Виды аккумуляторных батарей для источников бесперебойного питания

Каждый вид аккумуляторных батарей производится специально для различных устройств, учитываются их размеры и мощность, они могут иметь абсолютно разные характеристики (ёмкость, габариты, накопительный элемент) и подбираются под определенную модель источника бесперебойного питания. 

Свинцово-кислотные АКБ

Самый распространенный вид батарей, применим в большинстве источников бесперебойного питания для устройств, резервирующих электроэнергию в бытовых и промышленных условиях, а также автомобильной и компьютерной технике. Данный тип аккумуляторов устойчив к перепадам температур, имеет малый саморазряд, нет необходимости обслуживания (относится к моделям с герметичной конструкцией корпуса, изготовленным по технологии AGM), имеет большое количество циклов повторной зарядки, до выхода из строя их может быть более 1000, а срок службы достигает 5 -12 лет.

Этот тип АКБ относится к надёжным и бюджетным вариантам, но имеет высокую массу и размеры, а вот соотношение ёмкости к объёму электролита данный тип АКБ имеет весьма невысокое. Ещё одним минусом является значительное уменьшение объёма хранимого заряда при полном разряде АКБ.

Литий-ионные батареи (Li-ion):

Этот тип аккумуляторов подходит для приборов с повышенным потреблением количества энергии. Эти АКБ используют как источники питания разнообразной бытовой технике (ноутбуки, планшеты, смартфоны), а также в железнодорожной, авиационной и военной технике, автомобильных электросистемах, в качестве накопителей электроэнергии в ИБП. Эти аккумуляторы конструктивно представляют собой пропитанные электролитом и разделённые пористым сепаратором положительный анод из медной фольги, и отрицательный катод из алюминиевой фольги. В этих АКБ предусмотрен встроенный контроллер, выполняющий электронную защиту от коротких замыканий, перегрева и перезаряда устройства. Li-ion батареи наиболее продвинутый на сегодня тип аккумуляторов, их можно считать универсальными химическими источниками тока. Эти батареи отличаются большой ёмкостью относительно массы, при небольших габаритах. Литиево-ионные батареи с течением времени свою максимальную ёмкость не теряют, «эффект памяти» у них отсутствует, затрат на своё обслуживание, практически не требуют. Сохранение энергии в данном типе очень высокое, равно как и надёжность относительно других видов АКБ. А вот к перепадам температур они очень чувствительны и разряженными их оставлять нельзя. Также к минусам относится дороговизна этих аккумуляторов и то, чтобы их зарядить необходимы специальные приборы.

Никелево-металлогидридные аккумуляторные батареи (Ni-MH)

Широко используются в качестве элементов питания электроинструмента. Благодаря меньшей токсичности они могут применяться как элементы питания любой стационарной электроники: навигаторов, бытовых фонариков, детских игрушек, фотоаппаратов.
Данный тип аккумуляторных батарей, схож по конструкции с никель-кадмиевыми АКБ, их конструктив состоит из помещённых в щелочной электролит водородно-металлогидридного

анода и никелевого катода, которые разделены сепаратором. Используются как элементы питания стационарной электроники (навигаторы, планшеты, телефоны и т.п) и как элементы питания электроинструментов. Несмотря на не снижаемую энергетическую ёмкость и высокую плотность заряда, используется в ИБП реже остальных типов. Не смотря на стабильную работу и удачное соотношение габаритов с ёмкостью батарей, имеют малый ресурс количества циклов перезарядки и плохо устойчивы к температурным перепадам окружающей среды. Также в этом типе максимальный уровень заряда сильно зависим от низкого уровня заряда, а во время простоя АКБ разряжается очень быстро, имеет сложности при заряде, и высокую цену.

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи (Ni-Cd)

Последнее время данный тип АКБ для бесперебойников набирают популярность, благодаря компактным размерам и небольшому весу, их широко применяют в штатных элементах электропитания в различных электроинструментах, в ИБП их использование обусловлено высоким рабочим ресурсом. Конструктивно данные АКБ состоят из двух электродов: положительного из оксид-гидроксид никеля, и отрицательного сделанного на основе кадмия, они оба помещены в щелочной электролит.
Эти аккумуляторы в использовании просты и надёжны, к температурным изменениям устойчивы, в простое почти не разряжаются, а в соотношении ёмкости и компактности выгодно отличаются от других типов батарей, их циклы перезарядки доходят до 1500 раз. Вот только кадмий относится к материалам токсичным, что делает их производство и утилизацию сложнее, однако это компенсируется низкой ценой. Ещё одним минусом является «эффект памяти», при которой происходит снижение емкости батареи при нарушении режима зарядки (как правило, при неполном заряде).

ИБП по типу электролита

Все аккумуляторные батареи делятся на три вида по типу используемого в них электролита. Полезно знать, какие плюсы и минусы для ИБП, есть в АКБ с разными типами электролитов.

АКБ с жидким электролитом

Самый распространенный вид аккумуляторов, например, известные многим свинцово-кислотные батареи. Говоря о достоинствах применения их в источниках бесперебойного питания, стоит обратить внимание на все плюсы свинцово кислотных АКБ, которые мы описали выше, но и про все минусы также не стоит забывать.

АКБ с технологией GEL

Гелевые АКБ отличаются тем, что вместо стандартного электролита в них залита геле подобная масса, которая обеспечивает стабильность пластин и электролита. Такие батареи не боятся наклонов, электролит не вытекает, пластины не осыпаются. При производстве гелевых аккумуляторов используют высокочистый свинец – это увеличивает эксплуатационные характеристики АКБ в несколько раз. Гель плотно обволакивает пластины и не дает активной массе осыпаться, а его повышенное сопротивление разрядным токам не дает образовываться «вредным» не разрушаемым сульфатам свинца.

Преимущества:

1. Небольшая вероятность потери электролита.
2. Высокая циклическая стойкость и отсутствие необходимости в дополнительном уходе при эксплуатации и хранении.
3. Низкий уровень в газообразовании.

Недостатки:

1. Ухудшенные пусковые свойства при низких температурах.
2. Непереносимость высоких температур и связанная с ней непригодность к установке в подкапотном пространстве у автомобилей.

АКБ с технологией AGM (Absorbed Glass Mat).

Этот тип батарей, у которых электролит впитывается и удерживается стекломатами. Стекломаты представляют собой микропористый нетканый материал из переплетающихся между собой ультратонких стекловолокон. Стекломаты очень хорошо впитывают и удерживают электролит. Одновременно они выполняют функции сепараторов. В батарею заливается только то количество электролита, которое могут впитать стекломаты. Данный тип АКБ относится к не проливаемым. При повреждении моноблока такой батареи возможна потеря незначительных количеств электролита, измеряемых несколькими миллилитрами. Положительные и отрицательные электроды изготавливаются из сплава свинца с кальцием и оловом, что позволяет уменьшить разбухание и коррозию решетки. Активный материал изготавливается из особо чистого свинца (99.9999%) для устранения негативного влияния загрязнений, которые могут явится причиной коррозии электродов и повышенного саморазряда батареи.

Замена аккумулятора в ИБП – это процесс несложный и безопасный (в некоторых моделях можно это делать даже без отключения питания). Но чаще всего, крышку с устройства всё-таки надо будет снять, предварительно выключив его и отключив ИБП от сети, чтобы не получить удар током остаточным зарядом, который может сохраниться даже в разряженном аккумуляторе.

Далее необходимо снять клеммы с аккумулятора, не дотрагиваясь до плат и элементов схемы, достать сам аккумулятор. Проверьте, что при обратном подключении, полярность схем должна быть соблюдена, согласно обозначениям «+» «-», или согласно цветовому различию проводов. Не корректное подключение полярности у аккумулятора с высокой вероятностью приведет к поломке ИБП.

После извлечения аккумулятора его необходимо тщательно осмотреть на предмет вздутия, потёков электролита и любых других деформаций. Любая из вышеперечисленных проблем может указывать на причину выхода батареи из строя не по причине исчерпания её ресурса, а по причине некорректной работы или поломки самого источника бесперебойного питания. Особенно, при резком уменьшении времени работы ИБП.

В такой ситуации необходимо продиагностировать ИБП в сервисном центре, чтобы не менять аккумулятор просто так. Если же снижение времени работы ИБП происходило постепенно, и батарея выглядит, как только что купленная, можно смело подбирать и покупать замену. Идеальным вариантом была бы покупка аналогичного аккумулятора, если по какой-либо причине это невозможно, необходимо подбирать батарею максимально похожего размера, ёмкости, рабочего напряжения.
Ещё одним важным фактором при подборе АКБ – является вид и расположение клемм для подключения. Иногда даже на моделях того же производителя, того же типоразмера и аналогичных параметров, тип клемм может отличаться, тогда их придётся перепаять или при необходимости удлинить провода. Но клеммы батареи, и клеммы, подходящих к ним проводов, не должны прикасаться к корпусу ИБП и к его внутренним составляющим.
Напряжение старого аккумулятора должно в точности повториться в новой батарее, потому что если напряжение будет другим, ИБП может выйти из строя. Чаще всего напряжение аккумуляторов для ИБП бывает 12 Вольт, чуть реже 6 Вольт.
После замены аккумуляторов на новые, перед первым запуском ИБП, новые батареи необходимо подзарядить, потому как во время транспортировки и хранении на складе они могут разрядиться.

Далее восстановление ёмкости батарей происходит от встроенного зарядного устройства под управлением модуля процессора в штатном режиме.

Несколько рекомендаций для продления срока службы аккумуляторных батарей:

• Не стоит покупать АКБ «про запас», срок хранения аккумуляторов весьма ограничен, поэтому такой запас не будет иметь смысла.
• Замену отслуживших свой срок батарей нужно проводить своевременно, в противном случае возникает риск сбоя калибровки в электронике самого ИБП, после чего держать нагрузку он уже не сможет.
• Поддерживать температурный режим, рекомендованный для работы аккумуляторных батарей, в помещении, где эксплуатируется ИБП. При перегреве устройства, а следовательно, и батареи, происходит быстрое её изнашивание. При сильном переохлаждении, перед установкой АКБ в источник бесперебойного питания, необходимо выдержать его в течении нескольких часов при комнатной температуре.
• Покупать АКБ следует у проверенных продавцов, чтобы это был известный бренд и производитель.
• Очень важно бережное отношение к аккумуляторным батареям в момент их транспортировки и хранения. Нельзя ронять, трясти и избегать иных механических повреждений, чтобы не допустить отсоединения контактов, деформации пластин и утечки электролита.
• Заменять батареи необходимо только на модели того же типа, аналогичной ёмкости, внутреннего сопротивления и напряжения, следить чтобы они подходили для использования в данном ИБП.
• Запрещается утилизировать в бытовой мусор «севшие» аккумуляторные батареи из-за содержания в них электролита. На сегодняшний день существуют пункты приёма, где вы можете сдать аккумуляторы иногда, в магазине вы при покупке новых батарей и сдачи старых в утилизацию можете получить скидку.

Если после прочтения данной статьи, у вас остались вопросы о том, какие аккумуляторы вашему ИБП подойдут лучше всего, вашим помощником станет любой продавец специализированного магазина.