Убивает ли свинцово-кислотную батарею зарядка высоким током

Тяговые АКБ вилочных электропогрузчиков эксплуатируются в цикличном режиме. Обычно аккумулятор разряжают в процессе работы на 70-80% (30-20% SoC), после чего его полностью заряжают. Стандартная зарядка выполняется после рабочей смены. Сначала свинцово-кислотный аккумулятор заряжают низким постоянным током 0,1С (10% от емкости в Ампер-часах). После достижения нормального напряжения выполняют дозарядку постоянным напряжением от 2,35 В (плавающий режим) до 2,45 В (быстрый режим) на ячейку.

В итоге на полную стандартную зарядку уходит 8-10 часов. Затем следует 6-8-часовое охлаждение, и только потом свинцовая АКБ готова к повторному использованию. Как правило это делается ночью, к началу рабочего дня.

Плюсы традиционной зарядки:

• поддержка хорошего «здоровья» аккумуляторных ячеек;
• максимальное продление ресурса свинцово-кислотного аккумулятора;
• хорошо подходит для работы в одну смену.

Однако пользователи электропогрузчиков нередко недовольны такими минусами, как:

• процесс отнимает много времени;
• неудобство многосменной работы (приходится пользоваться сменными аккумуляторами, тратить силы и время персонала на замену).

Для ускорения зарядного процесса владельцы свинцово-кислотных батарей применяют более высокие зарядные токи или многоступенчатые методы заряда. Это позволяет сократить затраты времени с 16 до 6-8 часов. Однако безопасно ли это для аккумулятора? Давайте выяснять.

Быстрый заряд свинцовой АКБ высоким током

По своей химической природе свинцово-кислотные батареи «медлительные», поэтому заряжаются в несколько раз дольше литий-ионных батарей. Однако ускорить процесс подзарядки можно, подавая электроток в 2-3 раза выше – это 0,2-0,3С (20-30% от номинальной емкости). Например, это 20-30 А на 100 А·ч. В некоторых случаях используют даже 0,4–0,6 С (40-60 А на 100 А·ч), если это разрешено производителем АКБ.

Информацию о максимальном зарядном токе (Max Initial current) можно посмотреть на этикетке или информационной табличке на аккумуляторном корпусе, а также в спецификации (паспорте).

  Преимущества быстрой зарядки:

• сокращение времени простев, повышение производительности;
• снижение затрат на дополнительные аккумуляторы, организацию мест хранения.

Минусы быстрой зарядки свинцовых АКБ:

• требуется еженедельное выравнивание заряда ячеек для снижения сульфатации;
• сокращение срока службы батареи из-за повышения нагрузки на аккумулятор и выделения большого количества тепла (2-3 года против 5 лет при стандартной зарядке).

Кроме того, заряд свинцово-кислотной батареи высоким током несет дополнительные риски.

Как зарядка высоким током может погубить свинцовую АКБ

В целом, заряжать токами до 0,30 x C (Ампер) можно вполне безопасно, если заряжать до 80% состояния заряда (SoC), до образования кислорода и истощения воды. Если не снизить ток в конце зарядки, то свинцово-кислотный аккумулятор зарядится не полностью, а это способствует деградации и потере емкости. Также не следует быстро заряжать при температуре выше 45°C.

Дополнительные риски при зарядке свинцовой АКБ высоким током:

• Даже однократное превышение тока при зарядке способно снизить рабочий ресурс герметичных свинцовых аккумуляторов (GEL, AGM). Это происходит из-за неэффективнойрекомбинации газов, разложения и утраты воды электролитом.
• Из-за высокого электротока электролит в батарее генерирует больше тепла, чем обычно. Это может привести к повреждению пластин, утечке электролита в аккумуляторах «мокрого» типа.
• Высокий ток заряда может стать причиной коррозии (сульфатации) пластин, что ускоряет потерю емкости.
• Если батарея полностью разряжена, зарядка высокими токами может привести к повреждению ячеек. Кроме того, она ухудшает состояние ранее поврежденных ячеек.
• Повышенный риск выплескивания электролита. Если уровень электролита завышен, то во время перегрева и кипения электролит может выплеснуться. Он химически агрессивен, поэтому способен причинить ожоги, повредить оборудование или напольное покрытие.

5 полезных советов по зарядке

Для продления ресурса свинцово-кислотной батареи воспользуйтесь следующими советами:

1. Используйте зарядное устройство, соответствующее параметрам батареи.
2. Убедитесь, что зарядный электроток соответствует рекомендациям производителя.
3. Не заряжайте слишком быстро, чтобы избежать повреждения пластин, утечки электролита.
4. Проверяйте уровень электролита в батарее и дополняйте при необходимости.
5. Заряжайте при комнатной температуре, в помещении с хорошей циркуляцией воздуха, чтобы избежать перегрева.

Выводы

Зарядка свинцово-кислотной батареи высоким током может привести к повреждению пластин, утечке электролита, сокращению срока службы. Для повышения безопасности нужно следовать рекомендациям производителя, выбрать подходящее зарядное оборудование, учитывать номинальную емкость АКБ, окружающую температуру, контролировать уровень электролита. Ели хочется заряжать вилочные электропогрузчики быстро, рассмотрите возможность перехода на литий-ионные аккумуляторы.