O akumulatorze

Rozładowanie akumulatora

Rozładowanie akumulatora

Energia zgromadzona w akumulatorze może być z niego odzyskana w trakcie wyładowania. Reakcje chemiczne zachodzące na obu elektrodach są odwrotne niż w przypadku ładowania. Stężenie elektrolitu zmniejsza się, zatem kosztem cząstek kwasu powstaje woda. 

Jednocześnie na obu płytach powstaje siarczan ołowiawy, a wypadkowa siła elektromotoryczna akumulatora maleje. Procesu wyładowania nie należy zbyt długo przeciągać. Jeżeli napięcie na jednym ogniwie akumulatora obniża się do 1,75 V, akumulator traktuje się jako całkowicie wyładowany.

Pobieranie prądu z ogniwa o napięciu niższym niż 1,75 V powoduje wytwarzanie się na płytach grubokrystalicznego siarczanu ołowiawego (analogiczny efekt mamy gdy pozostawimy rozładowany akumulator wielkość kryształów zależy od czasu krystalizacji), trudniejszego do rozłożenia w procesie ponownego ładowania. 

Ten proces zwany zasiarczaniem płyt, powoduje zmniejszenie się czynnej powierzchni płyt i nieodwracalne zmniejszenie pojemności elektrycznej akumulatora (wypadanie masy czynnej rozsadzonej przez rosnące kryształy). W czasie wyładowania masy czynne płyt akumulatora przechodzą stopniowo w siarczan ołowiawy, co uzewnętrznia się zmniejszeniem napięcia. 

Ponadto wydzielany na obu rodzajach płyt siarczan ołowiawy powoduje zmniejszenie porowatości powierzchni mas czynnych, co zmniejsza możliwość dyfuzji elektrolitu wewnętrznego z elektrolitem zewnętrznym.

Ważnym jest konieczność zachowania pewnego potencjału, tzn. że nie wolno wyładować akumulatora poniżej ściśle określonego napięcia końcowego. Napięcie końcowe zależy od wartości prądu wyładowania i jest ok. 0,2÷0,6 V niższe od napięcia początkowego wyładowania.

Bardzo istotnym elementem pracy akumulatora jest temperatura jego pracy. 

Na Rys 2 zostały umieszczone charakterystyki wyładowania akumulatora prądem 20-godzinnym przy temperaturze elektrolitu : 298 K, 273 K, 255 K i 243 K (25°C, O°C, -18°C i -30°C).
Jak wynika z charakterystyk napięcie końcowe zależy od temperatury elektrolitu. Rozcieńczony kwas siarkowy zamarza w bardzo niskiej temperaturze.

Temperatura krzepnięcia elektrolitu (rysunek 3) zależy od jego gęstości i czystości. Zamarzaniu można zapobiegać, utrzymując akumulator przez cały czas w stanie naładowania.

Należy zwracać szczególną uwagę na zapobieganie zamarzaniu elektrolitu, gdyż może to spowodować niesprawność akumulatora, a nawet jego uszkodzenie.

Przebieg rozładowania akumulatora w różnych temperaturach Przy wyładowywaniu prądem znamionowym (20-godzinnym) napięcie końcowe nie może być mniejsze niż 1,75 V na ogniwo. Po przerwaniu wyładowania napięcie powinno się ustalić na poziomie 1,99 V na ogniwo. Nie przekraczanie ustalonego napięcia końcowego podczas wyładowywania, przy zachowaniu warunku, że gęstość elektrolitu nie będzie mniejsza niż 1,15 g/cm3 (w stanie wyładowania) i akumulator nie będzie przechowywany przez dłuższy czas w stanie wyładowanym, zapobiega zasiarczeniu akumulatora, które w pewnym zakresie jest nieodwracalne.

 

 

tekst opracował: dr inż. Jarosław Paszkowski

POLITECHNIKA WARSZAWSKA - INSTYTUT MASZYN ELEKTRYCZNYCH 

Zakład Konstrukcji Urządzeń Elektrycznych, 

Warszawa 24 marzec 2003 r.

 

 

Czytaj także:

Akumulator hybrydowy

W akumulatorach tego typu kratka płyty dodatniej wykonana jest ze stopu nisko antymonowego lub innego pierwiastka który utwardza stop i chroni kratkę przed destrukcyjnym wpływem kwasu siarkowego.

Akumulator EFB

Technologia EFB (Enhanced Flooded Battery) wypełnia lukę istniejącą między tradycyjnymi akumulatorami rozruchowymi a technologią AGM.

Co to jest pojemność rezerwowa (RC)

Pojemność rezerwowa akumulatora jest określona jako liczba minut, przez które może wytrzymać obciążenie 25A w temperaturze 25C, aż jego napięcie końcówki spadnie do 1,75V na celę lub 10,50V dla akumulatora 12V.