- •1. Аккумуляторные батареи в источниках бесперебойного питания
- •1.1 Теоретические основы электрохимических процессов в аккумуляторе
- •1.2 Классификация аккумуляторных батарей для источников бесперебойного питания
- •1.2.1 Классификация по конструктивному исполнению
- •1.2.2 Классификация по виду электродов свинцовой аккумуляторной батареи
- •1.3 Достоинства и недостатки конструкции акб
- •1.4. Основные технические характеристики акб. Напряжение аккумулятора при заряде и разряде
- •1.5 Источники бесперебойного питания
- •2. Исследование основных характеристик аккумуляторных батарей
- •2.1 Методы исследования основных параметров акб
- •2.1.1 Метод исследование внутреннего сопротивления
- •2.1.2 Метод исследования тока стартерного заряда и напряжения
- •2.1.3 Метод исследования резервной ёмкости
- •2.1.4 Метод выполнения цикла разряд-заряд акб
- •2.2 Результаты исследования экспериментальных параметров
- •3. Методы тренировки акб
- •3.1 Тренировка первой группы акб
- •3.2 Тренировка второй группы акб
Размещено на http://www.allbest.ru/
Характеристики аккумуляторных батарей
1. Аккумуляторные батареи в источниках бесперебойного питания
Применение аккумуляторных батарей в ИБП имеет некоторые особенности, что влечет за собой определенные требования к АКБ. Каких-то специальных аккумуляторов, только «для ИБП», не существует, просто определенный класс батарей оказался наиболее пригодным для решения данной задачи, но может быть использован и в других сферах. Этим классом являются свинцово-кислотные АКБ.
1.1 Теоретические основы электрохимических процессов в аккумуляторе
Рассмотрим электрохимические основы работы свинцовых АКБ. Активные вещества аккумулятора сосредоточены в электролите и положительных и отрицательных электродах, а совокупность этих веществ называется электрохимической системой. В свинцово-кислотных аккумуляторных батареях электролитом является раствор серной кислоты (H2SO4), активным веществом положительных пластин – двуокись свинца (PbO2), отрицательных пластин – свинец (Pb).
Основные процессы, проходящие на электродах, описывают реакции:
На отрицательном электроде (серого цвета):
Pb + HSO4- → PbSO4 + H+ + 2e – (разряд)
PbSO4 + H+ + 2e- → Pb + HSO4 – (заряд)
На положительном электроде (темно-коричневого цвета):
PbO2 + HSO4- + 3H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O (разряд)
PbSO4 + 2H2O → PbO2 + HSO4- + 3H+ + 2e – (заряд)
Суммарная реакция в свинцовом аккумуляторе имеет вид:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O (разряд)
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4 (заряд)
Таким образом, при разряде свинцового аккумулятора на обоих электродах формируется малорастворимый сульфат свинца (двойная сульфатация) и происходит сильное разбавление серной кислоты.
Напряжение разомкнутой цепи заряженного аккумулятора равно 2,05–2,15 В. в зависимости от концентрации серной кислоты. При разряде по мере разбавления электролита напряжение разомкнутой цепи аккумулятора понижается и после полного разряда становится равным 1,95–2,03 В.
При заряде свинцово-кислотного аккумулятора, как и в других аккумуляторах с водным электролитом, имеют место побочные реакции выделения газов. Выделение водорода начинается при полном заряжении отрицательного электрода. Кислород начинает выделяться гораздо раньше: в обычных условиях заряда при 50–80% заряженности (в зависимости от тока заряда), а при температуре 0°С уже после заряда на 30–40%. Вследствие этого отдача положительного электрода по емкости составляет 85–90%. Для получения полной разрядной емкости при заряде аккумулятору должен быть обеспечен перезаряд на 10–20%. Этот перезаряд сопровождается существенным выделением водорода на отрицательном электроде и кислорода – на положительном.
Выделение водорода имеет место и при хранении заряженного свинцово-кислотного аккумулятора. Саморазряд его определяется преимущественно скоростью растворения свинца согласно реакции:
Pb + H2SO4 → PbSO4 + H2
Скорость этого процесса зависит от температуры, объема электролита и его концентрации, но более всего от чистоты компонентов. В отсутствие примесей реакция протекает медленно из-за большого перенапряжения выделения водорода на свинце. Но на практике, на поверхности свинцового электрода всегда много примесей, среди которых наибольшее влияние оказывает сурьма, количество которой в сплаве для решеток и токоведущих деталей доходит до 6%.
На положительном электроде может также самопроизвольно проходить реакция восстановления диоксида свинца:
PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + 1/2O2 + H2O
в результате которой выделяется кислород, но скорость ее незначительна.
В процессе эксплуатации саморазряд аккумулятора может увеличиваться из-за образования дендритных мостиков из металлического свинца. Потери емкости свежеизготовленного аккумулятора за счет саморазряда как правило не превышают 2–3% в месяц. Но при эксплуатации они быстро увеличиваются. [1]