Катод (положительный электрод, +) оксид свинца PbO2.

Анод (отрицательный электрод, -) свинец Pb

Электролит 40% раствор серной кислоты (H2SO4) в дистиллированной воде 60%.

Во время разряда в оксид свинца (+) и свинец (-) входит сульфат ион серной кислоты.

Электроды превращаются в сульфат свинца, при этом по внешней цепи протекает электрический ток. Во время заряда из электродов выходят сульфат ионы серной кислоты, а сульфат свинца превращается в оксид свинца (+) и свинец (-).

При вхождение сульфат иона в оксид свинца (+), электрод расширяется на 160%, а в свинец (-) расширяется на 94%

При разряде плотность электролита падает, так как серная кислота входит в структуру электродов, из-за этого её содержание в электролите уменьшается. Для тяговых аккумуляторов плотность электролита варьируется от 1,28 кг/л для 100% заряженного аккумулятора и 1,14 кг/л для разряженного до 20% аккумулятора.

Напряжение на элементах аккумулятора зависит от плотности электролита, а не от ёмкости аккумулятора.

ГЛУБИНА РАЗРЯДА БАТАРЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПЛОТНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Система «АКБ Мониторинг» позволяет в динамическом режиме определять уровень заряда аккумуляторной батареи, что гарантирует предсказуемую работу аккумулятора. Узнать подробнее

• Сульфатирование электродов не является активным сульфатом свинца. Не смотря на то, что сульфат свинца (PbSO4) неотъемлемая часть электрохимической реакции,он обладает двумя модификациями. Альфа-модификация имеет форму геля и обладает низким внутренним сопротивлением, данная модификация образуется в момент разряда электродов, а при заряде хорошо отдает сульфат ион. Гамма-модификация сульфата свинца образуется из альфа- модификации спустя длительное время. Она представляет собой кристаллы с высоким внутренним сопротивлением, не способных отдавать сульфат ион (это влечет за собой потерю емкости электродов).
  Если аккумулятор находится в постоянной работе, то данные изменения длятся годами. В случае, если аккумулятор остался на длительное время в разряженном состоянии, пластины сульфируются за очень короткое время (1-3 месяца).
  * - система АКБ Мониторинг следит за простоями АКБ в разряженном состоянии, условиями хранения аккумулятора и уведомляет о необходимости провести заряд аккумулятора.
• Отслоение активной массы / глубокий разряд. Так как в процессе разряда и заряда электроды претерпевают структурные расширение и сжатие (на 160% катод и на 94% анод) из-за вхождения в структуру электродов сульфат иона. Это приводит к физической потере контакта между частичками активной массы, увеличению сопротивления между ними и в итоге к выходу из строя электрода.
  При большом количестве циклов заряда/разряда возможно «разбухание» активной массы и даже замыкание электродов. Также этот процесс сопровождается осыпанием активной массы.
  Отслоение активной массы на прямую зависит от глубины разряда аккумулятора. Чем глубже разряжен аккумулятор, тем сильнее разбухание, а соответственно и быстрее выход из строя аккумулятора.
  * Система АКБ Мониторинг следит за уровнем заряда аккумулятора. При необходимости датчик издает звуковой сигнал для прекращения дальнейшего разряда аккумулятора. Наиболее важна эта функция у тяговых гелевых аккумуляторов, у которых рекомендуемая глубина разряда не должна превышать 40%. В случае применения системы для обслуживаемых аккумуляторов, их глубину разряда можно ограничить на 30% (вместо рекомендуемых производителями 20%) и увеличить ресурс аккумулятора еще на 25-30%.
• Коррозия электродов. Электроды представляют собой электропроводящую основу в виде сетки или прутов из свинца, на которых держится пористая активная масса. Между основой и активной массой существует определённый переходный слой, который в основном отвечает за перенос электронов с активной массы на основу. На данный слой влияют плотность серной кислоты, количество циклов заряда/разряда и глубина разряда. Именно поэтому в промышленных стационарных аккумуляторах плотность электролита ниже (в районе 1,23 кг/л, вместо 1,28 кг/л), это позволяет увеличить срок эксплуатации аккумулятора.
  Процесс коррозии электродов очень медленный и на него практически невозможно влиять.
• Заряд горячей аккумуляторной батареи. Так как в электролите присутствует дистиллированная вода, то уже при температуре аккумулятора более 45С ток, который должен идти на заряд электродов, идет на электролиз (разложение) воды в электролите. Это приводит к сильному «парению» аккумулятора, дополнительному разогреву аккумулятора, повышенному расходу дистиллированной воды и ускоренной коррозии электродов. В случае с необслуживаемыми аккумуляторами, заряд горячего аккумулятора в разы сокращает их ресурс.
  * система АКБ Мониторинг следит за температурой аккумулятора, и при сильном перегреве рекомендует отключить от зарядной установки. Если установлена система управления зарядными установками, отключение происходит автоматически.
  
  Система «АКБ Мониторинг» следит за температурой аккумулятора и при сильном перегреве рекомендует отключить аккумулятор от зарядной установки. Если установлена система управления зарядными установками отключение происходит автоматически. Узнать подробнее.
• Не своевременный контроль уровня электролита. Электролит заряженного аккумулятора состоит из 40% серной кислоты и 60% воды. В процессе разряда/заряда в аккумуляторе постоянно происходит испарение и электролиз воды, это ведет к уменьшению уровня электролита, оголению пластин (прямой выход из рабочей среды активной массы), увеличение концентрации электролита на дне элемента (увеличенная коррозия активной массы, увеличена глубина разряда нижней части элемента – ускоренный выход из строят элемента) и сульфатации верхней, оголенной части пластин.
  На скорость понижения уровня электролита сильно влияет профиль зарядной кривой и температура аккумуляторе в начале заряда.
  Система АКБ Мониторинг имеет датчик уровня электролита. Датчик физическим образом контролирует уровень электролита и сообщает когда необходимо залить дистиллированную воду. Узнать подробнее.
• Обводнение электролита. Если избыточно переливать дистиллированную воду в элементы, то во время последней фазы заряда аккумулятора (фаза перемешивания электролита) происходит выбрызгивание электролита из элемента, что влечет за собой уменьшение концентрации серной кислоты в элементе и ухудшению его свойств. Рекомендуется заливать дистиллированную воду в конце заряда. Данный процесс достаточно медленный, однако сильно влияет на чистоту аккумулятора и безопасность эксплуатации (со временем серная кислота попавшая в ящик, в котором находятся элементы, проедает ящик и происходит выливание кислоты на технику и пол склада).
• Загрязнение электролита. В случае попадания в электролит грязи и/или использования дистиллированной воды низкого качества возможно повышение электропроводности электролита, что приведет к ускоренному саморазряду элемента и выходу его из строя.

	Тяговый	Стационарный	Стартерный
Ресурс в циклах	10	5	2
Срок эксплуатации	7	10	6
Постоянный разряд тока	8	6	2
Ипульсный разряд тока	4	6	10
Размер кристалла в активной массе	Большой	Средний	Очень маленький

Ключевой особенностью является необходимость проводить сервисную операцию по заливу дистиллированной воды и выделениях водорода во время заряда (это важное требование по пожарной безопасности и организации инфраструктуры зарядной комнаты).

В обслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторах используют жидкий электролит в виде раствора серной кислоты (40%) и воды (60%), а также обычный тонкий сепаратор. В них периодически необходимо заливать дистиллированную воду.

В свинцово-кислотных аккумуляторах, произведенных по технологии GEL или AGM, сделаны модификации. В технологии GEL в электролит добавлена гелеобразующая добавка, а в AGM технологии значительно утолщен сепаратор. Задачей обоих технологических решений является создание препятствия для газов, которые выделяются на электродах во время электролиза воды (в электролите во время заряда это водород (Н2) и кислород (О2)), с целью объединения H2 и O2 в воду. Этот процесс позволяет сделать аккумуляторы необслуживаемыми. Также этому способствует клапан, который поддерживает определенное давление в элементе при заряде.

Электрохимия классических (обслуживаемых) и необслуживаемых (GEL / AGM) одинаковая!

ВАЖНО! При заряде горячих GEL и AGM аккумуляторов, ни гель/толстый сепаратор, ни обратный клапан давления, не защищают элемент от выхода газов, а, следовательно, это ведет к ухудшению параметров аккумулятора из-за падения уровня электролита внутри элемента и невозможности его выровнять.

Система «АКБ Мониторинг» следит за температурой аккумулятора и при сильном перегреве рекомендует отключить аккумулятор от зарядной установки. Узнать подробнее. Если установлена система управления зарядными установками отключение происходит автоматически. Узнать подробнее

• Следите за уровнем заряда. Чем глубже разряд, тем меньше ресурс.
• Уровень электролита. Пластины должны быть всегда погружены в электролит.
• Температура заряда. Чем ниже температура заряда, тем больше ресурс аккумулятора и меньше потребление дистиллированной воды.
• Храните аккумулятор в заряженном состоянии.
• Проводите периодически десульфатационный заряд (примерно раз в год).
• Используйте правильные зарядные установки как для обслуживаемых, так и для необслуживаемых аккумуляторов.
• Используйте дистиллированную воду высокого качества.
Получите консультацию эксперта

Допустим, один из элементов в аккумуляторной батарее вышел из строя по причине короткого замыкания, его напряжение в состояние покоя равно 0В вместо 2,15В. Однако в данном элементе остался электролит, в состав которого входит вода. Поэтому при разряде аккумуляторной батареи, когда ток будет проходить через неисправный элемент, на элементе будет напряжение примерно -2В (практически доказано), вместо 2,06В под нагрузкой в 100% заряженном состоянии и 1,8В при 20% уровне заряда. Соответственно, под нагрузкой данный элемент будет понижать напряжение всего аккумулятора на 4,06 Вольта.

Рассмотрим примеры, на сколько уменьшится рабочая ёмкость батареи при наличии неисправного элемента:

	24B	48B	80B
Напряжение при 100% уровне заряда с исправными элементами, под нагрузкой	24,7 В	49,4 В	82,4 В
Напряжение при 20% уровне заряда с исправными элементами, под нагрузкой	21,6 В	43,2 В	72,0 В
Напряжение при 100% уровне заряда с 1м неисправными элементами, под нагрузкой	20,6 В	45,3 В	78,3 В
Остаточный рабочий заряд	0%	20%	45%

Соответственно, уже при наличии одного неисправного элемента, тяговые аккумуляторные батареи с номиналом 24В и 48В будут не работоспособны, и только 80В тяговая АКБ сможет работать, но вдвое меньше номинального времени.

*Система АКБ Мониторинг позволяет отслеживать текущее состояние элементов в аккумуляторной батарее. В случае выявление элемента с ухудшенными характеристиками, система сообщает об этом. Это позволяет своевременно в рабочем режиме сделать замену элемента, а не в аварийном состоянии.

Так как на конечные свойства аккумуляторных батарей влияют только природа веществ (химия свинца) и технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (определяется заводом изготовителем), мы строго не рекомендуем использовать никакие присадки/добавки/шипучки и прочие жидкости в электролит, а так же пользоваться дорогостоящими, «восстановительными» зарядами, основанными на супер технологиях (том числе нано, резонансно, импульсно и прочих технологиях).

В редких случаях можно применить десульфатирующий заряд (заряд малым током, длительное время) для снятия сульфата свинца с пластин.

Наиболее удобный способ сохранения аккумулятора в хорошем состоянии – это его правильная эксплуатация. Система АКБ Мониторинг вам в этом поможет. Узнайте как

Ежедневные обязанности и навыки:

• Своевременная постановка тяговой батареи на заряд
• Правильный выбор тяговой батареи в зарядной комнате
• Контроль готовности парка тяговых батарей к рабочей смене
• Контроль уровня заряда тяговой батареи в технике
• Контроль глубины разряда тяговой батареи при постановке на заряд
• Контроль длительности простоя тяговой батареи в разряженном состоянии в технике
• Контроль уровня электролита и своевременный залив дистиллированной воды
• Контроль параметров тяговой батареи (замер напряжения и плотности)
• Контроль температуры тяговой батареи
• Ведение аккумуляторного журнала

Еженедельные обязанности:

• Анализ аккумуляторного журнала (прогноз выхода из строя тяговой батареи, анализ причин выхода из строя)
• Данные по необходимому количеству А*ч в смену для надлежащей работы электропогрузочной техники
• Данные о загруженности парка тяговых батарей
• Данные о загруженности парка техники

Ежемесячные обязанности и навыки:

• Отчет о текущем состоянии парка тяговых батарей (рабочие параметры, ресурс, длительность заряда/работы/простоя во время работы, наличие аварий с тяговой батареей и пр.)
• Рекомендации к увеличению/уменьшению кол-ва тяговых батарей в парке
• Рекомендация к увеличению/уменьшению кол-ва электропогрузочной техники в парке
• Контроль и проведение регламентных работ по уходу за резервными аккумуляторами (элементами)

Базовые обязанности и навыки:

• Контроль работы зарядных устройств (правильный выбор зарядных устройств)
• Контроль работы электроники погрузочной техники, отвечающей за глубину разряда тяговой батареи
• Наличие методик по диагностике и ремонту тяговой батареи
• Наличие оборудования и опыта по ремонту тяговой батареи

Электротехника, будь то электротележка, погрузчик или высотный штабелер, имеет только один тип коммуникации с тяговой аккумуляторной батареей – разъём, а следовательно, оценка состояния аккумулятора происходит только по общему напряжению на батарее. Рассмотрим сравнение того, какие факторы учитывает система АКБ Мониторинг электроники техники, при расчёте уровня заряда тяговой батареи.

	АКБ Мониторинг	Электротехника
Общее напряжение	Да	Да
Разрядная емкость	Да	Нет
Температура	Да	Нет
Деградация АКБ	Да	Нет
Наличие неисправных элементов	Да	Нет

*Алгоритм системы АКБ Мониторинг рассчитывает текущий уровень заряда аккумуляторной батареи с точностью более 1%.