Типы свинцово-кислотных АКБ: заливные, VRLA, AGM и GEL

Типы свинцово-кислотных АКБ

Существует два основных семейства свинцово-кислотных АКБ: заливные (с жидким электролитом) и клапанно-регулируемые (VRLA), к последним относятся конструкции AGM, GEL, OPzV и OPzS. По применению они делятся на три большие группы: стартерные АКБ (SLI), тяговые АКБ и резервные (стационарные) АКБ. Химия у всех одинакова, о чём подробнее рассказано в нашем материале Свинцово-кислотная АКБ; различаются конструкция электролита и задача, для которой построена АКБ.

KEY TAKEAWAY

Все свинцово-кислотные АКБ работают на одной электрохимии. Типы различаются по двум осям: конструкция электролита (жидкий в заливных, абсорбированный в стекломате, гель из диоксида кремния или трубчатые пластины) и применение (стартер большой мощности, глубокий тяговый цикл или длительная буферная работа). Правильный выбор типа означает соответствие по обеим осям.

Как классифицируются типы свинцово-кислотных АКБ

Свинцово-кислотные АКБ можно разделить по двум независимым осям. Первая ось связана с конструкцией: как электролит удерживается внутри элемента и является ли АКБ вентилируемой или клапанно-регулируемой. Вторая ось связана с применением: цикл работы, на который она рассчитана. Обе оси важны при сравнении продукции, поскольку одна и та же конструкция может выпускаться для очень разных задач.

Типы по конструкции: заливные и VRLA

Заливные АКБ (с жидким электролитом) представляют собой классическую конструкцию: жидкий электролит свободно циркулирует между пластинами, а при заряде вода разлагается на водород и кислород, которые выходят через вентиляцию. Требуется периодическая доливка воды, АКБ должна стоять вертикально, помещение нуждается в вентиляции. Взамен заливные конструкции самые экономичные и, в тяжёлых трубчатых исполнениях, исключительно долговечные.

Клапанно-регулируемые АКБ (VRLA) решают проблему газовыделения за счёт рекомбинации кислорода: кислород, выделяющийся на положительной пластине, мигрирует к отрицательной и рекомбинирует в воду, поэтому доливка воды не требуется в течение всего срока службы. Односторонний предохранительный клапан удерживает газы ровно настолько, чтобы рекомбинация успела произойти. VRLA АКБ часто называют необслуживаемыми: они не проливают электролит и могут работать лёжа. В семействе четыре коммерчески значимых представителя:

Конструкция	Состояние электролита	Доливка воды	Типовые задачи
Заливная	Свободная жидкость	Периодическая	Классический стартерный запуск SLI; крупные вентилируемые стационарные АКБ
AGM	Абсорбирован в сепараторе из стекломата	Нет	Стартерные SLI start-stop, мотоциклы, резервное питание
GEL	Гель из диоксида кремния, иммобилизован	Нет	Глубокий цикл, мотоциклы, автономное хранение энергии
OPzV	Трубчатые пластины + GEL	Нет	Солнечная энергетика, телеком и стационарное хранение с длительным буфером
OPzS	Трубчатые пластины + свободная жидкость	Периодическая	Крупное вентилируемое стационарное хранение с 20-летним буферным сроком

Подробнее о принципе рекомбинации и сильных сторонах технологии VRLA читайте в нашем отдельном материале VRLA АКБ: клапанно-регулируемые свинцово-кислотные АКБ.

Типы по применению

По циклу работы отрасль делит свинцово-кислотные АКБ на три большие категории, и каждой соответствует своё семейство продукции.

Стартерные АКБ (SLI)

Стартерные АКБ (запуск, освещение, зажигание) отдают очень большой ток в течение нескольких секунд, тысячи раз, при рабочих температурах от -20°C до 60°C (-4°F до 140°F). Для этого конструкторы используют очень большую рабочую поверхность электродов: большое число очень тонких пластин, около 1 миллиметра, плотно уложенных вместе. Это минимизирует поляризацию и максимизирует пусковую мощность. Обратная сторона заключается в поверхностном цикле: стартерная АКБ рассчитана на отдачу резервной ёмкости при неработающем двигателе, но не на глубокие разряды. Типичный срок службы составляет от трёх до пяти лет; генератор поддерживает её заряженной.

Это семейство охватывает применение на четырёх и двух колёсах: наши автомобильные АКБ и мотоциклетные АКБ включают заливные, EFB, AGM и SMF стартерные конструкции.

Тяговые АКБ

Тяговые АКБ приводят в движение электротранспорт: погрузчики и другую складскую технику, гольф-кары, шахтные машины, аэропортовые тягачи, подметальные машины и инвалидные коляски. Цикл работы противоположен стартерному: умеренные токи разряда на протяжении от трёх до шести часов, циклы с глубиной разряда более 80% ёмкости и суммарные ёмкости, достигающие тысяч ампер-часов. Чтобы это обеспечить и выдержать, тяговые АКБ используют толстые пластины (обычно 6-7 миллиметров) с большим количеством активной массы, поскольку коррозия решётки является главным механизмом старения, а толстые решётки замедляют его. Хорошо обслуженная тяговая АКБ выдаёт около 1500 циклов, примерно пять лет службы, и её ресурс сильно зависит от отсутствия переразряда.

Наши тяговые АКБ обслуживают этот сегмент.

Резервные (стационарные) АКБ

Резервные АКБ ждут, полностью заряженные, момента отказа сети: они резервируют телефонные системы, источники бесперебойного питания (ИБП), коммутационные аппараты, аварийное освещение и системы безопасности. Большую часть жизни они находятся в буферном заряде, удерживаемые при напряжении, достаточном для сохранения полного заряда, при этом газовыделение и потеря воды сведены к минимуму за счёт малокоррозионных сплавов решётки. Циклы поверхностные, температуры контролируются, а расчётный срок службы обычно составляет от 5 до 20 лет; только самые прочные трубчатые конструкции, такие как OPzV и исполнения 2V длительного срока службы, превышают 20 лет. Скрытые в специальных помещениях и шкафах, они наименее заметны, но при этом являются одним из крупнейших сегментов отрасли.

Наши стационарные АКБ покрывают этот сегмент, включая стационарные конструкции AGM, GEL, OPzV и OPzS.

Применение	Режим разряда	Акцент конструкции	Типичный срок службы
Стартерные (SLI)	Очень короткие разряды большим током	Тонкие пластины (около 1 мм), максимальная площадь	3-5 лет
Тяговые	Глубокие циклы, более 80% глубины разряда	Толстые пластины (6-7 мм), большая активная масса	Около 1500 циклов / 5 лет
Резервные	Поверхностные циклы, буферный заряд	Малокоррозионные сплавы, минимум газовыделения	5-20 лет

Часто задаваемые вопросы

Какие бывают основные типы свинцово-кислотных АКБ?

По конструкции существуют два семейства: заливные АКБ со свободным жидким электролитом и клапанно-регулируемые (VRLA) АКБ, рекомбинирующие газы внутри, в исполнениях AGM, GEL, OPzV и OPzS. По применению существуют три группы: стартерные (SLI), тяговые и резервные (стационарные).

Какой тип свинцово-кислотных АКБ используется в автомобилях?

Классические заливные стартерные АКБ остаются самыми распространёнными, а автомобили с системой start-stop используют АКБ EFB или AGM, лучше переносящие частые перезапуски двигателя и частичный цикл. Все они оптимизированы под короткие разряды большим током, а не под глубокий разряд.

В чём разница между заливными и VRLA АКБ?

Заливные АКБ содержат свободный жидкий электролит, вентилируют зарядные газы и требуют периодической доливки воды. VRLA АКБ рекомбинируют эти газы в воду внутри, поэтому доливка воды не нужна, они могут работать лёжа и не требуют вентилируемого помещения. Заливные дешевле; VRLA сокращают обслуживание.

Какой тип свинцово-кислотных АКБ лучше для солнечных систем и ИБП?

Резервным приложениям подходят конструкции с длительным буферным сроком: AGM для компактного резерва и трубчатые OPzV или OPzS для солнечных и телеком-установок, где конструкции OPzS могут достигать 20 лет расчётного срока службы.

Сколько служит каждый тип свинцово-кислотных АКБ?

Как правило: стартерные АКБ служат от трёх до пяти лет, тяговые выдают около 1500 глубоких циклов или примерно пять лет, а хорошо обслуживаемые резервные АКБ работают в буфере от 5 до 20 лет в зависимости от температуры и дисциплины заряда.