Akumulator kwasowo-ołowiowy to najstarsza nadal masowo produkowana bateria akumulatorowa. Wynalazł ją w 1859 r. francuski fizyk Gaston Planté. Każda cela dostarcza napięcie znamionowe 2 V z ujemnej płyty ołowianej (Pb) i dodatniej płyty z ditlenkiem ołowiu (PbO₂) zanurzonych w rozcieńczonym kwasie siarkowym (H₂SO₄). Cele łączy się szeregowo dla 6 V, 12 V lub 48 V i równolegle dla większej pojemności. Mimo rozwoju litu ołów pozostaje domyślnym rozwiązaniem dla zasilania awaryjnego telekom, UPS i rozruchu dzięki dojrzałości, niskim kosztom i bardzo dużemu prądowi rozruchowemu.
Cela kwasowo-ołowiowa to warstwowa struktura płyt, separatora, elektrolitu i obudowy. Poniższa tabela podsumowuje materiał i funkcję każdego komponentu.
| Komponent | Materiał / struktura | Funkcja |
|---|---|---|
| Dodatnia płyta | Kratka ołów-antyment-ca z aktywnym PbO₂ | Dostarcza pojemność znamionową; zachowuje ją w czasie; zmniejsza samorozładowanie |
| Ujemna płyta | Kratka ołów-antyment-ca z gąbczastym ołowiem | Dostarcza pojemność znamionową; zachowuje ją w czasie; zmniejsza samorozładowanie |
| Separator | Mikroporowaty separator AGM zatrzymujący elektrolit, przeciwzwarciowy | Zapobiega zwarciu +/-; zatrzymuje elektrolit; ogranicza spadanie masy czynnej |
| Elektrolit | Rozcieńczony kwas siarkowy (H₂SO₄), przewodnik jonowy | Przenosi ładunki między masami czynnymi płyt |
| Obudowa i pokrywa | Zwykle niepalna żywica ABS | Mieści płyty i elektrolit |
| Zawór bezpieczeństwa | Syntetyczna guma odporna na kwasy i starzenie | Uwalnia gaz przy przekroczeniu ciśnienia; utrzymuje ciśnienie; blokuje tlen |
| Zacisk | Listwa / pręt / śruba / przewód wyprowadzający | Szczelne złącze do rozładowania dużym prądem i długiej żywotności |
Przy rozładowaniu Pb i PbO₂ reagują z H₂SO₄ tworząc PbSO₄ i wodę, kierując prąd do odbiornika. Przy ładowaniu zewnętrzne źródło odwraca reakcję i odnawia Pb, PbO₂ i H₂SO₄. Reakcja całkowita: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇌ 2PbSO₄ + 2H₂O. W praktyce to równowaga buforowa/cykliczna: ładowanie buforowe kompensuje samorozładowanie, podczas gdy głębokie cykle wielokrotnie przekształcają masę czynną.
Według retencji elektrolitu: zalana (płynna, wymaga dolewania wody) i VRLA (regulowana zaworem, bezobsługowa), VRLA dzieli się na AGM (włókno szklane absorbujące) i GEL (elektrolit żelowy). Według zastosowania: SLI (rozruch, oświetlenie, zapłon), trakcyjna (głęboki cykl) i stacjonarna (awaryjna). Dla telefonii i UPS dominują stacjonarne VRLA AGM.
Napięcie (cela 2 V; blok 6/12/48 V); pojemność (Ah) przy danym prądzie (10 h lub 20 h); rezystancja wewnętrzna (wskaźnik stanu); współczynnik C (prąd ładowania/rozładowania względem pojemności); trwałość cyklu; głębokość rozładowania (DoD); samorozładowanie; sprawność (zwykle 80–90 %).
Zalety: dojrzały łańcuch dostaw i niskie ceny; bardzo duży prąd szczytowy; szeroki zakres temperatur; wysoki recykling (odzysk ołowiu > 95 %). Ograniczenia: ciężka i gabarytowa; wymaga konserwacji (zwłaszcza zalana); podatna na siarczanowanie gdy rozładowana; trwałość cyklu niższa niż litu; niższa gęstość energii.
Dostosuj chemię do usługi: buforowa dla telekom/UPS, głęboki cykl dla częstego użytku. Wymiaruj pojemność według obciążenia i czasu awaryjnego, z marginesem temperatury i starzenia. Utrzymuj ~20–25 ℃, precyzyjnie kontroluj napięcie buforowe i wykonuj okresowe testy rezystancji i rozładowania. Wymieniaj według wieku, trendu rezystancji i pojemności, nie tylko przy awarii.
Stacje bazowe telekom (awaryjne przy zaniku), UPS centrów danych i przemysłowe, rozruch SLI oraz niektóre bufory magazynowania stacjonarnego i OZE. W wielu przypadkach awaryjnych ołów wciąż oferuje najlepszy zł/Wh dostarczony niezawodnie.
Lit (LiFePO₄) wygrywa masą, trwałością cyklu i konserwacją, lepszy do urządzeń mobilnych, oddzielonych od sieci i intensywnie cyklowanych. Ale ołów pozostaje atrakcyjny tam, gdzie liczy się najniższy koszt początkowy, masywny prąd szczytowy i sprawdzona niezawodność. Właściwe podejście to porównanie całkowitego kosztu na użyteczny kWh, nie tylko ceny zakupu.
Dane techniczne z dokumentacji źródłowej, zebrane tematycznie.
| Akumulator ołowiowo-kwasowy | Punkt odniesienia (najtańszy akumulator wtórny) | Wartość odzysku > 30% ceny nowego | Dojrzała technologia, najprostszy recykling |
|---|---|---|---|
| Akumulator litowo-jonowy | Około 3× droższy od ołowiowego | Niska | System recyklingu wciąż w budowie |
| Akumulator niklowo-wodorowy | Około 3× droższy od ołowiowego | Niska | Wysoki próg technologiczny recyklingu |
| Akumulator ołowiowo-kwasowy | Punkt odniesienia | Większa objętość, nieodpowiedni do zastosowań lekkich |
|---|---|---|
| Akumulator litowo-jonowy | Około 3× więcej niż ołowiowy | Mała objętość, niewielka masa |
| Akumulator niklowo-wodorowy | Około 2× więcej niż ołowiowy | Pośrednia |
| Głębokość rozładowania | Powtarzalne rozszerzanie i kurczenie PbO₂ ↔ PbSO₄ (1 mol PbO₂ → PbSO₄, objętość +95%): masy czynne kruszą się i odpadają | Im głębsze rozładowanie, tym krótsza trwałość cykliczna |
|---|---|---|
| Przeładowanie | Silne wydzielanie gazów obciąża masę czynną dodatnią; korozja anodowa kratki | Wyraźnie skraca okres eksploatacji |
| Temperatura | 10–35 °C: każdy +1 °C to około 5–6 cykli; 35–45 °C: każdy +1 °C może dać ponad 25 cykli; powyżej 50 °C: ubytek pojemności przez zasiarczenie płyt ujemnych | Umiarkowana temperatura wydłuża życie, zbyt wysoka przyspiesza awarię |
| Stężenie kwasu siarkowego | Większa gęstość sprzyja pojemności dodatniej, ale zwiększa samorozładowanie, przyspiesza korozję kratki i odpadanie PbO₂ | Im wyższe stężenie, tym krótsza trwałość cykliczna |
| Gęstość prądu rozładowania | Duży prąd i stężony kwas sprzyjają odpadaniu PbO₂ z elektrody dodatniej | Im większa gęstość prądu, tym krótsza trwałość |
Wszystkie akumulatory VRLA mają certyfikat UL; napięcie, pojemność i szczelność są w 100% kontrolowane na linii. Dzięki odpornym na korozję kratkom ze stopu ołowiowo-wapniowego praca buforowa pozwala osiągnąć 10–15 lat.
Powiedz nam swój scenariusz i zapotrzebowanie na pojemność; zaproponujemy najlepsze rozwiązanie i wycenę w 24 h.
Uzyskaj darmową wycenę →Seria SDA10 (48 V, 50–200 Ah, 3U–7U) zapewnia ciągłe rozładowanie 1C, ok. 3× trwałość cyklu zwykłych baterii, z wbudowanym BMS (SOC/SOH, ochrona przed nadmiernym rozł./ładowaniem/prądem/temp.) i ogrzewaniem DC + zarządzaniem cieplnym dla pracy w szerokim zakresie temperatur. Zintegrowany łańcuch komórka–system, certyfikowany ISO 9001 / ISO 14001 / CE / UL / UN38.3.
Dowiedz się więcej o rozwiązaniach telekom →