Як зменшити корозію та короткі замикання акумулятора
Корозія відбувається переважно на сітці акумулятора і відома як «розм’якшення та відшаровування» свинцю від пластин. Цієї реакції неможливо уникнути, оскільки електроди в свинцево-кислотному середовищі завжди реактивні. Відшаровування свинцю – природне явище, яке можна лише зменшити. Обмеження глибини розряду, контроль циклів, помірна температура та контроль перезаряду – основні профілактичні заходи.
Для зменшення корозії довговічних акумуляторів виробники підтримують питомий вагу електроліту на помірному рівні 1,200 при повному заряді, на відміну від 1,265 і вище для високопродуктивних батарей. Нижча питома вага зменшує питомий тиск та енергію акумулятора.
Тривале перезаряджання особливо шкідливе для герметичних свинцево-кислотних акумуляторів. Герметичні пристрої повинні працювати із рекомендованим підтримуючим зарядом, тоді як затоплені свинцево-кислотні акумулятори мають певну стійкість до перезаряду.
Оскільки свинцево-кислотні акумулятори замінюються літій-фосфатними (LiFePO), точне заряджання має першорядне значення. Хоча автомобільна система заряджання забезпечує правильну напругу кінця заряду для LiFePO, літій-іонні акумулятори не повинні отримувати додаткового заряду, коли акумулятор повністю заряджений. Із заміною LiFePO цього не відбувається, і стартерний акумулятор отримує безперервний заряд під час руху. Хоча LiFePO більш стійкий до перезаряду, ніж літій-іонні зі змішаним кобальтом, перезаряд може скоротити термін служби літій-фосфатного акумулятора.
Акумулятори LiFePO4
Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.
LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)
Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.
Купити
LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг
Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження
Купити
LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah
Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy
КупитиВідшаровування свинцю та короткі замикання
Свинець у стартерних акумуляторах наноситься у формі губки для максимальної площі поверхні. З часом шматки свинцю відпадають, знижуючи продуктивність. Клеми акумулятора також можуть кородувати, утворюючи білий порошок та зменшуючи контакт. Заміна клем на свинцеві вирішує більшість проблем.
Рисунок 1: Внутрішні частини кородованого свинцево-кислотного акумулятора
Корозія сітки неминуча, оскільки електроди в свинцево-кислотному середовищі завжди реактивні. Відходження свинцю – це природне явище, яке можна лише уповільнити, але не повністю усунути.
Клеми акумулятора також можуть кородувати. Це часто видно по утворенню білого порошку в результаті окислення між двома різними металами, що з'єднують полюси. Корозія клем може зрештою призвести до розриву електричного з'єднання. Заміна з'єднувальних клем на свинець, того ж матеріалу, що й полюс стартерного акумулятора, вирішить більшість проблем з корозією.
Свинець в акумуляторі механічно активний. Під час розряду сульфат свинцю викликає розширення пластин, рух, який змінюється на протилежний під час заряджання, коли пластини знову стискаються. З часом утворюються кристали сульфіту, що спричиняють відшаровування свинцевого матеріалу. Відшаровування в стартовому акумуляторі є контрольованим, оскільки акумулятор не зазнає глибокого розряду, але це більша проблема з акумулятором глибокого циклу розрядки/розрядки.
Коротке замикання – це ще один вид несправності, особливо зі стартерними акумуляторами вантажівок. Коли акумулятор скидає свій вивід на дно контейнера, утворюється провідний шар, який поступово заповнює відведений простір у відстійнику. З часом рідина, що вже є провідною, може досягти пластин, створюючи ефект короткого замикання. Термін «коротке замикання» є неправильним, і для опису цього стану краще було б використовувати терміни «підвищений саморозряд» або «м’яке коротке замикання».
М’які короткі замикання важко виявити, оскільки акумулятор функціонує нормально одразу після заряджання, і все здається гаразд. По суті, заряджання знищує всі ознаки м’якого короткого замикання, за винятком, можливо, підвищеної температури під час заряджання, яку можна помітити, торкаючись корпусу акумулятора. Однак, після 6–12 годин простою акумулятор починає демонструвати аномалії, такі як нижча напруга холостого ходу та знижена питома вага.
Виміряна ємність також буде низькою, оскільки саморозряд спожив частину накопиченої енергії. Згідно з дослідженням режиму відмов BCI 2010 року, коротке замикання акумуляторів становило 18 відсотків відмов акумуляторів, що менше ніж 31 відсоток 5 років тому. Це зниження може бути пов'язане з удосконаленням методів виробництва.
Ще однією формою м'якого короткого замикання є утворення моху. Це трапляється, коли сепаратори та пластини трохи зміщені внаслідок поганої виробничої практики, і це призводить до оголення частин пластин. Такий вплив сприяє утворенню провідного кристалічного моху по краях, що призводить до підвищеного саморозряду.
Падіння виводу – ще одна причина короткого замикання, коли шматки свинцю відриваються від зварних стрижнів, що з'єднують пластини. На відміну від м'якого короткого замикання, яке виникає внаслідок зносу, падіння виводу часто трапляється на початку терміну служби акумулятора через виробничий дефект. Це може призвести до серйозного електричного короткого замикання з постійним падінням напруги, що може призвести до теплового вибуху.
Найрадикальнішою та найсерйознішою формою короткого замикання є механічна поломка, при якій підвішені пластини розхитуються та торкаються одна одної. Це призводить до раптового високого струму розряду, який може призвести до надмірного нагрівання та теплового витоку. Недбале виготовлення, а також надмірні удари та вібрація є найпоширенішими причинами цієї поломки.
