плюс сульфатация.
    Что мешает растворению "сульфат. слоя" ? низкая его электропроводимость...
    Что даем нам до 70% лишнего веса СА? толстые токоотводные пластины СА из свинца... (в AGM аккуме 12Ач CSB активная масса составляет до 20-25% от общего веса СА - проверено мной лично при разборках этих СА...)
    Что в итоге ? В итоге видим картинку "идеального СА":

    accumulatorhistory2.gif

    [​IMG] ...и вспоминаем "Оптиму"...

    Если электроды сделать не из свинца а из легкого проводящего материала (например карбоновая ткань), если электролит впитать в "стекломат" или в новейшие материалы, которые способны впитывать больше своего веса, если состав активной массы сделать гранулярным, как в ЛитийФосфатных, чтобы каждая "гранула" была окружена проводимой оболочкой из графита...
    То после сворачивания всего этого в рулон - как на картике :0 мы получим идеальный СА, который будет в состоянии отдавать сотни ампер продолжительное время, не разрушаясь и не "отдыхая", и не боясь сульфатации.

    ...и мои личные опыты говорят о возможности создания такого СА...

    Всем кто все еще не понял "что там внутри" - рекомендую старую книгу:
    Н.Ламтев. Самодельные аккумуляторы. Москва: Государственное издательство по вопросам радио, 1936 год.
    Брошюра "Самодельные аккумуляторы" написана простым и понятным для всякого грамотного языком и содержит все главнейшие материалы и сведения, относящиеся к практике изготовления, ремонта и эксплоатации простейшего типа свинцовых аккумуляторов.
    Код:
    http://retrolib.msevm.com/energetika_1.html
    ...кстати - из нее вы узнаете что технологии AGM и "гелевого(силиконового) электролита" была изобретена гораздо ранее мировых войн [​IMG]

    Теперь я хочу остановиться на теме зарядки Свинцовых Аккумуляторов(далее СА), и процедурах их "лечебных циклов" а также "восстановления".

    Есть такая наука - ХИМИЯ. И все что происходит в СА подчиняется законам Химии. Все "умные советы бывалых" которые не ложатся на химию - вредны по определению.
    ...а вот за такие "советы"

    Код:
    http://oppozit.ru/article416.html 
    надо просто голову откручивать [​IMG]
  3. Jet
    Оффлайн

    Jet мозгокопатель Команда форума

    Регистрация:
    17.03.2012
    Сообщения:
    2.346
    Симпатии:
    433
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    г.Воронеж
    Торговая репутация:
    1
    Восстановление после сильной сульфатации.

    Лежит вот на полке(или в сарае) СА... несколько лет лежит... выбросить ?
    Хранение в "полном разряде", как и постоянные "сверх-полные разряды" приводят к образованию зерен сульфатов, которые разрушают "активную намазку = активное вещество". И рост кристаллов сульфатов приводит также к выводу из реакции веществ и увеличению сопротивления.
    Но самое интересное - что эти вот "переходы" способствуют разрыхлению активной массы, что есть хорошо для химии...

    Вот как выглядит покрытая сульфатацией пластина классического СА:

    akkumulyator.jpg

    светлые пластины это сульфатация.

    Как разрушить кристаллы сульфатов ? ...самое лучшее - не доводить до них... а если они есть - то надо их растворять неглубокими циклами заряд-разряд. Но крупные кристаллы вы не полечите они имеют более высокое сопротивление и плохо "работают"... так что речь может идти только о неполном восстановлении. Вывод: не допускайте глубоких разрядов!

    Как грамотно произвести работы по десульфатации ?
    Есть два способа - первый это купить мою умную зарядку-автомат [​IMG] потому что у них есть специальный режим для таких случаев. В этом режиме зарядка дает импульсы тока примерно 1А напряжением 14.5В с переменной скважностью, зависящей от степени разряда (напряжением на СА) СА. Т.е. если на СА например 10В то будет импульс с частотой следования примерно 0.5-1Гц. При этом продолжительность импульса вдвое меньше паузы или равна ей. В процессе повышения напряжения на СА до 12В частота следования импульсов (а в некоторых зарядках - продолжительность(скважность) импульса тока) увеличивается пропорционально, и с 12В уже идет просто зарядка постоянным током.
    Также известен способ восстановления СА батарей асимметричным током (при соотношении зарядной и разрядной составляющих тока 10:1 и отношении длительностей импульсов этих составляющих 1:2. Но этот метод обычно делается на частотах 50Гц(сеть 220В) [​IMG] и я его не рекомендую - так как 50Гц это "сильно быстро" и будет лишний нагрев СА. Хотя само соотношение "зарядка:нагрузка" в 10:1 (по току) я рекомендую применять для низких частот (0.5-1Гц).

    Второй способ - это собрать из подручных средств простую схему, в которой с частотой 0.5-1сек будет происходить переключение СА с зарядки на разрядку.
    Самое простое - использовать "реле поворотов" от автомобиля [​IMG] и лампочку в качестве нагрузки. Но следует помнить что "реле поворотов" недолговечно да и "клацает" громко - так что длительная работа "простой схемы" под вопросом...
    Соотношение "зарядка:нагрузка" в 10:1 (по току) я рекомендую применять и в этом случае.

    Процедура тренировки-десульфатации которую я рекомендую:
    (прежде чем ее делать прочтите мой пост#4:)

    Код:
    http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,1950.0.html

    Собрать схему "с реле и лампочкой" (как самый простой и доступный пример), для циклирования СА - так чтобы подавать постоянное напряжение ХХ в 18-20В(под нагрузкой на ваш СА оно должно падать до 14.5В) с током не более 0.5С для 7-10Ач АКБ и 0.05С для 50-120Ач вперемешку с подачей нагрузки(лампочки). Лампочку(т.е. нагрузку) выбирать из расчета 20 часового разряда для вашего СА. (лампочку параллельно на клеммы СА, а "реле поворотов" в разрыв источника питания и СА с лампочкой).
    Большинство производителей СА рекомендуют 20 часовой разряд токами в 0.05С до 1.8В/элемент (т.е. до 10.8В на 12Вольтовом СА, измеренные под нагрузкой, или не ниже 12В без нагрузки). 10-и часовой разряд будет примерно при 0.1С.
    Применение этой схемы при 10 часовой тренировке дает 1:1 "нагрузка:пауза" (немного не то что я писал ранее но зато этого 1:1 очень просто достичь) и способствует более полному использованию хим.веществ, потому что в паузах выравнивается плотность электролита.
    Ну а для тех кто "дружит с паяльником" - я уверен не составит труда спаять простой мультивибратор [​IMG] на двух транзисторах или микросхеме, и с него производить "лечебные циклы".

    Как у знать что "лечебные циклы" закончились ?

    Вопрос важный... при применении "умных зарядок" они сами контролируют напряжение. Но в случае "реле и лампочки" я просто рекомендую не злоупотреблять процессом и ограничить время тренировки 10 часами при соблюдении непревышения токов (см. выше). После такой "тренировки" устройте СА 10 или 20 часовой разряд до 10.8В(под нагрузкой) - и посмотрите что получилось - если емкость не повысилась - то значит у нас не сульфатация а разрушение пластин [​IMG] и "Боржоми не помогло"...

    Если в процессе тренировки было "кипение" электролита - то добавьте дистиллата в банки СА.
    Просто разрядку 10-20 часовым циклом можно делать и с применением "реле поворотов" [​IMG] при этом вы просто способствуете более полному использованию хим. веществ СА - потому что в паузах вы позволяете работать диффузии...
    ТОЛЬКО НЕ забывайте что нельзя разряжать 12В СА ниже 10.8В !!!


    Следует помнить про "почки и Боржоми", т.е. я не рекомендую возлагать большие надежды на "волшебное восстановление" старых автомобильных СА - там на 80% вероятность разрушения пластин и их осыпание - так что все что вы сможете это только восстановить емкость тех обрывков пластин которые еще висят на токоотводах... [​IMG]
    Для малогабаритных AGM СА (УПс-овых) осыпание пластин не страшно, но страшно их разрушение от постоянного перезаряда, так что если вы вскрыли крышки, то убедитесь что внутри ничего лишнего не болтается.

    Идем дальше.

    Постоянный "маленький подзаряд" токами до 300мА при 13.5В - как это делают УПСы и прочие "умные советчики", приводит к тому что когда кончается активная масса(губчатая) внутри акка - то начинается реакция в его электродах... т.е. свинец токоотводов на (+) становится коричневым(PbO2) а на (-) станет губчатым... Таким образом, при постоянном перезаряде, мы получаем разрушение токоотводов + "кипение" электролита с выделением водорода и кислорода, что приводит к увеличению концентрации электролита, что опять способствует разрушению электродов [​IMG]
    Я писал про акки из УПСа после 3 лет - (+)пластины рассыпаются в порошок...

    В старых умных книжках есть советы как из свинцовой пластины сделать СА для "анодной батареи" - так вот наработка "активной массы" идет из самого материала пластин [​IMG]только вот циклов там надо много - ну или постоянно "кипятить" - это как раз наш случай - перезарядка переводит свинец токоотводов в порошок оксида свинца...

    Общий вывод: береги честь смолоду, а свинцовый акк с момента покупки!
    Нельзя разряжать в ноль, и нельзя перезаряжать - тогда вы работаете только с "активной массой" и не допускаете разрушения пластин. Аминь.
    Надо доливать воду - хотя-бы раз в год. Вода все равно разлагается, а водород улетучивается даже сквозь материал баков...

    аккумулятор.gif


    Отрывок из учебника:
    ...
    Напряжение в процессе разряда

    Номинальное напряжение свинцового стационарного аккумулятора любой емкости принято считать равным 2 в. Это наименьшее допускаемое напряжение на зажимах полностью заряженного аккумулятора в течение первого часа разряда десятичасовым режимом при плотности раствора ск 1205±5 кг/м3 и температуре его +25'С. Предельное напряжение, до которого разрешается разряжать
    аккумуляторы при температуре раствора ск +25° С, составляет по ГОСТ
    825—61 для режимов разряда не короче трехчасового = 1,8 в, а для более коротких режимов (включая 15-минутный)—1,75 в. В действительности у исправных аккумуляторов напряжение в конце разряда часто бывает несколько выше.

    Указанные предельные значения напряжений, до которых можно
    разряжать аккумуляторы, установлены опытным путем. Они выбраны с
    таким расчетом, чтобы не вся активная масса превращалась при разряде в сернокислый свинец, так как это вызвало бы чрезмерную сульфатацию пластин.

    Кроме того, глубокие разряды, которые сопровождаются существенным изменением объема активной массы, могут привести к частичному отделению и выпаданию активной массы и вызвать коробление пластин. Кроме того, эффект от разряда до более низких напряжений при нормальном десятичасовом разряде и более коротких режимах разряда очень мал. После предельно допустимого значения (1,8 или 1,75 в) напряжение резко идет на убыль и может быстро достигнуть таких малых величин, которые непригодны для практического их использования. Кроме того, величина получаемой при этом добавочной емкости невелика.

    accumulator-pb2.gif

    В конце хотелось-бы посоветовать тем кто не имеет средств на покупку новых СА - найдите в Вашем городе фирмы которые занимаются компьютерной техникой и УПс-ами. Поознакомтесь с ними и договоритесь чтобы они не выбрасывали старые УПсовые СА а отдавали их вам [​IMG] ...можете даже выкупать "не полностью убитые" СА по небольшим ценам...
    из моей практики - примерно 30% AGM СА удается восстановить. Правда не всегда до 100% емкости но до 80% уж точно. А это пару лет вашей езды на электровелосипеде. [​IMG]

    Поступает много вопросов на тему - "что лучше - AGM или GEL?"
    Давайте разберемся...


    Итак: технология GEL иначе иногда называется неподвижный электролит.
    Технология известна с 30-х годов 20 века [​IMG] и наряду с полезными свойствами имеет недостатки:
    1) снижение емкости аккумулятора, по сравнению с такими-же размерами(масса) "свободного" электролита. (причина: неперемешивание электролита).
    2) увеличивается внутреннее сопротивление,
    3) возможен сильный саморазряд вследствие концентрационных токов.

    ...Вам уже страшно ? [​IMG][​IMG]
    вообще-то эти "недостатки" приведены для среднестатистического обыкновенного СА. В нашем "тяговом" случае - давайте подумаем о ситуации когда мы берем обычный обслуживаемый (нонейм с "резьбовыми пробками") СА "свободного" электролита и превращаем его в "гелевый". Зачем? а затем что мы при этом получаем стойкий к вибрациям и осыпанию пластин СА, который может прослужить нам гораздо дольше.
    Как при этом к нам "неприменятся" все эти 3 пункта? Снижение емкости будет у "старых", т.е. с большими промежутками между пластинами СА - а все новые стартерные СА делают с пластинами толщиной примерно 1.5-2мм, с малой толщиной сепараторов(2мм). Внутреннее сопротивление сильно влияет на очень большие токи ("стартерные" токи) а у нас-же - токи не стартерные, так что можно на это не обращать внимание. Концентрационные токи выше чем выше токи заряда и разряда - т.е. не используя аккумулятор в качестве сварочного [​IMG] или стартерного - мы эту проблему в подарок не получаем.
    И напоследок открою страшный секрет[​IMG] распилив "гелевый" СА вы не найдете в нем сильных отличий от обычного СА - т.е. нам опять врут все производители...
  4. Jet
    Оффлайн

    Jet мозгокопатель Команда форума

    Регистрация:
    17.03.2012
    Сообщения:
    2.346
    Симпатии:
    433
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    г.Воронеж
    Торговая репутация:
    1
    Итак - перейдем к вопросу "как сделать гелевый СА" из имеющегося у нас "нонейм" СА со свободным электролитом.

    Самый старый [​IMG]но лучший из способов был предложен еще в 1889году г-ном Шоопом. Он основан на свойствах "жидкого стекла" образовывать с серной кислотой студенистый гель кремниевой кислоты.
    Что такое жидкое стекло ? [​IMG] это всем нам известный силикатный клей [​IMG]
    Код:
    http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D0%B9

    Нас интересует - водный щелочной раствор силикатов натрия (Na2Si2O3)

    Раствор жидкого стекла и серной кислоты при загустевании образует сильно разветвленную структуру, внутри которой может удерживаться большое количество химически свободной кислоты. Эта кислота и есть наш электролит.

    Жидкое стекло для наших опытов должно быть химически чистым !

    чем больше жидкого стекла тем быстрее схватывается масса и тем плотнее она получается. Чем большей плотности вами взяты вещества - тем скорее закончится "схватывание" полученной массы. Для избежания кристаллизации и помутнения рекомендуют применять более разведенные растворы.
    Правильно составленный электролит имеет консистенцию студня бледно-голубого цвета.
    Старые учебники говорят нам что такой гель-электролит со временем дает усадку массы и в нем появляются трещины - и дают совет добавлять растертый асбест из расчета 20грамм на 1кг кислоты. Но это спорный момент, потому что в "порах" и трещинах при циклической работе СА у нас будет находиться кислота, так что "поры" не есть что-то совсем нежелательное. А мелкие поры - это даже большой плюс. Асбест это природный волокнистый материал, все слухи про его якобы канцерогенность недоказаны либо очень сильно преувеличены - асбест применяется человечеством сотни лет и человечество еще не вымерло [​IMG] - меры безопасности при работе с асбестом простые: обязательная ватно-марлевая повязка или респиратор, работать на свежем воздухе, после работы влажной губкой убрать все лишние "россыпи" асбеста. (это для тех кто захочет применять "старинный рецепт" в его полном виде). В этом случае частицы асбеста играют роль микро-аккумуляторов серной кислоты внутри обьема нашего гелевого электролита.

    Для приготовления "застывающего" электролита к 4(четырем) обьемным частям хим.чистой(аккумулятороной) серной кислоты удельного веса 1.30 добавляется протертый асбест (из расчета 20г на 1кг кислоты), после чего тонкой струйкой добавляется 1(одна) часть чистого жидкого стекла плотностью 1.26 и вся смесь при этом тщательно перемешивается. Аккумулятор с отфоромованными и пропитанными кислотой пластинами(а у нас это полностью заряженный "донорский" СА, из которого мы откачали весь электролит) наполняют приготовленной смесью только после того как приготовленная вами смесь начинает приобретать консистенцию текучего масла. Смесь сначала полностью бесцветная, но по мере застывания приобретает голубоватый оттенок.
    Заливать следует где-то на 0.5-1см выше верхних краев пластин СА, это может быть(и должен быть) меньший уровень чем для "свободного" электролита, ведь у нас нет перемешивания, а значит нет необходимости в создании "запасов электролита" для такого перемешивания.
    К зарядке приступают не ранее 24 часов с момента заполнения СА таким электролитом. Во время заряда на поверхности пластин может выступать кислота, которая выступает на поверхность сборки(массы). При разряде кислота эта исчезнет. При применении асбеста как "вяжущего" этот эффект не так силен. При применении СА в классической его ориентации (не переворачивая) - можно вообще забить на этот эффект. Отдельные источники рекомендуют после схватывания массы, при первой полной зарядке добавлять в банки СА немного (0.3-0.5см) слабой концентрации электролита. Но я считаю это необязательно.

    ВНИМАНИЕ: я сам не проводил подобного опыта, всё описанное выше взято из старых учебников и исследовательских работ, заслуживающих внимания и уважения. Если у вас возникло желание проделать все это с своим аккумулятором - помните что вы можете ухудшить его характеристики. Основные причины ухудшения это "нечистые" реактивы и пропуск времени заливки, когда раствор начнет схватываться и не пропитает нормально сепараторы между пластинами. Для улучшения пропитки рекомендуется применять небольшие вибрации аккумулятора(без переворачивания!) для выхода пузырьков воздуха из зазоров. (суть процесса похожа на процесс трамбовки-уплотнения бетона "вибраторами").

    В качестве "донора" для подобных "переделок" я рекомендую полностью заряженные СА стартерного типа, из которых надо откачать электролит

    (НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ ДЛЯ ЭТОГО НЕ ПЕРЕВОРАЧИВАТЬ СА !!!! ПЕРЕВОРАЧИВАНИЕ ПРИВЕДЕТ С ЗАМЫКАНИЮ ПЛАСТИН ОСЫПАВШИМСЯ ШЛАМОМ СО ДНА БАНОК !!! )

    Я рекомендую применять резиновую грушу с резиновой или пластиковой гибкой и тонокой трубкой, вводя ее в отверстие "крышки" в обход сборки пластин СА до самого дна.

    После "переделки" СА станет нечувствителен к вибрациям и ударам, но потребует более внимательного отношения к заряду и разряду - так, его нельзя будет заряжать токами в 2С, а только в 1С(чтобы не допускать образования пузырей газов в массе электролита) и разряжать, по возможности, токами раза в два менее чем указано на нем производителем (для стартерных обычно указано 400А). Тем у кого "умные зарядки" это все не касается [​IMG]

    Переполюсовка СА . Это явление может иметь место в АКБ из многих последовательно соединенных СА. При таком включении, самые слабые(слабый) СА разрядятся ранее собратьев. Поэтому при дальнейшей (ниже их малой емкости) разрядке эти истощенные СА сами уже тока давать не будет, зато через них будет проходить ток всей АКБ.
    Внутри электролита разрядный ток идет от (-) пластин к (+), т.е. в направлении обратному току заряда. Следовательно, в подобных случаях разрядный ток АКБ проходя через слабые и разрядившиеся СА, будет заряжать их в обратном направлении(!). Активная масса (-) пластин в таких случаях переходит частично в перекись свинца, а аноды сульфатируются и могут даже восстанавливаться в губчатый свинец [​IMG]...
    Такой элемент СА(банка СА) уменьшает общее напряжение АКБ примерно на 4В. ...И если он не один - то ... [​IMG] ...
    Переполюсованный СА(или батарея из 6шт 2В СА) должен быть выключен из общей АКБ когда она работает на внешнюю нагрузку и включен когда АКБ заряжается. Полезно дать такому СА отдельно от АКБ несколько правильных циклов зарядов и разрядов.

    Немного размышлений на тему "чем стартерный акк отличается от тягового".

    Ничего личного, ребята, только Химия и результаты заглядывания внутрь стартерных и тяговых акков. Постараюсь быть обьективным.
    Это мое мнение, полученное на основании моих личных наблюдений.

    Учебник говорит нам, что тяговые акки от стартерных должны сильно отличаться "структурой и плотностью пластин". НО Химия учит нас что нет никакой разницы в хим. процессах протекающих внутри активной массы аккума.

    Кто нам врет ?
    ...производители! [​IMG]

    Давайте разберемся.

    Более толстая намазка все равно выполняется по принципам которым 100лет: это смесь оксидов свинца (глет и сурик) которая держится на решетке-токосьеме только за счет того что сама по себе есть "твердеющая паста-замазка".
    Кто не верит - почитайте в Инете про использование вот уже лет 200 замазки из свинцовых окислов. Например вот как тут:

    Код:
    http://www.alhimik.ru/MASTR/mast28.html
    Технология в промышленности изготовления намазок пластин для аккумуляторов за 100лет не изменилась!!! (смотрите Книгу в конце поста).

    Более толстая намазка по этой технологии не может быть "более пориста", иначе она начнет осыпаться. Если вы заглянете внутрь "банки" то увидите что сепараторы это пластиковые решетчатые пластины, которые совсем не помогают удерживать пластины от мелкого осыпания их поверхностей...
    И такое строение имеют все аккумы "со свободным электролитом" - и стартерные и тяговые, отсюда и 500 циклов "рекомендуемых производителем"... (проверено лично с фонариком на нескольких акках)

    Химические процессы протекают как и в стартерном(с тонкой намазкой) НО: толстая намазка затрудняет диффузию электролита(серной кислоты), а значит не позволяет нам быстро воспользоваться энергией. Т.е. при резком набросе нагрузки "тяговый" аккум быстро расходует вещество электролита внутри и вблизи пластин и его отдача падает. Вот откуда возникает необходимость "отдохнуть": аккуму надо время чтобы новые порции кислоты диффундировали в слой толстой намазки ... Отсюда-же возникает и требование заряжать током не более 0.1С... потому что Большие токи приведут только к кипячению электролита (разложение воды) вместо зарядки...

    Более тонкая намазка при том-же выходе электричества, имеет бОльшую проницаемость для электролита(ведь у нас реально получается(из технологии)равная пористость намазки как у тяговых так и у стартерных! ) а значит, при бОльшем числе пластин аккумов одинаковой емкости, в итоге стартерный аккум способен выдавать бОльшие токи при набросе нагрузки и быстрее "отдыхает", чем "толстая намазка". При этом химические процессы протекают более быстро(лучшая доступность для хим.реакции материалов пластин аккума). Как следствие: возможность заряжать бОльшими (чем 0.1С) токами. (наша любимая не-тяговая "Оптима" тому пример)

    Как видите - ничего личного, только Химия...

    теперь про AGM и Варту.
    AGM-"маты" сжимают намазку и не дают ей разрушаться в процессе тряски и циклирования. Значит, при условии правильной эксплуатации, мы можем говорить только о потере емкости из-за разрушения самих пластин-токосьемов! Осыпания в AGM нет, а значит все частицы "намазки", даже при попытке осыпания-разрыхления, будут удерживаться в контакте с токосьемом и другими частями "намазки" электродов самими стекломатами!
    Вот именно поэтому поэтому я верю тому что Варта технологии AGM должна служить гораздо дольше чем "классический" стартерный или тяговый аккум со "свободным электролитом".

    Вопрос:

    ОК. Еще один вопрос. Я так и не понял, сколько же вольт должно быть на акуме в конце зарядки? посмотрел свою зарядное - 13.8 макс.​



    График зависимости между температурой и зарядным напряжением:

    2.gif

    как вы видите - существует некоторый разброс - но после прочтения литературы и проведения опытов, я пришел к выводу что лучше всего установить "отсечку" на напряжении 14.5В для "стандартной погоды" [​IMG] и 14.7В "для зимы" (минусовые температуры).

    Итак, у производителей СА существует много "разных мнений", в основном основанных на плевательском отношении к СА [​IMG] я их перечислю:
    1) СА аккум все выдержит! гоним его до 14.5В так намотав транс с 220В, чтобы в конце заряда на СА было 14.5В с током 50мА...
    Что из-за этого происходит: хроническое кипение СА в конце заряда, "неотпускание" хим.реакций в нем, как следствие сокращение срока службы.

    2) СА аккум все выдержит! гоним его до 13.8В так намотав транс с 220В, чтобы в конце заряда на СА было 13.8В с током 20-50мА...
    Что из-за этого происходит: хроническое кипение СА в конце заряда, "неотпускание" хим.реакций в нем, как следствие сокращение срока службы.

    3) СА аккум надо отключать! гоним его до 14.5В, а потом отрубаем вообще.
    Реализуется спец-микросхемами, на коробках зарядок пишется что по "дельта U" отключается...
    Что из-за этого происходит: хроническое недобирание заряда СА в конце заряда, хим.реакции в нем незавершены(хронический недозаряд), как следствие сокращение срока службы.

    Что делать ?
    не применять тупых зарядок... [​IMG]

    Приближающимся к "идеалу" алгоритмом продлевающим максимально срок службы АКБ я считаю вот такой:

    ctek01.JPG

    Но это "алгоритм от СТЕК" - а он сильно лукавит - вот есть хорошее исследование "в реале":
    Код:
    http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,6169.msg91535.html#msg91535
    Основная Зарядка - Зарядка до 80%. Устройство вырабатывает почти постоянный ток до момента, когда напряжение батареи достигает максимального уровня.

    Адсорбция - Зарядка почти до 100%. Сила тока зарядного устройства падает, а напряжение поддерживается на максимальном уровне.

    Импульс - фаза поддержки, когда устройство вырабатывает импульс, если напряжение батареи падает("качели" 12.7В--14.5В - т.е. "точная добивка"). Состояние зарядки между 95% и 100%. Это самый аккуратный режим поддержки(и добивки) для батарей подключенных на продолжительные периоды времени (месяцы). Многие зарядные устройства используют режим плавающей поддержки вместо импульсной, но это увеличивает потери жидкости. [​IMG]

    Мои зарядки именно так и поступают - импульсная добивка в конце и аккуратное поднятие до 12В с случае сильно разряженных АКБ...

    Кстати - нашел хорошую точную картинку для AGM СА - для 14.7В и 13.6В:

    vral_p3.gif

    как видите - "синяя линия" напряжения СА пересекает 14В уже примерно на 6-7 часу заряда...

    vral_p4.gif

    По мере нахождения доп. информации буду дополнять. Пока это только копипаст, буду много править, т.к. теория тут хороша, но периодически расходится с практикой
    Sewas, FoxRiver и Black Angel нравится это.