Гелиевые аккумуляторы

ФГОУ ВПО «Курганская сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева»

 

 

 

Факультет пожарного и гражданского строительства

Кафедра

 

 

Реферат

по химии

«Гелевые аккумуляторы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лесниково 2010

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

1. Общие характеристики гелевых аккумуляторов
2. Технические характеристики гелевых аккумуляторов
3. Параметры некоторых моделей
4. Применение
5. Утилизация гелевых аккумуляторов

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

    

     Благодаря тому, что в последнее время гелевые аккумуляторы из промышленного применения стали переходить в бытовую сферу, их конструкция, характеристики, достоинства и недостатки стали вызывать много споров и обросли множеством мифов.

     С момента своего появления в 80-х годах гелевые аккумуляторы пользуются постоянно растущим спросом. Именно поэтому я выбрал для написания реферата данную тему. Сегодня выпуском гелевых аккумуляторов занимаются два огромных концерна: Exide и EnerSys. . Бурный рост телекоммуникационного рынка подстегнул развитие гелевых аккумуляторов, появилось много азиатских производителей, и гелевые аккумуляторы стали дешевле и доступнее. Сейчас они применяются в сфере транспорта, в альтернативной энергетике.

     Гелевые аккумуляторы  обладают рядом преимуществ, изучение и применение которых является актуальным. Моя задача, прежде всего, состоит в том, чтобы  разобраться, что же такое гелевые аккумуляторы, изучить их характеристики, отличительные особенности и применение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие характеристики гелевых аккумуляторов

 

     В обычном классическом свинцово-кислотном аккумуляторе между положительными и отрицательными пластинами ток протекает по электролиту — водному раствору кислоты. Чтобы пластины не соприкасались и не случилось короткого замыкания, они разделены так называемым сепаратором, который обычно делают из микропористого пластика. В гелевом аккумуляторе электролит представляет собой гель, и если открыть новый аккумулятор, то можно увидеть железообразную белесую массу. В процессе эксплуатации этот гель несколько твердеет. Его пронизывают микротрещины, которые не дают испарениям улетучиваться. Поэтому пары кислорода и водорода удерживаются внутри геля, реагируют и превращаются в воду, которая снова впитывается гелем. Аккумуляторные батареи, таким образом, практически не имеют вредных выделений. Это называется рекомбинацией газов. Гель смазывает пластины, так что активная масса не стекает, а его повышенное сопротивление разрядным токам препятствует образованию вредных неразрушаемых веществ — сульфатов свинца.

     Существует две конкурирующие между собой технологии изготовления гелевых аккумуляторов: GEL и AGM. В первой электролит загущен силикогелем, а в качестве сепаратора используется микропористый дюропластик. В аккумуляторах, изготовленных по технологии AGM, электролит абсорбирован в наполнитель из стекловолокна, служащий одновременно сепаратором. Сравнение параметров аккумуляторов, изготовленных по GEL и AGM технологиям, показывает некоторые преимущества последних, особенно при больших токах, что обусловлено как самой конструкцией, так и другими технологическими усовершенствованиями. К тому же аккумуляторы AGM несколько дешевле своих «полностью» гелевых собратьев.

    Аккумуляторы, изготовленные по технологии AMG, особенно широко используются для создания систем бесперебойного питания, где для создания мощного резервного электропитания из отдельных аккумуляторов собирается аккумуляторные батареи. Гелевые аккумуляторы ИБП выдерживают большое количество рабочих циклов, имеют низкий саморазряд, могут долго находиться разряженными, их можно эксплуатировать практически в любом положении.

     Гелевые аккумуляторы серии SMG объединяют преимущества рекомбинационной технологии (практически отсутствует необходимость в обслуживании, малое выделение газа в окружающую среду) и обычных открытых батарей с трубчатыми положительными пластинами.

 

 

 

 

 

2. Технические  характеристики

 

     Пластины: Трубчатые (панцирные) положительные пластины состоят из специальной пластины решетчатой конструкции, изготавливаемой методом литья под давлением из сплава, не содержащего сурьму, и высокопористого конверта, удерживающего активную массу. Пастированные отрицательные пластины спроектированы по сроку службы соразмерно положительным пластинам.

     Сепараторы: Положительные пластины изолируются от отрицательных пластин сепараторами из микропористого материала и гофрированной перфорированной пластмассы. Изолирующие материалы обладают низким внутренним сопротивлением.

     Корпус: Корпус и крышка батареи изготовлены из полимерного пластика типа ABS (Акрилонитрильный Бутадиен Стирол). Данный материал обладает наилучшими техническими характеристиками для промышленного производства герметичных аккумуляторных батарей. Толстые стены корпуса сконструированы так, чтобы выдерживать без деформаций возможные внешние ударные воздействия / вибрации и перепады давления, возникающие внутри батареи в процессе ее эксплуатации. В зависимости от серии аккумуляторных батарей, может использоваться огнестойкий пластик ABS, соответствующий стандарту IEC 707 FVO. Крышка автоматически приварена термосваркой к контейнеру.

     Размещение батареи: Элементы SMG как правило, устанавливаются на специализированных металлических стеллажах в вертикальном положении. В случае необходимости аккумуляторы могут быть установлены в горизонтальном положении.

     Клеммы: Клеммы с внутренней резьбой М10 обеспечивают прекрасный контакт и низкое сопротивление при присоединении гибкими перемычками. Специально разработанная система уплотнения выводов, препятствует протечке электролита и коррозии клемм.

     Предохранительные клапаны: Выпускной односторонний клапан открывается при низком давлении и дополнительно оборудован искропламягасителем, предотвращающим попадание искры внутрь элемента.

     Соединение элементов: Выводы элементов соединяются между собой гибкими изолированными перемычками, которые присоединяются к выводам болтами с отверстием для проведения электрических измерений.

     Электролит: Электролит - раствор серной кислоты, связанный структурно в виде геля.

     Срок службы: 15 лет при 20°C (Eurobat) 

     Соответствия  стандартам:

          • Сертификат соответствия ГОСТ Р 
          • Санитарно- эпидемиологическое заключение 
          • Декларация Связи (ССС)

     Электрические характеристики:

• Рекомендуемое значение зарядного напряжения в режиме поддерживающего заряда при 20°C: 2,23 В/элемент

• Рекомендуемое значение зарядного напряжения в режиме ускоренного заряда при 20°C: максимальное напряжение 2,40 В/элемент при ограничении токадо0,25хС10(А)  
• Саморазряд при 20°C: < 2% / месяц от номинальной емкости С

     Отличительные  особенности:

• Устойчивость к циклическому режиму эксплуатации (более 1200 циклов заряд–разряд) 
• Низкое газовыделение, благодаря использованию сплава без сурьмы и применению технологии внутренней рекомбинации газов 
• Экономичность 
• Надежность 
• Длительный срок службы более 15 лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Параметры некоторых моделей

Модель	Обозначение по стандарту DIN 40742	Номинальное напряжение (В)	Номинальная емкость (Ач) при 20°C, 10ти часовой разряд до 1,8 В/элемент	Емкость при 20°С (Ач)
				10ти часовой разряд до 1,8 В/элемент	5ти часовой разряд до 1,77 В/элемент	3х часовой разряд до 1,75 В/элемент	1 часовой разряд до 1,67 В/элемент
SMG 200	4 OPzV 200	2	200	204	172	150	106
SMG 250	5 OPzV 250	2	250	255	215	188	133
SMG 300	6 OPzV 300	2	300	306	258	225	159
SMG 350	5 OPzV 350	2	350	357	300	263	185
SMG 420	6 OPzV 420	2	420	429	360	315	222
SMG 490	7 OPzV 490	2	490	500	420	368	259
SMG 600	6 OPzV 600	2	600	612	516	450	312
SMG 800	8 OPzV 800	2	800	816	688	600	416
SMG 1000	10 OPzV 1000	2	1000	1020	860	750	520
SMG 1200	12 OPzV 1200	2	1200	1224	1032	900	624
SMG 1500	12 OPzV 1500	2	1500	1530	1260	1116	744
SMG 2000	16 OPzV 2000	2	2000	2040	1680	1488	992
SMG 2500	20 OPzV 2500	2	2500	2550	2100	1860	1240
SMG 3000	24 OPzV 3000	2	3000	3060	2520	2232	1488

4. Применение

     Гелевые аккумуляторы  нашли свое применение в следующем:

1. Производство и передача электроэнергии
2. Телекоммуникации и связь 
3. Системы альтернативной энергии 
4. Охранная и пожарная сигнализация
5. Системы резервирования в энергетике
6. Системы ретрансляционной сотовой связи
7. Железнодорожные подстанции
8. Системы бесперебойного питания (ИБП/UPS) с длительным временем автономной работы
9. Системы, использующие солнечную и ветровую энергию
10. Системы аварийного освещения
11. Системы распределения электроэнергии
12. Обеспечение электроэнергией морских и речных судов, береговых систем
13. Просты в установке: обычно устанавливаются в вертикальном положении на стальных стеллажах. При необходимости они могут быть установлены в горизонтальном положении
14. Саморазряд при 20°: менее 2% в месяц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Утилизация гелевых  аккумуляторов

     После окончания срока службы гелевые аккумуляторные батареи или выбрасываются потребителями, или (это в редких случаях) отправляются на пункты по переработке и утилизации. Повреждение корпуса в таких аккумуляторах не приносит значительного влияния на его работу, кроме того, структура электролита позволяет осуществлять его размещение в разных плоскостях и в любом месте устройства. 
     Указывать о вреде отработанного аккумулятора для окружающей среды является немного излишним, поскольку сами потребители должны знать насколько опасен электролит, используемый в аккумуляторах, его отработанное состояние, которое содержит множество токсических соединений и сами пластины аккумуляторной батареи изготовленные из свинца. Попадание этих веществ в почву может не только нанести экологическое загрязнение, но и попасть в грунтовые воды, а оттуда к нам на стол в виде продуктов питания. Именно поэтому утилизировать аккумуляторы просто необходимо и в обязательном порядке. 
     Утилизация этого типа аккумуляторных батарей осложняется тем, что в составе электролита используется немного другая кислота, так же как и добавки к ней. Производство этого типа аккумуляторов довольно трудоемкое и дорогостоящее, которое определяет область применения их преимущественно в блоках питания в устройствах бесперебойников.     Принимаются такие аккумуляторы в расчете на их вес, поскольку гелеобразный электролит делает их намного тяжелее, чем обычные. Стоит также отметить и то, что для пунктов приема этих батарей важны их марка, страна производитель и уровень засоренности. Поскольку отделение электролитной массы является намного более трудоемким и дорогим процессом, то и цена на приемке таких батарей немного ниже, чем в обычных аккумуляторных батарей. 
     Процесс утилизации таких аккумуляторов производится по обычной схеме утилизации кислотных аккумулятором с разницей в используемом для этого оборудовании и процесса отделения глеевого электролита от пластин батареи.

 

 

 

 

 

 

Заключение

     На основе данного реферата можно сделать вывод, что гелевые аккумуляторы гарантируют неизменное качество и сохранение функциональных возможностей на протяжения всего заявленного жизненного цикла. Внешне они похожи на обычные автомобильные аккумуляторы, с которыми сталкивались все автолюбители, но, несколько крупнее. 

     При изготовлении гелевых батарей используются более дорогие материалы с особыми свойствами: электроды изготавливаются из особо чистого свинца, сами электроды делают более толстыми, в электролит входит серная кислота высокой степени очистки.

    Гелевые аккумуляторы объединяют преимущества рекомбинационной технологии (практически отсутствует необходимость в обслуживании, малое выделение газа в окружающую среду) и обычных открытых батарей с трубчатыми положительными пластинами. При производстве батарей SMG (OPzV) использованы передовые технологии и строжайшие методы контроля, гарантирующие максимальную надежность и качество батарей.

     Таким образом, применение гелевых аккумуляторов с каждым годом становится все более предпочтительным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы 

 

1. Санарский, М. Гелевые аккумуляторы / М. Санарский // Автомобильный журнал 4х4 club: Журнал о внедорожниках.-2008.-№12. 
2. http://www.unvert.ru.
3. http://www.sosvetom.ru/.
4. Гелевые и AGM аккумуляторы // газета «Новые деловые вести».-2007.-№2.