История и основные характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы изобретены в 1859 году французским врачом Гастоном Планте. Из-за примитивной конструкции пластин и сепаратора (пластины из листового свинца, обернутые в полотняный сепаратор, скрученые в спираль, опускались в 10% раствор серной кислоты) отличались низкой емкостью. Далее конструкция свинцово-кислотных аккумуляторов неоднократно совершенствовалась за счет изменения структуры пластин и сепаратора.

В 1880 году была предложена технология изготовления намазных электродов (на пластины наносились окислы свинца), в связи с этим значительно повысилась емкость аккумуляторов.

В 1881 году было предложено использовать в качестве электродов намазную решетку. В этом же году была изобретена технология производства электродов из сплава свинца и сурьмы.

С 1890 года свинцово-кислотные батареи стали выпускаться в промышленных масштабах. В 1957 году были изобретены батареи с гелевым электролитом, не требующие ухода. В 1970х годах в промышленности появились также герметизированные батареи, в которых электролит был адсорбирован на сепараторе. В 1980х появились электроды из сплава свинца с кальцием для улучшения прочности электрода при снижении его веса.

Типы аккумуляторных свинцово-кислотных батарей по применению:

    Буфферные аккумуляторные батареи - для работы в качестве буффера в сочетании с основным источником питания. Основное применение - как резервный источник питания. Периоды разряда батареи по сравнению с периодами заряда непродолжительны.
    Тяговые батареи - для работы в циклическом режиме - достаточно длительный по времени заряд с последующим зарядом. В основном данные батареи используются в электротранспорте и для устройств с автономным питанием. Обычно режим работы представляет собой использование батареи в течение дня, после чего ночью батарея подзаряжается.
    Стартерные батареи. Для них характерна работа с большими пиковыми мощностными нагрузками (запуск двигателя внутреннего сгорания), с последующей подзарядкой. Данные батареи плохо переносят длительный разряд на величину более 25% от общей емкости батареи.

Поколения свинцово-кислотных батарей.

    Батареи первого поколения - батареи с жидким электролитом. Бывают открытого и закрытого типов. Большинство требуют обслуживания - доливки дистиллированной воды в процессе эксплуатации. Имеются малообслуживаемые батареи этого поколения. В основном, данные батареи используются в автотранспорте в качестве тяговых и стартерных.
    Батареи второго поколения - герметизированные гелевые батареи. В основе конструкции - использование гелеобразного элекролита, полученного смешиванием серной кислоты с гелеобразователем (обычко двуокисью кремния - силикагелем). Данные батареи чувствительны к низким температурам, основное применение - использование в качестве буфферных аккумуляторов.
    Батареи третьего поколения - герметизированные батареи с жидким электролитом, абсорбированным на сепараторе - AGM (Absorbed in Glass Mat), где электролит абсорбируется на стекловолокне.

Батареи второго и третьего поколения также называются VRLA (Valve Regulated Lead Acid batteries) - батареи с регулируемыми клапанами, или SLA (Sealed Lead Acid batteries) - герметичные свинцово-кислотные батареи (хотя называть герметичными батареи с клапаном для выпуска избытка газа не совсем правильно, поэтому в рускоязычных ресурсах их называют герметизированными).