Причины выхода из строя свинцово-кислотных аккумуляторных батарей

В этой статье я называю причины и рассматриваю ситуации, при которых свинцово-кислотные аккумуляторные батареи выходят из строя в ускоренном режиме. 

Я опираюсь на данные электрохимии и технологии изготовления аккумуляторов, поэтому статья актуальна для тех, кто эксплуатирует свинцово-кислотные аккумуляторы, изготовленные и в необслуживаемом варианте GEL / AGM, и в обслуживаемом (в последние нужно периодически заливать дистиллированную воду).

В статье учтены аккумуляторы, которые применяются для складской техники (электропогрузчики, ричтраки и электротележки), автомобилей (легковые и грузовые), для ИБП, энергообеспечения частного дома или коттеджа, питания электромашин, тягачей, гольфкаров и яхт. Актуальна статья и для энергетической отрасли, где всегда важно сохранение энергии в аккумуляторах в стационарном и промышленном назначении. 

На мой взгляд, самая важная причина выхода из строя свинцово-кислотного аккумулятора — это глубокий разряд. Влияние глубокого разряда на состояние пластин очень велико, а отследить его наступление достаточно сложно.

Почему глубина разряда так важна? При разряде ион серной кислоты из электролита входит в электроды (катод + и анод -) – они расширяются на 94 и 162 % соответственно: твердый кристалл неорганического вещества, будто губка, расширяется в пространстве, при этом чем больше вошло серной кислоты в электроды, тем больше их структурное расширение, а значит, тем больше растрескивание и потеря физического контакта у частичек электрода. Именно поэтому заводы производители указывают количество циклов заряда/разряда при допустимой глубине разряда. Эта причина актуальна для любого типа и модели свинцово-кислотных аккумуляторов. 

Второй весьма важной причиной выхода из строя аккумулятора является несвоевременное или полное игнорирование заливания дистиллированной воды. Это часто бывает если периодически не отслеживать уровень электролита в элементах. При низком уровне электролита сначала высыхает верхняя часть пластин, она попросту выходит из контакта с электролитом, перестаёт отдавать ёмкость и, конечно же, сульфатируется остатком серной кислоты на поверхности пластин. Далее, в процессе заряда, дистиллированная вода постепенно выпаривается, а уровень электролита снижается, пока электролит не превратится в высококонцентрированную серную кислоту, и тут уже коррозия и глубокие разряды (из-за неверного определения уровня заряда аккумулятора электроникой оборудования) «добьют» аккумулятор. 

Третья весьма популярная причина, влияющая на преждевременный выход из строя аккумулятора – это перезаряд. Обычно он возникает в двух случаях: первый – когда аккумулятор осознанно ставят после заряда еще раз на заряд; второй – если аккумулятор старый, внутреннее сопротивление у него уменьшилось, и автоматическая зарядная установка будет отключаться позже, чем планировалось. Если у вас обслуживаемый аккумулятор, то вам это грозит более частыми операциями по заливу дистиллированной воды и более скорому выходу аккумулятора из строя из-за повышения коррозии электродов у горячего аккумулятора. А вот если у вас необслуживаемый аккумулятор, то вам совсем не повезло! Избыточная энергия от зарядной установки пойдет на электролиз дистиллированной воды, которая впоследствии выпарится через клапан обратного давления в аккумуляторе. Но так как вы не можете залить в необслуживаемый аккумулятор воду, то мгновенно получаете все признаки выхода из строя, названные во второй причине: осушение пластин – глубокие разряды – осыпание пластин – смерть. 

Мы крайне не рекомендуем подзаряжать гелевые аккумуляторы, независимо от технологии их изготовления!

И последняя причина –это сульфатация. Я уже писал о ней в статье про восстановление аккумуляторных батарей. Хотя сульфатация электродов, на самом деле, естественный процесс (она образуется каждый раз при разряде электродов), но нюанс в том, что если аккумулятор разрядился только что, то сульфат свинца существует в виде геля и способен при малых энергозатратах вернуться в исходное состояние – свинец и оксид свинца. А вот если аккумулятор в разряженном состоянии некоторое время постоит (от месяца до 3-х), то гелеобразный сульфат свинца превратится в кристаллический, у него вырастет внутреннее сопротивление, и обычная зарядная установка уже не сможет зарядить такой аккумулятор полноценно, поэтому не допускайте долгого нахождения аккумулятора в разряженном состоянии!

Как вы обратили внимание, все причины в первую очередь связаны с небрежностью эксплуатации и сопровождения, и только во вторую – зависят от настроек электроники оборудования и зарядного устройства. 

Для предотвращения наступления у тяговых аккумуляторных батарей глубокого разряда, перегрева, сульфатации, а также для обеспечения своевременного залива дистиллированной воды и постановки аккумулятора на заряд мы рекомендуем использовать датчик системы STOPiT.

Автор статьи 

Александр Логинов