1.9 Свинцево-кислотні акумуляторні батареї..

Свинцево-кислотний акумулятор або свинцево-кислотна акумуляторна батарея (англ. Lead-acid battery) — електричний акумулятор з категорії вторинних батарей, принцип роботи якого заснований на електрохімічних реакціях свинцю і діоксиду свинцю в кислому сірчаному середовищі.  Автомобільний свинцево-кислотниий акумулятор Акумулятори отримали широке розповсюдження для живлення електрообладнання транспортних засобів як стартерні автомобільні батареї, для живлення переносної радіо і телефонної апаратури; як тягові батареї (EVB) глибокого заряду-розряду в електричних транспортних засобах; для живлення стаціонарних приладів, ДБЖ. Загалом у пасажирських і комерційних автомобілях використовуються батареї напругою 12 вольт постійного струму, в той час як у вантажівках та автобусах, як правило, — 24 вольт. Ємність акумулятора вимірюється в ампер-годинах (Ah). Свинцево-кислотну батарею було винайдено в 1859 році французьким фізиком Гастоном Планте. Свинцево-кислотний акумулятор є найстарішими типом акумулятора.

Історія

Свинцевий акумулятор винайшов у 1859-1860 роках Гастон Планте, співробітник лабораторії Олександра Беккереля. У 1878 році Камілл Фор удосконалив його конструкцію, покривши пластини акумулятора свинцевим суриком .

Характеристики

Акумулятори характеризуються такими параметрами:
- Електрорушійна сила зарядженого акумулятора 2,1—2,3 В;
- Електрорушійна сила розрядженого акумулятора 1,7—1,8 В;
- ККД до 80%;
- термін служби (кількість циклів заряд-розряд) 300—800;
- Саморозряд на добу 1—2%

Хоча свинцево-кислотний акумулятор може мати найвищу ємність при температурах понад 30оС, але тривала експлуатація при таких умовах скорочує функціональність акумулятора.

Принцип дії

Під час розряду акумулятора в результаті реакції відбувається вихід води, а на пластинах обох типів утворюється сірчанокислий свинець. Через розбавлення водою розчину сірчаної кислоти падає її концентрація і різниця потенціалів між виводами. Оскільки сірчанокислий свинець володіє низькою питомою провідністю — зростає внутрішній опір акумулятора. Електрохімічні реакції (зліва направо — при розряді, зправа наліво — при заряді):

Реакції на аноді:

Реакції на катоді:

Переваги та недоліки

До переваг свинцево-кислотних акумуляторів належать: довговічність, невелика вартість, надійність, низький внутрішній опір і відсутність ефекту "пам'яті". До недоліків: велика маса; використання отруйних речовин; неможливість розряду акумулятора при температурі нижче -40°С і заряду при 0°С; неможливість зберігання пристрою в розрядженому стані; в окремих випадках — виділення газів при неправильній експлуатації; значний саморозряд, що досягає 1% протягом 24 годин. Акумуляторні свинцево-кислотні батареї із зарядом в 1 А·год/батарея забезпечують силу струму набагато меншу, ніж у лужних. Свинцево-кислотні акумулятори мають вищу робочу напругу в порівнянні з лужними акумуляторами. Але вони мають нижчі питомі енергетичні характеристики та значно менший ресурс при циклічності до вичерпання запасеної ємності. Ці батареї частіше використовуються для роботи в буферному режимі, при якому вони зберігають працездатність до 10–12 років. Великий досвід їх застосування в системах безперебійного живлення, телекомунікації, охоронних і сигнальних, а також постійне вдосконалювання самих джерел струму дозволяють розраховувати на стабільність сфери їх використання в найближчі роки.