Dopiero wówczas można poddawać akumulator zabiegom konserwacyjnym w postaci korekty gęstości elektrolitu. Należy zwrócić uwagę, że praktycznie ulatnia się tylko woda, zatem najczęściej dolewamy tylko wodę destylowaną. W przypadku konieczności skorygowania gęstości elektrolitu postępowanie jest następujące: dla zwiększenia gęstości elektrolitu uzupełniamy jego ilość przez dolanie kwasu siarkowego o gęstości <= 1,28 G/cm³, dla zmniejszenia gęstości dolewamy wody destylowanej. Po każdorazowej korekcie elektrolitu należy baterię poddać ładowaniu prądem 10-godzinnym w czasie 1 godziny w celu ujednorodnienia składu elektrolitu w całym ogniwie. Nigdy nie należy dolewać kwasu siarkowego stężonego jak też przeprowadzać korekty gęstości bez rozeznania stanu naładowania baterii, nigdy też nie należy dopuszczać do eksploatacji akumulatora z elektrolitem >= 1,30 G/cm³.

Orientacyjny stopień wyładowania baterii trakcyjnej

Stopień wyładowania [%]	0	25	50	75	100
Gęstość elektrolitu [G/cm3]	1,28	1,24	1,20	1,13	1,12

[powrót]

Napięcie akumulatora

gdzie:

Napięcie końcowe - wyładowanie akumulatora określonym prądem do napięcia, po osiągnięciu którego wyładowanie uważane jest za skończone i powinno być przerwane. Orientacyjnie, wartość tego napięcia przy 10. godzinnym prądzie rozładowania przyjmuje się na 1,8V/ogniwo. Rozładowanie poniżej tej wartości prowadzi do zasiarczanienia płyt, spadku pojemności akumulatora, a także uszkodzenień mechanicznych (wzrost objętości płyt rozładowanych). Przy głębokim rozładowaniu baterii akumulatorów może dojść nawet do przebiegunowania najsłabszego ogniwa, do nieodwracalnych zmian dyskwalifikujących akumulator.

[powrót]

Pojemność akumulatora

Pojemność początkowa nowo zbudowanej ("postawionej" - taki zargon stosuje się w odniesieniu do baterii stacjonarnych) baterii akumulatorów powinna wynosić co najmniej 80% pojemności znamionowej i wzrasta z okresem czasu przez dalsze uformowanie płyt. Zwykle pełną pojemność znamionową uzyskuje się po 10 - 20 cyklach pracy (ładowanie i wyładowanie prądem 10-godzinnym). Można stwierdzić, że późniejsze dojście do pojemności znamionowej przedłuża żywotność baterii nawet kilka lat. Po kilkuset cyklach pracy pojemność zmniejsza się na skutek ubytku masy czynnej z płyt. Nadmierny prąd ładowania podwyższa temperaturę elektrolitu w ogniwach. Nie powinna ona przekraczać w zasadzie 40 ^oC. Najlepsza praca akumulatorów jest zapewniona przy zachowaniu temperatury w granicach +15 do +25 ^oC. Wysokość temperatury wpływa na wartość pojemności. Im wyższa temperatura, tym elektrolit łatwiej przenika pory masy czynnej, zatem pojemność akumulatora wzrasta z przyrostem temperatury. Pojemność akumulatora zwiększa się o 0,5% do 1% na każdy stopień wzrostu temperatury elektrolitu powyżej +25 ^oC zmierzonej w akumulatorze (i podobnie się zmniejsza...). Należy to zjawisko brać pod uwagę przy próbach pojemności. W celu przeliczania pojemności stosuje się poniższy wzór:

gdzie:

Wzór ten odnosi się do temperatur między +15 a 35 ^oC. Przy spadku temperatury elektrolitu poniżej 15 ^oC spadek pojemności jest bardziej raptowny (wywołane jest to zmniejszeniem ruchliwości jonów i wzrostem rezystancji wewnętrznej). Poniżej -25 ^oC akumulator stacyjny przestaje działać, natomiast praca w temperaturze <+2 ^oC jest szkodliwa dla akumulatora. Pojemność akumulatora zależy w znacznym stopniu od sposobu wyładowania. Akumulator wyładowywany z przerwami wykaże znacznie większą pojemność niż przy wyładowaniu ciągłym. W czasie przerw istnieją lepsze warunki do swobodnej dyfuzji elektrolitu, co wzbogaca elektrolit wewnątrz płyt i powiększa pojemność. W czasie przerwy w wyładowaniu akumulator niejako regeneruje się. Pojemność akumulatora sprawdza się zatem przez wyładowanie bez przerw przy stałej wartości prądu. Również wartość natężenia prądu wyładowania ma decydujący wpływ na uzyskaną pojemność (por. tablica wyżej): duże natężenie prądu wyładowania wymaga szybkich elektrochemicznych przemian które utrudnia jednak powolna dyfuzja elektrolitu, co powoduje zmniejszenie pojemności. Przy powolnym wyładowaniu istnieje wystarczająca ilość czasu na dyfuzję roztworu, która niejako nadąża za procesem prądotwórczym. W czasie takiego wyładowania w reakcji biorą udział większe ilości masy czynnej i stąd uzyskuje się większą pojemność. Producenci dostosowują się do tego zjawiska ustalając wartości końcowego napięcia wyładowania. By przeciwdziałać zbyt głębokim wyładowaniom przy małych prądach napięcie końcowe wynosi np. 1,82 V/ogniwo, zaś przy prądach dużych nawet 1,74 V/ogniwo. Przy dalszych rozładowaniach (poniżej końcowego napięcia rozładowania) rozpoczyna się nieodwracalny proces tworzenia krystalicznego PbSO₄, co powoduje trwałe uszkodzenie akumulatora. Akumulator można w zasadzie rozładowywać dowolnym natężeniem prądu, który ograniczają rezystancje wewnętrzna i odbiornika. Jednak ze względu na trwałość płyt powinny być zachowane pewne granice, a przynajmniej starać się ograniczać występowanie dużych prądów (sekundowych - zwarciowych).

[powrót]

Samowyładowanie akumulatora

gdzie:

Akumulatory naładowane i pozostawione bez obciążenia tracą z powodu samowyładowania od 0,5 do 1% ładunku na dobę. Powodem tego są lokalne reakcje zachodzące w masie czynnej płyt. Często nawet nieznaczne zanieczyszczenia elektrolitu (a nawet różnice ciężaru właściwego elektrolitu w górnej i dolnej części naczynia) wywołują reakcje w masie czynnej powodujące samowyładowanie. Bardziej intensywne wyładowanie następuje w przypadku znacznych zanieczyszczeń elektrolitu szkodliwymi metalami, ługiem (przy równoczesnym ładowaniu akumulatorów zasadowych), kwasami, solami, amoniakiem itp. W przypadku takich zanieczyszczeń elektrolit należy jak najszybciej wymienić. Akumulatory wyładowane stopniowo opróżnia się z zanieczyszczonego elektrolitu i napełnia wodą destylowaną. W tym stanie należy akumulatory naładować i ponownie wyładować aby usunąć resztki zanieczyszczonego elektrolitu z płyt. W przypadkach silnych zanieczyszczeń należy zabieg powtórzyć zanim napełni się ogniwa nowym, czystym elektrolitem. Elektrolitu nie wolno wymieniać w stanie naładowanym akumulatorów, zwłaszcza gdy elektrolit jest zanieczyszczony szkodliwymi metalami. Ustalenie gęstości nowego elektrolitu należy dokonać w stanie pełnego naładowania akumulatorów. Powyższe zabiegi nie wykluczają dalszego zmniejszonego postępu samowyładowania - przyczyn należy szukać w zanieczyszczeniu szkodliwymi metalami samych płyt, w których tworzą się lokalne ogniwa (masa czynna - wytrącony metal - elektrolit) powodujące korozję i potęgujące samowyładowanie. Odrębnym powodem samowyładowania są prądy pełzające (upływność na oporności izolacji). Opary elektrolitu, zanieczyszczone siarką powietrze, cząstki kurzu, osiadają na powierzchni naczyń, podstaw i izolatorach, co sprzyja upływności energii do ziemi, powodując samowyładowanie. Ten stan winien być usunięty podczas zabiegów konserwacyjnych dokonywanych na baterii akumulatorów przez umycie i wytarcie do sucha naczyń, podstaw oraz izolatorów. Samowyładowanie wzrasta z wiekiem akumulatora, czego przyczyną jest wypłukiwanie zanieczyszczeń z elementów ogniwa akumulatorowego.

[powrót]

Ładowanie i wyładowanie akumulatorów

W szczególności baterie bezobsługowe szczelne winny być ładowane wg charakterystyki IU zgodnie z instrukcją producenta. W trybie pracy buforowej istnieją dwie metody ładowania:
podstawowa-

Baterie bezobsługowe z elektrolitem zżelowanym powinny mieć zapewnioną korektę napięcia pracy buforowej w funkcji temperatury (automatycznie, rozmieszczając czujniki temperatury na baterii, lub ręcznie, przy długotrwałych okresach czasu, gdy temperatura odbiega od 20^oC).

Zależność temperaturowa

Temperatura otoczenia [oC]	Napięcie buforowania [V/ogniwo]
-30	2,55
-20	2,48
-10	2,41
0	2,35
+10	2,30
+20	2,23
+30	2,29
+40	2,15
+50	2,10

Charakterystyka ładowania i rozładowania ogniwa kwasowego prądem dziesięciogodzinnym

Technika ładowania o charakterystyce IU jest najbardziej odpowiednia dla baterii akumulatorów kwasowych. Początkowo baterie są ładowane prądem o stałym natężeniu, do osiągnięcia wymaganego napięcia ładowania. Ma to dodatkową zaletę w postaci początkowego ograniczenia prądu w stosunku do metody ładowania prądem o stałym napięciu albowiem akumulator rozładowany pobiera w początkowej fazie prąd ograniczony tylko opornością wewnętrzną. Po osiągnięciu wymaganego napięcia (zazwyczaj ustala się go na poziomie <=2,35 V/ogniwo) bateria ogranicza prąd ładowania - ładować należy do osiągnięcia stałej gęstości elektrolitu, innym wskaźnikiem jest stałość resztkowego prądu ładowania przez okres 2. godzin.

[powrót]

O efekcie pamięciowym i akumulatorkach zasadowych

Wszystkie baterie maja efekt pamięciowy... Tyle że NiCd bardzo silny a LiJon bardzo mały, NiMH są pośrodku...

>No i teraz dochodzimy do paradoksu łysego z logiki rozmytej.
>(kto jest łysy ?? na pewno jak ma 0 włosów, ale jak ma 1 to
>w sumie tez, a jak 100 ?? czy 500 ??)
>Ostatnio kupiłem akumulatorki NiCd i jak byk pisze na nich
>"zastosowano technologie która pozwoliła
>znacznie zmniejszyć efekt pamięciowy"

Ech. Właściwie to wszyscy macie racje i zarazem nikt z was nie ma racji - a wynika to z faktu, że mylicie słownictwo. Wiem, że staracie się mówić tak aby było to zrozumiale dla wszystkich ale niestety - czasem zrozumieją tylko nieliczni i trzeba się z tym liczyć wałkując tematy techniczne.

NiCd - ich zaletą jest możliwość pobierania z nich dużych prądów, długi czas życia i duża liczba cykli ładowanie-rozładowanie. Zbudowane są z elektrody ujemnej z kadmu i dodatniej z niklu. Elektrolitem jest wodny roztwór wodorotlenku potasu. Akumulatory NiCd ładuje się stałym prądem (z reguły) - w trakcie ładowania należy doprowadzić więcej energii niż się otrzymuje przy wyładowaniu. Przyjmuje się, że doprowadzić należy 140% energii odzyskiwanej (zagadnienie sprawności, która dla akumulatorów wynosi od 60 do 80% - przyp. A. Ż.). Normalny (najzdrowszy) prąd ładowania wynosi 0,1 C w czasie 14 - 16 h (Autor brał pod uwagę akumulator rozładowany - przyp. A. Ż.). Takie ładowanie nie wymaga nadzoru. Kolejną ich zaletą jest możliwość przyjęcia dużego ładunku w krótkim czasie. Jednak im krótsze ładowanie - tym ściślejsza musi być kontrola, aby ogniwa nie przeładować i nie przegrzać!!! Temperatura powyżej 45 ^oC uszkadza akumulator. Ładowanie podtrzymujące pominę, wspomnę jedynie, że prąd ładowania powinien wynosić 0.03 - 0.05 C dla ogniw cylindrycznych i 0.01 dla pastylkowych. Średnia żywotność akumulatorka NiCd to 1000 cykli ładowania i rozładowania. Przy silnym rozładowaniu - poniżej 0.2 V często dochodzi do odwrócenia polaryzacji (w normalnych warunkach oznacza to śmierć takiego akumulatora, choć profesjonaliści potrafią je ratować). W normalnej eksploatacji nie należy dopuszczać do spadku napięcia poniżej 0.9 V na celę. Wadą akumulatorów NiCd jest tak zwany "efekt pamięciowy" wynikający z faktu iż akumulatorek doładowywany, a nie ładowany na nominalną pojemność "zapamiętuje" sobie, że zapotrzebowanie na energię wynosi tyle, ile jej doładowano, a nie tyle ile być powinno. Jednak wystarczającym zabezpieczeniem jest pełne rozładowanie co parę cykli ładowania (optymalna wartość to coś pomiędzy 5 -8) i naładowanie go do pełna. Zabójcze dla akumulatorka jest odwrócenie polaryzacji (w pewnych przypadkach jednak stosowane w celach terapii wstrząsowej dla "zdechniętego" akumulatorka). Dla zainteresowanych - pierwszy taki akumulator powstał już w 1932 roku.

NiMH - charakteryzuje się największą gęstością energii z ogniw znajdujących się na rynku (tzn. że można obciążać je dużymi prądami). Ograniczeniem jest natomiast wyższa niż dla NiCd cena. Zasada działania opiera się na magazynowaniu gazowego wodoru w stopie metalu. Płyta niklowa stanowi elektrodę dodatnia, a elektrodą ujemną jest specjalny stop metali (niklu, manganu, magnezu, aluminium, kobaltu). Elektrolit jest zasadowy. Akumulatory NIM muszą być ładowane wolniej niż NiCd ze względu na gęstość substancji aktywnej (spada szybkość "rozprzestrzeniania" się reakcji fizyko-chemicznych). Sam proces ładowania wymaga dokładnej kontroli w celu uniknięcia przeładowania. Ładowanie normalne jak dla NiCd. Ładowanie szybkie: o ile akumulator NiCd można naładować nawet w 15 minut, to minimum dla NIM wynosi 1 h. Wzrost temperatury jest coraz wyższy im bliżej końca ładowania. Sam moment maksymalnego naładowania jest dużo trudniejszy do uchwycenia. Proces powinien być nadzorowany poprzez:

LiJon -akumulator wysoce zaawansowany. "Efektu pamięciowego " nie stwierdzono. Należy natomiast naprawdę uważać na ten typ - pierwsze modele lubiły wybuchać, następne "już tylko" samoistnie się zapalać. Na szczęście udało się trochę ujarzmić zachodzące we wnętrzu procesy, jednak na taki akumulatorek należy bardzo uważać, używać tylko dedykowanych ładowarek i "dmuchać na zimne". I to nie aby jak najdłużej działał, ale żeby się nam nic przykrego nie wydarzyło. Z rzeczy o których warto wspomnieć to te, iż pojedyncze ogniwo LiJon ma napięcie 3 V (wyjątkiem jest ogniwo chlorkowo-jonowe 3.6 V), a spadek napięcia na akumulatorze jest liniowy, w odróżnieniu od akumulatorów NiCd i NIM. Nie będę się wymądrzał na temat tych ogniw gdyż istnieje wiele ich typów (Lit-SO₂, Lit-MnO₂, ...) a różnice miedzy nimi są znaczne. Cechy charakterystyczne zaś są skrzętnie ukrywane przez producentów - mówią tylko tyle ile chcą powiedzieć.

Jeżeli chodzi o przechowywanie akumulatorów - naładowane, bo same ulęgają rozładowaniu, a po przekroczeniu pewnego progu rozładowania - klapa. Akumulatory NIM mają wyższe prądy samorozładowania, ok 1,5% dziennie, w stosunku do 1% dla NiCd. Wynika z tego jasno iż czas przechowywania naładowanego akumulatora NIM jest krótszy niż odpowiednika typu NiCd. Regularnie należy taki akumulator rozładować i ponownie naładować. Nie przechowywać w jakichś skrajnych warunkach (w lodowce albo na słońcu), a najlepiej w temperaturze pokojowej. Nie wszyscy zdają sobie również sprawę, że dla akumulatorków rzeczą zabójcza są silne wstrząsy - szczególnie NiCd są na to wrażliwe ze względu na budowę elektrod i separatora.

Uffffff. Specjalistów przepraszam za uproszczenia, laików za zbyt techniczne potraktowanie tematu. Wiem że i tak nie zadowoliłem ani jednych ani drugich ale cóż, takie jest życie. Jeśli natomiast zainteresowanie tematem okaże się spore to postaram się sklecić profesjonalne FAQ na ten temat, nawet z wykresami jak sobie zażyczycie.

[powrót]

Jak się kontaktować z nami?

Baterie trakcyjne

Karta katalogowa ogniwa stacyjnego

Strona główna