Как можно зарядить щелочной аккумулятор и какими методами?

Содержание:

Проверяем батарею при покупке

Нагрузочной вилкой

Итак, если решение о приобретении гелевой АКБ принято окончательно, следует знать о том, как проверить гелевый аккумулятор непосредственно перед его приобретением в магазине. Речь идет об обязательной проверке с помощью нагрузочной вилки, которую должен уметь проводить любой продавец. Не стоит покупать АКБ без надлежащей проверки ее работоспособности.

При проверке аккумулятора нагрузочной вилкой она «забирает» у него часть тока

Во время процесса такого тестирования важно помнить о том, что в течение 30 секунд по евростандарту (либо 10-15 секунд по российскому ГОСТ) напряжение в батарее не должно упасть ниже 9 вольт. После этого оно должно быстро восстановиться до исходного уровня 12,6-12,7 В

Если тестирование пройдено успешно, напряжение во время подключения вилки не падает ниже, а после — быстро восстанавливается.

Цифровым вольтметром

В процессе эксплуатации гелевой батареи важно проведение самостоятельной диагностики уровня ее напряжения — для того, чтобы не пропустить того момента, когда она будет нуждаться в том, чтобы зарядиться:

откройте съемную крышку батареи;

осторожно проведите отсоединение вначале минусового, а затем плюсового ее полюсов;

подведите цифровой тестер (вольтметр) к аккумулятору, соблюдая полярность;

включите тестер и внимательно смотрите на табло;
ориентируйтесь на следующие показания — если напряжение составляет от 12,8 до 12,9 вольт, батарея в норме; если U 12,6 В — это значит, что заряд батареи составляет 70-75%, что не является критичным; в случае, если напряжение 12,3 В и ниже — батарея разряжена на 50%, и ей скоро потребуется зарядка.

Химические процессы

На аноде проходят реакции окисления цинка. Вначале образуется гидроксид цинка:

Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−

Который затем разлагается на оксид цинка и воду.

Zn(OH)2 → ZnO + H2O

На катоде, в свою очередь, происходят реакции восстановления оксида марганца (IV) в оксид марганца (III):

2MnO2 + H2O + 2e− → Mn2O3 + 2OH−

В целом, химические процессы внутри элемента при использовании KOH в качестве электролита можно описать следующим уравнением:

Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e− → 2e− + ZnO + 2KOH + Mn2O3

В отличие от солевого элемента, в щелочном электролит в процессе разрядки батареи практически не расходуется, а значит, достаточно малого его количества. Поэтому в щелочном элементе в среднем в 1,5 раза больше диоксида марганца.

Зарядка алкалиновых батареек

Здесь все несколько быстрее, но и требует больше внимания.

Ход процесса:

  1. Зарядное устройство включить в сеть.
  2. Зарядные провода прикрепить к АКБ, полярность должна совпадать.
  3. Следить за температурой заряжаемого элемента, до тех пор, пока она не достигнет 50°С (не больше пяти минут). Как только это произойдет, сразу же отключить от зарядки и в течение двух минут остужать.
  4. Пока батарейки совсем не остыли, начинается шоковый этап подпитки. Соединить их снова с включенным ЗУ и примерно две минуты максимально быстро подключать и отключать, не глядя на температуру.
  5. Проконтролировать вольтаж — должно быть значение примерно 1,75 вольт.
  6. Чтобы элементы не разряжались моментально, поместить их в морозилку на десять минут, достать, оставить на пару минут.

Вот и все, батарейку можно вставлять в приборы и пользоваться.

Положительные и отрицательные характеристики

Как плюсы батарей со щелочным электролитом высокой плотности и со свинцовым сепаратором можно определить:

Возможность пользования батареей при температурах от -40 до +50.
Сохранение работоспособности после хранения в месте, где холоднее -50.
Небольшая чувствительность к замыканиям и долгому простаиванию

Невозможность внезапного отключения, что важно, например, автомобилю. В новых аккумуляторах — возможность заряжаться от небольшого тока в домашних условиях и, даже у восстановленных, сниженная потребность в обслуживании, плотность заполнения падает медленно

Недостатки:

  • Удручающе малый КПД — всего около 55%.
  • Эффект памяти, который приводит к сокращению емкости щелочных аккумуляторов.
  • Так как в аккумуляторах такого типа нужно время от времени менять электролит, обслуживание должен выполнять специалист.

Заряд аккумуляторов и батарей щелочного принципа действия

Для подключения на зарядку однотипные продукты соединяются последовательно. Их количество регламентируется напряжением тока, а также напряжением в конце заряда. Эти показатели у рабочей а/батареи при нормальном зарядном токе должны быть в соответствии:

  • в начале заряда: 1,40В — 1.45 В;
  • в конце заряда: 1,75В — 1,85 В.

Рекомендуется применять нижеуказанный режим заряда:

  1. Нормальный вариант: заряжать 6 часов нормальным током;
  2. Усиленный вариант:12 часов нормальным током.

Он сообщается при вводе в действие, а также:

  • через каждые 10 циклов. При нерегулярной работе 1 раз в 30 дней;
  • после замены электролита;
  • после глубоких разрядов ниже допустимых конечных напряжений;
  • после разрядов слабым током, с перерывами в 16 и более часов.

Никель/кадмивые и никель/железные АКБ рекомендуется заряжать слабым током. При этом, постепенно повышая время зарядки, но понижать ток более чем в 2 раза нельзя.

Кроме этого, никель/железные АКБ заряжать при t0 — 10°С и ниже не рекомендуется.

Как устроен элемент питания

Конструкция алкалиновых батареек предусматривает строение изделия как будто наизнанку, по сравнению с солевыми аккумуляторами:

  1. Внутри элемента содержится цинковая паста. В ней цинк находится в виде порошка, что увеличивает площадь его взаимодействия, от этого ёмкость аккумулятора выше, нежели у солевых аналогов.
  2. Цинк, загущенный специальным гелем, вырабатывает отрицательный потенциал, его снимает стержень из латуни.
  3. Диоксид марганца, смешанный с углеродной составляющей (графит, зола, сажа), отделяется от цинка с загустителем (анода) специальным сепаратором.
  4. Положительный вывод энергии выполнен в виде стального стакана с покрытием из никеля.
  5. Отрицательный вывод изготовлен из стальной тарелки.
  6. Оболочка изолирована от стакана. Это предупреждает возникновение замыкания. Ведь оба элемента расположены в одном отделении изделия.
  7. Также в щелочном элементе питания присутствует прокладка. Она берет на себя давление газов. Стоит отметить, что их выработка незначительна. Если сравнивать солевую и щелочную батарейку, то у второй газообразование снижено на 80%.
  8. Для защиты от взрыва данных элементов питания в конструкции предусмотрена камера для сбора газов и мембрана. Если давление внутри батареи очень велико, мембрана лопается, и происходит утечка электролитов.

Как выбрать зарядное устройство для тяговых аккумуляторов

Зарядное устройство для тяговых аккумуляторов должно обеспечивать качественное восстановление заряда АКБ. Обычное ЗУ для стартерных батарей не всегда можно использовать для зарядки тяговых аккумуляторов.

Прежде всего, в таком устройстве может генерироваться недостаточное напряжение. Например, для подзарядки многих тяговых АКБ, необходимо напряжение в 48v, что обычные устройства не способны обеспечить.

Мощность тока также очень важна, ведь тяговый аккумулятор может использоваться в ежедневном режиме и для восполнения электропотерь необходимо обеспечить достаточно высокие показатели силы тока.

От этого показателя будет зависеть сечение подключаемых проводников, поэтому провода с «крокодилами» от обычной зарядки также нельзя использовать для подключения более мощных ЗУ к батарее.

Новое зарядное устройство рекомендуется покупать только в том случае, если данная модель одобрена производителем батареи.

Читаем условные обозначения: маркировка

Существуют тяговые батареи, изготовленные в различных странах. Мы же с вами рассмотрим сокращения, применяемые на отечественных изделиях.

Отечественная маркировка

Итак, если в маркировке предусмотрены буквы, идущие перед цифрами, то они указывают на число элементов используемых в батареи.

Далее буквы, указывающие на область применения:

  • Т – тяговый тип;
  • ТП – тепловозный вариант;
  • В – вагонное назначение.

Буквы, указывающие на тип: НЖ – никель/железная батарея. И так далее.

Буква «К» указывает на комбинацию блока электродов. Буква «Ш» говорит о назначении батареи для эксплуатации в шахтах и горных выработках.

Если после букв следуют цифры – это величина номинальной ёмкости АКБ, которая выражается в А-ч. Могут ставиться буквы «П» — пластмассовый корпус, или буква «В» говорит о высоком варианте, а «М» указывает на модернизацию.

Буква «У» свидетельствует о возможности эксплуатации батареи в умеренном климате. Буква «Т» подразумевает эксплуатацию а/батареи в тропиках.

Далее прописывается ГОСТ использования: цифра 2 сигнализирует о возможности работы над землёй, а цифра 5  допускает работу под землёй.

Международная маркировка

В международной классификации буква F – это аккумулятор с использованием комбинации никель/железо. О различном режиме разрядки говорят буквы:

  • L ─ до 0,5 градусов по Цельсию;
  • M ─ (0,5─3,5) градусов по Цельсию;
  • H ─ (3,5─7) градусов по Цельсию;
  • X ─ больше 7 градусов по Цельсию.

Щелочные АКБ — продукт многофункциональный, встречающийся в различных комбинациях и применяемый в самых разных отраслях хозяйствования. Щелочной аккумулятор в 12в мы используем практически ежедневно, а  в качестве тяговых устройств их могут видеть специалисты и обслуживающий персонал.

Обслуживание щелочных аккумуляторов нужно проводить в строгом соответствии с рекомендациями изготовителя. Нельзя допускать к работе неподготовленный в техническом плане персонал.

Разница между Свинцово-кислотной батареей и Щелочной батареей

Основное различие между Свинцово-кислотными батареями и Щелочными батареями заключается в том, что Свинцово-кислотные батареи являются перезаряжаемыми, в то время как Щелочные батареи в основном не перезаряжаемые.

Аккумуляторная батарея — это устройство с одним или несколькими электрохимическими элементами. Она имеет внешние соединения, которые подключают к потребителям электричества, к таким устройствам, как смартфоны, фонарики и т.д. Она имеет положительный вывод — катод и отрицательный вывод — анод. Свинцово-кислотная батарея и Щелочная батарея — это две такие батареи, которые могут обеспечить работу этих устройств необходимым электричеством.

Что такое Свинцово-кислотная батарея?

Свинцово-кислотная батарея является одной из самых первых из перезаряжаемых батарей и до сих пор широко используется. Она имеет очень низкое соотношение энергии к весу. Кроме того, она имеет низкое соотношение энергии к объему. Кроме того, эта батарея способна обеспечить высокий импульсный ток, таким образом, Свинцово-кислотная батарея имеет очень хорошее соотношение мощности и веса. Эти батареи являются недорогими устройствами.

В полностью заряженном состоянии в этой батарее ее отрицательно заряженная пластина является свинцовой, а положительно заряженная пластина — оксидом свинца. в качестве электролита тут используется концентрированная серная кислота. Электролит хранит большую часть химической энергии. Однако при избыточной зарядке происходит образование газов кислорода и водорода из-за электролиза воды. От этого разрушаются ячейки сепаратора батареи.

Во время разрядки батареи ионы водорода образуются на отрицательной пластине, и эти ионы переходят в раствор электролита и расходуются на положительной пластине. Ионы HSO4 расходуются на обеих пластинах. В процессе зарядки происходит обратная реакция.

В разряженном состоянии батареи положительные и отрицательные пластины превращаются в сульфат свинца(II). Электролит теряет большую часть растворенной серной кислоты и становится водой.

Что такое Щелочная батарея?

Щелочная батарея (еще её называют Алкалиновой — от англ. Alkaline) является наиболее распространённым типом аккумуляторной батареи, и ее энергия генерируется в результате реакции между металлическим цинком и оксидом марганца. Название щелочной аккумулятор происходит от его щелочного электролита: гидроксида калия. Некоторые из этих батарей являются перезаряжаемыми, но попытка перезарядить батарею часто приводит к ее разрыву.

В этой батарее отрицательный электрод представляет собой металлический цинк, а положительный электрод представляет собой оксид марганца (MnO2). Однако щелочной электролит не участвует в реакции. Он остается неизменным, потому что равные количества гидроксид-ионов потребляются и образуются во время разряда. Здесь химическая энергия хранится в металлическом цинке.

В чем разница между Свинцово-кислотной батареей и Щелочной батареей?

Свинцово-кислотная батарея является одной из самых первых широко используемых аккумуляторных батарей. Между тем, щелочная батарея является наиболее распространённым типом аккумуляторной батареи, и ее энергия генерируется в результате реакции между металлическим цинком и оксидом марганца. Основное различие между свинцово-кислотными и щелочными батареями заключается в том, что свинцово-кислотные батареи являются перезаряжаемыми, в то время как щелочные батареи в основном не перезаряжаемые.

Более того, большая часть химической энергии аккумуляторной батареи накапливается в электролите свинцово-кислотного аккумулятора, а в щелочных аккумуляторах энергия накапливается в металлическом цинке. Еще одно различие между свинцово-кислотной батареей и щелочной батареей состоит в том, что свинцово-кислотная батарея потребляет электролит во время разряда, а щелочная батарея — нет.

Заключение — Свинцово-кислотная батарея против Щелочной батареи

Свинцово-кислотная батарея является одной из самых первых широко используемых аккумуляторных батарей. Тогда как щелочная батарея является наиболее распространённым типом аккумуляторной батареи, и ее энергия генерируется посредством реакции между металлическим цинком и оксидом марганца. Основное различие между свинцово-кислотными батареями и щелочными батареями заключается в том, что свинцово-кислотные батареи являются перезаряжаемыми, в то время как щелочные батареи в основном не перезаряжаемые.

Как зарядить щелочную батарею?

Корректно работающие и подключенные к ЗУ с нормальным уровнем тока устройства отличаются следующими показателями напряжения:

  • В начальной стадии зарядки — от 1,4 до 1,45 В.
  • К окончанию процесса — от 1,75 до 1,85 В.

Существует несколько установленных режимов зарядки:

  • Стандартный — заряжать около шести часов стандартным уровнем тока.
  • Усиленный — с таким же током элемент пробудет на зарядке 12 часов.
  • Ускоренный — сначала 2-4 часа силой тока, вдвое превышающей номинальную, после чего — еще 2 часа номинальной силой тока.

Последним режимом злоупотреблять не следует.

Применять его рекомендуется только в следующих ситуациях:

  1. Аккумуляторную конструкцию используют впервые.
  2. Процедуру выработки и восстановления заряда произвели уже более десяти раз.
  3. Плотность рабочего вещества упала, и электролит пришлось заново заливать.
  4. Уровень заряда опустился слишком низко, и нужно срочно залить энергии.
  5. Предыдущий зарядный цикл производило устройство, подающее слабый ток, и процесс был прерван больше чем на 16 часов.

Вне зависимости от типа зарядки, порядок действий того, как зарядить АКБ, одинаков:

  1. Выставить необходимую силу тока.
  2. Соединить ЗУ с прибором.
  3. Включить ток.
  4. Ждать и время от времени проверять, не возникло ли каких-то отклонений, не происходит ли перегрев (выше 45°С, для свинцово-щелочных АКБ без литиевых примесей — 35°С).
  5. Выключить и отсоединить зарядку от батареи.

Правила зарядки щелочной батареи

Так как функционирование щелочного электролита во многом зависит от того, как именно будет заряжаться батарея, в которую он залит, не лишним будет рассмотреть базовые правила зарядки соответствующих АКБ. В общем случае их перечень таков:

  1. Заряжайте аккумулятор исключительно на средних и высоких показателях силы тока, так как подобная практика положительно сказывается и на состоянии щелочного электролита, и на состоянии аккумулятора;
  2. В процессе заряда обязательно следите за тем, чтобы электролит с наличием в составе лития не превышал по температуре более 45 градусов по Цельсию и 35 – для электролитов без лития;
  3. Утеплять щелочные АКБ в процессе зарядки требуется лишь в том случае, если температура окружающей среды менее минус 30 градусов по Цельсию. В остальных случаях батареи заряжаются в обычном режиме;
  4. При зарядке аккумулятора следите за отсутствием выплёскивания электролита, ибо это не допустимо;
  5. После 10 циклов «заряд-разряд» всегда проверяйте уровень электролита и, при необходимости, доливайте его.

Явным признаком того, что аккумуляторная батарея на щёлочи заряжалась верно, будет наличие 1,4-1,45 Вольт напряжения в начале зарядке на АКБ и 1,75-1,85 Вольт в конце.

Как устроен гелевый аккумулятор

Устройство гелевого аккумулятора значительно отличается от устройства его кислотного предшественника. Главное отличие — вместо жидкости внутри находится плотная структура в виде геля. Такая структура обеспечивается тем, что в электролит добавляется оксид кремния.

Гель выполняет и роль сепаратора (разделителя) между пластинами во избежание короткого замыкания между ними. Он плотно «держит» электролит и пластины, как бы запечатывая их внутри себя. Все это выглядит для покупателя очень заманчиво. Но перед тем, как приобретать гелевый аккумулятор для авто, плюсы и минусы такого варианта также не помешает рассмотреть более подробно.

Достоинства и недостатки гелевых батарей

Плюсы:

  • Гелевые АКБ заряжаются быстрее кислотных, потому что их пластины сделаны из очищенного свинца, имеющего низкое сопротивление.
  • На вопрос о том, как обслуживать гелевый аккумулятор, можно смело ответить, что никакого дополнительного обслуживания он не требует, потому что относится к категории необслуживаемых.
  • Заряд и разряд у него будет выше, а следовательно, будут сильнее и пусковые токи, до 1000 А. У «кислотника» их максимальный уровень составляет 300-400А.
  • Отсутствие жидкого электролита и опасных для жизни и здоровья испарений — огромное преимущество: гелевые АКБ можно класть набок и даже переворачивать «вверх ногами».
  • Гелевый аккумулятор устойчив к глубоким разрядам вследствие запечатанных пластин — пластины, находящиеся в глубоко запечатанном состоянии, не осыпаются.
  • Можно держать его в режиме ожидания год или даже два года. Жидкости внутри нет, поэтому никаких «сверх-химических» реакций не происходит. Рекомендуется подзаряжать его раз в год при отсутствии эксплуатации.
  • Такая АКБ долговечнее свинцово-кислотной, может служить от 8 до 15 лет.

Однако, несмотря на все преимущества, минусы у таких аккумуляторов тоже есть:

  • Высокая стоимость. Гелевые АКБ емкостью 60 Ач стоят от 20 000 рублей за одну штуку. Это в четыре раза дороже, чем любой «кислотник».
  • Они боятся высокого напряжения. Им необходимо заряжаться токами не больше 14,4-15 вольт. Если заряжать током 15,3 В, то очень быстро начнется процесс разрушения аккумулятора. Гель при напряжении выше 15 вольт начинает таять и становится жидким, а в прежнее состояние его вернуть невозможно.
  • При температурах ниже -50°С гель превращается в кристалл, замерзает, становится ломким и не держит электролит внутри. Емкость падает, и «оживить» батарею невозможно.
  • Если планируется установка в автомобиль гелевой АКБ, необходимо будет приобрести две дополнительные защитные клеммы с реле-регулятором — для того, чтобы эта система «страховала» батарею от опасных для нее уровней напряжения. Если докупать две клеммы, стоить они будут около 3000 рублей.

Последний пункт из разряда «минусов» нуждается в дополнительном разъяснении. Будет полезно узнать и учесть определенные особенности устройства отечественных автомобилей. Точнее, слабость конструкции их реле-регуляторов, которые могут выйти из строя в любое время. Если это произойдет, и системы контроля напряжения не будет, гелевая АКБ безвозвратно потеряет свою пригодность к работе. Для этого и нужны защитные клеммы с дополнительным реле-регулятором, который возьмет на себя функции «местного» реле в случае, если его исправность будет нарушена.

Различия между солевыми и щелочными элементами питания

Отличие заключается в том, что внутрь каждой кладут разную начинку. И в них происходят отличимые химические реакции.

У солевых используются соли хлорида, а щелочные начиняют гидратом окиси калия. За счет порошкообразного металла вторые служат дольше. В итоге уровень образуемой энергии заметно возрос. По некоторым данным он увеличился в целых 5 раз.

Другое отличие, которое имеют алкалиновые батарейки — это срок службы и условия эксплуатации. Они могут переносить мороз от -20 до +55 или даже +70 градусов Цельсия. Время хранения некоторых подобных элементов доходит до 5 лет. Ходят слухи что появились энергетические элементы, на щелочи, которые можно заряжать. Солевые же источники тока служат до 2-х лет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector