Восстановление свинцового аккумулятора после глубокого разряда: Ничего не найдено для % request_words%

Восстановительный заряд автомобильных AGM аккумуляторов после глубокого разряда на примере Topla Stop&Go AG60

Привет, Хабр! Сегодня мы прольём свет на некое тайное знание о современных свинцовых аккумуляторах, которое есть в официальных инструкциях от производителей, но большинство читателей его не замечает, во многом по причине популярных аккумуляторных предрассудков и мифов.

Начало истории этой Topla AGM Stop&Go AG60 в предыдущей статье.

На момент данного этапа эксперимента в лаборатории появился снискавший заслуженное признание тестер аккумуляторных батарей

Konnwei KW600

, гораздо более современный и продвинутый по сравнению с

двумя использованными в КТЦ Topla ранее.

Тем не менее, и он считает разряженную Topla AGM Stop&Go AG60 негодной, предписывая отправить в утиль, а не заряжать. А мы всё же зарядим! Прибор — хорошо, умный, с красивым цветным экраном и USB подключением к ПК — ещё лучше, но голову на плечах он не заменяет.

В качестве отправной точки можно изучить инструкцию по эксплуатации и безопасности к 12V VRLA AGM АКБ, предоставляемую компанией Exide.

Для восстановительного заряда воспользуемся прибором Кулон-912, представляющим собой программируемое зарядно-разрядное устройство на основе стабилизированного источника тока и напряжения (CC/CV) с цифровым управлением и возможностью удалённого управления по wi-fi.
Иметь столь продвинутый прибор автомобилисту удобно, но необязательно. Можно обойтись любым зарядным устройством (ЗУ) с ручным режимом, регулируемым блоком питания (БП) или DC/DC преобразователем со стабилизацией (ограничением) напряжения и тока и их индикацией. Либо адаптивным ЗУ, автоматически устанавливающим токи и напряжения согласно его алгоритму.

Главное, чтобы прибор обеспечивал такие параметры заряда, (ток, напряжение, время этапа), о которых пойдёт речь ниже, и прибором или человеком осуществлялся контроль их соблюдения. Если напряжение недостаточно, или не контролируется, и тому подобное, вероятность положительных результатов резко стремится к нулю.

Для — этапа основного заряда — автомобильного AGM аккумулятора максимальное напряжение устанавливаем 14.4 вольта, если температура АКБ выше 25 градусов Цельсия. Если ниже — 14.7 вольт, тогда напряжение начала снижения тока, (если оно предусмотрено Вашим ЗУ), ставим 14.4.

Ток основного заряда 10% номинальной ёмкости, ток окончания — 1%. Для 60 А*ч это соответственно 6 и 0.6 ампер. Максимальное время этапа можно оставить без ограничения.

Для этапа дозаряда устанавливаем такое же напряжение 14.7 вольт, ток 3% ёмкости, время 48 часов.

Параметры этапа буферного хранения: напряжение 13.6 вольт, максимальный ток 0.4 ампера.

При восстановлении очень глубоко разряженной или сильно изношенной АКБ рекомендуется ограничить

ток основного заряда 2-5 процентами номинальной ёмкости.Для 60 А*ч это от 1.2 до 3 ампер. Рекомендация особенно актуальная при напряжении на клеммах ниже 12 вольт, для чего можно активировать этап предзаряда. Но наша АКБ новая, потому основной заряд будем производить током 10% = 6А.

Программируемые ЗУ позволяют использовать разные этапы профиля по отдельности или один за другим на усмотрение пользователя, тогда как адаптивные ЗУ могут выбирать этап и его параметры, а также переходить между этапами автоматически в реальном времени, в зависимости от состояния АКБ.

Для адаптивных ЗУ от пользователя также требуется указать отправные точки определения параметров. Обычно это диапазон ёмкости АКБ, отвечающий за силу тока, и диапазоны напряжений, определяемых типом АКБ и температурой, задаваемые номером программы или ограничением напряжения, которые также влияют на число и последовательность этапов.

Если установлено слишком высокое значение напряжения, адаптивное ЗУ может продолжать заряд, пока он не будет завершён пользователем. Это предусматривается для полного выравнивающего заряда аккумуляторов, нуждающихся в значительной десульфатации и (или) проявляющих склонность к стойкому расслоению электролита. Разумеется, при таких настройках пользователь должен периодически следить за ходом процесса и температурой аккумуляторной батареи.

Запускаем заряд. Несмотря на то, что этап предзаряда не активирован, Кулон-912 не сразу включает заданные 6 ампер, а постепенно повышает силу тока с нуля.

Прошло 12 часов, аккумулятору сообщено 58.19 А*ч. Ток уже 0.7 А. Скоро он снизится до 0.6, и ЗУ перейдёт к дозаряду. Если следовать инструкции от Exide, можно было установить ток завершения заряда не 1, а 2 процента, это для нашей АКБ 1.2 А. Тогда переход от основного заряда к дозаряду уже произошёл бы.

В зависимости от температуры и состояния аккумулятора, и AGM, и другие типы АКБ могут «застревать» при напряжении завершения основного заряда на некотором значении тока.

Дело в том, что 12-вольтовая батарея состоит из шести банок, в которых находится 12 полублоков по нескольку пластин, активные массы каждой из которых имеют длину, ширину, толщину и объём. Имеется и расслоение электролита, которое в AGM выражено слабо, а в «мокрых» аккумуляторах сильно.

Неизбежно возникающий и прогрессирующий разбаланс между банками, полублоками, участками АМ ведёт к тому, что в разных местах батареи при заряде идут разные процессы. При одних и тех же токе и напряжении на клеммах, токи между участками АМ и потенциалы полублоков распределяются по-разному.

Потому, если ЗУ позволяет автоматически, или у пользователя есть возможность и желание следить за параметрами, можно установить продвинутое условие перехода от основного заряда в дозаряд: ток при максимальном напряжении основного заряда снизился до 1% номинальной ёмкости, либо он ниже 2% и не снижается в течение 2 или более часов.

Чем более полно осуществлён каждый этап заряда, тем более полное восстановление аккумуляторной батареи у нас получится.

Данные рекомендации приведены для заряда постоянным током и напряжением. В случае ЗУ, использующих прерывистый или асимметричный (реверсивный) ток, значения напряжений и токов перехода между этапами, а также вольтамперные характеристики батареи после этапов, будут другими.

Дело в том, что потенциалы реальной свинцово-кислотной электрохимической ячейки при отсутствии или том или ином направлении, (разряд / заряд), тока во внешней цепи складываются не только из термодинамической ЭДС и падении напряжения на внутреннем сопротивлении, но и совокупности нескольких ЭДС поляризации, куда вносят свой вклад, в частности, наличие газов в порах активных масс и расположение носителей заряда, — ионов, — в объёме электролита.

Процессы выработки и расхода газов, движения ионов, имеют свою кинетику. Потому электрохимики говорят применительно к электрохимической ячейке о вольтамперной характеристике во времени, или отклике на зарядный и разрядный импульс. И потому для заряда современных свинцовых АКБ со специальными добавками в активные массы и продвинутой конструкцией сепараторов, влияющих на движение ионов и газов, используются многоступенчатые профили заряда и иногда особые формы тока. (Можно вспомнить, что генераторы транспортных средств и трансформаторные ЗУ заряжают АКБ не постоянным, а пульсирующим током).

Температура аккумулятора 26.4 градуса Цельсия, в помещении 23 градуса. Нагрев при заряде совсем небольшой.

Тем временем, практически сразу после предыдущего фото ток снизился до 600 мА, ЗУ перешло в дозаряд. После суток дозаряда ток 130 мА.

Подходят к завершению вторые сутки дозаряда. Ток колеблется от 40 до 100 мА.

Тайное знание у всех на виду, но его не замечают

На этом большинство посчитает, что все этапы профиля заряда завершены, всё, что можно и нужно было сделать для восстановления АКБ, сделано. Но так ли это?! Процитируем

официальную инструкцию от Эксайд.

Завершающий этап зарядки проводится путем использования постоянного тока (2% номинальной емкости) в течение 2 часов. На всех этапах зарядки температура батареи не должна превышать 50°C.

Где здесь указано максимальное напряжение на клеммах аккумулятора? — Нигде, потому что это

этап зарядки

постоянным током 2% номинальной емкости

без ограничения напряжения.

Предписывается только соблюдать фиксированное время этапа — 2 часа, и контролировать температуру АКБ, чтобы она не превысила 50 градусов Цельсия.

Эксайд не одинок в таких «высоковольтных» рекомендациях. Для примера, Chaowei для Chilwee EVF и Tianneng для TNE рекомендуют этап заряда напряжением до 16.02В, током 1% ёмкости, не более 2 часов, после завершения основного заряда и двух этапов дозаряда, и при условии, что основной заряд продолжался более 3 часов, т.е. аккумулятор был разряжен в достаточно значительной степени.

Этот режим более мягкий и осторожный, но и предназначается он не для стартерных AGM, а для тяговых гелевых АКБ с углеродными добавками в активные массы. И он необходим для предотвращения деградации аккумуляторов сульфатацией от хронического прогрессирующего недозаряда.

Максимальное напряжение, которое может выдать Кулон-912, равно 16.5 вольт. Его и установим. Время 2 часа, без пауз и реверса. Запускаем.

Напряжение быстро достигло максимума, ток снижается. Если строго следовать инструкции Exide, нужно напряжение ещё выше, чтобы стабилизировать ток 2% на протяжении всех двух часов, но Кулон-912 такой технической возможности не предоставляет.

Прошло 36 минут, ток при 16.49 В колеблется от 200 до 410 мА.

После двух часов завершающего этапа «высоковольтного» дозаряда температура АКБ 27.8 градуса. Аккумулятор не «закипел» и не раздулся.

Ведь мы не превышали ток и время этапа.
При длительном нахождении даже под буферным напряжением в источниках бесперебойного питания изношенные AGM аккумуляторы перегреваются и вздуваются.

Чтобы это предотвратить, можно долить дистиллированную воду и произвести полный десульфатирующий дозаряд. Таким способом во многих случаях удаётся восстановить AGM аккумулятор ИБП, если несуще-токоведущие конструкции из свинцового сплава не разрушены длительным перезарядом. Однако после вскрытия крышек над клапанами и долива появляется риск утечки электролита при расположении АКБ не вверх пробками.

Спросите, какой может быть перезаряд у сульфатированного, то есть, недозаряженного аккумулятора? — Такой, что при недостатке воды и напряжения для преобразования рабочих сульфатов в заряженные активные массы, электроэнергия идёт на дальнейшую потерю воды и наработку активных масс из решёток и тоководов. Положительные окисляются и рассыпаются, а отрицательные из сплошных становятся губчатыми. Иногда при вскрытии вышедшей из строя AGM АКБ обнаруживаются наросты губчатого свинца, приведшие к короткому замыканию.

В случае работы АКБ под буферным напряжением 13.8 В, инструкция Эксайд предписывает рассмотеть возможность применения такого трёхступенчатого профиля заряда, (основной заряд, первый дозаряд, второй дозаряд), раз в месяц. Как минимум, это необходимо делать два раза в год. При зимней эксплуатации, подзаряд (без третьего этапа) желательно производить раз в неделю.

Диалектика свинцово-кислотных батарей такова, что недозаряд ведёт к сульфатации, а перезаряд к потере воды и коррозии. Противоречие разрешается следующим образом: рабочие заряды и в циклическом, и в буферном режимах осуществляются при пониженных напряжениях, минимизирующих коррозию и потерю воды, но неизбежный при такой эксплуатации недозаряд компенсируется периодическим полным стационарным выравнивающим дозарядом. Также последний необходим после каждого глубокого разряда аккумуляторной батареи.

Непонимание этой диалектики, разницы между повседневным и «лечебно-профилактическим» зарядами, и необходимости соблюдения напряжений, токов, времени, условий начала и завершения этапов зарядного профиля ведут к возникновению и поддержанию мифов и предрассудков на тему аккумуляторов и зарядных устройств.

Также следует понимать, что рекомендации и предписания в различной литературе даются применительно к тому оборудованию, наличие которого предполагается в распоряжении адресата. Например, стабилизаторы постоянного тока, (за исключением барретеров, в качестве которых применяются лампочки и иные мощные проволочные резисторы), вошли в доступный арсенал для обслуживания АКБ не сразу, и до сих пор имеются не везде. Потому до сих пор действует немало документации, составленной под старое оборудование, где приходится ограничивать напряжение в силу невозможности тонко и оперативно регулировать ток.

После суточного отстоя, сравним показания двух аккумуляторных тестеров, старого DHC BT280 и нового Konnwei KW600.

Новый тестер выдал показания как старый в режиме обычных, не AGM АКБ.

По этому вопросу Виктор написал представителю Konnwei, в ответ получена рекомендация обновить прошивку тестера с помощью официального приложения, так как алгоритмы для разных типов АКБ у них тогда были на стадии доработки. (Обновлений с тех пор было несколько, и в 2021 году с тестерами Konnwei всё отлично). А пока, (на август 2019 года), достоверными считаем показания DHC BT280, которые проявили повторяемость на протяжении испытаний двух АКБ Topla.

Итак, пусковые характеристики этого AGM аккумулятора мы восстановили. Что насчёт ёмкости? Произведём восьмой по счёту контрольный разряд по ГОСТ.

Ёмкость 20-часового разряда поднялась на

5,63%

, и теперь на

4,43%

превышает номинальную! Прекрасный результат!

Заметим, что только дозаряд с повышенным перенапряжением позволил полностью восстановить ёмкость после недозаряда ЗУ BL1215 в КТЦ4, когда аккумулятор потерял 5.34% ёмкости.

Краш-тест этой АКБ вместе с параллельно тестируемой Topla Energy E60X недельным разрядом включенными фарами будет в следующей публикации.

Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.

Кратко о том, как восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда

В общем, ситуаций может быть только две:

1. Аккумулятор вроде бы работает, но очень быстро разряжается.
2. Аккумулятор сел в ноль и вообще не хочет заряжаться.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 158
Источник: http://electro-shema.ru/chertezhi/vosstanovlenie-li-ion.html

Причины смерти аккумулятора телефона

В современных смартфонах используются литий-ионные (li-ion) или литий-полимерные (li-pol) аккумуляторы. Их ресурс – примерно 500 циклов от полной зарядки до полной разрядки. В зависимости от интенсивности использования, этого запаса прочности хватает на 2-3 года.

Активное использование телефона одновременно сильно нагружает и перегревает батарею. Еще хуже будут если во время игр или просмотра видео поставить его на зарядку.

Высокая нагрузка. Поскольку смартфон в наше время – это не только средство общения, но и устройство для работы, выхода в Интернет, прослушивания музыки, развлечений, то слабеть батарея может начать уже через год-полтора. Первая причина смерти аккумулятора – это слишком большая на него нагрузка. Чтобы ее уменьшить, нужно оптимизировать настройки аппарата, удалить ненужные приложения и избегать работы программ в фоновом режиме.

Вирусы. Мобильные устройства на базе Android пользуются большой популярностью, в том числе и среди любителей создавать и запускать вредоносные программы. При доступе в Интернет со смартфона можно легко подцепить вирус, многие из которых ухудшают и замедляют работу устройства, заставляют приложения работать в фоновом режиме, а также быстро сажают батарею.

Неправильная эксплуатация. Неправильный режим зарядки-разрядки, постоянное включен в электросеть, перегрев и переохлаждение, допускание разрядки в ноль, использование неродных зарядных устройств – все это плохо сказывается на работоспособности аккумулятора.

Низкое качество. Батарея, купленная непонятно где, может быть поддельной, она могла храниться в ненадлежащих помещениях и не отвечать нормативным требованиям. Все это приведет к ее быстрой поломке.

Хуже всего современные аккумуляторы переносят перегрев, переохлаждение и глубокий разряд.

На холоде смартфон быстрее безвозвратно теряет емкость аккумулятора.

Блок: 2/10 | Кол-во символов: 1867
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Телефон не держит заряд

Если она ниже номинальной, то повторяем цикл заряда-разряда, пока емкость аккумулятора не приблизится к номинальной. 6. Все, процесс восстановления аккумулятора закончен, добавляем в электролит еще немного десульфатирующей присадки и закручиваем пробки.

Важно

Такой аккумулятор способен прослужить еще не один год. Есть еще один способ восстановления автомобильных аккумуляторов, более быстрый, в течении 1 часа.

Внимание

Он состоит в следующем: Аккумуляторную батарею, на сколько можно, заряжают, затем сливают старый электролит и 2-3 раза промывают дистиллированной водой. Затем заливают специальный раствор, содержащий 2 весовых процента трилона Б и 5 процентов аммиака.

Инфо

Ждем, время десульфатации составляет 40-60 минут, при этом видно как происходит реакция. В некоторых случаях процедуру десульфатации надо повторить.

По завершении ее — сливаем раствор и промываем 2-3 раза дистиллированной водой.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1020
Источник: http://dolgoteh.ru/akkumulyator-ne-derzhit-zaryad-kak-vernut-v-magazin/

Как понять, что телефон не запускается из-за аккумулятора

Емкость аккумулятора – это его способность отдавать напряжение. Она не может быть постоянной и со временем снижается. Но как понять, что в проблемах с телефоном виноват именно пришедший в негодность аккумулятор?

Первое, что нужно знать, это с какого времени служит эта АКБ. Li-ion и Li-pol батареи обычно сохраняют свою функциональность на протяжении трех лет, потом процесс старения неизбежен. Так что если устройство уже старо, практически наверняка проблема в нем и пора покупать новый.

Также следует вынуть батарею из телефона и осмотреть ее визуально. Вздувшаяся, деформированная или даже потрескавшаяся батарея требует немедленной замены. В противном случае она может испортить все мобильное устройство.

Если внешне аккумулятор еще вполне ничего, да и не такой уж старый, то стоит его проверить. Понадобится мультиметр – прибор, предназначенный для замера напряжения.

Процесс замера выглядит так:

1. вынуть батарею из телефона;
2. в настройках мультиметра установить нормативное напряжение для этого устройства, скорее всего это будет 20 вольт;
3. приложить контакт мультиметра сначала к положительному полюсу АКБ, затем к отрицательному.

Полученные результаты скорее всего будут в диапазоне от 0 до 4,2 вольт и трактовать их можно следующим образом:

1. От 3,7 до 4,2 вольт. Батарея полностью заряжена и исправна. В этом случае причины быстрого разряда нужно поискать в другом – например, в настройках телефона.
2. От 2,1 до 3,5 вольт. Аккумулятор заряжен не полностью, чем ниже значение, тем слабее заряд. Не смотря на это телефон должен без проблем включаться и заряжаться, хотя батарейка уже явно не первой свежести.
3. От 0,0 до 2,0 вольт. АКБ находится в глубоком разряде и без толчка и раскачки она заряжаться не будет.

В последнем случае батарею придется реанимировать, без этого она работать не будет.

Блок: 3/10 | Кол-во символов: 1857
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Как вернуть телефон, если держит батарею меньше, чем заявлено?

Для этой цели есть специальная десульфатизирующая присадка к электролиту, купите ее. Итак, сама технология восстановления кислотного, свинцового аккумулятора: 1. Берем свежий электролит (плотностью 1,28 г/куб.см.) растворяем в нем десульфатизирующую присадку (присадке надо, чтобы раствориться, 2 суток). Все нюансы по присадке, сколько чего надо, исходя из объема аккумулятора — читайте в инструкции. 2. Заливаем в аккумулятор электролит, проверяем плотность ареометром, она должна быть номинальной 1,28 г/куб.см. 3. Выкручиваем пробки и подключаем зарядное устройство.

Теперь нам надо сделать несколько циклов зарядка-разрядка, чтобы восстановить емкость аккумулятора. Заряжать будем маленьким током, примерно 1/10 часть от максимального.

Сам аккумулятор не должен при этом греться и закипать.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 864
Источник: http://dolgoteh.ru/akkumulyator-ne-derzhit-zaryad-kak-vernut-v-magazin/

Как восстановить аккумулятор смартфона

Восстановить аккумулятор, точнее, его способность держать заряд и нормально заряжаться, можно разными способами. Наиболее распространенные из них предполагают использование подачи тока на контакты, от другого источника питания, через: другой рабочий аккумулятор, лягушка или батарейку Крона.

Важно понимать, что все эти меры временные, и никак не избавляют от необходимости менять аккумулятор. Они всего лишь позволяют продлить его жизнь на какое-то время.

Важно! Существуют советы типа проколоть или разрезать вздувшуюся батарею, выпустить накопившиеся в ней газы, затем заклеить и снова использовать. Это довольно опасно, так как при вскрытии начнет выделяться неприятный газ, батарея станет сильно греться и может даже загореться.

Блок: 4/10 | Кол-во символов: 773
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Как восстановить «мёртвый» аккумулятор ещё на 3 года

Такое случается, если аккумулятор часто садится в ноль. Еще может быть замерзание электролита. Но это случается, если машина часто стоит на морозе более 30 градусов.

Чтобы исключить замерзание пластин, в сильные морозы рекомендуется хранить АКБ в тепле, то бишь заносить с собой в дом. Аккумулятор не держит заряд: восстановление пластин Некоторые пытаются восстановить такую батарею путем длительной зарядки с малой силой тока.

Но это ничего не даст. Восстанавливается данный аккумулятор следующим образом. Сначала производят промывку банок дистиллированной водой.
Ею заполняют отсек по максимуму. Затем перемешивают (в данном случае можно и даже нужно переворачивать АКБ вверх ногами) и сливают. При необходимости повторяют процедуру заново, пока из отверстий не пойдет чистая вода, без грязи и темного оттенка.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 874
Источник: http://dolgoteh.ru/akkumulyator-ne-derzhit-zaryad-kak-vernut-v-magazin/

Блок: 5/10 | Кол-во символов: 1
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Бесплатная горячая линия по защите прав потребителей

Далее заливаем электролит, заряжаем батарею номинальным током… И напоследок несколько советов по правильному уходу за аккумуляторной батареей. Чтобы батарея долго служила — регулярно проверяйте, раз в несколько месяцев, уровень электролита и его плотность.

Электролит выкипает, как правило, от перезаряда, или летом в жару, тогда надо доливать дистиллированную воду. Зимой, в морозы, если есть необходимость ездить, подымите плотность электролита до 1,40 г/куб.см., но не более! Заряжайте свой аккумулятор номинальным током — 0,1 от его емкости в ампер-часах, т.е. если его емкость 55 А/ч, то заряжайте его током 5,5 ампер. Не оставляйте аккумулятор на зиму в не отапливаемом гараже. Он может замерзнуть и прийти в негодность. Морозы в -20-25 градусов не каждый аккумулятор может выдержать, особенно если он разряжен.

Если у вас нет прибора для проверки аккумулятора под нагрузкой — возьмите у соседа заранее исправный аккумулятор и попробуйте завестись от него. Вторая причина — разрушение угольных пластин, осыпание пластин. Такой аккумулятор восстановить в некоторых случаях можно, но не всегда. Признаком неисправности есть — темный, почти черный электролит при зарядке.

Третья — замыкание пластин в какой-то секции. Обнаружить эту неисправность тоже не проблема, секция греется и электролит в секции, как правило, выкипает. Восстановление аккумулятора с такой неисправностью сложнее, иногда приходится менять пластины в этой секции, но все же дешевле, чем купить новый.

Следующая неисправность относится к разряду неправильной эксплуатации и хранении аккумулятора. Известно, что разряженный, или наполовину разряженный аккумулятор на сильном морозе может замерзнуть.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1731
Источник: http://dolgoteh.ru/akkumulyator-ne-derzhit-zaryad-kak-vernut-v-magazin/

Как оживит батарею с помощью заморозки

Народные умельцы также предлагают простой и оригинальный способ оживить АКБ в домашних условиях. Во всяком случае, если не сработает, то и сильного вреда ей он не принесет. Ведь бывает же телефон на морозе?

Для этого способа нужно положить аккумулятор в полиэтиленовый пакет и сунуть в морозильную камеру холодильника на несколько часов. Затем вынуть, стереть конденсат, вставить в устройство и поставить заряжаться на ~1 минуту, после чего снова вынуть батарею и дать ей нагреться до комнатной температуры. Вставить в телефон и продолжить зарядку.

Чисто с физической и химической точки зрения холод губителен для батареи, так что данный способ можно использовать с полностью не исправными аккумуляторами, которым хуже не будет. В результате холода контроллер должен временно перестать понимать, что происходит и дать возможность батареи зарядиться.

Блок: 7/10 | Кол-во символов: 889
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Как восстановить емкость в аккумуляторе

Восстановить можно способность аккумулятора держать и восполнять заряд, емкость же со временем уменьшается, и процесс этот необратимый. В противном случае АКБ работали бы вечно.

Из-за потери емкости современные литиевые аккумуляторы служат в среднем три года. Поэтому все советы, как восстановить емкость, на самом деле о том, как восстановить способность телефона держать заряд.

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 420
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Калибровка аккумулятора смартфона

Для того чтобы избежать проблем с аккумулятором, а также при ухудшении его способностей, рекомендуется периодически делать калибровку. Обычно современные батареи рекомендуется не заряжать до конца и не разряжать, соответственно, тоже. А чтобы откалибровать заряд (то есть, «напомнить» АКБ, как правильно себя вести), используется полный разряд с последующей стопроцентной зарядкой.

Для этого нужно полностью исчерпать ресурс батареи так, чтобы телефон выключился. А затем поставить на зарядку. Ко времени, которое требуется на полную зарядку, для верности стоит накинуть пару часов. Затем включить.

Так же для калибровки батареи можно использовать любое мобильное приложение, которое можно скачать в Google Play или App Store в зависимости от того, что у вас Android или iPhone. Для этого достаточно в поисковой строке поиска приложений написать: «Калибровки батареи». Такой способ гарантирует, что Вы скачаете самое актуальное и свежее приложение, так как рекомендованное нами может устареть и не поддерживать более свежие модели телефонов и ОС.

Блок: 9/10 | Кол-во символов: 1082
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Когда не стоит заниматься восстановлением аккумулятора

Все эти временные меры способны на какой-то период реанимировать старенький или вдруг потерявший способность держать заряд аккумулятор. Если же батарея совсем ни на что не годится и даже не заряжается, не говоря уже о том, чтобы держать заряд, единственный выход – купить новую.

Также если АКБ деформировалась и вздулась, реанимация не спасет положение. Вздувшийся аккумулятор может лопнуть, в этом случае электролит испортит телефон изнутри. Вплоть до такого, что починить его будет невозможно.

Кроме того, к делу восстановления батареи нужно подходить серьезно и ответственно. Несоблюдение правил и техники безопасности может испортить даже вполне рабочее оборудование, а возможно – и нанести вред человеку.

Вам когда-нибудь приходилось восстанавливать аккумулятор телефона? Вы использовали один из выше перечисленных методов или какой-то другой? Расскажите нам о Вашем опыте в комментариях, это поможет сделать материал более полным и интересным.

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 1005
Источник: https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 17201
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

1. https://IstochnikiPitaniy.ru/akkumulyatory/telefonnye/kak-vosstanovit-akkumulyator-telefona.html: использовано 8 блоков из 10, кол-во символов 7894 (46%)
2. http://electro-shema.ru/chertezhi/vosstanovlenie-li-ion.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 1094 (6%)
3. https://lifeservice.me/vosstanovit-batareyu-smartfona-mnenie/: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 3724 (22%)
4. http://dolgoteh.ru/akkumulyator-ne-derzhit-zaryad-kak-vernut-v-magazin/: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 4489 (26%)

Аккумулятор Ventura GPL 12-80 (12В, 80Ач)

Технология изготовления

Герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы Ventura серии GPL производятся по технологии AGM (технология AGM – аккумуляторы с жидким электролитом, впитанным в стекловолоконный сепаратор). Стекловолоконный сепаратор аккумуляторов серии GPL изготавливается из боросиликатного стекла, что обеспечивает повышенную пористость сепаратора, а также его высокую устойчивость к воздействию высоких температур и серной кислоты.

Применяемые клапаны избыточного давления поддерживают внутри корпуса необходимое давление для протекания реакции рекомбинации (рекомбинация — взаимодействие высвобождающихся при заряде кислорода и водорода с образованием молекул воды). Коэффициент рекомбинации аккумуляторов серии GPL составляет более 99%, что исключает потери воды в процессе заряда. В связи с этим аккумуляторы не требуют долива дистиллированной воды и измерения плотности электролита на протяжении всего срока эксплуатации.

Особенности конструкции

В аккумуляторах используются намазные положительные и отрицательные пластины. Отличительной особенностью пластин данного типа является простота конструкции, низкое внутреннее сопротивление, быстрое восстановление емкости.

Решетки пластин изготовлены из свинцового сплава, содержащего компоненты, обеспечивающие механическую прочность решетки, низкое газовыделение в процессе заряда и высокую коррозионную устойчивость.

Специальные присадки в электролит обеспечивают легкий заряд аккумулятора даже после глубокого разряда.

Корпуса аккумуляторов изготовлены из высококачественного пластика (ABS-акрилбутадиенстирол). Особенностью конструкции аккумуляторов серии является повышенная прочность корпуса, что значительно увеличивает срок службы и препятствует деформации пластин. Возможен заказ аккумуляторов с корпусами стандартной (НВ) или повышенной (V0) огнестойкости

Технические характеристики

Аккумуляторы серии производятся в виде моноблоков на номинальное напряжение 12 Вольт в диапазоне емкостей от 33 до 250 Ач, они предназначены для эксплуатации, как в режиме постоянного подзаряда, так и в циклическом режиме.

Напряжение постоянного подзаряда должно поддерживаться в диапазоне 2,27-2,3 В/элемент (при 25°С). Возможен монтаж аккумуляторов как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Установка на крышку (клеммами вниз) не допускается.

Срок службы аккумуляторов серии GPL составляет 10-12 лет.

Область применения

Аккумуляторы серии GPL — это надежное решение для широкого диапазона применений. Данные аккумуляторы используются для комплектования батарей, используемых в качестве источников постоянного тока на объектах связи, производства и распределения электроэнергии, в источниках бесперебойного питания, в системах безопасности, видеонаблюдения, контроля и управления доступом, на железной дороге, в нефтегазовой отрасли и в других областях промышленности.

Аналоги: WBR GPL 12800, Аккумулятор Challenger A12-80 (12В, 80Ач)

Эксплуатация нового аккумулятора и ввод в эксплуатацию батареи

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям

Опубликовано 20.06.2016 15:15

Автор: Abramova Olesya

---

---

Во многих отношениях можно провести параллель между поведением аккумуляторной батареи и человеческого организма. Приложенное к аккумулятору заботливое отношение, как и в случае со здоровьем человека, вернется сторицей в виде сохранения номинальных эксплуатационных характеристик и полного срока службы. Но в данном случае бывают и исключения, и, казалось бы, адекватное обслуживание не всегда приведет к ожидаемым выгодам.

Чтобы стать хорошим хозяином, вы должны понимать основные потребности аккумуляторной батареи, а это подразумевает наличие определенных знаний, которым в школе не учат. Этот раздел посвящен описанию корректной эксплуатации новых аккумуляторных батарей, нюансам их зарядных процессов и правильным действиям при необходимости длительного хранения. Также в этом разделе раскрываются моменты правильной воздушной транспортировки и нюансы утилизации.

Но как и невозможно предсказать продолжительность жизни человека при его рождении, так и нет стопроцентной методики определения точного срока службы аккумуляторной батареи. Некоторые аккумуляторы служат очень долго, а некоторые перестают функционировать еще будучи относительно новыми. Неправильная зарядка, жесткие разрядные нагрузки и тепловое воздействие являются злейшими врагами аккумуляторных батарей. Хотя и существуют способы и методы защиты аккумуляторов, достижение идеальных условий не всегда возможно. В этой главе описывается, как извлечь максимум из наших аккумуляторных батарей.

Не все новые аккумуляторные батареи имеют емкость, равную номинальной, и требует определенного предварительного обслуживания — форматирования. Несмотря на то, что данная особенность свойственна большинству электрохимических систем, производители литий-ионных аккумуляторов утверждают, что эта система лишена необходимости особого предварительного зарядного режима — “тренировки”, и готова к полноценному использованию уже сразу. Хотя данное утверждение и не лишено правды, у литий-ионных аккумуляторов все же отмечается некоторый прирост емкости после долгого хранения.

По сути, можно выделить два метода предварительного обслуживания аккумулятора — форматирование и “тренировку”. Оба этих метода направлены на улучшение неоптимизированной начальной емкости путем приложения циклических зарядных и разрядных процессов. Форматирование как бы завершает процесс производства путем окончательного формирования внутреннего устройства аккумуляторной батареи, что происходит естественным образом во время циклического режима работы. Типичным примером могут служить аккумуляторы на основе свинца или никеля, которые улучшают свои характеристики вплоть до момента полного форматирования. С другой стороны, “тренировка” аккумулятора является обслуживающим режимом, призванным улучшить производительность уже во время эксплуатации или после длительного хранения. “Тренировка” главным образом применяется к аккумуляторам на основе никеля.

Форматирование свинцово-кислотного аккумулятора происходит путем применения зарядки с последующей разрядкой и перезарядкой. Этот процесс инициируется на заводе-изготовителе и завершается уже у конечного потребителя как часть обыкновенной эксплуатации. Специалисты советуют не подвергать новый аккумулятор высоким нагрузкам, рекомендуется использование умеренного разряда с постепенным его увеличением, — можно провести аналогию со спортсменом, которому изначально необходима разминка, чтобы в дальнейшем взять большой вес или преодолеть большую дистанцию. Но такой совет не применим к стартерным аккумуляторам, которые используются в автомобилях или к другим аккумуляторам со специфическими условиями эксплуатации. Свинцово-кислотный аккумулятор обычно достигает своего полного значения емкости после 50-100 циклов. На рисунке 1 показана продолжительность жизни аккумуляторной батареи свинцово-кислотной электрохимической системы.

Рисунок 1: Продолжительность жизни свинцово-кислотного аккумулятора.

Новый свинцово-кислотный аккумулятор может быть не полностью отформатирован и достигнет полной своей производительности только после примерно 50 или больше циклов. Сам процесс форматирования происходит непосредственно во время эксплуатации, но его принудительное инициирование не рекомендуется, так как это приведет к не нужному нам износу аккумулятора.

Новые глубоко разрядные аккумуляторы имеют порядка 85% процентов от номинальной емкости, и достигают своих 100% или около того только после полного завершения процесса форматирования. Но иногда попадаются экземпляры, стартовую емкость которых специальный аккумуляторный анализатор определяет на уровне около 65% или даже ниже. Соответственно возникает вопрос, восстановятся ли емкость данных образцов до необходимого уровня после форматирования? К сожалению, опыт показывает, что прирост емкости будет весьма ограничен и такие аккумуляторы, как правило, выходят из строя раньше других.

Основным назначением стартерного аккумулятора [BU-201] является обеспечение высоких токов нагрузки для запуска двигателя, и данное требование присутствует уже и на старте эксплуатации, не делая скидок для необходимых аккумулятору процессов форматирования или “тренировки”. Но к счастью автомобилистов, стартерный аккумулятор способен выдать необходимые разрядные токи на уровне емкости вплоть до 30%. Однако падение емкости ниже может поставить владельца автомобиля в довольно затруднительное положение. (Смотрите также BU-904: Как измерить емкость электрической батареи).

Производители рекомендуют применять подзарядку к новым или взятым после длительного хранения аккумуляторам на основе никеля в течение 16-24 часов. Это позволяет элементам аккумулятора произвести калибровку относительно друг друга, и соответственно, привести уровень заряда к одинаковому значению. Медленный заряд также способствует перераспределению электролита и устранению сухих пятен на сепараторе.

Аккумуляторные батареи на основе никеля не всегда полностью отформатированы при выходе с завода. Применение нескольких циклов заряда/разряда при нормальной эксплуатации или с помощью аккумуляторного анализатора помогает завершить этот процесс. Количество циклов, необходимое для достижения полной мощности, бывает разным и зависит от производителя элементов. Качественно сделанные элементы достигают номинальных значений уже после 5-7 циклов, в то время как более дешевым альтернативам может понадобиться до 50 циклов, чтобы добраться до приемлемых значений емкости.

Недостаточный уровень производительности из-за незавершенности процесса форматирования может стать довольно большой проблемой в случае, если потребитель ожидает, что аккумулятор будет работать на полную мощность прямо из коробки. Соответственно в компаниях, которые используют аккумуляторные батареи в критически важных приложениях, существует специальное тестирование производительности. Используются аккумуляторные анализаторы, которые имеют встроенные программы, точно прогнозирующие необходимое для достижения полной емкости количество циклов.

Применение циклического режима эксплуатации также способно восстановить утраченную вследствие длительного хранения емкость аккумулятора на основе никеля. Способность к регенерации зависит от срока хранения, уровня заряда и температуры окружающей среды. Количество необходимых для восстановления циклов лежит в прямой зависимости от срока хранения и величины температуры. Аккумуляторные анализаторы помогают в определении правильных параметров предварительной зарядки (“тренировки”) и гарантируют достижение аккумулятором номинальной емкости.

4. Литий-ионная электрохимическая система

Довольно распространено мнение, что во время хранения на катоде литий-ионного элемента образуется пассивирующий слой, также известный как межфазная защитная пленка (IPF — interfacial protective film). Считается, что этот слой вызывает ограничение потока ионов, что, в свою очередь, приводит к возрастанию внутреннего сопротивления и, в худшем случае, даже к металлизации лития. Зарядка, а еще более эффективнее циклический режим, помогут растворить этот слой, и уже после второго или третьего цикла аккумулятор приобретет дополнительное время работы, хоть и в небольшом количестве.

Ученые еще не в полной мере понимают природу этого слоя, и немногочисленные опубликованные исследования в этой сфере только предполагают, что прирост производительности благодаря циклическому режиму эксплуатации связан с удалением пассивирующего слоя. Некоторые ученые даже отрицают существование слоя, акцентируя внимание на том, что эта идея является спекулятивной и не согласуется с существующими исследованиями. Независимо от факта существования этого пассивирующего слоя в литий-ионных элементах, нельзя проводить параллели между этим свойством и “эффектом памяти” [BU-807] никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, которые схожи тем, что также требуют периодической циклической эксплуатации для предотвращения потери емкости. Симптомы могут казаться аналогичными, но сама механика процесса будет иная. Также нельзя сравнивать вышеописанные эффекты с эффектом сульфатации [BU-804b] свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Довольно распространенным является применение твердого электролита (SEI — solid electrolyte interface) в виде пленки, которая обволакивает анод. Слой SEI является электрическим изолятором, но обладает достаточной ионной проводимостью, что позволяет аккумулятору нормально функционировать. В то время как слой SEI несколько понижает показатель емкости, его защитные свойства позволяют обеспечить значительное долголетие литий-ионному элементу. (Смотрите BU-307: Для чего в электрической батарее нужен электролит).

Слой SEI формируется в процессе изготовления аккумуляторного элемента, и производители уделяют большое внимание этому моменту, так как некорректное формирование может привести к потере емкости и повышению внутреннего сопротивления. Процесс включает в себя несколько циклов подзарядки при повышенных температурах с периодами покоя, и суммарно может длиться несколько недель. Этот процесс формирования дополнительно обеспечивает контроль качества и помогает в согласовании отдельных элементов, а также позволяет контролировать саморазряд путем измерения напряжения после периодов отдыха. Высокий саморазряд будет свидетельствовать о наличии примесей, что, в свою очередь, укажет на факт производственного дефекта.

Также на катоде может происходить процесс окисления электролита. Это приводит к постоянной потере емкости и увеличению внутреннего сопротивления. Не существует ни одного способа удаления такого слоя после формирования, но существуют специальные добавки в электролит, которые уменьшают его негативное воздействие. Следует помнить, что поддержание в элементе напряжения выше 4,10 В вкупе с повышенной температурой способствует окислению электролита. Опыт использования литий-ионных аккумуляторов показывает, что это сочетание высокого напряжения и тепла более вредно в сравнении с просто высокими зарядными и разрядными циклическими нагрузками.

Литий-ионная электрохимическая система является очень чистой системой, которая не нуждается в дополнительной “тренировке” после выпуска с завода и также ей не нужно техническое обслуживание, как системам на основе никеля. Необходимость в окончательном форматировании не особо важна и заметна, максимальная емкость доступна уже сразу (исключением может быть эффект небольшого прироста емкости после длительного хранения). Полная разрядка после старта угасания емкости аккумулятора не приведет к ее восстановлению, в литий-ионной системе такое угасание лишь свидетельствует о необратимой деградации, которая в конце концов приводит к выходу из строя аккумулятора. Зарядные и разрядные характеристики поможет откалибровать контроллер “умного” аккумулятора, но эта калибровка не может повлиять на электрохимические процессы внутри самой батареи. (Смотрите BU-601: Принцип действия “умного” аккумулятора).

5. Неперезаряжаемые литиевые батареи

Первичные литиевые электрические батареи, такие как литий-тионилхлоридные (LTC), способны извлекать выгоду из возникающей при хранении пассивации. В нашем случае пассивация представляет собой тонкий слой, образовывавшийся вследствие реакции между электролитом, литиевым анодом и углесодержащим катодом. Обратите внимание, что анод первичной литиевой батареи состоит из лития, а катод является графитовым, что противоположно конструкции литий-ионного источника питания.

Без этого слоя большинство литиевых батарей просто не сможет функционировать, потому что присутствие лития вызывает быстрый саморазряд и деградационные процессы протекают довольно быстро. Некоторые ученые даже утверждают, что такие электрические батареи без формирования слоя из хлорида лития просто взорвутся, и именно благодаря пассивирующему слою возможно существование батареи и возможность ее хранения в течение 10 лет.

Температура и уровень глубины заряда имеют непосредственное влияние на рост пассивирующего слоя. Полностью заряженную литий-тионилхлоридную батарею труднее депассивировать после длительного хранения в сравнении с батареей с низким уровнем заряда. В то время как батареи этой электрохимической системы необходимо хранить при низких температурах, депассивация лучше работает при тепле, так как ей способствуют такие эффекты как повышенная теплопроводность и подвижность ионов.

Осторожно! Не допускайте применения физического напряжения или избыточного тепла к электрической батарее. Взрыв из-за неосторожного обращения может привести к серьезным травмам.

Пассивирующий слой вызывает задержку возникновения потенциала напряжения при первом подключении нагрузки к батарее. На рисунке 2 видно проседание и восстановление напряжения батарей с различными степенями пассивации. Батарея “А” демонстрирует минимальное падение напряжения, в то время как батарее “С” необходимо некоторое время для восстановления.

Рисунок 2: Поведение напряжения батарей с различными степенями пассивации при подключении нагрузки.

Батарея “А” имеет небольшую степень пассивации, “В” — большую и, соответственно, ей требуется большее время для восстановления напряжения, а степень пассивации батареи “С” является довольно значительной.

Если литий-тионилхлоридные батареи используются в устройствах с очень низкими разрядными токами, например, в датчиках или системах индикации, то в них могут развиться довольно значительные процессы пассивации, которые, в свою очередь, могут привести к поломке батареи. К слову, высокая температура окружающей среды способствует этим процессам. Данная проблема решается путем подключения большого конденсатора параллельно батарее. Такая батарея с высоким внутренним сопротивлением все еще способна зарядить конденсатор случайными высокими импульсами, а в периоды покоя происходит подзарядка конденсатора.

Для помощи в предотвращении сульфатации во время хранения, в некоторые литиевые батареи встраивается резистор номиналом 36 кОм, который служит в качестве паразитной нагрузки. Устойчивый низкий ток разряда препятствует излишнему увеличению толщины пассивирующего слоя, но в то же время приводит к снижению срока хранения. После двухлетнего хранения батареи с 36 кОм резистором сохраняют вплоть до 90% емкости. Другим методом, помогающим литиевым батареям, является применение периодических разрядных импульсов во время хранения.

Не все первичные литиевые батареи восстанавливаются при подключении к устройству и приложении нагрузки. Разрядный ток может быть слишком низким, чтобы устранить пассивацию. Также возможна ситуация, когда само подключенное устройство определяет нашу пассивированную батарею как неисправную или как батарею с низким уровнем заряда, и просто отклоняет ее. Большинство таких батарей могут быть подготовлены к эксплуатации с помощью функции контролируемой нагрузки аккумуляторного анализатора, которая приведет характеристики к необходимым значениям.

Требуемый разрядный ток для депассивации составляет 1С-3С (С — номинальная емкость). Напряжение элемента должно восстановиться до 3,2 В при приложении такой нагрузки, а время самого приложения составляет, как правило, около 20 секунд. Этот процесс может быть повторен при необходимости, но он должен занимать не более 5 минут времени. При нагрузке в 1С напряжение исправного элемента должно остаться выше 3,0 В. Падение ниже 2,7 В будет свидетельствовать об окончании срока их использования. (Смотрите BU-106: Первичные электрические батареи).

Литий-металлические электрические батареи имеют более высокое содержание лития и на них распространяются более строгие правила транспортировки в сравнении с литий-ионными аккумуляторами той же емкости. (Смотрите BU-704a: Ограничения воздушной транспортировки батарей на основе лития). Данные ограничения вызваны более высокой удельной энергоемкостью.

Осторожно! Следует помнить о необходимости ограничения зарядных токов при работе с литиевыми батареями. Всегда устанавливайте предел тока к самому низкому практическому уровню и следите за напряжением и температурой аккумулятора. В случае разрыва, утечки электролита или при любом другом случае воздействия электролита немедленно промойте место поражения водой. При попадании электролита в глаза промывайте их в течение 15 минут и немедленно обратитесь к врачу.
Используйте защитные перчатки для работы с электролитом, свинцом и кадмием.

Последнее обновление 2016-04-02

Восстановление списанных сульфатированных свинцово-кислотных аккумуляторов

Аннотация

Целью этого исследования является восстановление отработанных сульфатированных свинцово-кислотных аккумуляторов. В этой работе было исследовано влияние двух методов (обратный заряд и химический заряд) на реактивацию сульфатированных активных материалов. При обратной зарядке аккумулятор глубоко разряжается, и электролит аккумулятора заменяется новым раствором серной кислоты 1.28 г см ^-3 . Затем аккумулятор обратно заряжается методом постоянного тока (2 А для аккумулятора номинальной емкостью 40 Ач) в течение 24 часов. На заключительном этапе инверсно заряженный аккумулятор заряжается напрямую в течение 48 часов. Благодаря этим процессам выброшенная батарея может восстановить свою емкость до более чем 80% от такой же свежей и несульфатированной батареи.

Для метода загрузки химикатов существуют некоторые эффективные параметры, включая концентрацию персульфата аммония [(NH ₄ ) ₂ S ₂ O ₈ ], температуру восстановления и время восстановления.Эффект всех параметров был оптимизирован по отдельности. Сульфатированная батарея глубоко разряжена, а затем ее электролит был заменен 40% -ным раствором персульфата аммония (в качестве окислителя) при температуре 50 ° C. За счет добавления раствора окислителя химическая зарядка положительной и отрицательной пластин проводилась в течение оптимального времени 1 час. Химически заряженные аккумуляторы заряжали методом постоянного напряжения (2,66 В для аккумулятора с номинальным напряжением и номинальной емкостью 2 В и 10 Ач соответственно) в течение 24 часов.Выполняя эти процессы, выброшенная батарея может восстановить свою емкость до более чем 84% от аналогичной свежей и несульфатированной батареи. Были исследованы характеристики разряда и жизненного цикла восстановленных батарей и проведено сравнение с аналогичными исправными батареями. Морфологию и структуру пластин изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) до и после восстановления.

Восстановление батареи

Аккумуляторы глубокого цикла

Уравнительный заряд

Электронный десульфатор батарей

Некоторые из следующих процедуры также являются составной частью обслуживания батареи, но на самом деле они разрушительны. в какой-то степени и уменьшит срок службы батареи.Долговечность может не быть проблемой, если аккумулятор производительность в настоящее время не оптимальна, и вам необходимо восстановить производительность. Какие Следующее в целом не следует рассматривать как профилактическое обслуживание.

Восстановление сульфатных батарей;
что сработало для нас и наших клиентов:

Вы определили, что ваш аккумулятор требует восстановления. Вероятно, в нем будут представлены некоторые или все следующее: быстрое падение напряжения при малых нагрузках, быстрое получение заряда, требуется длительное время для полной зарядки, более высокие температуры во время зарядки и разряд, удельная разница между ячейками 50 баллов и более.

Более подробное описание следующие шаги следуют ниже этого раздела

1. Пометьте каждую батарею и каждая ячейка в батарее.
2. Запустить журнал батареи и постоянно контролируйте свои батареи с помощью хорошего ареометра (не дешевого из автомобильного магазина или магазина больших коробок. Вам нужен ареометр, который измеряет до 3 знаков после запятой). Следите за индивидуальными батареи и элементы, регистрирующие напряжение, температуру и удельный вес. Регистрируйте все измерения после каждого процесса, через который вы вставляете аккумулятор. Когда батареи будут восстановлены, продолжайте регистрировать их атрибуты по крайней мере раз в три месяца.
3. Купите хороший ареометр. если у вас его нет.
4. Вставьте батареи через Цикл выравнивающего заряда зарядного устройства
5. Сразу купить или если вы так склонны и способны, построить электронный десульфатор батареи и подключите его к батареям и оставьте там.Убедитесь, что вы поддерживаете поддерживающий заряд аккумуляторов во время работы десульфатора.
6. В качестве альтернативы вы можете выполнить глубокий цикл работы с батареями. Глубокая езда на велосипеде — это процесс полной зарядки аккумуляторов, а затем разрядка до удельного веса 1,120, а затем полная зарядка аккумуляторов до удельного веса около 1,27. Сделайте это не менее шести циклов.
7. Через две недели повторите шаг 6, если удельный вес клеток продолжает различаться. Сделай так еще раз два недели спустя.
8. Если у вас есть батарейки или ячейки, которые продолжают отличаться от остальных, стремятся заменить их хорошими одни, даже хорошо бывшие в употреблении, примерно того же возраста.В противном случае, возможно, пришло время новый комплект батарей. ПОЖАЛУЙСТА, прочтите все разделы в нашей батарее раздел, из которого это всего одна страница. Ваши батареи пришли в это состояние на причина, наши веб-страницы в этом разделе созданы, чтобы помочь вам избежать проблемы.

Удачи!

Описание батареи Способы и технологии восстановления и их влияние на батареи

Уравнительный заряд

Во время выравнивающего заряда пиковое напряжение повышается, вызывая повышение температуры и сильное газообразование. Вероятно, что газовыделение является следствием слишком высокого напряжения. индуцированное газообразование вызывает турбулентность над покрытием кристаллов сульфата пластины батареи, большая часть растворяясь, но разделяя некоторые, позволяя им всплыть на поверхность электролита. Более высокие температуры связанные с выравнивающей зарядкой также помогают разъедать пластины аккумулятора, свежие поверхность пластины обнажена. Турбулентность электролита также взбалтывает и перемешивает электролит, если он расслоился.Никогда не ставьте разряжена батарея на Equalize. Выровняйте батареи после того, как они зарядили и дали остыть. Опция выравнивания не является методом зарядки, это техника обслуживания, используемая только при необходимости.

Электронная десульфатация

Электронный ток до 10А к батареям применяется циклический режим 800 кГц или более. Это создает резонанс внутри батареи, которые изнашивают кристаллы сульфата на ионном уровне. В резонанс может отрицательно повлиять на старые батареи со структурно эродированными пластинами из-за того, что хрупкие части пластины отвалятся и, возможно, закоротит ячейку.

Глубокий цикл

Техника, используемая для выравнивания и омолаживайте, когда батареи циклически переключаются между полным состоянием заряда, а затем до 20% заряда. Зарядка от 20% заряда есть оптимально работает при уровне заряда 10% от номинального значения в ампер-часах аккумуляторная батарея например аккумулятор на 1500 Ач заряжается с помощью зарядного устройства, способного зарядка на 150 ампер. Последовательность подзарядки проходит через трехступенчатая последовательность зарядки: объемная, абсорбционная и плавающая, и зарядка должна быть непрерывным.Батареи с глубоким циклом сокращают срок службы батареи, но меньше разрушительнее, чем уравнительный заряд. Аккумуляторы AGM и VRLA нельзя выровнено, но можно использовать технику глубокого цикла.

Другое восстановление аккумулятора Методы

Мы бродили по Интернету и видел много других предложенных решений и следил за некоторыми. От очистки сульфатирование аккумуляторов с использованием химического вещества, называемого ЭДТА или тетранатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. (N, N’-1,2-этандиилбис [Тетранатриевая соль N- (карбоксиметил) глицерина для удаления сульфатных отложений до использование TSP (после слива электролита) для удаления другой грязи разряжены батареи.У нас нет опыта добавления или использования химикатов для аккумуляторов, так как все производители, которых мы представляем, не рекомендуют их использовать.

самых распространенных ошибок свинцово-кислотных аккумуляторов

Каждый раз, когда вы совершаете покупку, лучше всего разбираться в тонкостях вашего нового продукта . Но давайте будем честными — сидеть и читать руководство или проводить исследования — не всегда главное в вашем списке дел. Итак, мы сузили круг того, что вам нужно знать здесь. Если вы новичок в использовании свинцово-кислотных аккумуляторов или просто ищете более эффективные способы поддержания их рабочих характеристик, помните об этих четырех простых вещах.

1.

Недозаряд

Недозаряд происходит, когда аккумулятор не может полностью зарядиться после того, как он был использован. Достаточно просто, правда? Но если вы будете делать это постоянно или даже просто храните аккумулятор с частичным зарядом, это может вызвать сульфатирование. (Спойлер: сульфатирование — это плохо.)

Сульфатирование — это образование сульфата свинца на пластинах аккумулятора, которое снижает производительность аккумулятора. Сульфатирование также может привести к преждевременному выходу из строя батареи.

Советы профессионалов:

• Лучший способ предотвратить это — полностью зарядить аккумулятор после использования и перед хранением.
• Также следует подзаряжать каждые несколько недель, если аккумулятор будет храниться в течение длительного периода времени.

2. Перезарядка

Хотя вы, конечно, не хотите держать аккумулятор в недозаряженном состоянии, перезарядка — это так же плохо. Емкость для непрерывной зарядки:

• вызывает коррозию положительных пластин аккумулятора
• вызывает повышенное потребление воды
• даже допускает чрезмерные температуры, вызывающие повреждение внутри батареи.

Этот непрерывный нагрев от перезарядки может вывести аккумулятор из строя всего за несколько коротких часов .

Профессиональный совет: Хорошее практическое правило, которое поможет избежать ловушки перезарядки, — заряжать аккумулятор после каждой разрядки на 50% от его общей емкости.

Если аккумулятор будет храниться в течение месяца или более, вы должны полностью зарядить его перед хранением, а затем заряжать в течение всего времени хранения. Каждые несколько недель должно быть хорошо.Вы также можете рассмотреть возможность использования постоянного зарядного устройства.

Непрерывное зарядное устройство предназначено для медленной зарядки аккумулятора в течение определенного периода времени, а не для его перезарядки. . Некоторые зарядные устройства можно безопасно подключать к батарее на несколько дней, в то время как другие рассчитаны на то, чтобы оставаться подключенными в течение нескольких месяцев.

3. Подводный

Поскольку вода теряется в процессе зарядки, может произойти повреждение, если эта вода не пополнится.

Если уровень электролита упадет ниже вершины пластин, повреждение может быть непоправимым.Вам следует часто проверять уровень воды в батареях и при необходимости доливать в батареи дистиллированную воду. При поливе аккумулятор может вызвать необратимую сульфатацию.

Профессиональный совет: лучший способ избежать этого — воздерживаться от перезарядки и проверять уровень воды. Чем больше используется и перезаряжается аккумулятор, тем чаще вам нужно будет проверять уровень электролита.

Имейте в виду, что более жаркий климат также приведет к истощению запасов воды. Перед добавлением воды в элементы убедитесь, что аккумулятор полностью заряжен.

4. Перелив

В вашей батарее может быть не только слишком мало воды для нормальной работы, но и ее может быть слишком много. Избыточный полив может привести к разбавлению электролитов, что приведет к снижению производительности аккумулятора.

Наконечник Pro: нормальный уровень жидкости находится примерно на ½ дюйма выше верха пластин или чуть ниже дна вентиляционного отверстия. Если вы проверяете уровень жидкости, и уровень воды достаточен, не доливайте.

Давайте быстро развенчаем мифы: существует распространенное мнение, что снижение напряжения заряда до 13 вольт или ниже уменьшит потребность в более частой проверке уровня воды.

Хотя это правда, это также может привести к расслоению батареи, в результате чего кислота батареи отделяется от электролитов и собирается на дне батареи. Это приводит к сульфатированию, которое, как упоминалось ранее, приводит к снижению производительности батареи и сокращению срока службы.

Итак, что все это значит?

Проблемы, связанные с чрезмерным и недостаточным поливом, а также чрезмерным и недостаточным поливом, могут стать отличным поводом для прогулки. На самом деле нужно просто найти золотую середину.

Большинство производителей аккумуляторов предоставляют список рекомендаций, которые упростят уход за свинцово-кислотными аккумуляторами и их техническое обслуживание. Мы лучше, чем кто-либо, знаем, что на поддержание надлежащего заряда и надлежащего уровня электролита может влиять масса факторов. Если вы можете вспомнить только одно, помните температуру — это один из важнейших факторов.

• Чем теплее, чем окружающей среды, тем чаще хранимому аккумулятору требуется дозаправка, а также проверка уровня воды.
• Чем охладится окружающей среды, тем больше времени вы можете позволить пройти между заправками и доливками воды.

Ознакомьтесь с рекомендациями производителя, чтобы продлить срок службы батареи. Если вам нужны разъяснения или у вас есть вопросы, позвоните специалистам NEB; в конце концов, мы здесь, чтобы помочь.

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Предложение по процедуре зарядки аккумуляторов, включающее восстановление короткозамкнутых и глубоко разряженных тяговых аккумуляторов LiFePO4

1. Введение Литий-ионные аккумуляторы

успешно вошли в нашу повседневную жизнь, от продуктов 3C до электромобилей. Например, недавно разработанная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO ₄ ) с большей энергоемкостью и более безопасными химическими характеристиками считается отличным источником энергии для будущих электромобилей.К сожалению, капитальные затраты на эти литий-ионные аккумуляторы еще недостаточно низки, чтобы существенно снизить общую стоимость электромобилей для привлечения многочисленных клиентов. Следовательно, это роковое узкое место напрямую влияет на универсальную адаптируемость электромобилей. Некоторые исследования показали, что стоимость литий-ионных аккумуляторов должна быть снижена примерно на 50%, чтобы их можно было использовать в электромобилях, чтобы полностью конкурировать с автомобилями с традиционным топливом [1,2,3]. В настоящее время в Европе зарегистрировано около 200 миллионов транспортных средств (примерно 80% составляют легковые автомобили и 20% коммерческие автомобили).Автомобильные аккумуляторы портятся через два-три года, и люди выбрасывают их [4]. Если в течение года заменить только одну батарею из пяти, то в год будет собираться 15 миллионов батарей. Тем не менее, только в Европе выбрасывается более 15 миллионов батареек. К сожалению, только одна треть от общего количества перерабатывается производителями, а остальная часть либо утилизируется, либо сбрасывается в лесах, реках и других местах [5,6,7]. Существенной причиной увеличения количества используемых аккумуляторов является короткий срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов.Кроме того, батареи большого размера, используемые для электрических грузовиков, являются дорогостоящими, их стоимость варьируется от 300 до 1500 евро, и, следовательно, они связаны с очень высокими периодическими расходами, а затем и с более дорогими продуктами. Предотвращение повреждения этого типа батареи и продление ее жизненного цикла будет иметь большое экономическое воздействие [8,9,10]. Таким образом, переработка, а также восстановление / восстановление использованных или поврежденных аккумуляторных элементов является темой, которая должна быть принятым, если рассматривается устойчивость, связанная с окружающей средой и затратами [11,12,13].В настоящее время процессы регенерации доступны в основном для свинцово-кислотных и никель-металлгидридных аккумуляторов, используемых в больших системах хранения электроэнергии или гибридных транспортных средствах. Целевые устройства представляют собой батареи, когда обе электродные пластины осаждаются кристаллами, а электролит состоит исключительно из дистиллированной воды. Обычное зарядное устройство не сможет зарядить такую ​​батарею, потому что она требует регенерации. Процесс регенерации обычно состоит из набора мощных электрических импульсов, разрушающих кристаллизованные слои.Производители регенераторов батарей из-за ноу-хау компании не описывают процедуры регенерации, и каждый применяет отдельно разработанную систему. Исходя из этого, трудно наблюдать и определять точную методологию, используемую для регенерации [14,15,16]. Что касается перспективы использования литиевых элементов для электронной мобильности, тема регенерации выйдет на первый план, поскольку цена на литий по-прежнему высока. Следовательно, процесс изготовления тяговых аккумуляторов представляет собой дорогостоящую процедуру.В настоящее время разработано множество алгоритмов анализа, разработки моделей и оценки состояния заряда и состояния здоровья, позволяющих точно оценить срок службы тяговых накопителей энергии [17,18,19]. Однако недостаточно исследований, посвященных возможностям регенерации поврежденных ячеек, которые после правильного процесса восстановления емкости можно было бы использовать вторично в процессе накопления энергии.

Таким образом, в представленной статье представлена ​​экспериментальная методика для поврежденного аккумулятора (основное внимание уделяется тяговым элементам LiFePO ₄ ) с учетом различных типов повреждений.Первоначально тест с перезарядкой проводится для проверки компонентов защиты исследуемых ячеек, а также для проверки того, может ли быть применена регенерация на перезаряженной батарее. Следовательно, исследование длительного короткого замыкания представлено вместе с предложением и оценкой алгоритма восстановления, подходящего для этого типа повреждения батареи. Предлагаемая процедура основана на принципах регенерации свинцово-кислотных аккумуляторов. Напротив, отдельные методы (регенерация из короткого замыкания и регенерация из глубокого разряда) были испытаны экспериментально путем изменения амплитуд импульсов, длительности импульсов и повторения (частоты) импульсов.

Точно так же процедура восстановления предлагается для элементов, которые требуют несоответствующего длительного хранения, где может применяться глубокая разрядка элемента. Эта ситуация также описывается, в то время как процедура восстановления с настройками, относящимися к состоянию глубокого разряда, применялась к поврежденным элементам и, следовательно, оценивалась с помощью теста доставленных ампер-часов. Полученные результаты сравнивали с новыми элементами, а также оценивали после непрерывного использования (30 дней зарядки и разрядки при различной нагрузке) регенерированных элементов.

2. Типы электрических повреждений тяговых аккумуляторов

Что касается работы аккумуляторов, существует несколько опасных условий, связанных с электрическим поведением цепи, которые могут вызвать повреждение самой аккумуляторной батареи. Последствия неправильной эксплуатации в первую очередь отражаются в потере емкости или значительном падении напряжения холостого хода (OCV). Если чрезмерная продолжительность опасной работы длится, это может нанести вторичный вред внутренней конструкции, а также механической крышке батареи.Здесь обсуждается длительная работа от короткого замыкания, перезаряд батареи выше допустимого уровня напряжения или чрезмерная глубокая разрядка во время работы от батареи или / и неправильное хранение батареи. Поскольку каждое из упомянутых нежелательных условий эксплуатации отражается в повреждении батареи, важно выяснить, можно ли применить подходящую процедуру для восстановления батареи до ее номинального рабочего состояния. В данной статье внимание сосредоточено на исследовании степени воздействия неправильной эксплуатации, т.е.например, перезаряд и короткое замыкание 40 Ач – 128 Втч Sinopoly LiFePO ₄ 3,2 В. В то же время алгоритм регенерации применяется к ячейке с длительным коротким замыканием. Аналогичным образом был обнаружен глубоко разряженный аккумулятор WINA 60 Ач LiFePO ₄ 3,2 В, который, следовательно, подвергся применению предложенной процедуры регенерации для восстановления его емкости и функциональности. Основные электрические параметры обеих испытанных ячеек приведены в таблице 1.

2.1. Экспериментальное применение перезарядки

Экспериментальное исследование первого неправильного рабочего состояния, т.е.Т. е. перезаряд батареи осуществлялся с помощью испытательного стенда, который в основном показан на рисунке 1. Основным устройством, отвечающим за моделирование нежелательных условий, является программируемый источник питания EA PSI 8080 (EA Elektro- Automatik GmbH & Co.KG, Фирзен, Германия). Он предоставляет возможность программирования своих выходных переменных через файл инструкций, который содержит информацию, относящуюся к максимальным значениям зарядного напряжения, тока и мощности, а также для заданного временного интервала.Записанные данные отдельных переменных хранятся на ПК. Для анализа визуальных повреждений, наблюдаемых с течением времени, Canon EOS 6D делает снимки каждые 5 секунд, а тепловизионные камеры FLIR E5 (FLIR, Бостон, Массачусетс, США). и FLIR SC660 (FLIR, Бостон, Массачусетс, США). служат для детального анализа тепловых характеристик во время этого эксперимента. В начале теста OCV батареи составляло 3,43 В; таким образом, это относится к заряженному состоянию. Согласно паспорту элемента, значение зарядного напряжения не должно превышать 3.65 В. Первоначально выбранное значение перезарядки было установлено на 4,25 В, а зарядный ток составлял 10 А. Был применен режим зарядки CC&CV (постоянный ток и постоянное напряжение) (рисунок 2). Напряжение на аккумуляторе достигло значения 4,25. В в течение 50 с при постоянном токе 10 А. С этого момента напряжение батареи составляло 4,25 В, в то время как ток постепенно падал почти до 0 А. Во время испытания температура элемента поддерживалась в пределах безопасного рабочего интервала. . При этом максимум 24.2 ° C было достигнуто через 18 мин и 36 с, что представляет 2,3 ° C по сравнению с началом испытания. Во время эксперимента не наблюдалось видимых повреждений аккумуляторного блока, и при этом не происходило срабатывания предохранительного клапана. Это испытание продолжилось с повышенным уровнем зарядного напряжения и тока с использованием того же элемента. Первоначально в течение 35 с подавалось 6,25 В / 10 А, а через 35 с уровень зарядного тока был увеличен до 30 А (рисунок 3). После 800 с этого теста напряжение на элементе достигло 5.2 В. Упаковка аккумулятора была повреждена, и аккумулятор был неопровержимо поврежден из-за последующей утечки электролита. Это состояние также было достигнуто из-за отключения предохранительного клапана, расположенного между выводами аккумуляторной батареи. На основании этих экспериментов были подтверждены ограничения данных типов тяговых ячеек. Превышение допустимого зарядного напряжения выше 5 В вызывает необратимое повреждение аккумулятора. Таким образом, его невозможно регенерировать или восстановить. Единственный способ — утилизировать его для повторного использования.

2.2. Экспериментальное применение короткого замыкания

Эксперимент по короткому замыканию выбранной аккумуляторной батареи LiFePO ₄ 3,2 В, 40 Ач, 128 Втч был проведен в связи с необходимостью разработки алгоритма восстановления. Поэтому требовалось сначала закоротить выбранные ячейки на заданный интервал времени, чтобы получить эталонный образец. С точки зрения безопасности, короткое замыкание представляет собой наиболее критическое рабочее состояние из-за деформации компонента накопителя энергии, вызванной в первую очередь — химическими, а во вторую — тепловыми причинами.Эксперимент по короткому замыканию был реализован с использованием установки, показанной на рисунке 4. В этой конфигурации используются тепловизионная камера FLIR E5 и тепловизионная камера FLIR SC 660.

Использование обоих типов обусловлено статическим электричеством. и динамическая запись температуры ячейки. Измерение тока короткого замыкания было предоставлено APPA A18 (APPA Technology Corp., Нью-Тайбэй, Тайвань). Измеритель тока, а значения в зависимости от времени сохраняются на ПК с помощью измерительных карт LabView NI PXI 1031 (National Instruments, Остин, Техас, США).Камера Canon EOS 6D (Canon, Ota City, Tokio, Япония). отвечал за получение изображений с заданными временными шагами для оценки изменений геометрической формы ячейки.

Короткое замыкание было реализовано с использованием новой ячейки, которая изначально была отформатирована в процессе производства. Вторичное форматирование было выполнено в лабораторных условиях перед экспериментом по короткому замыканию. Значение напряжения холостого хода (OCV) перед испытанием достигает 3,24 В постоянного тока. Для начала испытания на короткое замыкание использовался механический переключатель с очень высоким номинальным током.

На рис. 4 показана временная форма тока короткого замыкания во время эксперимента. Видно, что после немедленного короткого замыкания ток батареи превысил 430 А. Следовательно, в течение более 300 с батарея потребляла ток более 350 А; его быстрое падение видно через 400 с продолжительности короткого замыкания. Снижение до значения 11,5 А и, наконец, до 2,7 А было достигнуто более чем через 600 с. Общая продолжительность этого эксперимента составляла 25 мин. Наряду с записью значения тока короткого замыкания также фиксировались тепловые характеристики.В конце эксперимента температура поверхности тестируемой ячейки составила 49,2 ° C (рис. 5). Предохранительный клапан давления, расположенный между электродами батареи, не сработал. На рисунке 6 показаны структурные повреждения после завершения испытания на короткое замыкание. Видно, что упаковка клетки слегка вздутая. Геометрические измерения подтвердили видимое увеличение ширины с 46 мм до 54 мм. Максимум 54 мм был измерен в середине высоты аккумуляторного блока.

После эксперимента испытуемую клетку оставляли в покое на 22 дня. Размеры упаковки были однажды проверены после этого периода, при этом никаких изменений не наблюдалось по сравнению с немедленной оценкой после эксперимента с коротким замыканием.

2.3. Deep Discharge

В ходе тестирования глубокого разряда был выбран элемент LiFePO ₄ 3,2 В 60 Ач со значительным повреждением корпуса элемента. Измерение подтвердило состояние глубокого разряда, в то время как напряжение холостого хода этой ячейки было 1.88 В. Минимальный диапазон напряжения для этой ячейки также составляет 2,5 В, согласно паспорту (таблица 1). Важным фактом является то, что ячейка имеет металлический корпус, который в первую очередь предназначен для повышенной защиты от возможных повреждений и рассеивания тепла. Исследуемый элемент представляет собой неиспользуемое устройство, при этом глубокий разряд является результатом неправильного хранения, напряжение которого достигло критического уровня в результате саморазряда. Он определяется производителем из расчета 3% мощности за один месяц. Наблюдение за упаковкой этой ячейки обнаруживает видимое надувание в центральной части, ширина которого достигала 43.8 мм (рисунок 7). Исходная ширина ячейки, заявленная производителем, составляет 36 мм.

3. Предложение по процедуре регенерации короткозамкнутых и глубоко разряженных элементов

Тестируемое устройство находится в металлической коробке, а необходимые измерения выполняются с использованием лабораторного оборудования, показанного на Рисунке 8. Механический переключатель защищает линию электропередач от источник / нагрузка на батарею, предотвращающую опасную ситуацию. Программируемая электронная нагрузка KIKOSUI PLZ 100 Вт и программируемый источник постоянного тока EA PSI 8080-60 управляются интерфейсом LabView, который также обеспечивает регистрацию измеренных значений (ток / напряжение / температура ячейки).С помощью разработанного руководства пользователя можно запрограммировать различные сценарии, относящиеся к алгоритмам восстановления, то есть последовательности зарядки и последовательности разрядки.

3.1. Предложение по алгоритму регенерации элемента с коротким замыканием

Предлагаемый процесс восстановления подходит для 3,2 В, 40 Ач, LiFePO ₄ , в то время как его можно использовать для различных Li-Fe фосфатных элементов. Единственное изменение заключается в последующей модификации отдельных этапов зарядки с учетом максимально допустимого зарядного тока и напряжения.После того, как предложенный метод восстановления будет применен, его эффект будет оценен путем проверки полученного Ah восстановленного элемента.

Первоначальная проверка поврежденного элемента была сосредоточена на оценке OCV, значение которого составляло 2,83 В. Это относится к полностью разряженному состоянию, в то время как значение OCV после длительного короткого замыкания все еще находится в пределах рабочих значений. ячейки, определенной в таблице. Для выбранного типа пределы находятся в пределах 2,5 В ± 3,65 В.

Восстановление батареи направлено на снижение негативного воздействия последствий короткого замыкания на электрические и механические свойства DUT (тестируемого устройства).

Предложение основано на последовательностях зарядки, которые характеризуются импульсным током (Рисунок 9). Эти последовательности зарядки разделены на шесть групп. После каждой из последовательностей применяется период отдыха (примерно 16 часов). Длительность каждой импульсной последовательности составляла 100 минут, при этом четыре цикла (по 25 минут каждый) создавали одну последовательность. Основное различие между циклами — это амплитуда зарядного тока (таблица 2). На рисунке 10 показана временная форма напряжения и температуры батареи во время первой последовательности зарядки.Видно, что начальное значение OCV составляло 2,83 В, в то время как в конце последовательности зарядки значение достигло 2,97 В. После последних 16 часов регенерации была применена последняя последовательность, в то время как OCV падает до 3,26 В, что является разница в 0,11 В по сравнению с концом пятой последовательности зарядки (рисунок 11). Диапазон тока в шестом цикле составляет от 10,5 A до 12 A. Значение напряжения батареи в конце было 3,42 В, а после последних 16 часов периода покоя OCV достигло 3,31 В. Температурный профиль во время каждой последовательности регенерации имеет форму. аналогичны характеристикам, показанным на рисунках 10 и 11.

DUT выполнил шесть циклов зарядки. После 18 часов регенерации после последней шестой последовательности зарядки напряжение холостого хода достигло 3,27 В. С точки зрения безопасности работы элемента во время применения последовательностей зарядки не было значительного повышения температуры поверхности или изменения размеров. внешней структуры не наблюдалось.

Основной причиной цикла каждой подпоследовательности было обеспечение постепенного увеличения зарядного тока. Интервал паузы между этапами зарядки важен для восстановления заряда аккумулятора.Что касается надежности, аккумулятор на данный момент стабилен и готов к полной зарядке. Уровень его использования будет оцениваться на основании теста выданных ампер-часов.

3.2. Предложение по алгоритму регенерации глубоко разряженного элемента

Как обсуждалось ранее, элемент LiFePO ₄ 3,2 В 60 Ач был выбран для применения алгоритма регенерации при рассмотрении глубокого разряда (1,88 В) ИУ. По сравнению с регенерацией короткозамкнутого элемента этот алгоритм разделен на 30 циклов зарядки и 30 циклов паузы, чередующихся друг с другом, при этом один цикл длится 1 с (таблица 3).После этого к ИУ применяется 5 мин регенерации (рисунок 12). Одна последовательность алгоритма регенерации, пригодная для глубокого разряда, длилась 126 мин. Импульс зарядного тока имел амплитуду 20 А, что соответствует 1/3 емкости элемента. Амплитуда зарядного напряжения составляла 3,65 В. Для данной батареи было реализовано применение шести последовательностей для достижения требуемого OCV на устройстве. При этом между отдельными последовательностями применялся период отдыха по 16 часов.На рисунке 13 показана временная форма напряжения батареи во время применения первой последовательности регенерации и последней (шести) последовательности регенерации (таблица 4). Видно, что в конце первой последовательности напряжение увеличилось с 2,04 В до 3,19 В. Во время последней последовательности уровень напряжения на элементе превышает 3,3 В. Температура элемента во время каждой последовательности была в пределах 25,38–26,18 ° C.

4. Проверка восстановленных элементов с помощью теста поставленных ампер-часов

В начале этого теста необходимо полностью зарядить восстановленные батареи.Для некоторых типов батарей рекомендуется зарядка CC&CV (постоянным током и постоянным напряжением). Обе восстановленные батареи проверяются путем испытания в ампер-часах (испытания емкости), при этом новые неповрежденные элементы используются в качестве эталонных устройств для сравнения и оценки.

Для проверки емкости батареи было проверено пять сценариев разрядки. Для каждого сценария характерно различное значение тока разряда, при этом диапазон выбирался на основе эксплуатационных свойств выбранных ячеек (13 A / 20 A – 120 A).После каждого теста ячейку повторно заряжали до полной емкости.

4.1. Проверка алгоритма регенерации короткозамкнутого элемента

Проверка емкости короткозамкнутого элемента проводилась для пяти значений разрядных токов, то есть 13 А, 20 А, 40 А, 80 А и 120 А. Первоначально восстановленный элемент был протестирован. В то же время, следовательно, эталонный образец прошел аналогичное испытание. Профили напряжения батареи во время отдельных состояний разряда для восстановленного и нового элемента графически интерпретированы на рисунках 14, 15 и 16.Из рисунков 14 и 15 видно, что для тока разряда от 13 A до 80 восстановленный элемент вырабатывает такое же количество ампер-часов по сравнению с новым элементом. Видимая разница действительна для случая 120 А (рисунок 16), где восстановленная ячейка обеспечивает только половину емкости новой ячейки. Подробная сводка результатов этого теста приведена в Таблице 5.

4.2. Верификация алгоритма регенерации глубоко разряженного элемента

Второй верификационный тест алгоритма восстановления глубоко разряженного элемента был реализован для четырех значений разрядных токов, т.е.е., 20 A, 40 A, 60 A и 80 A. Восстановленная ячейка сравнивалась с неиспользованной (новой) ячейкой, которая была изначально отформатирована.

На рисунке 17 показан профиль напряжения восстановленных и новых ячеек для тока разряда 20 А и 40 А. Для ситуации 20 А новая ячейка доставляет приложение. 60 Ач, точнее 60,869 Ач в течение 3 ч 2 мин 46 с. Максимальная температура на поверхности ячейки составила 35,397 ° C. С другой стороны, восстановленная ячейка обеспечивает всего 43,608 Ач, что более чем на 17 Ач меньше по сравнению с новой ячейкой.Для теста с током разряда 40 А новый элемент выдал 59,468 Ач и восстановил 42 536 Ач. Во время обоих испытаний температура на поверхности элемента повысилась до 39,16 ° C, т. Е. На 3,46 ° C больше по сравнению с восстановленным элементом. Профили напряжения для тестов с 60 A и 80 A показаны на рисунке 18. Видно что в обоих случаях новый элемент может выдать примерно 56 Ач (температура поверхности 44,168 ° C). Напротив, восстановленный элемент ведет себя аналогично предыдущим тестам, если учитывать разряд 60 А (приложение.Поставляется 40 Ач). Однако если к восстановленному элементу приложить разряд разряда 80 А, его напряжение упадет до минимального напряжения элемента. Таким образом, эта ситуация представляет собой почти опасный случай. Количество поставленных Ач достигло 35,886 Ач (температура поверхности 40,881 ° С). Сводка всех испытаний приведена в Таблице 6.

5. Выводы

В этой статье экспериментальное исследование алгоритмов восстановления тяговых батарей с литий-фосфатной технологией было изучено с выбранными типами элементов.Основное внимание было уделено возможностям, связанным с обновлением изначально поврежденных клеток путем длительного короткого замыкания или глубокого разряда. В обоих случаях процедуры основаны на процессе зарядки. Таким образом, отдельные процедуры предлагают другой подход, т.е. для короткозамкнутого элемента требуется постепенный профиль последовательностей зарядки средней продолжительности (с увеличением зарядного тока), в результате чего глубоко разряженный элемент использует кратковременные пиковые зарядные импульсы. Оба предложения были экспериментально проверены путем испытания доставленных ампер-часов восстановленных ячеек.Сравнение этих тестов было выполнено с вновь отформатированными ячейками того же типа. Экспериментально было установлено, что короткозамкнутый аккумулятор способен восстанавливать до 80%, если применить предложенную процедуру восстановления. Он действителен для разрядных токов в пределах 20 A – 80 A (0,5–2 ° C). Для более высоких токов восстановление представляет собой приложение. 55%. На основании этих результатов можно сказать, что восстановленный элемент после длительного короткого замыкания может быть использован повторно. В то же время должны соблюдаться ограничения, связанные с величиной непрерывного тока разряда.Аналогичный результат был достигнут при верификации глубоко разряженного элемента. Восстановление достигает почти 70%, если токи разряда находятся в пределах 0,3–0,6 ° C. Для более высоких токов падение напряжения батареи представляет собой ограничивающие параметры, поскольку оно достигает минимально допустимого рабочего значения.

Батареи были испытаны с помощью ампер-часового теста после первоначальной последовательности испытаний десять раз подряд после 28 дней хранения. Различия в значениях емкости между повторными испытаниями были менее 2%.Исходя из полученных результатов, можно ожидать длительного использования регенерированной батареи в отношении восстановленной емкости, которая ниже номинальной. Также должны быть приняты ограничения на токи разряда, т. Е. Не рекомендуется использовать высокие рабочие токи. Следовательно, предлагается использовать ускоренную импульсную зарядку вместо метода CV / CC для замедления деградации и увеличения срока службы.

Здесь нужно сказать, что те же результаты были достигнуты после 28 дней этих тестов.Предлагаемая методика дает возможность восстановить поврежденные литиевые элементы.

Вклад авторов

Концептуализация, P.S., методология, J.A., экспериментальный анализ и установки, M.D .; письмо — подготовка оригинального черновика, М.Ф. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось APVV-15-0396 и APVV-15-0571. Экспериментальная поддержка также была оказана финансированием проекта Vega 1/0547/18.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить словацкие национальные грантовые агентства APVV и Vega за вышеупомянутую финансовую поддержку.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Propfe, B .; Редельбах, М .; Сантини, Д.Дж .; Фридрик, Х. Анализ затрат гибридных электромобилей с подзарядкой от сети, включая затраты на техническое обслуживание и ремонт, а также стоимость при перепродаже (Конференция EVS26). 2012. Доступно в Интернете: https://www.mdpi.com/2032-6653/5/4/886 (по состоянию на 25 мая 2020 г.).
2. Нюквист, Б .; Нильссон, М. Быстро падающая стоимость аккумуляторных батарей для электромобилей.Nat. Клим. Чанг. 2015 , 5, 329. [Google Scholar] [CrossRef]
3. Скросати, Б. История литиевых батарей. J. Solid State Electrochem. 2011 , 15, 1623–1630. [Google Scholar] [CrossRef]
4. Brodd, R. Batteries for Sustainability: Selected Entries from Encyclopedia of Sustainability Science and Technology; Спрингер: Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 2013 г .; Том VI, стр. 513. ISBN 978-1-4614-5791-6. [Google Scholar]
5. Aditya, P.J .; Феровси, М. Сравнение NiMh и литий-ионных аккумуляторов в автомобильных приложениях.In Proceedings of the Vehicle Power and Propulson Conference, Харбин, Китай, 3-5 сентября 2008 г. [Google Scholar]
6. Yoo, H.D .; Маркевич, Э .; Salta, G .; Sharon, D .; Аурбах, Д. О проблеме разработки передовых технологий электрохимического хранения и преобразования энергии. Матер. Сегодня 2014 , 17, 110–121. [Google Scholar] [CrossRef]
7. Tarascon, J.M .; Арман, М. Проблемы и проблемы, с которыми сталкиваются литиевые аккумуляторные батареи. Природа 2001 , 414, 359–367.[Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
8. Becker, J .; Шапер, К. Разработка безопасной и надежной системы литий-ионных аккумуляторов для применения в системе airbone. В материалах 52-го совещания AIAA по аэрокосмическим наукам — научно-технического форума и выставки AIAA, Национальная гавань, Мэриленд, США, 13–17 января 2014 г .; SciTech: Уэллсли Парк, Северная Каролина, США, 2014. [Google Scholar]
9. Chamnan-arsa, S .; Uthaichana, K .; Kaewkham-ai, B. Моделирование состояния заряда батареи LiFePO ₄ с эффектом восстановления как трехрежимная переключаемая система.В материалах 13-й Международной конференции по контролю, автоматизации, робототехнике и зрению (ICARCV) 2014 г., Сингапур, 10–12 декабря 2014 г .; С. 1712–1717. [Google Scholar] [CrossRef]
10. Cai, Y .; Zhang, Z .; Zhang, Y .; Лю, Ю. Управление самореконфигурации в отношении эффекта восстановления для повышения эффективности разряда в распределенной системе хранения энергии батареи. В материалах конференции и выставки IEEE Applied Power Electronics 2015 (APEC), Шарлотт, Северная Каролина, США, 15–19 марта 2015 г .; стр.1774–1778. [Google Scholar] [CrossRef]
11. Huang-Jen, C .; Li-Wei, L .; Ping-Lung, P .; Ming-Hsiang, T. Новое устройство для быстрой зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с рекуперацией энергии. IEEE Trans. Power Electron. 2006 , 21, 640–647. [Google Scholar] [CrossRef]
12. Stefan-Cristian, M .; Cornelia, CA; Стефан У. Технология регенерации аккумуляторов диэлектрическим методом. В материалах Международной конференции и выставки 2014 г. по электроэнергетике (EPE), Яссы, Румыния, 16–18 октября 2014 г .; стр.839–844. [Google Scholar] [CrossRef]
13. Orchard, M.E .; Lacalle, M.S .; Olivares, B.E .; Silva, J.F .; Palma-Behnke, R .; Estévez, P.A .; Кортес-Кармона, М. Теоретико-информационные меры и последовательные методы Монте-Карло для обнаружения явлений регенерации при деградации литий-ионных аккумуляторных элементов. IEEE Trans. Надежный. 2015 , 64, 701–709. [Google Scholar] [CrossRef]
14. Amanor-Boadu, J.M .; Гусеппи-Эли, А. Повышение производительности литий-ионных полимерных аккумуляторов за счет улучшенного алгоритма импульсной зарядки.Прил. Sci. 2020 , 10, 895. [Google Scholar] [CrossRef]
15. Кирпичникова, И .; Коробатов, Д .; Мартьянов, А .; Сироткин, Е. Диагностика и восстановление литий-ионных аккумуляторов. J. Phys. Конф. Сер. 2017 г. . [Google Scholar] [CrossRef]
16. Medora, K.N .; Куско, А. Улучшенная динамическая модель свинцово-кислотных аккумуляторов с использованием данных производителей. В материалах Двадцать восьмой Международной конференции по электросвязи и энергетике INTELEC 06, Провиденс, Род-Айленд, США, 10–14 сентября 2006 г .; стр.1–8. [Google Scholar] [CrossRef]
17. Cacciato, M .; Nobile, G .; Scarcella, G .; Scelba, G. Основанная на модели оценка SOC и SOH в реальном времени для систем хранения энергии. IEEE Trans. Power Electron. 2017 , 32, 794–803. [Google Scholar] [CrossRef]
18. Liu, J .; Чен, З. Прогноз оставшегося срока службы литий-ионных батарей на основе индикатора работоспособности и гауссовской модели регрессии процесса. IEEE Access 2019 , 7, 39474–39484. [Google Scholar] [CrossRef]
19. Багдади, И.; Briat, O .; Deletage, J.Y .; Vinassa, J.M .; Гиан, П. Модель динамического старения батареи: представление обратимых потерь емкости с использованием подхода модели первого порядка. В материалах конференции IEEE Vehicle Power and Propulsion 2015 г., Монреаль, Квебек, США, 19–22 октября 2015 г .; С. 1–4. [Google Scholar] [CrossRef]

Рисунок 1. Блок-схема экспериментальной установки для тестирования выбранной батареи.

Рисунок 1. Блок-схема экспериментальной установки для тестирования выбранной батареи.

Рисунок 2. Осциллограммы зарядного тока и напряжения при перезарядке относительно уровня зарядного напряжения 4,25 В.

Рисунок 2. Осциллограммы зарядного тока и напряжения при перезарядке относительно уровня зарядного напряжения 4,25 В.

Рисунок 3. Осциллограммы зарядного тока и напряжения при перезарядке относительно уровня зарядного напряжения 6,25 В.

Рисунок 3. Осциллограммы зарядного тока и напряжения при перезарядке относительно 6.Уровень зарядного напряжения 25 В.

Рисунок 4. Временная форма тока короткого замыкания во время эксперимента.

Рисунок 4. Временная форма тока короткого замыкания во время эксперимента.

Рисунок 5. Максимальная рабочая температура исследуемой батареи при коротком замыкании.

Рисунок 5. Максимальная рабочая температура исследуемой батареи при коротком замыкании.

Рисунок 6. Геометрические изменения корпуса ячеек после испытания на короткое замыкание.

Рисунок 6. Геометрические изменения корпуса ячеек после испытания на короткое замыкание.

Рисунок 7. Оценка геометрических изменений действительна для центральных точек ширины глубоко разряженной ячейки ( слева, ) и физического образца этой ячейки ( справа, ).

Рисунок 7. Оценка геометрических изменений действительна для центральных точек ширины глубоко разряженной ячейки ( слева, ) и физического образца этой ячейки ( справа, ).

Рисунок 8. Блок-схема испытательного стенда для восстановления тяговых аккумуляторов.

Рисунок 8. Блок-схема испытательного стенда для восстановления тяговых аккумуляторов.

Рисунок 9. Графическая интерпретация предложенной процедуры регенерации короткозамкнутых ячеек, включая периоды покоя ИУ.

Рисунок 9. Графическая интерпретация предложенной процедуры регенерации короткозамкнутых ячеек, включая периоды покоя ИУ.

Рисунок 10. Временная форма напряжения батареи ( слева, ) и температуры ее поверхности ( справа, ) во время первой последовательности регенерации.

Рисунок 10. Временная форма напряжения батареи ( слева, ) и температуры ее поверхности ( справа, ) во время первой последовательности регенерации.

Рисунок 11. Временная форма напряжения батареи ( слева, ) и температуры ее поверхности ( справа, ) во время последней последовательности регенерации.

Рисунок 11. Временная форма напряжения батареи ( слева, ) и температуры ее поверхности ( справа, ) во время последней последовательности регенерации.

Рисунок 12. Графическая интерпретация предложенной последовательности регенерации глубоко разряженных клеток.

Рисунок 12. Графическая интерпретация предложенной последовательности регенерации глубоко разряженных ячеек.

Рисунок 13. Форма волны напряжения изначально глубоко разряженного элемента после применения первой последовательности алгоритма регенерации ( слева, ) и последней, шестой последовательности ( справа, ).

Рисунок 13. Форма волны напряжения изначально глубоко разряженного элемента после применения первой последовательности алгоритма регенерации ( слева, ) и последней, шестой последовательности ( справа, ).

Рисунок 14. Профиль напряжения во время разряда на 13 А ( слева, ) и 20 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 14. Профиль напряжения во время разряда на 13 А ( слева, ) и 20 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 15. Профиль напряжения во время разряда на 40 А ( слева, ) и 80 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 15. Профиль напряжения во время разряда на 40 А ( слева, ) и 80 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 16. Профиль напряжения при разряде на 120 А для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 16. Профиль напряжения при разряде на 120 А для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 17. Профиль напряжения во время разряда на 20 А ( слева, ) и 40 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 17. Профиль напряжения во время разряда на 20 А ( слева, ) и 40 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 18. Профиль напряжения во время разряда на 60 А ( слева, ) и 80 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Рисунок 18. Профиль напряжения во время разряда на 60 А ( слева, ) и 80 А ( справа, ) для регенерированного (желтый) и эталонного элемента (зеленый).

Таблица 1. Технические параметры исследуемой ячейки Sinopoly LiFePO ₄ 3,2 В 40 Ач.

Таблица 1. Технические параметры исследуемой ячейки Sinopoly LiFePO ₄ 3,2 В 40 Ач.

Таблица 2. Настройка индивидуальных последовательностей алгоритма регенерации для короткозамкнутой ячейки.

Таблица 2. Настройка индивидуальных последовательностей алгоритма регенерации для короткозамкнутой ячейки.

Электрические параметры	Sinopoly LiFePO 4 3,2 В 40 Ач	WINALiFePO 4 3,2 В 60 Ач
3,2 В
Максимальное напряжение зарядки	4	3,8	(В)
Минимальное напряжение	2.5	2,5	(В)
Максимальный ток разряда (постоянный)	3	3	(C)
Оптимальный ток разряда	13	20	(A)
Максимальный ток зарядки	80	90	(A)
Оптимальный ток зарядки	13	20	(A)
Рабочая температура	−745 до +6 От 20 до +50	(° C)
Вместимость	40	60	(Ач)
Материал корпуса (упаковка)	пластик	алюминий	(-)

Последовательность	Продолжительность	Амплитуда зарядного тока	Напряжение зарядки
1	100 мин. 4 цикла × 25 мин.	0,5 A –2 A 7 каждый цикл	3.65 В
2	100 мин 4 цикла × 25 мин	2,5 A – 4 A каждый цикл увеличение 0,5 A	3,65 В
3	100 мин 4 цикла × 25 мин	4,5 A – 6 A каждый цикл увеличение 0,5 A	3,65 В
4	100 мин 4 цикла × 25 мин	6,5 A – 8 A каждый цикл увеличение 0,5 A	3,65 В
5	100 мин 4 цикла × 25 мин	8.5 A – 10 A каждый цикл увеличение 0,5 A	3,65 В
6	100 мин 4 цикла × 25 мин	10,5 A – 12 A каждый цикл увеличение 0,5 A	3,65 В

Таблица 3. Настройка последовательности алгоритма регенерации для глубоко разряженной ячейки.

Таблица 3. Настройка последовательности алгоритма регенерации для глубоко разряженной ячейки.

	Продолжительность	Амплитуда зарядного тока	Напряжение зарядки
Последовательность	126 мин состоит из подпоследовательностей 1 и 2	906 20 A 360.65 В
Подпоследовательность 1	30 импульсов зарядки 30 импульсов паузы чередующихся один импульс = 1 с
Подпоследовательность 2	9060 мин.

Таблица 4. Уровни напряжения до и после каждой регенерации глубоко разряженного элемента.

Таблица 4. Уровни напряжения до и после каждой регенерации глубоко разряженного элемента.

09

Последовательность	Напряжение на ячейке до последовательности	Напряжение на ячейке после последовательности
1	2,04 В	3,19 В
2	3,21 V
3	3,19 V	3,27 V
4	3,21 V	3,28 V
5	3,24 V	29 В
6	3,26 В	3,31 В

Таблица 5. Сводка результатов поверочного испытания короткозамкнутого элемента.

Таблица 5. Сводка результатов поверочного испытания короткозамкнутого элемента.

Ач 40 A 0 9021 9097 CC 9021 9 Нагнетание

09

Модель аккумуляторного элемента	3,2 В, 40 Ач, LiFePO 4	3,2 В, 40 Ач, LiFePO 4
Состояние элемента	Восстановлено после короткого замыкания 602 Новый элемент
Нагнетание CC 20 A
Время разряда	1 ч, 52 мин, 54 с	1 ч, 51 мин
Температура окружающей среды	20.105 ° C	21,451 ° C
Максимальная температура поверхности	28,1 ° C	30,253 ° C
Доставлено Ач	38,297 Ач
Время разряда	55 мин, 44 с	54 мин, 26 с
Температура окружающей среды	20,677 ° C	21.054 ° C
Максимальная температура поверхности	29,684 ° C	31,374 ° C
Доставлено Ач	37,812 Ач	37,163 Ач
Время разряда	36 мин, 48 с	36 мин, 52 с
Окружающая температура	21,264 ° C	21,984 ° C
Максимальная температура поверхности 22 .86 ° C	33,036 ° C
Поставлено Ач	37,303 Ач	37,726 Ач
Разряд CC 80 A
Время разряда 22 27 мин, время разряда 22 9060	27 мин, 34 с
Температура окружающей среды	20,384 ° C	21,453 ° C
Максимальная температура поверхности	34,788 ° C	34.346 ° C
Поставлено Ач	36,755 Ач	37,482 Ач
Нагнетание CC 120A
Время разряда 16	7 4460 с 90 мин, 47 с 90 мин
Температура окружающей среды	21,116 ° C	20,998 ° C
Максимальная температура поверхности	28,186 ° C	35,027 ° C
900 Aч313 Ач	34,236 Ач

Таблица 6. Сводка результатов поверочного испытания глубоко разряженного элемента.

Таблица 6. Сводка результатов поверочного испытания глубоко разряженного элемента.

90,8 CC 40 A _{Нагнетание 9097 9097 CC}

Модель аккумуляторного элемента	3,2 В, 60 Ач, LiFePO 4	3,2 В, 60 Ач, LiFePO 4
Состояние элемента	Восстановлено после глубокой разрядки	01	Новый элемент
Разряд CC 20 A
Время разряда	2 ч, 8 мин, 18 с	3 ч, 2 мин, 46 с
Температура окружающей среды	21.238 ° C	22,018 ° C
Максимальная температура поверхности	31,293 ° C	35,397 ° C
Поставлено Ач	43,608 Ач
Время разряда	1 ч, 2 мин, 40 с	1 ч, 27 мин, 18 с
Температура окружающей среды	21,896 ° C	21.997 ° C
Максимальная температура поверхности	35,703 ° C	39,158 ° C
Доставлено Ач	42,536 Ач	59,486 Ач
Время разряда	38 мин, 58 с	57 мин, 47 с
Температура окружающей среды	20,891 ° C	22,321 ° C
Максимальная температура поверхности 22 .403 ° C	41,502 ° C
Доставлено Ач	39,709 Ач	57,826 Ач
Разряд CC 80 A
Время разряда 22 90 мин, время разряда 22 90 мин.	41 мин, 4 с
Температура окружающей среды	21,574 ° C	22,054 ° C
Максимальная температура поверхности	40,881 ° C	44.168 ° C
Доставлено Ач	35,886 Ач	55,965 Ач

© 2020 Авторы. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Свинцово-кислотные батареи

— Morningstar Corporation

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов (PbSO4)

• Затоплено
• Sealed или VRLA (свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном)
  • AGM (Абсорбированный стеклянный мат)
  • Гель (гелеобразные электролиты)

Контроллеры Morningstar были разработаны для свинцово-кислотных батарей, которые были первой когда-либо созданной аккумуляторной батареей и до сих пор остаются наиболее распространенной аккумуляторной батареей на рынке.Из-за невысокой стоимости и высокой удельной мощности свинцово-кислотные батареи остаются востребованными в качестве стартерных. Однако, поскольку они также имеют низкое отношение энергии к весу и энергии к объему, их часто выбирают для стационарных приложений, а не для мобильных и портативных приложений, таких как электромобили или ручные инструменты. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи должны и впредь широко использоваться для автономных солнечных батарей в ближайшие годы.

На рынке доступны две категории свинцово-кислотных аккумуляторов: герметичные и залитые.

Залитые: Залитые батареи позволяют жидкости в виде водорода и газообразного кислорода выходить во время зарядки и требуют большего обслуживания, чем герметичные батареи. Залитые батареи также могут быть чрезмерно заряжены с меньшим риском повреждения, чем герметичные батареи. Воспользовавшись этой особенностью, залитые батареи могут периодически получать чрезмерную зарядку, чтобы лучше «выровнять» элементы батареи, чтобы элементы, которые, возможно, не работали должным образом, могли быть полностью заряжены на регулярной основе.

Герметичные: Герметичные батареи являются синонимом VRLA, потому что обычно аккумулятор герметичен, но если зарядка или разрядка достаточно высока, давление будет повышаться, и клапан позволит газу выйти. AGM или гель предотвращают испарение аккумуляторов, поэтому они не нуждаются в воде и поэтому также называются необслуживаемыми. Кроме того, AGM и гель удерживают электролит в смеси с водой, поэтому он не оседает на дно, что называется расслоением.Это устраняет необходимость в интенсивной уравнительной зарядке, которая помогает смешивать электролит с водой в залитых батареях.

И AGM, и гелевые батареи подходят для автономных приложений, где предпочтительнее несколько дней автономной работы, а скорость заряда, скорее всего, останется низкой. Вода внутри батареи с меньшей вероятностью замерзнет, ​​поскольку она не отделяется от электролита, что означает, что герметичные батареи предпочтительнее при более низких температурах. Кроме того, гелевые батареи немного лучше приспособлены к более экстремальным температурам, как горячим, так и холодным, чем AGM.

Четырехступенчатая зарядка Morningstar:

Большинство контроллеров Morningstar MPPT и PWM используют 4-ступенчатый алгоритм зарядки аккумулятора для быстрой, эффективной и безопасной зарядки аккумулятора. На следующем графике показана последовательность этапов.

Этап массовой загрузки

Во время массовой зарядки аккумулятор не заряжен на 100%, и напряжение аккумулятора еще не достигло заданного значения напряжения абсорбции. Контроллер будет поставлять 100% доступной солнечной энергии для подзарядки аккумулятора.

Ступень абсорбции

Когда батарея перезаряжается до уставки напряжения абсорбции, используется регулирование постоянного напряжения для поддержания напряжения батареи на уровне уставки абсорбции. Это предотвращает нагревание и чрезмерное выделение газов аккумуляторной батареи. Батареи позволяют полностью зарядиться при заданном значении напряжения абсорбции. Зеленый светодиод SOC будет мигать один раз в секунду во время абсорбционной зарядки.

Аккумуляторная батарея должна оставаться на стадии абсорбционной зарядки в течение 120–150 минут, в зависимости от типа батареи, прежде чем произойдет переход к стадии плавающей зарядки.Однако время абсорбции будет увеличено на 30 минут, если накануне ночью батарея разрядилась ниже 50 вольт.

Уставка абсорбции компенсируется по температуре, если имеется внутренний датчик температуры или подключен RTS.

Ступень с плавающей запятой

После того, как батарея полностью заряжена на стадии абсорбции, ProStar MPPT снижает напряжение батареи до заданного значения напряжения холостого хода. Когда аккумулятор полностью заряжен, химических реакций больше быть не может, и весь зарядный ток превращается в тепло и выделение газов.Поплавковая ступень обеспечивает очень низкую скорость поддерживающей зарядки, уменьшая при этом нагрев и выделение газа полностью заряженной батареи. Назначение поплавка — защитить аккумулятор от длительного перезаряда. Зеленый светодиод SOC будет мигать каждые две (2) секунды во время плавающей зарядки.

Находясь в стадии плавающего режима, нагрузка может продолжать получать энергию от батареи. В случае, если нагрузка (и) системы превысит ток заряда солнечной батареи, контроллер больше не сможет поддерживать батарею на заданном уровне плавающего режима.Если напряжение батареи остается ниже уставки плавающего режима в течение кумулятивного 60-минутного периода, контроллер выйдет из этапа плавающего режима и вернется к массовой зарядке.

Уставка поплавка имеет температурную компенсацию, если имеется внутренний датчик температуры или подключен RTS.

Стадия выравнивания

Обратите внимание, что выравнивающая зарядка

Для некоторых типов аккумуляторов требуется периодическая ускоренная зарядка для перемешивания электролита, выравнивания напряжений в элементах и ​​завершения химических реакций.Уравнительный заряд повышает напряжение аккумулятора выше стандартного напряжения поглощения, так что электролит выделяется. Зеленый светодиод SOC будет быстро мигать два (2) раза в секунду во время выравнивающей зарядки. Продолжительность выравнивающего заряда определяется выбранным типом батареи для используемого контроллера. Время выравнивания определяется как время, проведенное в заданном значении выравнивания. Если зарядный ток недостаточен для достижения выравнивающего напряжения, выравнивание прекратится через определенный период времени, когда напряжение батареи будет выше заданного значения напряжения абсорбции.Это сделано, чтобы избежать чрезмерного выделения газа или нагрева батареи. Если аккумулятор требует больше времени для выравнивания, можно запросить выравнивание с помощью измерителя TriStar или кнопки, чтобы продолжить один или несколько дополнительных циклов выравнивания.

Уставка выравнивания имеет температурную компенсацию, если имеется внутренний датчик температуры или подключен RTS.

Зачем выравнивать?

Регулярные циклы выравнивания часто жизненно важны для производительности и срока службы батареи, особенно в солнечной системе.Во время разряда аккумулятора серная кислота расходуется, и на пластинах образуются мягкие кристаллы сульфата свинца. Если аккумулятор остается в частично разряженном состоянии, мягкие кристаллы со временем превращаются в твердые кристаллы. Этот процесс, называемый «сульфатированием свинца», приводит к тому, что кристаллы со временем становятся тверже и их труднее преобразовать обратно в мягкие активные материалы. Сульфатирование из-за хронической недостаточной зарядки аккумулятора является основной причиной отказа аккумуляторов в солнечных системах. Помимо уменьшения емкости аккумулятора, накопление сульфатов является наиболее частой причиной коробления пластин и трещин на решетках.Аккумуляторы глубокого разряда особенно чувствительны к сульфированию свинца.

Нормальная зарядка аккумулятора может преобразовать сульфат обратно в мягкий активный материал, если аккумулятор полностью заряжен. Однако солнечная батарея редко перезаряжается полностью, поэтому мягкие кристаллы сульфата свинца со временем затвердевают. Только длительный контролируемый перезаряд или выравнивание при более высоком напряжении может обратить вспять затвердевание кристаллов сульфата.

Когда выравнивать?

Идеальная частота выравнивания зависит от типа аккумулятора (свинцово-кальциевый, свинцово-сурьмянистый и т. Д.)), глубина разряда, возраст батареи, температура и другие факторы. Одно очень широкое руководство — выравнивать уровень заряда батарей каждые 1–3 месяца или каждые 5–10 глубоких разрядов. Некоторым батареям, таким как группа L-16, потребуется более частая эквализация.

Разница между самым высоким и самым низким элементом в батарее также может указывать на необходимость выравнивания. Можно измерить удельный вес или напряжение ячейки. Производитель батареи может порекомендовать значения удельного веса или напряжения для вашей конкретной батареи.

Подготовка к выравниванию: сначала убедитесь, что все нагрузки системы рассчитаны на выравнивающее напряжение. Учтите, что при 0 ° C (32 ° F) напряжение выравнивания достигнет 16,75 В для батарей L-16 с установленным датчиком температуры. Отключите любые нагрузки, которые могут быть повреждены из-за высокого входного напряжения.

Если используются гидрокапсулы, обязательно снимите их перед началом выравнивания. Замените Hydrocaps стандартными крышками аккумуляторных элементов. Гидрокапсулы во время выравнивания могут сильно нагреваться.Кроме того, если используются Hydrocaps, выравнивание должно быть установлено только вручную (многие контроллеры имеют переключатель, который включает автоматическое или ручное выравнивание).

После завершения уравновешивания добавьте дистиллированную воду в каждую ячейку, чтобы восполнить газовые потери. Убедитесь, что пластины батареи закрыты.

Выровнять герметичную батарею? Некоторые контроллеры Morningstar включают заводские настройки герметичного аккумулятора с циклом выравнивания. Эти минимальные циклы «наддува» для выравнивания отдельных ячеек не являются уравнением и не выводят газ из герметичных батарей, для которых требуется до 14.Зарядка 4 В (аккумулятор 12 В). Многие аккумуляторы VRLA, включая AGM и гелевые, требуют зарядки до 14,4 В (аккумулятор 12 В). В зависимости от рекомендаций производителя аккумуляторов цикл «наддува» для герметичных ячеек также можно отключить с помощью переключателя настройки выравнивания в ручной режим, если это необходимо в некоторых контроллерах Morningstar. Также можно полностью отключить эквализацию с помощью контроллеров, которые имеют возможность настраиваемого программирования.

Пользовательские параметры программирования для свинцово-кислотных аккумуляторов

Контроллеры

Morningstar будут иметь до семи заводских предустановок, и многие из них могут быть запрограммированы пользователем.Обычно одна из семи предустановок TriStar, TriStar MPPT (150 В и 600 В) и ProStar MPPT идеально подходит для конкретной свинцово-кислотной батареи. Некоторые производители аккумуляторов предоставляют уставки регулирования напряжения, которые близко соответствуют предустановкам Morningstar.

Температурная компенсация

Morningstar по умолчанию основана на -5 мВ / ° C на элемент или -30 мВ / ° C на батарею 12 В. Это общепринятая температурная компенсация в промышленности, но ее можно изменить, если она отличается от спецификаций производителя батареи.

Иногда мы получаем вопросы относительно напряжения стабилизации Morningstar, которое может быть немного выше, чем указано производителем батареи. Следует отметить, что в солнечных приложениях эти более высокие настройки Float работают лучше, поскольку батарея может поддерживать Float только в дневное время. Указанные производителем настройки плавающего режима ниже из-за ситуаций, когда аккумулятор будет находиться в течение нескольких дней или недель, не разряжаясь и не выпадая из состояния плавающего режима.В таких ситуациях постоянного плавающего заряда или нулевого разряда лучше минимизировать капельный заряд. Резервная батарея — одно из таких условий, когда режим продажи инвертора установлен ниже, чем у контроллера, но во время периодов резервного копирования будет действовать более высокая настройка Float контроллеров Morningstar, и это будет нормально, поскольку батареи будут разряжаться ночью во время резервной ситуации.

Как правило, аккумулятор, который разряжается сильнее, требует большей зарядки. Вот почему Morningstar включает в себя следующие настраиваемые параметры, которые могут увеличивать или уменьшать количество зарядки, получаемой аккумулятором.

• Расширение абсорбции увеличивает время абсорбции, если в предыдущий день напряжение батареи было низким.

• Отмена поплавка на полный день восстановления абсорбционного заряда при очень низком напряжении аккумулятора.

• Повышенное напряжение стабилизации, поэтому аккумуляторы могут продолжать заряжаться с меньшей скоростью в течение дня.

• Выравнивание может быть более частым, если батареи будут испытывать более глубокую разрядку.

Установщики и конечные пользователи могут вносить небольшие изменения в зависимости от многих факторов, включая размер и тип аккумуляторной батареи, среднюю дневную нагрузку, размер массива и температуру. Настройки Morningstar по умолчанию будут работать в большинстве ситуаций, но внесение небольших изменений может улучшить производительность многих систем. Нет необходимости вносить изменения, но могут быть случаи, когда необходимо увеличить или уменьшить заряд аккумулятора, и есть несколько способов сделать это с помощью пользовательских настроек.

Как восстановить герметичный свинцово-кислотный аккумулятор

Помните, что DaPimp не обеспечивает изоляцию от сети, поэтому его использование на самом деле очень опасно. Если провода батареи отсоединятся или если батарея имеет внутренний разрыв, вы получите высокое напряжение с достаточной силой тока, чтобы убить провода, и устройство может загореться, потому что напряжение возвращается через пару резисторов малой мощности, которые будут начинают перегреваться.

Следуя принципиальной схеме, устройство в основном потребляет исходную мощность от сети, ограничивает максимальный ток с помощью группы конденсаторов, которые действуют как сопротивление переменного тока (они не вносят никакого вклада в какой-либо сильноточный импульс), а затем помещает Переменный ток через диодный мост для вывода пульсирующего постоянного тока.Чем меньше ток потребляет батарея, тем выше схема позволяет повышать напряжение, что заставляет схему потреблять больше тока и работать как элементарный источник постоянного тока, заставляя батарею проходить через батарею около 1 ампера, хочет она того или нет.

Остальная часть схемы просто реализует измеритель напряжения.

Пульсирующий постоянный ток действительно не работает так, как рекламируется. Вообще говоря, сульфатные отложения, образующиеся на электродах батареи, нуждаются в более высоком, чем обычно, напряжении для обратного растворения, а емкостная связь позволяет зарядному напряжению повышаться для этого, но по мере удаления небольших участков сульфатирования внутреннее сопротивление батареи падает и поэтому напряжение зарядки падает.Так что это устройство не совсем вернет вашу батарею в норму, но это лучше, чем ничего.

В надлежащих десульфаторах используются очень быстрые очень сильные импульсы тока для повышения напряжения на пластинах и разрушения отложений, при этом средний зарядный ток остается низким, чтобы аккумулятор не закипал и не образовывал пузырьки водорода.

Использование его на никель-кадмиевых батареях нецелесообразно, потому что никель-кадмиевые батареи ведут себя противоположно свинцово-кислотным — они образуют металлические усы, которые уменьшают внутреннее сопротивление из-за короткого замыкания материала электрода, поэтому устройство на самом деле ничего не делает с никель-кадмиевыми батареями, за исключением, возможно, их перезарядки и перегрева.Для никель-кадмиевых батарей меньшего размера принудительный ток может сжечь некоторые усы, чтобы позволить батарее снова работать, но в противном случае тепло повредит батарею.

У никель-металлгидридных батарей

нет известного механизма восстановления, поэтому устройство для этого бесполезно, а использование его на литиевых батареях может привести к катастрофе, потому что литиевые батареи очень чувствительны к перенапряжению и могут загореться при таком обращении.

Аккумуляторы для гибридных автомобилей и электромобилей

В большинстве подключаемых к электросети гибридов и полностью электрических транспортных средств используются подобные литий-ионные батареи.

Системы накопления энергии, обычно аккумуляторы, необходимы для гибридных электромобилей (HEV), подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и полностью электрических транспортных средств (EV).

Типы систем хранения энергии

Следующие системы хранения энергии используются в HEV, PHEV и электромобилях.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи

в настоящее время используются в большинстве портативных бытовых электронных устройств, таких как сотовые телефоны и ноутбуки, из-за их высокой энергии на единицу массы по сравнению с другими системами хранения электроэнергии.Они также обладают высоким удельным весом, высокой энергоэффективностью, хорошими высокотемпературными характеристиками и низким саморазрядом. Большинство компонентов литий-ионных аккумуляторов можно переработать, но стоимость рекуперации материалов остается проблемой для отрасли. Министерство энергетики США также поддерживает Премию за переработку литий-ионных аккумуляторов, чтобы найти решения для сбора, сортировки, хранения и транспортировки использованных и выброшенных литий-ионных аккумуляторов для последующей переработки и восстановления материалов.В большинстве современных PHEV и электромобилей используются литий-ионные батареи, хотя точный химический состав часто отличается от химического состава батарей для бытовой электроники. Продолжаются исследования и разработки для снижения их относительно высокой стоимости, увеличения срока их полезного использования и решения проблем безопасности в отношении перегрева.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, предлагают разумную удельную энергию и удельные мощности.Никель-металлогидридные батареи имеют гораздо более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные, и безопасны и устойчивы к неправильному обращению. Эти батареи широко используются в HEV. Основными проблемами никель-металлгидридных батарей являются их высокая стоимость, высокий саморазряд и тепловыделение при высоких температурах, а также необходимость контролировать потери водорода.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы

могут быть разработаны с учетом высокой мощности, а также недорогих, безопасных и надежных. Однако низкая удельная энергия, плохие характеристики при низких температурах, а также короткий календарный и циклический срок службы препятствуют их использованию.В настоящее время разрабатываются современные высокомощные свинцово-кислотные батареи, но эти батареи используются только в коммерчески доступных транспортных средствах с электрическим приводом для вспомогательных нагрузок.

ионисторы

Ультраконденсаторы хранят энергию в поляризованной жидкости между электродом и электролитом. Емкость накопления энергии увеличивается с увеличением площади поверхности жидкости. Ультраконденсаторы могут обеспечить транспортным средствам дополнительную мощность во время разгона и подъема на холм, а также помочь восстановить энергию торможения.Они также могут быть полезны в качестве вторичных накопителей энергии в транспортных средствах с электрическим приводом, поскольку помогают электрохимическим аккумуляторам выравнивать мощность нагрузки.

Утилизация аккумуляторов

Транспортные средства с электрическим приводом относительно новы для автомобильного рынка США, поэтому лишь небольшое количество из них подошло к концу своего срока полезного использования. В результате доступно небольшое количество бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей, что ограничивает масштабы инфраструктуры по переработке аккумуляторов. Поскольку электромобили становятся все более распространенными, рынок утилизации аккумуляторов может расшириться.

Широко распространенная переработка аккумуляторов предотвратит попадание опасных материалов в поток отходов как в конце срока службы аккумулятора, так и во время его производства. В настоящее время ведется работа по разработке процессов утилизации аккумуляторов, которые минимизируют воздействие на жизненный цикл литий-ионных и других типов аккумуляторов в транспортных средствах. Но не все процессы переработки одинаковы:

• Плавка : В процессе плавки восстанавливаются основные элементы или соли. Эти процессы в настоящее время используются в больших масштабах и могут работать с различными типами аккумуляторов, включая литий-ионные и никель-металлгидридные.Плавка происходит при высоких температурах, и органические материалы, включая электролит и угольные аноды, сжигаются в качестве топлива или восстановителя. Ценные металлы извлекаются и отправляются на аффинаж, чтобы продукт был пригоден для любого использования. Остальные материалы, в том числе литий, содержатся в шлаке, который теперь используется в качестве добавки в бетон.
• Прямое восстановление : С другой стороны, в некоторых процессах переработки напрямую восстанавливаются материалы, пригодные для аккумуляторов. Компоненты разделяются различными физическими и химическими процессами, и все активные материалы и металлы могут быть восстановлены.Прямое восстановление — это низкотемпературный процесс с минимальными энергозатратами.
• Промежуточные процессы : Третий тип процесса находится между двумя крайностями. В таких процессах можно использовать несколько типов батарей, в отличие от прямого восстановления, но извлекать материалы дальше по производственной цепочке, чем при плавке.

Разделение различных материалов аккумуляторных батарей часто является камнем преткновения при извлечении ценных материалов. Таким образом, конструкция аккумуляторной батареи, учитывающая разборку и переработку, важна для успеха электромобилей с точки зрения устойчивости.Стандартизация батарей, материалов и конструкции элементов также упростит переработку и сделает ее более рентабельной.

См. Отчет: «Технико-экономическая целесообразность использования отработанных аккумуляторов электромобилей в стационарных установках».

Дополнительная информация

Узнайте больше о исследованиях и разработках аккумуляторов на страницах Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, посвященных хранению энергии, и на странице Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.

.

No related posts.