Metody a techniky pro obnovu olověných akumulátorů

K předčasnému snížení kapacity baterie dochází z různých důvodů. Nejčastěji se tak děje v důsledku sulfatace desky, ke které dochází v důsledku častého, hlubokého nebo podbíjení.

V současné době existují různé metody a metody pro obnovu olověných baterií. V tomto článku se na některé z nich podíváme podrobně.

Obnovení kapacity baterie

Nejoblíbenější a nejjednodušší metodou je opakované nabíjení přerušovaně nízkým proudem. V důsledku toho se zvyšuje napětí v baterii. Během přerušení se elektrodové potenciály desek vyrovnají a hustota elektrolytu se zvýší.

Nabíjení se zastaví, když se hustota stane normální pro váš typ baterie a napětí sekce dosáhne 2,5 voltu.

Obnova s ​​neúplnou ztrátou kapacity

Pokud baterie ztratila část své kapacity, je třeba pro její obnovení rozpustit sírany. Chcete-li to provést, musíte použít vysoké napětí a udržovat jej několik hodin s krátkými pauzami.

• Tato metoda zahrnuje následující kroky:
• Nalijte destilovanou vodu do baterie;
• Připojte se ke zdroji napájení;
• Nabijte několik cyklů, dokud nezjistíte snížení zvýšení kapacity;

Po obnovení baterie přidejte trochu vody a nabijte ji pod nízkým napětím.

Redukce disulfatační metodou

Tato metoda je 15% účinná, pokud lze baterii obnovit. Chcete-li to provést, musíte použít napětí 12 voltů a nechat baterii 15-XNUMX hodin. Poté by mělo být zařízení částečně vybito. Poté opakujte první krok. Dalším krokem je vypnutí stabilizátoru napětí.

Několik dalších způsobů

• Výměna elektrolytu baterie. K tomu vypusťte starý elektrolyt a opláchněte baterii pod tekoucí horkou vodou. Poté je třeba připravit roztok sestávající ze 100 ml vody a 3 čajových lžiček sody. Výsledná směs by se měla vařit a nalít do baterie a po 20 minutách vypustit. Doporučuje se tento krok několikrát opakovat a nakonec baterii znovu opláchnout horkou vodou a přidat nový elektrolyt, přičemž baterii nabíjíte po dobu 24 hodin.
• Rychlé obnovení baterie. Nejprve byste měli nabít baterii, poté vypustit elektrolyt a zařízení několikrát opláchnout vodou. Poté je třeba nalít roztok amoniaku Trilon B. Doba odsíření kompozice by měla být 40-60 minut. Během procesu bude uvolňován plyn. Po ošetření se baterie opět několikrát promyje destilovanou vodou, nalije se do ní elektrolyt a nabije se podle technického listu.

Existuje tedy několik způsobů, jak obnovit olověné baterie. K předčasnému poklesu kapacity baterie může dojít z různých důvodů, mezi které patří sulfatace desek, časté mělké nabíjení, přebíjení atd. Pomocí výše uvedených metod můžete obnovit nejen autobaterie, ale i jakékoli jiné baterie. To pomůže prodloužit životnost zařízení a ušetřit peníze za nákup nové baterie.

Naše společnost nabízí zákazníkům širokou škálu zařízení s olověnými akumulátory. Produkty uvedené v katalogu mají vlastnosti trvanlivosti, spolehlivosti a bezpečnosti. Při správném dodržení provozních a nabíjecích podmínek baterie vydrží mnoho let bez reklamací.

• společnost
  • profil společnosti
  • Zprávy
  • Články
  • Firemní kultura
  • Důležitá data
  • Kyselina olova
  • Lithium
  • Trakce
  • Baterie do solárních panelů
  • Zařízení pro skladování energie
  • Fotovoltaické sítě
  • Pouliční osvětlení, lucerny
  • Standardy
  • Osvědčení
  • Držáky a ochrana
  • přeprava
  • Často kladené dotazy
  • Nahrávání dokumentů
  • EMEA
  • Jihovýchodní Asie
  • Amerika

  

  Nedávno jsem provedl další výměnu baterie v mé UPS. Rozhodl jsem se hlouběji nahlédnout do problematiky správného používání olověných akumulátorů, jejich struktury a chemie procesu.

  Cena baterií roste kurzem a jejich nákup se prodražuje.

  Je možné, aby baterie vydržely déle? Jak z nich vytěžit maximum, aby mi zařízení vydrželo déle a výpadky proudu mě vůbec netrápily?

  Chci se podělit o své zkušenosti. Pokud má někdo zájem, čtěte dále…

  Dlouhá výdrž baterie.

  Na baterie UPS píšou výrobci 20hodinovou kapacitu, tedy kapacitu, kterou baterie dá za 20 hodin vybití.

  UPS ale tento režim nemají. Fungují na baterie v nejlepším případě asi 30 minut. Obvykle 5-10.

  Podívejme se na datasheet k baterii CSB GP1272 s deklarovanou kapacitou 7.2 Ah:

  

  Pokud ho tedy vybijeme 1 hodinu na napětí 10.8 voltu (více se nedoporučuje, jinak dojde ke ztrátě zdroje), pak dá 5.23 Ah. Do udávaných 7.2 už to má hodně daleko, ne?

  Pokud 30 minut, tak 4.38
  Pokud 10 minut, tak 3,1 je pouze 43 % kapacity!

  Závěr: olověné baterie nerady vydávají velké proudy.

  Deklarovanou kapacitu nechme na svědomí výrobců a zamysleme se, jak nejlépe postupovat.

  UPS s jednou baterií nejsou vhodné pro napájení počítače. No, možná až na velmi slabé kancelářské stroje.

  No, nebo budou fungovat pár minut a baterie rychle zemřou a nevzdají ani třetinu své kapacity.

  UPS sama o sobě možná nějakou dobu vydrží zátěž 300W, která je na ní napsána, ale baterie uvnitř to bude mít hodně těžké.

  Takové UPS jsou vhodné pro napájení nějakého zařízení s nízkou spotřebou (například router) nebo nettopu nebo velmi slabé kancelářské systémové jednotky s malým monitorem.
  K napájení počítače je potřeba použít nepřerušitelný zdroj napájení se dvěma bateriemi. Obvykle se jedná o zařízení kategorie “smart”.

  To je nejen 2x větší kapacita, ale také 2x menší proud. To znamená, že baterie budou schopny dodávat více ampér* hodin.

  Také by bylo dobré v počítači použít kvalitní zdroje s PFC korektorem a vysokou účinností.
  Dobré napájení povede k menším ztrátám, což znamená delší životnost baterie.

  Dlouhá výdrž baterie

  Proč baterie v některých UPS vydrží 5-6 let, zatímco v jiných do roka zemřou a musí se vybrat páčidlem? Zkusme na to přijít.

  Chcete-li to provést, podívejme se na tento graf z datového listu:

  

  Nyní si vezmeme teploměr a změříme teplotu v místnosti a v prostoru pro baterie.
  Podívejme se nyní na graf. Pokud je teplota baterie 20-25 stupňů (jako obvykle uvnitř), životnost je 5 let. Když 35, tak 2x méně! A pokud je nad 40, baterie vydrží méně než 2 roky.

  Závěr: baterie musí být studené! Tedy ne nad pokojovou teplotu.
  S rostoucí teplotou se urychlují chemické procesy a odpařování elektrolytu.

  A také existuje něco jako teplotní kompenzace nabíjecího napětí.
  Naznačují to některé datové listy. Ale častěji prostě dávají režimy pro 20 nebo 25 stupňů Celsia.

  Zde je schéma z datového listu:

  

  Nabíjecí napětí je různé pro různé teploty a musí být upraveno podle skutečné teploty v prostoru pro baterie. Advanced UPS to zvládnou sami. Ale častěji je tam nabíječka hloupá a baterie kromě zahřívání vyvařuje zvýšeným nabíjecím napětím.

  Podívejme se, jak to chodí ve skutečných zařízeních

  Mám 2 chytré UPS. Jeden Ippon je takto:

  

  A další APC smart 700 je takto:

  

  No a ještě pár jednoduchých APC back CS500.

  Chytrá zařízení mají jednu zvláštnost. Je tam velký železný transformátor (LIT).

  

  Je vždy aktivní, když je UPS zapojena do zásuvky. A zahřeje se! Při napájení ze sítě pracuje tento BZhT v režimu autotransformátoru a může zvyšovat nebo snižovat napětí přepínáním vinutí. Stejně jako v transformátorech pro dědečkovskou elektronovou televizi, ale pouze automaticky. Nabíjení pochází z něj. I když v modernějších UPS se nabíjení provádí na samostatném pulzním měniči.

  Takže v Ippon tento transformátor vydává 30 W jako teplo. A v APC je jich téměř 20.
  (měřil jsem spotřebu na volnoběh)

  Měřil jsem pokojovou teplotu a také teplotu v bateriovém prostoru UPS.

  Měřil jsem i nabíjecí napětí.

  Stalo se toto:
  Teplota v místnosti je 25 stupňů.
  Teplota v Ippon UPS je 25 stupňů.
  Teplota uvnitř APC je 34 stupňů!
  Nabíjecí napětí Ippon je 27.5 V, APC má 27.2 V.

  Ippon má chladič. A točí se vždy, když je zapojen do sítě. Konstruktéři si dali záležet na chlazení i přesto, že se nejedná o nejvychytanějšího výrobce. Ale nabíječka tam je nejjednodušší lineární na LM317. A napětí je příliš vysoké pro moji 25stupňovou místnost.

  APC je ve špatné situaci. Nedochází k nucenému chlazení, instalace je těsná, transformátor ohřívá bateriový prostor. A ačkoli je nabíjecí napětí přibližně stejné (může dojít i ke korekci teploty), i tak to baterie rychle zabije.

  co budu dělat

  V Ippon trochu snížím nabíjecí napětí. Je to snadné. Rezistor stačí vypočítat a připájet do dělicího řetězce LM317. To jsem udělal. Nyní je napětí 27,15V.

  V případě APC jsem se rozhodl tam nainstalovat chladič. Baterie samozřejmě můžete z pouzdra vyjmout. Ale toto řešení mi nepřišlo esteticky příjemné. Součásti samotné UPS se navíc budou lépe chladit a nedojde k vysychání kondenzátorů.

  Vezměme kovoobráběcí nástroj a pojďme do toho:

  

  

  V malé zadní části APC CS500 nemusíte dělat nic. Má pulzní nabíječku a téměř se nezahřívá. Napětí je v normálních mezích.

  Pro dlouhou výdrž baterie tedy potřebujete

  Zajistěte teplotní podmínky.

  V případě serverovny to znamená přemístění baterií do samostatné místnosti, skříně, boxu a zajištění ventilace/chlazení.

  V případě konvenčního UPS to znamená zavedení chladiče a přesunutí baterií mimo horké pouzdro.

  Ujistěte se, že nabíjecí napětí a teplota baterií odpovídají.

  V případě potřeby upravte nabíjecí napětí.

  Testování a obnova baterií

  Teď mě to zajímá. Je možné zkusit obnovit použité baterie? Vyschly a ztratily svou kapacitu.

  Je jasné, že na internetu je spousta nesmyslů a padělků. Rozhodl jsem se nejprve trochu nastudovat podstatu problematiky a přečíst si teorii.

  Závěry z toho, co jste četli

  1. Nemůže se stát žádný zázrak. Relativně zdravé baterie se můžete pokusit obnovit pouze s určitými příznaky. Pokud má baterie zkratované banky nebo se desky rozdrolily nebo spadly, pak není co dělat. Pouze v neželezných kovech!
  2. Proces obnovy je velmi dlouhý (asi týden na jednu baterii). Dělat to „ručně“ je proto velmi pracné a nedává to smysl ani ve fázi experimentu. Smysl má pouze automatizovaný proces.
  3. Stále je možné pokusit se obnovit baterie, které fungovaly v UPS. Protože hlavními důvody ztráty kapacity těchto baterií jsou ztráty vody v důsledku neustálého dobíjení a sulfatace v důsledku neoptimálních režimů nabíjení a vybíjení.
  4. Baterii je lepší nabíjet a vybíjet pulzně. Dochází tak k menšímu varu a tvoří se krystaly správné struktury.

  Udělal jsem pilotní verzi instalace pro testování a obnovu baterie.

  

  Jako “mozky” jsem použil Arduino nano. Proudový zdroj – laboratorní zdroj s řízením proudu a napětí. Pro komunikaci s okolním světem – Bluetooth modul HC-05.

  Klíč Q1 připojuje nabíječku. Q3 připojuje zátěž R4 pro vybití. Dělič R6/R8 pro řízení napětí na Arduino ADC.

  Hlavní myšlenkou této instalace je, že funguje někde ve vzdáleném rohu sama o sobě, aniž by žádala o jídlo nebo pití. Občas se můžete podívat, co se tam děje, a nemusíte se k tomu ani přibližovat.

  Doposud se vše dělalo nemotorným způsobem. Nevím, jestli to všechno bude k něčemu, takže jsem se s deskou a pouzdrem ještě neobtěžoval.

  

  Celý tento nepořádek je ovládán vzdáleně z terminálu:

  

  Obvod umožňuje provádět různé cykly nabíjení/vybíjení podle programu a přibližně vypočítá, kolik elektřiny bylo vynaloženo na proces. Můžete určit, kolik baterie bere a dává.

  Algoritmus práce je následující:

  Nabíjení probíhá v pulsech 0,5 s nabíjení a 1 s relaxace.
  Vybíjení v pulsech 1/1 sec.
  Měření napětí během nabíjení probíhá během pauz (ne pod napětím)
  Měření vybíjecího napětí se provádí při zatížení.

  Nabíjíme nebo vybíjíme 3 minuty, poté změříme napětí, odešleme data do Bluetooth modulu a rozhodneme se, zda pokračovat.

  Existuje také desulfatační program. Je to dlouhé.

  První 3 cykly “zarovnání”. Jedná se o nízké nabíjení a 10 hodin čekání.
  Poté cykly vybíjení/nabíjení.

  Vyberme si “morčata”

  Baterie č. 1 Sven. (její fotka je na začátku článku)

  Jedná se o baterii z roku 2012. UPS si na to nestěžuje, samotestem projde, ale nezbyla mu skoro žádná kapacita. Udrží UPS nabitou na routeru po dobu 10 minut. Bylo to harampádí, i když nové, a po 6 letech práce zbyly jen rohy a nohy Ale na šikanu je to tak akorát.

  Otevřením víka a pohledem do sklenic se ukázalo, že baterii vážně chybí elektrolyt.

  Baterie č. 2 Ippon

  

  Bylo to z roku 2014 a fungovalo v chytré UPS, dokud sousední baterie v páru nevykratovala plechovku. Stalo se to nedávno. Tedy více než 4 roky praxe. Docela se to rozvařilo a museli jsme do toho přilévat vodu.

  Přidejte destilovanou vodu

  Je to voda, ne elektrolyt. Protože právě voda odchází a kyselina sírová zůstává na deskách ve vázaném stavu. Běžná voda z kohoutku baterii okamžitě zabije.

  Musíte doplnit takto:

  Nabitou baterii doplníme. Protože během provozu se hladina elektrolytu mění a v nabitém stavu je na maximu. Aby nedošlo k přetečení.
  Pomocí injekční stříkačky s tupou jehlou nakapejte vodu přímo na destičky. A díváme se s baterkou.
  Talíře musí být nahoře mokré, ale voda by neměla stříkat ven.
  Opakujte postup 2-3krát, protože voda se po několika hodinách vstřebá.

  Do testovací baterie č. 1 jsem přidal přibližně 50 ml vody. Hodně, baterie byla téměř suchá! Do baterie #2 jsem přidal o něco méně, ale také 6-8 kostek do každé plechovky.

  Po přidání vody napětí kleslo. Voda zasáhla části desek, které byly delší dobu suché a byly na nich nějaké neznámé usazeniny.

  Předpokládejme tedy, že baterie nemůže normálně fungovat kvůli špatně rozpustným usazeninám (síran olovnatý a oxid olovnatý α). Mají vysokou odolnost a pasivují plochy desek. Tyto usazeniny jsou navíc husté a elektrolyt do nich neproniká. Specifický povrch je malý a nedochází k cirkulaci elektrolytu. Výsledné příznaky jsou: ztráta kapacity baterie, vysoký vnitřní odpor (baterie nemůže dodávat vysoký proud), var během nabíjení.

  Baterie v tomto stavu může dokonce ztratit svou jmenovitou kapacitu. Ale jen s velmi malými proudy. Takže z toho není žádný praktický přínos.

  Účelem regeneračního cyklu je rozpustit „škodlivé“ soli. A nabíjením se správným režimem vytvářejte nové struktury se správnou strukturou.

  Baterie 1 se vyrovnala dlouho. To znamená, že nabíjecí cykly s čekáním.
  Nabíjíme, čekáme, napětí klesá. Poté znovu nabijeme.

  Myslím, že díky delšímu varu vody se na plotnách vytvořily nerovnoměrné usazeniny s různými vlastnostmi. To má za následek různé náboje na jedné desce.
  Bohužel další testy vybíjení/nabíjení této baterie odhalily, že má shnilé plechy v jedné z plechovek. To lze považovat za „krok“ na vybíjecí křivce.

  Vypadá to takto:

  

  Vlevo je normální vybíjecí křivka. Vpravo je to, co se stane, když část desek hnije.

  Baterie č. 2 nevyžadovala téměř žádné vyrovnání.

  Elektrolyt se v něm rychle vyvařil výpadkem sousední baterie a předpokládám, že těžko rozpustné usazeniny se nestihly vytvořit.

  Prošel jsem to 2 cykly vybití/nabití.

  Pro testování v podmínkách blízkých reálnému životu jsem použil APC Back CS500, zatížený 60W žárovkou. Výkon žárovky je znám a změřen, účinnost UPS je rovněž měřena a rovná se 80 %. Výstupní kapacitu lze vypočítat z provozní doby.

  Zde je testovací nastavení:

  

  Po doplnění vody, ale před provedením regeneračních cyklů, jsem nabil baterii č. 1 standardním způsobem z UPS a vybil ji na žárovce.

  Žárovka hořela 8 minut a baterie se vybila na 9,5 V (měřeno při zátěži). Poté se UPS vypnula. Vezměme těchto 8 minut jako výchozí bod (před procedurami obnovy).

  Před obnovou jsem baterii č. 2 takto nemučil. Je to ještě dobré, ale vybití do 9,5 V to může zabít.

  Po obnově jsem testoval baterii #1 na stejném stojanu s žárovkou a…
  Vydržela 16 minut.
  Tedy 2x déle než dříve. A to s průměrným proudem 6,5A.
  Prohnilé plechy samozřejmě nejde zachránit, ale dynamika se mi líbila.
  I tato vybitá baterie se dá použít k napájení nějakého routeru nebo switche někde na půdě/suterénu a vydrží 30-40 minut.
  Dodávaná kapacita až 0,87 Ah, po 1,73 Ah

  Baterie č.2 po obnově vydržela na stojánku s žárovkou 37 minut.

  Navíc jsem to vybil ne na 9,5, ale na 10,5 voltů. Je to vápník a nemůže být vypouštěn pod 9,5.
  Dodávaná kapacita je 4 Ah s průměrným proudem 6,5 A.

  Porovnejme to s tabulkou datového listu výše. Datasheet je samozřejmě pro jinou baterii, ale to není moc důležité.

  Tabulka nemá hodnotu 6,5A, ale jsou tam sousední sloupce pro napětí 1,75V na prvek.
  Zhruba jsem počítal a vyšlo mi, že nová baterie vydrží 50 minut při proudu 6,5A dle datasheetu.

  To znamená, že baterie č. 2 poskytuje přibližně 74 % kapacity nové baterie. Myslím, že po více než 4 letech práce a nehodě, kterou jsem přežil, to není špatné.

  Tato baterie bude stále sloužit.

  Obecně rozhodně nedoporučuji používat na důležité úkony repasované baterie.
  Ale pro sekundární účely, pro napájení zařízení s nízkou spotřebou a nekritických zařízení, je lze použít.

  Plánuji také použít nastavení ke spuštění zkušebního vybití/nabití baterií, které používám přibližně jednou za rok. Zhodnotím jejich kapacitu a vhodnost, aby nedošlo k havárii se zničením, zkratem baterie a vyhořením UPS.

  Děkuji všem za pozornost, doufám, že to bude pro někoho užitečné.

  Pokud by někdo chtěl darovat baterii na experimenty v Barnaulu, pošlete mi prosím soukromou zprávu.

  • источники питания
  • elektronika pro začátečníky
  • chemie
  • kutil nebo si to udělej sám
  • DIY nebo Udělej si sám
  • Elektronika pro začátečníky
  • Energie a baterie