Подбор аккумулятора

Аккумуляторные батареи широко используются в качестве источников питания в условиях отсутствия доступа к централизованному электроснабжению. Они позволяют обеспечивать бесперебойную подачу электроэнергии к потребителям и создавать системы резервного электроснабжения. Аккумуляторные батареи применяют в системах отопления, водоснабжения, ветроэнергетики, солнечной энергетики, а также в приборостроении и целом ряде других областей. Купить аккумуляторы по цене производителя можно, обратившись в компанию «СибКонтакт».

Свинцово-кислотные

Созданные еще во второй половине XIX века свинцово-кислотные аккумуляторы продолжают и сегодня оставаться одними из наиболее востребованных на рынке источниками питания. Изделия широко используются как стартерные АКБ в различных видах транспорта, аварийные и резервные источники электроэнергии.

Конструкция. В общем случае свинцово-кислотный аккумулятор состоит из прямоугольного корпуса, разделенного на несколько секций, каждая из которых герметично отделена друг от друга и заполнена электролитом – серной кислотой. В корпусе размещаются токоотводящие решетки электродов, разделенные между собой сепараторами. Каждый электрод включает в себя несколько пластин, соединенных параллельно. Соединение однополярных электродов между отсеками батареи выполняется последовательно. Материал изготовления корпуса АКБ – стойкий к кислоте диэлектрический полимер (полиэтилен, полипропилен и др.). Токоотводящая решетка отрицательного и положительного электродов обычно изготовлена из свинца и двуокиси свинца соответственно. Конструкцией, как правило, предусмотрены опорные элементы для создания зазора между электродами и дном корпуса. Зазор позволяет оседать отслоившемуся реагенту решетки.

Принцип действия. В основе работы свинцово-кислотных аккумуляторов – электрохимические реакции свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты. Химическое взаимодействие начинается после подключения потребителя энергии к электродам источника питания. Экспериментальным путем установлено, что при разряде АКБ в ней происходит минимум 60 различных реакций. Но практическое значение имеют только две из них – восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции. Химические формулы протекающих при разряде процессов выглядят следующим образом:

PbO2 + HSO4– + 3H+ + 2e– => PbSO4 + 2H2O

Pb + HSO4– => PbSO4 + H+ + 2e–

AGM-технология. Маркировка AGM на аккумуляторе говорит о том, что источник питания изготовлен с использованием технологии Absorbent Glass Mat, основанной на применении абсорбированного электролита вместо традиционного жидкого. Т. е. электролит в этих моделях находится не в виде свободно перетекающей жидкости, а в составе обильно пропитанного раствором серной кислоты стекловолокна. Такое инженерное решение дает целый ряд преимуществ, включая:

• возможность эксплуатировать аккумуляторную батарею в любом положении;
• длительный срок службы, который может составлять от 5 до 12 лет;
• высокий отдаваемый ток (в 1,5 раза больше, чем у обычных свинцово-кислотных моделей) и быстрая зарядка;
• допустимость хранения до 3 лет без большой потери емкости;
• устойчивость к глубоким разрядам. AGM-устройства выдерживают до 200 полных разрядов, 500 – на 50 % и до 1 000 – на 20–30 %.

Преимущества. Свинцово-кислотные аккумуляторы давно зарекомендовали себя как надежные и высокоэффективные источники питания. Благодаря отлаженной технологии производства они являются оптимальным вариантом по соотношению «цена – качество». Главные достоинства этих изделий:

• низкий саморазряд. По этому показателю свинцово-кислотные АКБ являются лидерами рынка;
• устойчивость к перепадам напряжения бортовой сети (если источник питания установлен в автомобиле);
• минимальные требования к обслуживанию. Большинство современных моделей выпускаются в необслуживаемом исполнении;
• стабильность подаваемого тока;
• высокий КПД – 80–90 %;
• сравнительно несложная технология изготовления и, как следствие, – приемлемая цена.

Недостатки. Минусы свинцово-кислотных аккумуляторов:

• большие габариты и значительный вес;
• недопустимость хранения в разряженном состоянии;
• чувствительность к отрицательным температурам;
• малая энергоемкость (в соотношении с весом);
• ограниченное количество циклов «заряд/разряд»;
• использование экологически небезопасных соединений свинца.

Правила хранения и утилизации

Хранение. Хранить свинцово-кислотные аккумуляторы нужно в заряженном состоянии. Лучше, если температура в помещении, где хранится изделие, не превышает 30 °С. Если аккумуляторная батарея не используется, ее следует периодически подзаряжать (узнать, с какой периодичностью выполняется подзарядка, можно в инструкции производителя). Важно в процессе хранения удалять загрязнения с корпуса аккумулятора. Если этого не делать, слой грязи будет служить проводником между электродами, что приведет к быстрой разрядке АКБ. Если же аккумулятор не используется в течение длительного времени, то полный разряд может привести к сульфатации батареи. В результате происходит существенная потеря емкости АКБ. Перед наступлением зимы рекомендуется зарядить свинцово-кислотный аккумулятор при напряжении, указанном в инструкции. Если предстоит эксплуатация источника питания при очень низких температурах, лучше занести его перед этим в теплое помещение на 7–8 часов.

Утилизация. Свинцово-кислотный аккумулятор нельзя просто выбросить на свалку или хранить на своем участке, в гараже, а тем более дома. Химические соединения, которые содержатся в составе рабочих жидкостей, используемых в АКБ, могут представлять опасность для здоровья человека и окружающей среды. Утилизацией свинцово-кислотных аккумуляторов занимаются предприятия, имеющие лицензию на этот вид деятельности. Процесс переработки аккумуляторных батарей предусматривает:

• нейтрализацию электролита;
• разбор корпуса и дробление его на части;
• сортировку пластиковых и металлических элементов;
• гранулирование пластика и переплавку металла.

Свинцово-кислотные аккумуляторы в каталоге компании «СибКонтакт»

В перечне продукции компании «СибКонтакт» представлен широкий выбор автономных источников питания этого типа. В нашем каталоге – свинцово-кислотные АКБ серий WBR, Challenger, Delta, LEOCH, CSB. Предлагаемые модели могут использоваться в составе источников бесперебойного питания, охранных и пожарных систем безопасности, а также для обеспечения работы электросвязи, аварийного освещения, электроинструмента, телеметрического, портативного измерительного, контрольного и другого оборудования.

Литий-ионные

Известные уже несколько десятков лет Li-ion-аккумуляторы начали выпускаться в промышленных масштабах только в 90-х годах прошлого века. Они вырабатывают электрическую энергию за счет окисления и восстановления ионов лития. В 2019 году ученые Уиттингем, Гуденаф и Ёсино получили Нобелевскую премию по химии за развитие литий-ионных аккумуляторов.

Конструкция. Li-ion-аккумулятор имеет два электрода: катод из оксида лития на алюминиевой фольге и анод – из пористого углерода на медной фольге. Электроды разделены пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Все элементы конструкции размещены в специальном герметичном корпусе.

Принцип работы. При зарядке аккумулятора положительные ионы лития разряжаются на поверхности графитового анода, превращаясь в нейтральные атомы Li. Эти атомы проникают между слоями кристаллической решетки графита, образуя интеркалят – графитид лития. По своим химическим свойствам это сильный и активный восстановитель. В это же время на катоде кобальтит лития поставляет в раствор ионы Li, в результате чего сам приближается по составу к двуокиси кобальта, т. е. становится мощным окислителем. Разность электрохимических потенциалов между этими окислителем и восстановителем равна ЭДС литий-ионного аккумулятора. При разряде происходят обратные процессы. Покидая анод, Li отдает во внешнюю цепь электрон и приобретает заряд, становясь катионом, а графитид лития – просто графитом. На катоде эти катионы возвращаются в кристаллическую решетку кобальтита лития, который теряет свои окислительные свойства, принимая электрон во внешнюю цепь.

Преимущества. Li-ion-модели имеют способность запасать большое количество энергии. Если удельная энергоемкость свинцово-кислотного аккумулятора составляет 40 Вт*ч/кг, то литий-ионного – 250 Вт*ч/кг, т. е. в 6 раз больше. Li-ion-аккумулятор может заряжаться и разряжаться гораздо большее количество раз, чем аналоги других типов, а также имеет более продолжительный срок службы. Среди других плюсов изделия:

• высокая плотность энергии. Это свойство делает Li-ion-модели практически незаменимыми источниками электроэнергии для компактных устройств;
• низкий саморазряд;
• отсутствие эффекта памяти, требующего периодических циклов разряда для восстановления емкости;
• широкий диапазон рабочих температур;
• постоянная готовность к работе;
• отсутствие необходимости обслуживания.

Недостатки. К минусам литий-ионных аккумуляторов относят более высокую их стоимость (по сравнению со свинцово-кислотными и другими видами изделия), зависимость срока службы от времени использования, недопустимость механических повреждений. У самых первых версий Li-ion-источников питания была проблема, связанная с опасностью взрыва и возгорания. Причиной этому было короткое замыкание, возникавшее из-за образования дендритов на литиевом аноде. В настоящее время проблема решена, и вероятность подобных эксцессов сведена к минимуму.

Литий-ионные аккумуляторы от «СибКонтакта»

В каталоге компании «СибКонтакт» Li-ion-аккумуляторы представлены серией «Лиотех». Эти изделия могут использоваться как самостоятельные источники электроэнергии, так и в составе аккумуляторных батарей (АКБ). Модели серии «Лиотех» применяются в качестве накопителей электроэнергии в системах генерации и передачи электрической энергии, резервных источников бесперебойного питания, а также для питания электродвигателей машин и бортовых систем рельсового и безрельсового транспорта, погрузчиков, вагонеток и т. д. Эти аккумуляторы выполнены с использованием наноструктурированного катодного материала – литий-железо-фосфата (LiFePO₄). По сравнению с обычными литиевыми моделями, они более долговечны и имеют стабильное напряжение разряда. LiFePO₄-аккумуляторы можно длительное время хранить без подзарядки, т. к. саморазряд составляет меньше 3 % в месяц. Рабочий ресурс изделий – более 3 000 циклов «заряд/разряд» и более 25 лет в буферном режиме.

Литий-титанатные

Литий-титанатные аккумуляторы (LTO) – разновидность Li-ion-источников питания, которая является наиболее перспективной в таких специфических областях, как:

• электромобили (грузовой, легковой, общественный транспорт);
• энергетические системы с интенсивным циклированием;
• осветительные системы, которые используются в любую погоду (светофоры, указатели, подсветка рекламных щитов, прожекторы и т. д.);
• альтернативная фото- и ветроэнергетика;
• промышленное и медицинское переносное оборудование для эксплуатации в сложных метеорологических условиях (отрицательные температуры до –30 °С).

Конструкция. В аноде литий-титанатного аккумулятора используется пентатитанат лития вместо графита, применяемого в большинстве других источников питания. Нанокристаллическое строение анода позволяет увеличить его площадь (100 м²/г по сравнению с 3 м²/г для углерода). За счет этого удается повысить скорость перезарядки и обеспечить высокую плотность тока. Катод LTO-аккумулятора производится из медной фольги с напылением в виде слоеного графита и является однотипным для литий-металлических батарей. Все слои анода соединяются между собой и плюсовым контактом, катодные слои соединяются таким же образом и с минусовым контактом. В крышке корпуса установлен клапан сброса давления, который срабатывает в случае избыточного выделения газов и паров.

Принцип действия. При работе LTO-аккумулятора в нем протекает определенная химическая реакция. Ток накапливается и отдается одновременно, причем каждый из этих процессов протекает гораздо интенсивнее, чем в устройствах, созданных по другим технологиям. LTO-модель можно зарядить полностью всего за 6–10 минут. При этом перегрев полностью исключен. Сам принцип работы LTO-аккумулятора идентичен принципу действия обычной литий-ионной модели.

Преимущества. Литий-титанатные аккумуляторы отличаются большим рабочим ресурсом, сверхбыстрой зарядкой, способностью эффективно работать при низких температурах. Эти свойства делают LTO-модели лучшим решением для электрических автомобилей. Данная технология позволяет создавать источники питания, более долговечные, чем транспортное средство. И многих автопроизводителей это ставит в тупик, так как, устанавливая LTO-батареи, они увеличивают потребительский ресурс своих автомобилей, сокращая их потребительскую оборачиваемость. Среди других плюсов литий-титанатных аккумуляторов:

• заряд постоянным током без многостадийного алгоритма, когда токи могут варьироваться от 10С до 30С пиковых нагрузок;
• до 20 000 циклов «заряд/разряд»;
• безопасность;
• электрохимическая и физическая стабильность;
• широкий диапазон рабочих температур.

Недостатки. К минусам LTO-аккумуляторов относят:

• более высокую стоимость по сравнению с Li-ion-элементами;
• медленное внедрение и дефицит на рынке;
• низкое среднее рабочее напряжение 2,3 В против 4,2 В у Li-ion-батарей, что приводит к дополнительному количеству элементов и, как следствие, большему весу, габаритам и стоимости;
• падение напряжения в зависимости от емкости: чем она больше, тем дольше происходит разряд;
• принадлежность к отходам 2-го класса опасности. Утилизация должна происходить по определенным правилам и на специальных заводах.

LTO-источники питания от «СибКонтакта»

В каталоге компании «СибКонтакт» литий-титанатные аккумуляторы представлены моделью серии Sunways – LTO LFP 40. Изделие предназначено для использования в электромобилях, энергетических системах с интенсивным циклированием, осветительных системах, работающих под открытым небом, а также в альтернативной фото- и ветроэнергетике, промышленном и медицинском переносном оборудовании. АКБ может эксплуатироваться в сложных погодных условиях при температуре до –30 °С. Хорошие перспективы для дальнейшего роста востребованности модели во многом объясняются нанокристаллическим строением анода, которое обеспечивает многократное увеличение его площади по сравнению с другими видами АКБ. Такая площадь позволяет заметно увеличить плотность тока при заряде и разряде, а также снизить внутреннее сопротивление.

Где купить

Обратившись в компанию «СибКонтакт», вы можете выбрать подходящий аккумулятор для самых разных целей. Наши АКБ сочетают в себе высокое качество исполнения, надежность, эффективность, долговечность и умеренные цены. Специалисты «СибКонтакта» помогут вам выбрать подходящее изделие и ответят на все вопросы по эксплуатации и обслуживанию источника питания. Воспользоваться консультацией менеджеров компании можно по телефону 8 800 500 14 30.