Συσσωρευτές Μολύβδου, χημεία, φόρτιση, εκφόρτιση, συντήρηση και αποθήκευση.
χημεία των συσσωρευτών μολύβδου
Το θετικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από διοξείδιο του μολύβδου (PbO2), ενώ το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι μεταλλικός μόλυβδος Pb. Κατά την εκφόρτιση το διοξείδιο του μολύβδου στην άνοδο μεταπίπτει σε θειϊκό μόλυβδο, και ο μόλυβδος στην κάθοδο μεταπίπτει επίσης σε θειϊκό μόλυβδο.
Ο ηλεκτρολύτης είναι θειϊκό οξύ, σε μορφή ζελέ (gel), ή σε υδαρή μορφή. Κλειστού ή ανοιχτού τύπου.
Ονομαστική χωρητικότητα και χωρητικότητα στην πράξη.
Η χωρητικότητα των συσσωρευτών μολύβδου βάση τεχνικών χαρακτηριστικών είναι με 0,05C που σημαίνει ότι μία μπαταρία 7,5 Ah, μπορεί να εκφορτίζεται με 375 mA επί 20 ώρες. Ομως στην πράξη τους εκφορτίζουμε με πολύ μεγαλύτερα ρεύματα, με αντίστοιχη μείωση της χωρητικότητάς τους. Για παράδειγμα, ο συσσωρευτής με ονομαστική χωρητικότητα 7,5Αh, όταν εκφορτίζεται με 1C μπορεί να αποδώσει μόνο το 30% της ονομαστικής χωρητικότητας του, δηλαδή 2,2Αh.
Φόρτιση
Ο συσσωρευτής μολύβδου φορτίζεται με σταθερή τάση, με ειδικό φορτιστή, ή κατάλληλο πρόγραμμα σε φορτιστή με πολλά στάδια. Το μέγιστο ρεύμα φόρτισης είναι 0,2C το maximum δηλαδή για την μπαταρία των 7,5 Ah δεν πρέπει να υπερβεί τα 1,5 Α. Θεωρείται φορτισμένος όταν η τάση του κάθε στοιχείου φτάσει τα 2,4 V, δηλαδή η μπαταρία με 6 στοιχεία να φτάσει τα 14,4 V.
Η φόρτιση αρχίζει με το μέγιστο επιτρεπτό ρεύμα, στην συνέχεια αυτό μειώνεται σταδιακά και στο τέλος καταλήγει σε πολύ μικρό ρεύμα (π.χ. 100 mA). Αν ο φορτιστής είναι "αυτόματος" η φόρτιση θα διακοπεί. Αν για κάποιο λόγο η τάση έχει πέσει κάτω από 1,75V ανά στοιχείο, η φόρτιση πρέπει να αρχίσει με πολύ μικρό ρεύμα 0,01C έως ότου φθάσει τα 1,75V και τότε μπορεί να συνεχίσει με τον κανονικό ρυθμό.
Η φόρτιση ενός αφόρτιστου συσσωρευτή χρειάζεται περίπου 16 ώρες αλλά μπορεί να συντομευτεί σε 8-10 ώρες με φορτωτές πολλαπλών σταδίων.
Οι συσσωρευτές μολύβδου δεν πρέπει να υπερφορτίζονται. Αν συμβεί κάτι τέτοιο, ο υδατικός ηλεκτρολύτης εξατμίζεται και πρέπει να συμπληρωθεί με απεσταγμένο (ή απιονισμένο) νερό, ενώ αν είναι σφραγισμένος, αυξάνεται η πίεση και ανοίγει η βαλβίδα ανακούφισης για να φύγουν τα αέρια.
Οι κοινοί φορτιστές που φορτίζουν τις μπαταρίες μολύβδου των αυτοκινήτων 12V, 30-45Ah δεν μπορούν να ρυθμιστούν για να δώσουν ρεύμα μικρής έντασης, που χρειάζεται η συγκριτικά μικρή μπαταρία 12V, 7,5Ah που έχουν π.χ. τα UPS.
Όριο εκφόρτισης
Ο τελείως αφόρτιστος συσσωρευτής δείχνει τάση 1,75 V ανά στοιχείο, ή 10,5 V για τα 6 στοιχεία. Όμως δεν πρέπει να αφήσουμε την τάση να πέσει κάτω από 1 V (ανά στοιχείο) γιατί τότε κινδυνεύει να πάθει "θειϊκωση" και δεν θα μπορεί να ξαναφορτιστεί. Θειϊκωση είναι η περίπτωση όπου κρύσταλλοι θειϊκού μολύβδου επικάθονται στα ηλεκτρόδια, εμποδίζοντας την περαιτέρω επικοινωνία με το άμεσο περιβάλλον τους.
Ανθεκτικοί στην παρατεταμένη εκφόρτιση είναι μόνο οι συσσωρευτές με το χαρακτηριστικό "deep discharge".
Καθώς η μπαταρία μολύβδου εκφορτίζεται τα ηλεκτρόδια διογκώνονται. Ίσως να έχεις δει τις παλιές μπαταρίες των UPS να έχουν φουσκώσει.
Συντήρηση και αποθήκευση
Στην αποθήκευση χάνει μόνο το 10% κάθε τρείς μήνες, άρα μετά από 6 μήνες θα έχει το 80% της ενέργειάς του, και μετά από 12 μήνες το 60 %.
Η καλύτερη συντήρηση είναι να τον φορτίζεις μετά από κάθε χρήση, και να τον αφήνεις πάντα σε πλήρη φόρτιση. Εάν έχει υγρό ηλεκτρολύτη και είναι ανοικτού τύπου, πρέπει να συμπληρώνεις την στάθμη με απεσταγμένο (ή απιονισμένο) νερό. Αν δεν τον χρησιμοποιείς καθόλου φόρτιζε τον δύο φορές τον χρόνο.
Αν βραχυκυκλώσουν οι πόλοι αυτής της μπαταρίας μπορεί να προκληθεί φωτιά
Η ζωή του κυμαίνεται από 200 έως 1300 κύκλους, και εξαρτάται από το ποσοστό εκφόρτισης που δέχεται σε κάθε κύκλο. Δεν εμφανίζει μνήμη, αλλά αν εκφορτιστεί τελείως χαλάει. Ο συσσωρευτής μολύβδου θεωρείται εκτός πρακτικής χρήσης όταν δεν μπορεί να ανακτήσει και να αποδώσει περισσότερο από το 50% της αρχικής χωρητικότητάς του.
Ο μόλυβδος είναι τοξικός, άρα οι συσσωρευτές που τον περιέχουν δεν πρέπει να πετιούνται στα σκουπίδια, αλλά να παραδίδονται στην ανακύκλωση.
