Diagnostika olověných akumulátorů

Olověné baterie tvoří stále jeden z nejpoužívanějších typů baterií i přes toxicitu použitých materiálů při výrobě. Olovo je těžký kov, který je škodlivý pro životní prostředí, a tak je nutné dbát na recyklaci těchto baterií. Dobré a účinné diagnostické metody olověných baterií mohou pomoci s prodloužením životnosti a včasnou výměnou v případě opotřebování baterie.

Za popularitou olověných baterií stojí relativně nízká cena, nízká potřeba údržby, vysoká spolehlivost a schopnost tolerovat široký rozsah pracovních podmínek. Hlavní nevýhoda je nízká energetická hustota, baterie jsou tedy velké a těžké. Vyrábí se v provedení SLI (startovací baterie pro automobily), dále jako trakční a staniční. Každá z těchto variant má odlišné nároky na provoz i diagnostiku.

Baterie na kolečkách

Autobaterie mají velký počet tenkých elektrod pro maximální možné vybíjecí proudy. To s sebou přináší i vyšší energetickou hustotu, ale i výrazně menší odolnost vůči cyklickému provozu.

Skutečnost, že elektrody s vybíjením expandují a s nabíjením se smršťují, vede k mechanickému namáhání a tenké elektrody pak rychle začnou ztrácet aktivní hmotu. Výrobci automobilů se proto dlouhodobě snaží omezovat hloubku vybíjení baterie tak, aby životnost byla co možná nejdelší.

Stav nabití lze diagnostikovat na základě znalosti napětí, jde ale o velmi hrubý odhad. Nebo lze měřit procházející proud a tím i náboj, který baterie přijala nebo odevzdala a na základě toho určit míru vybití. Tato metoda však naráží na skutečnost, že energetická účinnost dosahuje hodnot pouze 60-85 %. Elektronika, která vyhodnocuje míru nabití, pak musí brát v potaz i tuto omezenou účinnost.

Zákeřná chemie

Navíc se ještě projevuje Perkertův efekt. Ten popisuje účinnost chemické reakce vůči její rychlosti. V zásadě se jedná o to, že množství využitelné kapacity se snižuje se zvyšujícím se vybíjecím proudem.

Štítkové hodnoty pro olověné baterie se proto udávají jako C/20, což znamená, že plnou kapacitu baterie za standardních podmínek lze dostat při vybíjení dvacetihodinovým proudem. Například pro baterii s kapacitou 20 Ah je tento proud 1 A.

Jedna z metod, která se dnes využívá pro měření hloubky vybití olověných baterií, je založena na měření magnetické susceptibility. Využívá se toho, že elektrody v nabitém stavu tvořené houbovitým olovem, respektive oxidem olovičitým, mají jiné magnetické vlastností než síran olovnatý, který se tvoří na obou elektrodách při vybíjení. Tato metoda je relativně přesná, protože zpravidla zkoumá jeden z článků v baterii v co největším objemu.

Záloha, která (ne)zklame

Pro staniční a trakční baterie lze využít měření měrné hustoty elektrolytu. Platí, že čím je olověný článek více nabitý, tím je hustota kyseliny sírové vyšší.Pokud uvažujeme několik jednotek až desítek článků v sérii, tak lze snadno určit, který je vadný.

Tato metoda je však vhodná pouze pro baterie se zaplavenými elektrodami, nikoliv pro GEL a AGM. Staniční baterie umístěné v průhledných kontejnerech mají někdy označenou maximální hladinu sedimentů na dně článků, při které ještě není ohrožena správná funkce baterie. Pokud by tato hladina vystoupala moc vysoko, tak hrozí zkrat článku a jeho zvýšené samovolné vybíjení.

Obecná diagnostika je často založená na zhodnocení hladiny elektrolytu a výšky hladiny sedimentu u všech typů olověných baterií se zaplavenou elektrodou.

Recykluji, recykluješ, recyklujeme

Když olověná baterie doslouží, tak to rozhodně neznamená její úplný konec. Díky zvyšujícím se cenám olova na trhu se často zvyšuje i výkupní cena za vysloužilé baterie.

Za autobaterii lze dnes dostat okolo 12 korun za kilo. Což v případě autobaterie pro větší kubaturu může znamenat i několik stovek. Vykupují se samozřejmě i gelové a AGM baterie, ale výkupní cena je zpravidla nižší.

Proces recyklace olověných baterií je efektivní, šetrný k životnímu prostředí a téměř bezeztrátový.