Ocena użytkowników: 5 / 5

Gwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywnaGwiazdka aktywna
 
 
ladowanie akumulatora
Przed laty dostępne były jedynie akumulatory ołowiowe przeznaczone do pojazdów samochodowych. Po zakupieniu takiego akumulatora należało zalać go przygotowanym samodzielnie elektrolitem o odpowiedniej gęstości i przeprowadzić pierwsze ładowanie. Od tego pierwszego ładowania, zwanego formowaniem, zależały późniejsze parametry, między innymi pojemność. Elektrolitem był roztwór kwasu siarkowego w wodzie destylowanej − stąd potocznie akumulatory takie nazywa się kwasowymi.
 
Na stacjach benzynowych można było kupić aerometry szklane przyrządy, które pozwalały sprawdzać gęstość elektrolitu (powinna wynosić 1,26...1,28 g/cm 3 ). Przygotowanie elektrolitu wymagało sporo ostrożności ze względu na żrące właściwości kwasu siarkowego. Prawdopodobnie pamiętasz jeszcze z podstawówki starą chemiczną rymowankę: jeśli nie chcesz zrobić szkody, zapamiętaj: kwas do wody. Próba wlewania wody do dużo gęściejszego kwasu może się skończyć rozpryskiem kwasu i poparzeniem.
Obsługa takich akumulatorów była uciążliwa, bowiem należało kontrolować poziom elektrolitu w poszczególnych celach akumulatora i co jakiś czas dolewać wody destylowanej. Jedyną zaletą takich starych akumulatorów był fakt, że można było w prosty sposób sprawdzać stan naładowania akumulatora, mierząc aerometrem gęstość elektrolitu.
 
Spektakularnym objawem pełnego naładowania akumulatora kwasowego jest tak zwane gazowanie elektrolitu (elektroliza wody). Właśnie ono jest znakiem, że akumulator jest pełny i ładowanie należy przerwać.
 
 
Nie musisz znać i rozumieć reakcji chemicznych, jakie zachodzą w akumulatorze, musisz jednak pamiętać o pewnej podstawowej zasadzie: w pełni naładowany akumulator ma maksymalną
(nominalną) gęstość elektrolitu. Podczas rozładowania gęstość elektrolitu maleje.
 
Można powiedzieć, że w akumulatorze rozładowanym do granic możliwości elektrolitem jest woda. Powinieneś to zrozumieć i zapamiętać raz na zawsze. Mówiąc w dużym uproszczeniu, podczas rozładowania siarka z kwasu przechodzi na płyty, a podczas ładowania wraca z powrotem do elektrolitu. Można to ująć nieco dokładniej  w czasie rozładowania na płytach tworzy się siarczan ołowiu, słabo przewodzący prąd.
 
 
Podczas ładowania siarczan w wyniku reakcji chemicznych zamienia się w kwas siarkowy. Gdy “cała siarka” przejdzie do elektrolitu, akumulator jest w pełni naładowany i dalsze przepuszczanie przez niego prądu powoduje już tylko elektrolizę wody (gazowanie akumulatora).
 
W zasadzie proces tworzenia siarczanu ołowiu jest odwracalny, ale wyobraź sobie, że przy totalnym wyładowaniu “elektrolit” to w rzeczywistości woda destylowana, a płyty pokryte są siarczanem ołowiu. Co się stanie przy próbie naładowania takiego zupełnie rozładowanego akumulatora?
 
Dołączysz napięcie, nawet znacznie wyższe od nominalnego napięcia akumulatora, a prąd przez akumulator (czytaj: wodę destylowaną) wcale nie chce płynąć − praktycy mówią, że głęboko wyładowany akumulator nie chce ruszyć. Prąd płynący przez głęboko rozładowany akumulator z początku rzeczywiście ma znikomą wartość, rzędu mikroamperów, ale z czasem zacznie się pomału zwiększać i niekiedy dopiero po kilku godzinach, czy nawet dniach, uzyska sensowną wartość.
 
Nie znaczy to jednak, że po takim nietypowym, długim ładowaniu, akumulator odzyska pierwotną pojemność. Na pewno słyszałeś, że płyty ulegają zasiarczeniu, przez co akumulator przestaje spełniać swoją rolę.
 
Rzeczywiście, część siarczanu ołowiu, o krystalicznej, zwartej budowie, po prostu nie da się w czasie ładowania “wyrwać” z płyt i w konsekwencji następuje stopniowe pogorszanie właściwości akumulatora. Musisz wiedzieć, że proces zasiarczania zachodzi we wszystkich akumulatorach kwasowych, a jego szybkość zależy od warunków pracy i ładowania: między innymi od temperatury, stopnia rozładowywania itd. Szczegóły w dalszej części artykułu.
 
Teraz już znasz podstawy działania akumulatora ołowiowego. Powróćmy do historii. Kolejnym krokiem w rozwoju było wyprodukowanie tzw. akumulatorów suchoładowanych, których po wlaniu elektrolitu nie trzeba było specjalnie formować. Ale dopiero pojawienie się tzw. akumulatorów bezobsługowych oznaczało duży postęp.
 
W sumie ich bezobsługowość polega na tym, że w przepisanych warunkach pracy, ubytek wody wskutek gazowania jest na tyle niewielki, iż nie trzeba ustawicznie kontrolować poziomu elektrolitu i dolewać wody. Z czasem okazało się, iż stosunkowo tanie akumulatory ołowiowe można byłoby stosować o wiele szerzej, gdyby nie istniała groźba wylania żrącego elektroli−
tu. Powstały więc nowe konstrukcje, w których płynny elektrolit niejako uwięziono, wypełniając wnętrze akumulatora odpowiednim materiałem włóknistym. Innym sposobem było dodanie do płynnego elektrolitu pewnych substancji, które zamieniły go w swego rodzaju galaretę − żel. Tak oto doszliśmy do akumulatorów żelowych.
 
Obie ostatnie grupy to akumulatory szczelne (ang. sealed), nie grożące wylaniem elektrolitu. Niektóre mogą pracować w dowolnej pozycji. Takie akumulatory opole powszechnie stosuje się w rezerwowych źródłach zasilania, na przykład w systemach alarmowych czy komputerowych UPS−ach.
 
A teraz przechodzimy do analizy parametrów akumulatorów kwasowych. Na początek dwie uwagi. Po pierwsze, podane dalej informacje bazują na materiałach firmowych dostarczonych przez zagraniczne firmy, i dotyczą akumulatorów nowoczesnych, szczelnych.
 
 
A teraz parę słów o najważniejszych parametrach.
 
 
  • Najważniejszy parametr to pojemność akumulatora, oznaczana literą C. Otrzymujemy ją mnożąc prąd rozładowania I przez czas rozładowania t: C = I rozł x t rozł
 
Prąd wyraża się w amperach, czas w godzinach (ang. hour), stąd pojemność podawana jest w amperogodzi nach (Ah) lub miliamperogodzinach (mAh).
 
Jak się za chwilę okaże, pojemność akumulatora nie jest stała (!), zależy bowiem od prądu rozładowania. Żeby łatwo porównać różne akumulatory, przyjęto określać pojemność nominalną przy rozładowywaniu takim prądem, aby pełne rozładowanie trwało 10 godzin (akumulatory samochodowe), lub 20 godzin (mniejsze akumulatory). Można więc po−
wiedzieć, że podawana w katalogach nominalna pojemność akumulatora C jest pojemnością dziesięciogodzinną (albo dwudziestogodzinną).
 
Dla ułatwienia, prądy ładowania i rozładowania podawane są nie wprost w amperach, tylko w odniesieniu do pojemności nominalnej C. Na przykład napotykamy zdanie: ładować przez 14 godzin prądem 0,1C. Nie wiemy jaką wartość ma mieć prąd ładowania, dopóki nie dowiemy się, jaka jest pojemność nominalna C takiego akumulatora. Gdy pojemność nominalna C wynosi, powiedzmy, 20Ah, prąd 0,1C wynosi 0,1 x 20 = 2A