Выбор и эксплуатация аккумуляторных батарей

ДЕПАРТАМЕНТ ОХРАНЫ
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
РЕКОМЕНДАЦИИ
по выбору и эксплуатации аккумуляторных
батарей
Минск
2009
2
Настоящие рекомендации посвящены герметичным свинцовокислотным аккумуляторным батареям, предназначенным для использования в качестве основного и резервного электропитания технических
средств и систем охраны. В рекомендациях рассматриваются различные
аспекты, связанные с изучением принципа работы, выбора, установки и
эксплуатации герметичных свинцово-кислотных аккумуляторных
батарей, приведен сравнительный анализ аккумуляторных батарей
различных производителей, реализуемых на рынке Республики
Беларусь.
3
1. Аккумуляторы и принцип их действия
Аккумулятор (от лат. accumulator – собиратель) – устройство для
накопления энергии с целью её последующего использования.
Электрическими аккумуляторами (далее – аккумуляторами) называют
устройства, у которых химическая энергия веществ посредством
протекающих
пространственно
разделенных
окислительновосстановительных процессов превращается в электрическую энергию
постоянного тока.
Принцип образования ЭДС в аккумуляторах основан на
возникновении разности потенциалов между двумя разнородными
электродами, помещенными в электролит.
Если электролитическая упругость растворения металла (ЭУР)
окажется больше осматического давления (ОД) электролита – электрод
приобретает отрицательный, а электролит положительный потенциалы.
металл ЭУР
>
электролит ОД
"-"
молекула
++-
++
-+
-+
-
+
Если ОД электролита больше ОУР металла – электролит
приобретет отрицательный потенциал, а электрод (металл)
положительный потенциал.
металл ЭУР
(окись металла) < электролит ОД
"+"
молекула
+
-
- + +- + +Два разнородных металла, будучи опущенными в электролит,
приобретают разноименные потенциалы (например, двухвалентные
металлы получают потенциалы: φ Pb = - 0,12 В, φ Cd = – 0,40 В, а
φ Ni = – 0,25 В) в результате чего образовывается разность потенциалов
4
Е = φ2 - φ 1
При замыкании внешней цепи под действием ЭДС в ней протекает
ток разряда электронной проводимости. Внутри аккумулятора
протекает ток ионной проводимости и создается внутреннее падение
напряжения, а к внешней цепи прикладывается напряжение источника
тока.
По мере разряда аккумулятора, его химическая энергия
расходуется, напряжение уменьшается, что приводит к уменьшению
тока во всей цепи.
В результате разряда активные вещества обеих электродов
превращаются в новые, не активные вещества, обладающие различной
способностью к восстановлению их активности при заряде от
постоянного тока.
Вещества, образовавшиеся в результате разряда аккумуляторов,
легко поддаются восстановлению при пропускании через них
постоянного тока в обратном направлении (зарядного тока). Поэтому
активные массы аккумуляторов могут использоваться многократно, в
отличие от гальванических элементов, которые не допускают
протекания разрядных и зарядных химических реакций.
Аккумуляторы собираются в батареи, соединяясь между собой
последовательно и параллельно, и реже смешанно.
По типу электролита аккумуляторы делятся на:
- щелочные;
- кислотные.
Для обеспечения основного и резервного питания технических
средств охраны в основном используются кислотные аккумуляторные
батареи, в частности герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные
батареи.
Они имеют ряд отличий от других типов аккумуляторов:
Необслуживаемость - батареи герметизированы и полностью
готовы к работе.
Доливка воды не требуется.
Нет эффекта памяти - некоторые аккумуляторы, например, никелькадмиевые, уменьшают свою емкость при неполном цикле
заряда-разряда. Свинцово-кислотные аккумуляторы свободны от такого
недостатка.
Небольшой саморазряд - величина саморазряда составляет 2-3 % в
месяц при комнатной температуре.
Большие токи нагрузки - поскольку внутреннее сопротивление
батареи мало, она способна отдавать большие мощности в нагрузку.
Широкий диапазон рабочих температур номинальная
рабочая температура составляет 20°С, но возможна работа в диапазоне
от -10 до + 50°С при 100 % заряде.
5
2. Устройство герметичных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей и химические процессы, протекающие в них.
Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
состоят из:
- положительных пластин, представляющих собой плоские
электроды с решеткой из сплава свинец-олово-кальций, на которых
находится активная масса из пористой двуокиси свинца (PbO2);
- отрицательных пластин, представляющих собой плоские
электроды с решеткой из сплава свинец-олово-кальций, на которых
находится губчатый свинец (Pb) в качестве активного материала;
- электролита, состоящего из раствора серной кислоты,
используемого как проводящая среда для ионов во время
электрохимической реакции в батарее;
- сепараторов, которые удерживают электролит и предотвращают
короткое замыкание между отрицательными и положительными
пластинами, изготовлены из нетканного стекловолокна и являются
химически устойчивыми к электролиту из раствора серной кислоты.
Имея пористую структуру, сепараторы удерживают электролит для
осуществления реакции активных материалов в пластинах;
- корпуса из пластика ABS, если другое исполнение не оговорено
особо;
- клапана (одностороннего), изготовленного из неопрена, который
предназначен для выпуска избыточного давления в батарее при
выделении газа
вследствие неправильного заряда, неправильной
работы зарядного устройства или других нестандартных ситуаций, а
также для поддержания давления газа на определенном уровне (от 0,07
до 0,43 кПа). При обычном использовании батареи клапан закрыт для
предотвращения попадания внешнего воздуха и предохраняет активный
материал отрицательного электрода от реакции с кислородом воздуха;
- положительных и отрицательных выводов для подсоединения к
аппаратуре.
Основные токообразующие процессы, протекающие в свинцовокислотных аккумуляторах, приведены ниже:
Работа аккумулятора при разряде
Разряд – это операция передачи энергии от батареи к внешнему
оборудованию.
На положительном электроде происходит реакция восстановления
(PbO2
Pb ), а на отрицательном – окисления (Pb
PbSO4).
Восстановленный на положительном электроде Pb затем окисляется
ионами SO4 с образованием сульфата свинца - PbSO4 , также как и на
отрицательном электроде.
6
PbSO4 - сульфат свинца, образующийся на отрицательном
электроде является диэлектриком, поэтому при большом его количестве
(сульфатации) уменьшается максимальный ток разряда.
Плотность электролита в процессе разряда уменьшается.
Вещества, образовавшиеся в результате разряда аккумуляторов,
легко поддаются восстановлению при пропускании через них
постоянного тока в обратном направлении (зарядного тока).
е
ток
е
PbO2
Pb
"-"
"+"
молекула
ион
Н2
+
ион
SO4
+-_
электролит
Pb + SO4
Н2О
PbSO4
Pb + 2H2SO4 + PbO2 = PbSO4 + 2H2O + PbSO4
где PbO2 – диоксид свинца - положительный электрод
Pb – свинец - отрицательный электрод
H2SO4 - серная кислота - электролит
новые вещества:
PbSO4 - сульфат свинца - отрицательный электрод
H2O – вода - электролит
PbSO4 - сульфат свинца - положительный электрод
Работа аккумулятора при заряде
Заряд – это операция подачи постоянного тока от внешнего
источника питания к батарее для химического изменения активного
материала в отрицательных пластинах, и, следовательно, запасу в
батарее энергии в форме химической энергии.
На окончательном этапе заряда у положительных пластин
происходит реакция с выделением кислорода. Этот кислород
переносится внутри батареи, затем он поглощается поверхностью
отрицательных пластин и расходуется. Эти процессы представлены
ниже:
7
положительный
электрод
PbSO4 ------ заряд ----- PbO2 --- перезаряд ---- O2
сульфат свинца
отрицательный
электрод PbSO4
диоксид свинца
------ заряд ----- Pb(O2)
сульфат свинца
свинец
Реакция
Цикл реакции рекомбинации
На положительном электроде происходит реакция окисления
( PbSO4
PbО2 ), а на отрицательном – восстановления
( PbSO4
Pb).
В процессе заряда плотность электролита свинцово-кислотных
аккумуляторов увеличивается.
3. Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов
На рынке Республики Беларусь в основном реализуются
герметичные свинцово-кислотные батареи следующих фирм:
"Panasonic" (производство размещено в Китае),
"DiaMec" (производство размещено в Тайване),
"FIAM-GS"(производство размещено в Италии),
"KOBE" (производство размещено в Японии),
"CSB" (дочерняя компания "Кове" - производство в Тайване),
"CASIL"(производство размещено в Китае).
Кроме того, реализуются и аккумуляторы других наименований,
например, "Pilot Battery Ltd.", " Power Max" и другие. Все они
произведены на заводах в Китае, а название, нанесенное на корпус
аккумуляторной батареи, указано по просьбе заказчика закупаемой
партии (контейнера).
В Китае много заводов, производящих
герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, причем
различного качества, поэтому даже название аккумуляторной батареи
не может служить гарантией её качества.
Срок их службы, как и любых свинцово-кислотных
аккумуляторных батарей зависит от множества факторов, но в большей
мере от:
- модели исполнения и режима эксплуатации;
- температуры, в которой они эксплуатируются;
- условий хранения до реализации;
- величины тока заряда и разряда.
8
Типы
исполнения
свинцово-кислотных
батарей и режимы их эксплуатации.
аккумуляторных
В зависимости от модели исполнения аккумуляторные батареи
могут выпускаться в:
- стандартном исполнении;
- с увеличенным сроком службы.
Модели с увеличенным сроком службы при одинаковых условиях
эксплуатации по сравнению с аккумуляторными батареями обычного
исполнения имеют в два и более раза больший срок службы, но в то же
время и в два раза их дороже. Например, срок службы батарей фирмы
"Panasonic" в буферном режиме при температуре 20 0 С: LC-R – 5 лет,
LC-Х – 10 лет, а Surer MSE – более 15 лет.
Из-за того, что модели с увеличенным сроком службы значительно
дороже аккумуляторов в обычном исполнении, их завозят в Беларусь
мало. Аккумуляторные батареи "Panasonic" такого типа маркируются
литерами LC-Х, MSE и Surer MSE, батареи "FIAM-GS" - FGS, "KOBE" НV. Выпускаются такого типа аккумуляторные батареи и фирмой
"DiaMec", но они в республику не завозились.
Для каждого режима эксплуатации аккумуляторной батареи
выпускается своя модель. Различают :
- буферный режим, когда батарея постоянно подзаряжается;
- циклический режим, когда цикл разряда батареи сменяется
циклом заряда.
Аккумуляторные батареи, устанавливаемые во все приемноконтрольные приборы, предназначенные для работы в составе АСОС
"Алеся", эксплуатируются в буферном режиме.
В приёмно-контрольных приборах "МАХ-16W" и "Maestro"
производства
израильской
фирмы
"Visonic",
комплектуемых
радиопередатчиками и предназначенных для работы в составе РСПИ,
аккумуляторные батареи используются в качестве основного источника
электропитания
радиопередатчика!!!
Ток,
потребляемый
радиопередатчиком очень велик (2,5 – 3 А), но из-за малой
длительности передачи аккумулятор сильно разрядиться не успевает. В
последующем блок питания ПКП производит подзарядку аккумулятора.
Такой режим нельзя назвать буферным, но и нельзя назвать в полной
мере циклическим, так как глубина разряда аккумулятора невелика.
Данный режим наиболее отрицательно сказывается на срок службы
аккумуляторной батареи, поэтому для этих целей целесообразно
использовать аккумуляторные батареи, предназначенные для
циклического режима эксплуатации с увеличенным сроком службы.
Аккумуляторные батареи обычного исполнения, предназначенные для
эксплуатации в буферном режиме, прослужат в описанном выше
режиме чуть больше полугода.
Чем чаще аккумуляторная батарея используется в течение срока
эксплуатации в качестве резервного источника электропитания и чем
9
большим током производится её разряд (чем больше нагрузка), тем срок
службы аккумуляторной батареи ниже.
При производстве аккумуляторных батарей каждая фирма
использует свою уникальную технологию, поэтому срок службы у
различных фирм-производителей разный. Кроме того, модели одной
фирмы могут производиться на различных заводах и отличаться по
срокам службы из-за разного уровня технологического процесса,
используемого при их производстве. Например, до 2004 года фирма
"Panasonic" выпускала свою продукцию на заводах США, Мексики,
Японии, а с 2004 года планирует производить аккумуляторные батареи
только на заводах Китая. Поэтому приобретение аккумуляторных
батарей
предпочтительнее
осуществлять
у
официальных
дистрибьютеров фирм-производителей в Беларуси, у которых можно
получить дополнительные гарантии и полные сведения о
приобретаемых аккумуляторных батареях.
Зависимость срока службы аккумуляторных батарей от
температуры окружающей среды
Срок службы аккумуляторной батареи в основном и зависит от
температурных условий оборудования, в котором используются
батареи.
Влияние температуры на срок службы аккумуляторных батарей в
буферном режиме различных производителей приведены ниже.
Аккумуляторы фирмы " DiaMec"
10
Аккумуляторные батареи фирмы "CASIL"
Рабочая температура, 0 С
Аккумуляторные батареи фирмы "KOBE"
Срок
службы
(лет)
Рабочая температура, 0 С
11
Аккумуляторные батареи фирмы "FIAMМ-GS"
Срок
службы
(лет)
Рабочая температура, 0 С
Аккумуляторные батареи фирмы "Panasonic".
Из диаграмм видно, что срок службы у всех аккумуляторных
батарей разный, кроме того, чем ниже температура внутри приемноконтрольного прибора, тем срок службы аккумуляторной батареи
больше. По этой причине ни один производитель однозначно не
указывает срок службы своих аккумуляторных батарей.
Обычно температура внутри приемно-контрольного прибора около
0
20 С, то есть средний срок аккумулятора стандартного исполнения в
зависимости от фирмы-производителя 3-5 лет. Но если прибор
установлен вблизи батареи отопления или в месте, где летом он
постоянно нагревается солнечными лучами, то есть температура внутри
прибора поднимается до 40 0 С, то срок службы аккумуляторной батареи
установленной в нем составит чуть больше года, даже если она за это
12
время ни разу не будет использоваться в качестве резервного источника
электропитания.
Хранение
На срок службы влияет и условия хранения аккумуляторных
батарей.
Все вновь приобретенные аккумуляторные батареи до
использования должны заряжаться заново, если они долгое время не
использовалась. Аккумуляторные батареи постепенно теряют свою
емкость из-за саморазряда во время хранения. Сроки, в течение которых
батарею можно хранить без заряда, рекомендуемые производителями,
представлены ниже ( в зависимости от температуры хранения):
от 0 0 С до 20 0 С - в течение 12 месяцев
от 21 0 С до 30 0 С - в течение 9 месяцев
от 31 0 С до 40 0 С - в течение 5 месяцев
от 41 0 С до 50 0 С – в течение 2,5 месяцев
Вместе с тем, опыт их эксплуатации с учетом специфики их
поставки в Республику Беларусь, показывает. что при хранении батарей
при температуре ниже 20 0 С их необходимо подзаряжать до
восстановления первоначальной емкости раз в полгода, при хранении
при температуре от 20 до 30 0 С подзаряжать батареи следует не реже
раза в три месяца.
Срок доставки аккумуляторных батарей из Гонконга и Тайваня в
Беларусь из-за различных причин, но прежде всего из-за необходимости
их поставки морским транспортом и таможенных границ, составляет не
менее 3-х месяцев. Китайские аккумуляторные батареи также
поставляются морским транспортом. Если батарея хранилась в течение
года без заряда или долго хранилась в разряженном состоянии, то она
может не восстановить свою емкость даже после перезаряда. Такая
аккумуляторная батарея внешне будет выглядеть вполне новой, а после
установки в приемно-контрольный прибор, тот выдаст на пульт
информацию о наличии резервного электропитания 12 В, но при
отключении основного электропитания такая аккумуляторная батарея
обеспечить прибор резервным электропитанием в соответствии с её
паспортными данными не сможет.
В какой то мере при приобретении о состоянии аккумуляторной
батареи можно судить по дате её выпуска. Если с момента её выпуска
прошло более 3-х месяцев, то качество батареи можно оценить только с
помощью специальных приборов, предназначенных для измерения
емкости аккумуляторной батареи, так как гарантировать, что она
хранилась при температуре ниже 20 0 С или в течение срока хранения
подзаряжалась нельзя.
Такие специализированные приборы для оперативной оценки
остаточной емкости аккумуляторов достаточно дороги. Например,
13
прибор "CADEX" стоит 2500 USD, "HIOKI" - 800 USD. Индикаторы
емкости аккумуляторных батарей несколько дешевле: "Кулон" (Россия)
– 220 - 400 USD в зависимости от модели; анализатор-регенератор
аккумуляторных батарей "АТ-12" фирмы "Belss" (Латвия) - 310 USD,
"тестер емкости АКБ" ПО "Бастион" (Россия) – 85 USD.
Индикатор "АТ-12" предназначен не только для тестирования
емкости аккумуляторных батарей, но и быстрой зарядки NiCd, NiMH и
Li-ion аккумуляторов, а также восстановления NiCd и NiMH
аккумуляторов, используемых в мобильных телефонах. На ЖКИ экране
индикатор показывает остаточную емкость аккумуляторной батареи в
пределах от 0 до 1999 mАч.
Прибор для определения остаточной емкости аккумуляторных
батарей российского ПО "Бастион" контролирует аккумуляторные
батареи емкостью 1,2 ; 2 ; 4,5 ; 7 и 12 Ач, но информирует только о трех
состояниях аккумуляторной батареи: наличие достаточной емкости
(емкость более 60 %) ; потеря батареей значительной емкости (емкость
от 30 до 60 %); необходимость замены батареи (емкость менее 30 %),
поэтому он и стоит дешевле всех вышеуказанных устройств. Прибор
производства ПО «Бастион» представлен на рисунке
Последние модели ПО «Бастион» позволяют определять
остаточную емкость батарей с шагом в 10 %. Единственный их
недостаток – необходимость настройки прибора перед измерением
относительно емкости новой полностью заряженной батареи такого же
типа.
14
Заряд аккумуляторных батарей
Аккумуляторные
батареи
должны
заряжаться
током,
рекомендуемым производителем, как правило 0,3 С, где С - емкость
батареи. Заряжаться батарея должна до достижения ею номинального
напряжения. Дальнейший заряд приводит к перезаряду, а длительный
перезаряд аккумуляторной батареи сокращает её срок службы.
Нельзя заряжать батарею дольше времени, определенного
инструкциями по использованию зарядного устройства. Если батарея не
заряжена полностью, даже после длительного хранения, чем положено
заряда, прекратите заряд и уберите зарядное устройство. Заряд в
течение более длительного времени, чем установлено, может привести к
течи электролита, пожару и взрыву.
Рекомендуемое конечное напряжение при разряде зависит от
величины тока разряда. Зависимость между разрядным током батареи и
идеальной величиной конечного напряжения при разряде, описана в
спецификации и каталогах.
Не следует продолжать разряд, когда напряжение падает ниже
рекомендованной величины конечного напряжения разряда.
Если батарея разряжена ниже рекомендуемой величины конечного
напряжения разряда и заряжается вновь, то она будет выделять тепло,
которое приведет к деформации батареи или к образованию водяных
капель (росы) на корпусе, из–за испарения воды из батареи. Разряд до
напряжения ниже рекомендуемого конечного напряжения разряда
может также привести к ухудшению рабочих характеристик батареи.
Следует избегать перезаряда, и заряжать батарею немедленно
после разряда. Руководство по эксплуатации оборудования должно
содержать информацию для пользователя о недопустимости перезаряда
батареи и о том, что её необходимо немедленно заряжать после
использования (разряда) в оборудовании. Даже если разряд батареи
прекращается до того, как напряжение уменьшается и достигнет уровня,
когда батарея/оборудование прекращают работу, может произойти
ухудшение
характеристик
батареи
из-за
так
называемого
сульфатирования, если батарею не перезарядить после использования.
Должна быть сконструирована запирающая цепь конечного
напряжения, которая полностью отключает нагрузку от батареи.
Отечественные ППК первого выпуска были рассчитаны на заряд
аккумуляторных батарей емкостью 7 Ач и в них не было предусмотрено
ограничение тока заряда, поэтому при подключении аккумуляторной
батареи большей емкости или после длительного отсутствия
напряжения сети на объекте из-за большого первоначального тока
заряда аккумуляторной батареи выходили из строя и аккумулятор, и
зарядный узел прибора. Для устранения этого в уже выпущенных
приборах было рекомендовано установить ограничительные резисторы,
а в новые модели была заложена функция ограничения тока заряда.
15
Например, в ПКП "Аларм-5" зарядный ток не может быть более 1 А,
поэтому и в паспортах
ограничение по емкости подключаемой
аккумуляторной батареи отсутствует. Но необходимо учитывать, что
аккумуляторные батареи емкостью 50 Ач будут заряжаться таким
прибором до 1 месяца. Если в этот период пропадет основное
электропитание, то такая недозаряженная аккумуляторная батарея свои
функции в полной мере не выполнит.
Для обеспечения длительного резервирования технических средств
ОПС по питанию целесообразно использовать блоки бесперебойного
питания специально предназначенные для этих целей, в сертификатах
соответствия которых имеются ссылки на ГОСТ 30379-95.
Устанавливать для электропитания систем охраны несертифицированные блоки питания ЗАПРЕЩАЕТСЯ, так как обычные блоки
питания не отвечают требованиям стандартов для систем сигнализации.
Если
на
уже
действующих
объектах
резервирование по
электропитанию, например в учреждениях банков, осуществлено с
помощью внешней аккумуляторной батареи емкостью 50 Ач, то после
использования её в качестве резервного электропитания, необходимо
батарею отключать от прибора и заряжать от отдельного зарядного
устройства током, рекомендуемым производителем.
Нельзя допускать разряда аккумуляторной батареи ниже
определенного напряжения, определяемого производителем. Величина
этого минимального напряжения зависит от тока разряда. Если учесть,
что ПКП примерно потребляют 0,2 А, то конечное напряжение 12вольтовой батареи не должно быть меньше, как правило, 10,8 В.
Глубокий разряд и длительное хранение разряженной батареи может
привести к необратимой потере емкости батареи.
Порядок эксплуатационного обслуживания
остаточной емкости аккумуляторных батарей.
и
определение
В связи с тем, что срок службы аккумуляторной батареи зависит от
многих факторов, а все эксплуатируемые в настоящее время ПКП
контролируют только наличие 12 В постоянного тока (напряжение
"холостого хода" аккумуляторной батареи, но не емкости) на клеммах
для подключения резервного электропитания, необходимо в строгом
соответствии с технологическими картами регламентных работ при
каждом регламенте № 1 проверять остаточную емкость аккумуляторных
батарей.
Остаточная емкость должна измеряться (оцениваться) с помощью
специальных приборов (например, ПО «Бастион»), которые включены в
нормы положенности электромонтеров ОПС.
В качестве исключения приблизительно значение остаточной
емкости аккумуляторной батареи можно определить по напряжению её
«холостого хода», измеренному с помощью вольтметра.
16
Зависимость остаточной емкости аккумуляторной батареи от
напряжения холостого хода представлено на рисунке.
При отсутствии прибора для оценки остаточной емкости
аккумуляторной батареи для более точной оценки остаточной емкости
аккумуляторной батареи необходимо применять нагрузочный блок,
изготовленный из резисторов, или галогеновую лампочку 12 В
мощностью 50 Вт. Лампочку или блок резисторов, рассчитанный на ту
же мощность, необходимо подключить к клеммам аккумуляторной
батареи и через 2 минуты с помощью тестера измерить напряжение на
клеммах аккумуляторной батареи, не отключая лампочку или резисторы
(провести измерение под нагрузкой). Напряжение на клеммах
аккумулятора должно быть не менее 12 В. Если напряжение на клеммах
батареи ниже 12 В, то это свидетельствует о потере ею более 80 %
первоначальной емкости и необходимо решать вопрос с владельцем
аккумуляторной батареи о её замене и предстоящем списании.
4. Особенности заряда аккумуляторных батарей.
Способность батарей разряжаться выражается емкостью в 20-ти
часовом режиме заряда (номинальная емкость). Выбор батареи для
оборудования должен производиться таким образом, чтобы ток разряда
во время использования оборудования был между 1/20 и 3-х кратной
величиной номинальной емкости (от 1/20 С до 3 С): разряд вне
указанных величин может привести к значительному уменьшению
разрядной емкости или к уменьшению числа циклов заряд-разряд.
17
Саморазряд и восстановление заряда.
Во время хранения батареи постепенно теряют свою емкость из-за
саморазряда, следовательно, емкость после хранения ниже
первоначальной величины. Для восстановления емкости, необходимо
повторять заряд-разряд несколько раз для циклического использования
батареи. Для батареи в буферном режиме использования
продолжительность заряда батареи, находящейся в оборудовании,
должно производиться в течение 48-72 часов.
Освежающий заряд (вспомогательный заряд).
Когда необходимо хранить батарею в течение 6-х месяцев и
дольше, периодически перезаряжайте батарею в интервалы
рекомендованные в таблице ниже, в зависимости от окружающей
температуры. Избегайте хранения батареи более 12 месяцев.
Зарядка после глубокого разряда
Батарею можно назвать глубоко разряженной/переразряженной,
если при ее разряде конечное напряжение стало менее, чем указано в
спецификации. При этом срок службы аккумулятора может
уменьшиться, поэтому необходимо несколько увеличить период заряда.
На графике заряда батареи после глубокого разряда видно, что в
результате возросшего внутреннего сопротивления, первые 30 мин.
зарядки ток заряда будет мал, постепенно увеличиваясь. После этого
внутреннее сопротивление падает, и зарядка идет в обычном режиме.
18
Ограничение зарядного тока
На начальном этапе зарядки через разряженную батарею проходит
большой ток. Периодически он может стать причиной слишком
высокого нагрева аккумулятора, который может вывести батарею из
строя. Поэтому на начальном этапе зарядки необходимо ограничивать
значение зарядного тока до 0,3 С или ниже при заряде постоянным
напряжением.
Температурная компенсация
Электрохимическая активность в батарее возрастает при увеличении
температуры и уменьшается с ее понижением. Поэтому, при увеличении
рабочей температуры необходимо уменьшать зарядное напряжение,
чтобы не произошло перезаряда. При понижении температуры зарядное
напряжение необходимо увеличивать.
Использование зарядных устройств с температурной компенсацией
является самым предпочтительным вариантом, продляющим срок
службы батареи.
Значение температурного коэффициента для 6-ти вольтовых
аккумуляторов Casil составляет 10 мВ/°С (для буферного режима) и
15мВ/°С (для циклического режима). Рисунок показывает зависимость
между температурой и зарядным напряжением, как для буферного, так и
для цикличного режимов.
Разрядные характеристики
Разрядные характеристики при различных скоростях разряда
Емкость батарей при использовании зависит от скорости разряда.
Например, емкость аккумуляторов Casil оценивается по 20-ти часовой
скорости разряда, которая считается номинальной. Рисунок показывает
разрядные характеристики при различных скоростях разряда.
19
Конечное напряжение при разряде
При разряде конечное напряжение на батарее не должно быть ниже,
чем указано в таблице 1. В противном случае произойдет переразряд,
который может повредить аккумулятор.
Таблица 1
Разрядный ток,
А
< 0.2С
0.2 - 0.5С
0.5 - 1.0С
> 1.0С
Конечное
напряжение, В/эл-т
1.75
1.70
1.60
1.40
20