Чем щелочной аккумулятор отличается от кислотного?

Многим известно что в наших машинах используется два принципиально различных типа аккумуляторов, кислотный и щелочный. Но немногие знают в чем же реальное отличие этих двух видов. Ниже мы сможем с вами разобраться, какие основные преимущества и недостатки этих видов.

Устройство кислотного аккумулятора

Кислотный аккумулятор как правило состоит из нескольких(как правило двух) групп свинцовых пластин, помещенных в серную кислоту, сами пластины при этом делаются решётчатыми.

Устройство щелочного аккумулятора

В основном тут используются железные или никелевые пластины, помещенные в раствор едкого калия. Сами же пластины производятся из никелированного железа с большим количеством отверстий. Раствор щелочи в данном аккумуляторе используется как электролит.

Срок службы

Итак, основным и даже ключевым критериев при выборе аккумулятора для любого потребителя является высокий срок службы. Здесь как раз лучший вариант именно щелочный аккумулятор. Известно что при длительном простое свои свойства и характеристики щелочный аккумулятор сохраняет гораздо дольше.

При физическом воздействии сохранность пластин у них более стойкая, в свою очередь как у кислотных аккумуляторов пластины более хрупкие. Тут дело в том что у щелочных пластины из никелированного железа, а у кислотных пластины свинцовые идут с добавками сурьмы. Именно из за этого пластины подвержены ломкости, и кислотные аккумуляторы требуют более бережного к себе отношения.

Переносимость нагрузок

Весомым плюсом кислотных аккумуляторов состоит в том что, напряжение в них выдается 2 В., в свою очередь в щелочных всего 1,25В. Еще одной немаловажной особенностью у этих аккумуляторов является различный состав используемого электролита. Благодаря более качественному составу электролита в щелочных аккумуляторах, им с большей легкостью получается переносить небольшие перегрузки, а также короткие замыкания.

Из положительных моментов у кислотных аккумуляторов стоит выделить их низкую стоимость. А так же тот фактор, что они гораздо лучше переносят глубокую разрядку и дальнейшую зарядку с нуля. Для них не нужны какие то специальные, дорогостоящие зарядки, а подойдут самые обычные и дешевые.

Внешний вид

Внешне аккумуляторы можно отличить по корпусу. Как правило, у щелочных аккумуляторов он стальной, у кислотных пластиковый. Также они сильно отличаются по массе, щелочные гораздо легче кислотных.

Утилизация

Большим недостатком у кислотных аккумуляторов является повышенное содержания яда (сурьмы) ,что затрудняет его утилизацию.

Основные моменты по уходу за кислотными аккумуляторами

Нельзя оставлять разряженный аккумулятор дольше чем на сутки.
При хранении аккумулятора его следует немного разрядить, после слить старый электролит и желательно промыть пластины дистиллированной водой.
Заряд аккумулятора не должен падать ниже 1,8 В .
Заряжать аккумулятор стоит при открытых банках, и до того времени пока во всех не будет одинаково кипеть электролит.
Если ваш заряженный аккумулятор некоторое время был в инертном состоянии, то через некоторое время его следует подзарядить.

Основные моменты по уходу за щелочными аккумуляторами

При зарядке пробки нужно обязательно снимать во избежания перегрева и разрушения АКБ. После успешной зарядки ( время около полусуток в зависимости от степени разряженности АКБ) пробки необходимо поставить на место.
Заряд аккумулятора не должен падать ниже 1,1 В.

По истечении года электролит необходимо заливать заново, а в течении года необходимо подливать дистиллированную воду. Когда соберетесь сменить электролит, АКБ необходимо промыть водой и разрядить до 0,8 В.

Вывод

Какой же вывод из всего вышесказанного можно сделать? Если вы обслуживаете свой аккумулятор на регулярной основе то кислотной аккумулятор для вас предпочтителен. Если же сама техника работает не регулярно, без необходимого обслуживания, то есть смысл приобрести щелочной аккумулятор.

Сравнение кислотных и щелочных тяговых аккумуляторных батарей

АККУМУЛЯТОР — химический источник тока, который после разряда обладает возможностью заряда (преобразования электрической энергии в химическую) путем пропускания через него электрического тока обратного направления. Мы рассматриваем две электрохимические системы аккумуляторов, свинцовую (кислотную) и никель-железную (щелочную):

Свинцовый аккумулятор состоит из двух блоков пластин погруженных в электролит (25-29%-ный водный раствор серной кислоты). Положительные пластины представляют собой трубчатые цилиндры из нетканых материалов, заполненных активной массой — диоксидом свинца PbO₂ (панцирный электрод) или свинцовые каркасы, заполненные активной массой, также диоксидом свинца PbO2 (намазной электрод), отрицательные — представляют собой свинцовые каркасы, заполненные активной массой, состоящей из губчатого свинца (намазной электрод). После изготовления пластины подвергаются электролитической обработке — формовке. При разряде происходит химическая реакция, в результате которой активная масса положительной и отрицательной пластин переходит в сернистое соединение свинца PbSO4 с выделением воды, что уменьшает концентрацию электролита, его проводимость и снижает э. д. с. аккумулятора. При снижении плотности электролита до 1.14-1.13 г/см 3 разряд следует прекратить во избежание сульфитации пластин — образования на них нерастворимого сернистого свинца.

При заряде через аккумулятор проходит ток, имеющий направление, противоположное току разряда. Происходит обратная химическая реакция и на электродах восстанавливается диоксид свинца и губчатый свинец. Во избежание сульфитации аккумулятор необходимо содержать в заряженном состоянии, периодически проверять уровень, плотность электролита, напряжение под нагрузкой. Токообразующий процесс в свинцовом аккумуляторе описывается реакцией: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ — 2PbSO₄ + 2H₂O. Увеличив плотность электролита, можно повысить емкость аккумулятора, но при этом ресурс аккумулятора резко снижается. КПД кислотного аккумулятора составляет 0,75-0,8.

Никель-железный аккумулятор состоит из двух блоков, расположенных в сосуде с электролитом (водный раствор едкого калия КОН или едкого натра NaOH, с добавлением едкого лития LiOH). Пластины представляют собой стальные рамки с вставленными в них стальными перфорированными коробочками, заполненными активной массой (ламельный тип электродов). Активная масса отрицательных пластин состоит из губчатого железа, положительных пластин — из гидрата окиси никеля Ni(OH)₃. Гидрат окиси никеля при разряде переходит в гидрат закиси никеля, а губчатое железо — в гидрат закиси железа. При заряде реакция идет в обратном направлении — происходит восстановление массы электродов. Концентрация электролита в процессе разряда и заряда остается неизменной. 2NiOOH + Fe + 2H₂O — 2Ni(OH)₂ + Fe(OH)₂. КПД щелочного аккумулятора составляет 0,5-0,6.

Для более наглядного сравнения эксплуатационных характеристик свинцовых и никель-железных аккумуляторных батарей возьмем две батареи близкие по параметрам, применяемые на самом распространенном Российском электропогрузчике ЭП-103КО: 36ТНЖ-300ВМП У2 и 40V5PzS350Ah. Щелочная батарея производится на Великолукском и Курском аккумуляторных заводах, кислотная – на заводе Elhim-Iskra JSC (Болгария), под торговой маркой Елхим-Искра. Стоимость щелочной батареи 36ТНЖ-300 составляет в среднем 160 000,00 рублей, а кислотной батареи 40V5PzS350Ah в среднем 100 000,00 рублей. Цены как правило меняются в течение времени, но кислотная батарея в любом случае будет дешевле щелочной.

Стоимость любой аккумуляторной батареи находится в прямой зависимости от стоимости сырья, из которого производятся элементы ее конструкции и компоненты активной массы. Для заливки щелочной АКБ потребуется 140кг калиево-литиевого электролита, плотностью 1,19-1,21 г/см 3 . Стоимость электролита составляет, в среднем, 75,0 руб./кг. Итого в сумме 10 500,00 руб.

Для заливки кислотной АКБ потребуется 110кг сернокислотного электролита, плотностью 1,28 г/см 3 . Стоимость электролита составляет около 45,0 руб./кг. Итого в сумме 4 950,00 руб. При этом следует учитывать, что щелочной электролит подлежит полной замене не реже одного раза в год, поскольку он теряет свои электролитические свойства в процессе эксплуатации. Кислотный электролит заливается один раз и на весь срок эксплуатации батареи. Кислотные аккумуляторы имеют меньшее внутреннее сопротивление, и, следовательно, более высокий КПД, чем щелочные. Поэтому, при ее зарядке расходуется меньше электроэнергии. Что бы зарядить кислотную батарею, требуется отдать ей количество электричества, эквивалентное 130% емкости, для щелочной батареи, ввиду более высокого внутреннего сопротивления, этот показатель составляет 170%. Справедливости ради надо отметить, что с другой стороны высокое внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов делает их более устойчивыми к коротким замыканиям.

При сравнении щелочной и кислотной батареи одинаковой емкости (350А*ч) экономия электроэнергии составляет

54% на одну батарею за смену. Вывод, чем интенсивнее используется техника с кислотными АКБ, тем более ощутимой будет экономия. Для заряда щелочных батарей необходимо использовать устройства с зарядной характеристикой IU, т. е., со стабилизированной токовой характеристикой. Такой профиль заряда требует применения сложных электронных схем и более мощного трансформатора. Как следствие, такие агрегаты стоят в несколько раз дороже, чем устройства с зарядной характеристикой Wa, применяемой для тяговых кислотных батарей с жидким электролитом. Конкретная цена на зарядные устройства ЕлПулскКар для различных типов батарей зависит от мощности силы тока заряда, но, в любом случае зарядные устройства ЕлПулсКар для кислотных батарей стоят дешевле.

Щелочной аккумулятор имеет ряд положительных по сравнению с кислотным аккумулятором отличий:

он отличается высокой выносливостью;
он сохраняет работоспособность в течение длительного срока;
он не восприимчив к физическому воздействию;
он сохраняет работоспособность даже при очень длительных простоях при отрицательных температурах;
он хорошо держит неожиданные нагрузки;
он хорошо переносит короткие замыкания;
он может очень большой промежуток времени храниться абсолютно разряженным, что категорически недопустимо в случае с кислотными батареями.

ВЫВОД: в качестве тяговых аккумуляторов, в подавляющем большинстве случаев, свинцовые батареи имеют неоспоримые преимущества перед щелочными.

Сравнение кислотных и щелочных тяговых аккумуляторов

«Тяговый аккумулятор – это большая и тяжёлая коробка, которую устанавливают на всё, что работает от электричества» – в принципе, для того, чтобы управлять погрузчиком или троллейбусом, этих знаний достаточно.

Часто пользователям техники приходится обслуживать батареи самостоятельно или даже участвовать в их выборе при покупке. Чтобы правильно выбрать аккумулятор, не навредить себе и окружающим при его использовании, необходимо немного разбираться в устройстве акб и знать технику безопасности при работе.

Что такое тяговый аккумулятор?

Акб, приводящие в действие двигатели внутреннего сгорания, называются стартерными. Второй вид батарей – тяговые. Они дают постоянную энергию на электродвигатели различных приборов или техники, работающей от электрической тяги.

Тяговые батареи отличаются крупными размерами, имеют большую ёмкость и мощность. Это позволяет использовать их для автономной работы медицинских электроприборов, электромоторных лодок, в гибридных автомобилях, общественном транспорте и складской технике.

Устройство тяговых аккумуляторов

Тяговая батарея намного больше обычной автомобильной (примерно в 50 раз). Она состоит из множества секций (или, на профессиональном сленге, банок), последовательно соединённых между собой гибкими кабельными перемычками.

Все банки установлены в прочный стальной, керамический или эбонитовый корпус, покрытый антикоррозийной защитой и электроизоляционным материалом.

Каждая банка выполнена из прочного полимерного корпуса, массивных положительных и отрицательных пластин и заправляется определённым видом электролита.

Тяговые батареи существуют во многих вариациях: обслуживаемые и необслуживаемые, сухие и с электролитом, небольшого объёма и высокоемкостные.

Кроме того, акб могут различаться по типу заправляемого электролита.

Что объединяет кислотный и щелочной аккумулятор

На вид, если не быть специалистом, разницу между щелочной и кислотной батареей увидеть практически невозможно. У них схожее строение – каждый аккумулятор состоит из множества небольших секций, соединённых между собой в единую сеть – на концах этой сети крепятся клеммы «+» и «-», замыкание которых и приводит в действие различные электрические устройства.

По размеру разницу определить также тяжело – батареи с одинаковыми характеристиками мощности и ёмкости будут минимально отличаться друг от друга размерами.

Оба вида батарей выделяют токсичные пары во время зарядки (кроме герметичных акб).

По всем остальным параметрам кислотные аккумуляторы сильно отличаются от щелочных.

Основные различия щелочных и кислотных акб

Кислотные аккумуляторы имеют огромное преимущество перед щелочными за счёт одной особенности: электролит в них заливается всего один раз. Дальше, в процессе эксплуатации, доливают дистиллированную воду во избежание сульфатации и разрушения пластин.

Электролит щелочной батареи необходимо менять не реже, чем один раз в год. В отличие от кислотного, щелочной электролит полностью утрачивает свойства и приходит в негодность примерно в течение года. Эта особенность делает свинцово-кислотные батареи наиболее выгодным выбором.

Если говорить об эксплуатационной стойкости – щелочные акб сильно впереди кислотных. Всё дело в материалах, из которых изготовлены пластины аккумуляторных банок: свинцовые пластины разрушаются намного быстрее, чем, например, никель-железные из щелочных аккумуляторов.

В отличие от щелочных акб, кислотные не сильно боятся полной разрядки и не требуют покупки дорогостоящих программируемых на специальный режим зарядных устройств – здесь главное, чтобы не выкипел электролит. Подробнее о зарядных устройствах читайте в другой нашей статье https://www.forklift.blog/blog/zaryadnye-ustrojstva-dlya-tyagovykh-akkumulyatorov-prodlevaem-srok-sluzhby-akb

Несмотря на то, что щелочные батареи намного лучше переносят работу в минусовых температурах, это их достоинство гаснет при сравнении цен. Обслуживание свинцовых батарей намного дешевле и проще. Кроме того, если грамотно обслуживать свинцовый аккумулятор, можно добиться его долголетия даже в самых критических температурах.

Возможно это и стало причиной того, что щелочные акб сильно проигрывают в популярности на рынке тяговых аккумуляторов.

Какую батарею выбрать?

Каждая из разновидностей батарей имеет много минусов и плюсов. Выбирая что-то одно, нужно понимать, что придётся жертвовать каким-нибудь параметром. Давайте сравним основные достоинства и недостатки щелочных и кислотных аккумуляторов?

Какой аккумулятор лучше — кислотный или щелочной

Автор: Сочи Авто Ремонт

Всем привет! Автомобильные аккумуляторы бывают кислотные и щелочные. И если у нас встает вопрос о замене этого агрегата, прежде чем купить, нужно понять и определиться – какой аккумулятор лучше – кислотный или щелочной приобрести именно для данной марки автомобиля. Плюсы и минусы этих вариантов описаны в статье.

Какой аккумулятор лучше — кислотный или щелочной

Щелочной аккумулятор имеет целый ряд положительных по сравнению с кислотным аккумулятором отличий:

Отличается высокой выносливостью;
имеет значительно меньший по сравнению с кислотным аккумулятором вес;
сохраняет работоспособность в течение длительного срока;
не восприимчив к физическому воздействию;
сохраняет работоспособность даже при очень длительных простоях при отрицательных температурах;
хорошо держит неожиданные нагрузки;
хорошо переносит короткие замыкания;
может очень большой промежуток времени храниться абсолютно разряженным.

В качестве недостатков можно назвать достаточно высокую стоимость и недостаточно высокий коэффициент полезного действия.

Кислотные аккумуляторы, в зависимости от материала, из которого выполнены пластины, бывают сурьмянистые, кальциево-сурьмянистые и кальций-кальциевые. В аккумуляторах используются пластины не из чистого свинца, потому, что они слишком хрупкие. От названия добавок и зависит название аккумуляторов.

В сурьмянистых аккумуляторах к свинцу прибавляют сурьму, которая является натуральным ядом, что является существенным недостатком этих батарей, так как затрудняет ее утилизацию. Вторым недостатком является раннее начало электролиза, а это влечет за собой повышенную опасность взрыва аккумулятора.

К плюсам этих аккумуляторов можно отнести низкую продажную стоимость и то, что они могут без вреда для себя переносить глубокие разряды.

Основными параметрами, характеризующими аккумулятор, являются следующие:

Какую электрическую (номинальную) емкость имеет аккумулятор;
максимальный пусковой ток;
габариты аккумулятора;
вес аккумулятора.

Под электрической емкостью подразумевается величина того количества электричества, которое может отдать батарея при условии длительного разряда или возможность батареи выдать определенный ток на протяжении определенного отрезка времени. Определяется эта величина для каждого аккумулятора или при 20-ти часовом разряде. То есть величина номинальной емкости – емкость разряда в течение двадцати часов аккумулятора.

Есть еще такой показатель, который называется резервной емкостью – показатель показывающий интервал времени на протяжении, которого батарея в состоянии выдавать ток 25А, например, в том случае, когда вышел из строя генератор. То есть время в течение, которого машина может продолжать функционировать при вышедшем из стоя генераторе за счет емкости аккумулятора.

Пусковой мощностью называется величина мощности, которую аккумулятор выдает в течение 30-ти секунд. По этому показателю можно определить способность к запуску холодного двигателя. И, соответственно чем больше этот показатель, тем легче заведется машина.

Максимальный пусковой ток вновь приобретаемого аккумулятора не должен быть ниже пускового тока старого аккумулятора. Также не рекомендуется покупать батарею, у которой меньше электрическая емкость.

На российских аккумуляторах обязательно должна быть нанесена маркировка согласно ГОСТа, и расшифровывается она так:

Первая — цифра несущая информацию о количестве банок соединенных в аккумуляторе последовательным способом, от чего соответственно зависит номинальное напряжение;
вторая — буква, которая характеризует назначение аккумулятор о функциональности, например СТ означает, что данный аккумулятор относится к стартерным;
третья — цифра, которая указывает номинальную стоимость батареи;
четвертая – или буква, или цифра несущая дополнительную информацию о том из каких материалах изготовлена батарея и какова ее конструкция.