Восстановление и повторное использование аккумуляторов

Пользователи аккумуляторов и предприниматели часто спрашивают: «Можно ли восстановить аккумуляторы?» Ответ: «Зависит от обстоятельств». Выход аккумулятора из строя не всегда означает окончание срока его службы. Вместо того, чтобы выбрасывать упаковку, находчивые предприниматели открывают бизнес-модели, чтобы дать списанным аккумуляторам вторую жизнь. Учитывая рост количества выбрасываемых аккумуляторов, такие бизнес-возможности могут только расти.

Основные дефекты аккумуляторов

Три основных дефекта аккумуляторов – это низкая ёмкость, высокое внутреннее сопротивление и повышенный саморазряд. Снижение ёмкости происходит естественным образом с использованием и со временем, увеличение сопротивления является распространённым явлением для никелевых аккумуляторов, а повышенный саморазряд отражает возможные нагрузки, возникающие в полевых условиях. Потерю ёмкости часто можно устранить с помощью NiCd и NiMH, иногда также можно улучшить ёмкость свинцово-кислотных аккумуляторов с сульфатацией.

Защита от глубокой разрядки

Защита АКБ от воздействия глубокой разрядки и продление срока его эксплуатации

Smart BatteryProtect 12/24V 65A Victron Energy

Автоматически отключает нагрузку, когда напряжение на аккумуляторе падает ниже критического уровня, что защищает АКБ от глубокой разрядки. Предусмотрена поддержка Bluetooth.

Купить

Smart BatteryProtect 12/24V 220A Victron Energy

Умный контроллер нагрузки, который поддерживает интеграцию с VE.Bus BMS, режим работы с литиевыми аккумуляторами, а также имеет низкое энергопотребление и защиту от перенапряжения.

Купить

BatteryProtect 12/24V 100A Victron Energy

Защищает как AGM / GEL, так и LiFePO₄ аккумуляторы от глубокой разрядки, которая может значительно сократить срок службы или полностью вывести АКБ из строя.

Купить

Посмотреть больше

Классификация и потенциал повторного использования

Аккумуляторы можно классифицировать на портативные, колёсные, стартерные и стационарные системы. Не все аккумуляторы стоят обслуживания, но среди мусора есть жемчужины. Чтобы получить прибыль, понадобятся некоторые базовые знания об аккумуляторах, такие как знакомство с химическим составом и понимание напряжения, ёмкости в Ач, методов зарядки и коэффициента заряда C. Прежде всего, вы должны уметь распознавать, к чему прикасаться, а что пропускать. Знание предыдущего срока службы и того, как определяется конец срока службы аккумулятора, будет играть большую роль в том, насколько хорошо эти выброшенные аккумуляторы можно будет повторно использовать.

Портативные аккумуляторы

Продавцы в магазинах заменяют аккумуляторы мобильных телефонов при малейшей жалобе покупателя, не проверяя аккумулятор. Установка нового аккумулятора удовлетворяет покупателя, но это часто не решает проблему короткого времени работы, и покупатель может вернуться. Также есть аккумуляторы, которые переходят в режим сна из-за чрезмерного разряда. Эти, казалось бы, разряженные литий-ионные аккумуляторы нельзя зарядить обычным зарядным устройством, но есть способ вернуть их к жизни.

Многие аккумуляторы для мобильных телефонов выбрасываются. Они заполняют большие коробки под стойками обслуживания, и их некуда девать. Тем временем поставщики услуг обнаружили, что девять из десяти заменённых аккумуляторов исправны и их можно восстановить. Недавнее исследование оценивает стоимость несерьёзной замены аккумуляторов более чем в 650 миллионов долларов в год только в США.

Находчивые предприниматели открыли для себя возможность рециркуляции этих брошенных батареек. В США, Великобритании и Израиле появились сервисные центры, которые закупают излишки батареек тоннами и проверяют их с помощью анализаторов батарей, способных проводить экспресс-тестирование. Некоторые сервисные центры обрабатывают до 400 000 батареек в месяц, а восстановленные батарейки перераспределяются магазинам как батарейки класса B. Исследования показывают, что эти батарейки класса B работают так же хорошо, как и новые батарейки, поскольку нет никакой разницы в уровне выхода из строя.

Не все смартфоны позволяют заменять батареи, но это не избавляет от необходимости их тестировать. Невозможность заменить батареи повлияла на бизнес-модель, поскольку стало меньше доступных упаковок для тестирования и повторного использования.

Здравоохранение является крупным потребителем портативных аккумуляторов. При отсутствии обслуживания аккумуляторов производители устройств рекомендуют заменять комплекты в соответствии с датой их использования. Это помогает в ротации запасов, но добавляет излишнее ограничение по времени, поскольку износ аккумулятора в основном связан с использованием, а не со временем простоя. Интенсивно используемый аккумулятор может выйти из строя в течение установленного срока, и чтобы компенсировать эту возможность, производители устройств требуют жёсткой политики замены в течение 2–3 лет. Доставка от производства до места назначения может вызвать задержки, и аккумулятор может иметь возраст 1 год, когда его вводят в эксплуатацию.

Недостаточное использование в здравоохранении встречается чаще, чем чрезмерное, и это приводит к выбрасыванию большого количества хороших аккумуляторов. Менеджер Программы исследований накопления энергии Министерства энергетики США посетил завод по переработке отходов в США и обнаружил, что «ежегодно примерно миллион пригодных для использования литий-ионных аккумуляторов отправляется на переработку, причём большинство из них имеют ёмкость до 80 процентов». Медицинский техник в крупной больнице США в Мичигане повторно использует использованные аккумуляторы от сердечных насосов пациентов, чтобы косить траву дома своей электрической газонокосилкой. Это делает зелёную энергию ещё более экологичной.

Биомедицинские техники знают о легкомысленной замене батареек, и информатор из средней по размеру больницы в США сказал: «Батареи являются наиболее злоупотребляемыми компонентами в больницах. Персонал мало о них заботится и делает лишь самое необходимое. Рекомендации по обслуживанию батареек расплывчаты и спрятаны глубоко в инструкциях по обслуживанию».

Восстановление использованных аккумуляторов подходит для нескольких бизнес-моделей. Одна из них — это сбор и тестирование аккумуляторов от организаций, которые в противном случае их утилизировали бы. Внутренний анализ включает проверку ёмкости путём полного цикла разряда/заряда с помощью соответствующего оборудования для тестирования аккумуляторов. Ёмкость является ведущим показателем исправности и должна составлять от 80 до 100 процентов. Более низкие пороговые значения могут быть приемлемыми для менее критичных применений.

Во время тестирования аккумуляторной батареи также следите за внутренним сопротивлением. Сопротивление свинцовых и литиевых аккумуляторов остаётся низким до конца срока службы. Хотя омический показатель не может предсказать ёмкость, высокий показатель может свидетельствовать о таких аномалиях, как коррозия, также известная как паразитные реакции на электролите и электродах.

Проверка аккумулятора также должна включать тест на саморазряд путём наблюдения за потерей напряжения полностью заряженного аккумулятора в течение 24 часов или дольше. Стабильное напряжение гарантирует, что элемент или блок не был чрезмерно нагружен. Разница напряжения +/-5 мВ на элемент после 24 часов является приемлемой. Если все требования выполнены, аккумулятор можно повторно сертифицировать и продавать по сниженной цене.

Умный аккумулятор также может выйти из строя из-за того, что производитель намеренно программирует конечный срок службы на основе использования или возраста аккумулятора. Это может быть фиксированное количество циклов, календарная дата или превышение максимального уровня ошибок на SMBus- пакете. Ещё одной причиной выхода из строя является невозможность связи из-за цифрового сбоя. Такие ошибки невозможно исправить цифровым способом, но элементы всё ещё могут быть исправными. Спасение предполагает вскрытие аккумулятора и использование оголённых элементов.

Батарейные мониторы

Отслеживай основные показатели аккумуляторов и будь в курсе состояния твоего АКБ

Батарейный монитор Victron BMV-700

Монитор подходит для AGM, GEL, а также литиевых батарей LiFePO4, и измеряет напряжение, ток, потреблённую ёмкость, время до разряда, а также может опционально отображать температуру батареи.

Купить

Батарейный монитор Victron SmartShunt 500A

Это интеллектуальный шунт с функциями полноценного батарейного монитора, который подключается к вашему смартфону или GX-устройству через встроенный Bluetooth или VE.Direct порт.

Купить

Батарейный монитор Victron SmartShunt 500A IP65

Улучшенная версия популярного SmartShunt, разработанная для использования во влажных, пыльных или морских условиях, с полной защитой корпуса по стандарту IP65.

Купить

Посмотреть больше

Элементы можно проверять отдельно или оставить целыми как семейство, наблюдая за ёмкостью, внутренним сопротивлением и саморазрядом. При сборке аккумуляторной батареи обращайте внимание на соответствие элементов. Используйте только элементы с одинаковым номером модели и одинаковой производительностью для сборки аккумуляторной батареи. Не рекомендуется использовать элементы, предназначенные для использования с одним элементом, для многоэлементных аккумуляторных батарей, поскольку производительность может отличаться.

Мобильность на колёсах

Аккумуляторы, изготовленные для электрической силовой установки, разработаны для более длительного срока службы, чем аккумуляторы, используемые в потребительских товарах. Эксперты прогнозируют, что эти прочные промышленные аккумуляторы должны иметь до 70 процентов ёмкости после 10 лет службы или 160 000 км (100 000 миль) пробега на электротяге. Если можно ожидать такого длительного срока службы, то имеет смысл испытать и перепрофилировать аккумуляторы для менее требовательного применения. Несколько компаний, включая GM и ABB, пользуются этой бизнес-возможностью.

Большие аккумуляторы разделяются на меньшие модули, которые соединены последовательно и параллельно. Эти блоки не требуют проверки на уровне элементов, но должны соответствовать требованиям по состоянию как модуль, что включает ёмкость, внутреннее сопротивление и саморазряд. Модули с подобными уровнями производительности можно затем группировать и использовать для солнечных и других систем.

Стартерные и стационарные батареи

Также известные как стартерные, осветительные, зажигательные (SLI), эти аккумуляторы обычно проверяются с помощью нагрузочного теста или устройства, которое считывает CCA (ток холодного запуска). Аккумулятор, который запускается, можно продать за деньги, но само измерение CCA не показывает ёмкость, главный показатель исправности. CCA относится к внутреннему сопротивлению, которое остаётся низким на протяжении большей части срока службы аккумулятора, в то время как ёмкость постепенно уменьшается с использованием и временем. Аккумулятор, который проверяется только с помощью CCA, является рискованным; добавление измерения ёмкости обеспечивает более высокую стоимость перепродажи.

Перспективы и выводы

Стационарные аккумуляторы в основном свинцово-кислотные. Нет простого способа проверить ёмкость, кроме как полного разряда/заряда. Эти аккумуляторы обычно заменяют после 5–10 лет службы; чаще в жарком климате. Поломки аккумуляторов, как правило, являются постоянными, но связанные с сульфатацией неисправности можно исправить, если их вовремя обнаружить. Сульфатация часто возникает в солнечной системе, когда аккумулятор никогда не получает полностью насыщенного заряда. Это также распространено для электрических инвалидных колясок, которые могут заряжаться только 8 часов за ночь.

Добавление добавок для восстановления изношенного свинцово-кислотного аккумулятора часто не стоит усилий. Активные материалы старого аккумулятора истощены, а пластины корродируют. Парни, которые заявляют об успехе в восстановлении этих старожилов, повторяют слова Томаса Эдисона: «Как только человек начинает работать над вторичным аккумулятором, это проявляет его скрытую способность лгать». Как и со всеми продуктами, важность уменьшения отходов заключается в уважении к аккумулятору, уходе за ним и утилизации его только после того, как срок его службы закончится, и утилизация невозможна.