Различните батерии - Резервни и ремонтни вестници
Доминирането на оловно-киселинните батерии
Оловно-киселинната батерия, изобретена от френския физик Гастон Планта през 1839 г., доминира над функцията на електрически акумулатор повече от половин век. Електричеството се съхранява химически между положителна кафява оловна плоча и друга отрицателна сива олово. Цялото се къпе в течна смес от сярна киселина и вода, наречена електролит. Неговата роля е да задвижва йоните между двете плочи и посоката на тяхното изместване зависи от ситуацията на заряд или разряд. Плочите генерират напрежение от 2 волта. Елемент 2 V се състои от няколко плочи, свързани паралелно, и 6 разделени елемента, свързани последователно, генерират 12 V между двата външни терминала.
Заредена батерия, електролитът има плътност от 1,28 кг/литър. При изхвърляне той се изчерпва от йони и плътността му намалява до около 1,10 kg/l. Ако батерията има отвор за пълнене, използването на ареометър позволява лесно да се оцени състоянието на зареждане (необходимо е да се предпазим от риска от пръски на киселина), но въпреки това тази индикация остава неточна, тъй като не отчита температурата и разслояването на киселината (няколко слоя с различна плътност), както и износването и деминерализацията на плочите.
Две явления могат да попречат на правилното функциониране на батерията. Оловният сулфат се отлага върху плочите по време на изхвърлянето и изчезва с презареждане. Ако батерията остане разредена за дълго време, кристалите на оловния сулфат се втвърдяват и не могат да се разтворят по време на презареждане. Тази сулфация изолира някои от плочите и работата на акумулатора е намалена. Затова е по-добре да съхранявате заредена батерия.
Вторият феномен е загубата на вода от електролита поради твърде интензивен заряд. Част от водата се трансформира в газ (кислород и водород). Ако батерията има отвор за дегазация (VRLA - оловно киселина, регулирана от клапана), газовете ще излязат и ще е необходимо от време на време да доливате нивото. В така наречените уплътнени или необслужвани батерии - следователно без възможност за допълване - газовете се трансформират обратно във вода, освен в случай на твърде високо налягане, което би довело до отваряне на предпазен клапан.
Запечатаните батерии обикновено са оловно-калциеви за намаляване на изпаряването на водата. Обемът на резервоара също е по-голям, за да се ограничи налягането по време на изпаряването и да се гарантира, че електролитът винаги покрива плочите. Други батерии имат положителни плочи, съдържащи калай и сребро за намаляване на корозията при висока температура и/или формовани, тънки решетъчни плочи, които подобряват работата при много ниски температури.
Гел и AGM батерии
Техническото развитие доведе до два други типа оловни акумулатори. Тези, наречени гел, използват гел електролит, което прави възможно поставянето на батерията с по-малко ограничение на позициите, тъй като те вече не се страхуват от течове. Освен това те приемат по-голям брой цикли на зареждане и по-дълбоки разреждания. Вътрешното електрическо изтичане (саморазреждане) също е по-малко. Тези батерии се използват например, когато са поместени в купето.
Батерията AGM (абсорбираща стъклена подложка) се състои от електролит, напоен с микропореста подложка от фибростъкло. Вътрешното му съпротивление е изключително ниско и отделя много малко топлина, което позволява особено бърза химическа реакция. Той предлага три пъти по-голяма устойчивост на цикли на натоварване от конвенционалните. AGM батерията се използва все повече в автомобила поради функцията Stop-Start на автоматично изключване/рестартиране на двигателя (в момента близо 70% от автомобилите, продавани в Европа) и на алтернатора, управляван от ECU на двигателя, което налага голяма гъвкавост в скоростта на зареждане и разреждане. В този случай батерията се наблюдава от микрокомпютър, поставен на шунт на отрицателния извод за измерване на напрежение, ток и температура.