Газорекомбинационные батареи аккумуляторов

Тенденции применения резервных источников питания

На рынке резервных источников питания доминируют тенденции децентрализации источников и снижения их стоимости.

Децентрализация энергоснабжения при установке батарей аккумуляторов в качестве неотъемлемых компонент оборудования, или вблизи оборудования, т.е. в одной системе, требует минимального выделения газа, высокой плотности энергии и срока эксплуатации батарей, сравнимого со сроком службы оборудования.

Уменьшение стоимости подразумевает снижение требований к сроку службы за счет сокращения капиталовложений, поэтому эта тенденция говорит не в пользу таких химических источников тока как никель-кадмиевые и свинцово-кислотные батареи Plante. Важными преимуществами децентрализованной установки являются: отказ от специальных помещений, сопутствующих строительных расходов и минимальные требования к техническому обслуживанию батарей.

Типы свинцово-кислотных батарей можно разделить на категории в соответствии со сроком их службы, которые определяются областью применения в тех или иных устройствах. Батареи газорекомбинационного типа удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к источникам питания систем сигнализации, малым источникам бесперебойного питания, источникам питания автоматических телефонных станций и системам аварийного освещения [1].

Батареи с большим сроком службы, более 10 лет, в основном, используются в системах телекоммуникации, мощных ИБП, коммутаторах, в системах энергетики, и централизованных системах аварийного освещения. Имеется остаточный спрос на аккумуляторы с жидким электролитом с повышенным сроком службы, которые применяются на больших телефонных узлах и прочих системах, особенно в тех странах, где используется не самое современное оборудование. В основном, наблюдается тенденция к уменьшению емкости и снижению требований к сроку службы аккумуляторных батарей.

Серия батарей Powersafe компании Chloride разрабатывалась с учетом тенденций рынка, и предназначалась специально для устройств со сроком службы более 10 лет с емкостью в диапазоне от 20 Ач до 1000 Ач (от 19 Ач до 1689 Ач).

Результаты периодических испытаний на протяжении 17 лет службы, которые уже прошли с момента выпуска первой серии, показали, что расчетный срок службы в 10 лет был достигнут (серийное производство аккумуляторов Powersafe начато в 1982 году).

Конструкция элемента Powersafe

Преимущества газорекомбинационных элементов обусловлены принципами, положенными в основу конструкции, которые определяют их эксплуатационные параметры.

В конструкции элемента Powersafe используются электроды из свинцово-кальций-оловянного сплава, разработанного компанией Chloride. В состав сплава не входит сурьма, поэтому отсутствует коррозия поверхности контакта пластины с монтажными стержнями группы электродов, с которой приходилось сталкиваться другим производителям, использовавших сурьму в составе сплава монтажных стержней и токоподводов.

Использование низкоомных прослоек из микростекловолокна, оригинальной конструкции крышки и выводов, обеспечивает высокую нагрузочную способность аккумуляторов.

Особое внимание уделялось безопасности батарей. Все пластмассовые детали конструкции являются огнеупорными (по категории UL94 V0). Среди дополнительных мер следует отметить сплошную изоляцию, защиту от избыточного давления (согласно стандарта U0924 максимальное давление 0,05 атм) и надежность токоподводов. Все батареи Powersafe выдерживают короткое замыкание в течение 0,5 секунды, который вдвое превышает этот параметр для аналогичных батарей от других производителей.

Эффективность газорекомбинации

Реакция рекомбинации газов при работе аккумуляторной батареи описана в [1]. Выделение незначительного количества газа, не требует дополнительной принудительной вентиляции помещения или оборудования, в котором установлены батареи.

Для стационарных условий работы с малым током непрерывного подзаряда определение выделения газа по потере массы является недостаточно точным.

В работе [2] были проведены измерения, и анализ выделения газа за определенный период времени. Более 95% выделившегося газа – водород, присутствие азота и кислорода обусловлено наличием воздуха в корпусе батареи.

Таблица 1.

Объем выделившегося газа при напряжениях непрерывного подзаряда аккумуляторов 2,27 В и 2,40 В