„Rozbieganie termiczne” akumulatora kwasowego

Zjawisko „rozbiegania termicznego” akumulatora kwasowego, zwłaszcza VRLA, występuje w temperaturze ponad 45oC i polega na doprowadzeniu go do takiego stanu, w którym on sam jest źródłem ciepła. Powstająca, spowodowana tą temperaturą, reakcja może doprowadzić do całkowitego zniszczenia akumulatora.

„Rozbieganie termiczne” akumulatora kwasowego

Zjawisko „rozbiegania termicznego” akumulatora kwasowego, zwłaszcza VRLA, występuje w temperaturze ponad 45oC i polega na doprowadzeniu go do takiego stanu, w którym on sam jest źródłem ciepła. Powstająca, spowodowana tą temperaturą, reakcja może doprowadzić do całkowitego zniszczenia akumulatora.

Rozbieganie termiczne akumulatora może być spowodowane bardzo wysoką temperaturą otoczenia lub przeładowaniem akumulatora zbyt wysokim napięciem wyższym od napięcia gazowania – 2,45–250 V/ogn. Mechanizm tego zjawiska jest następujący: akumulator jest ładowany buforowo prostownikiem metodą stałonapięciową, jeżeli z powodu zmiany właściwości faz tlenku ołowiu i parametrów wewnętrznych akumulatora temperatura baterii przekroczy wartość krytyczną, to wystąpi w nim spadek napięcia. Wówczas prostownik, zgodnie z charakterystyką stałonapięciową, wymusi zadane napięcie ładowania i nastąpi wzrost natężenia prądu. Zgodnie z prawem Joule’a wzrost prądu spowoduje przyrost temperatury, a następnie spadek napięcia. Wówczas koło się zamknie i powstanie reakcja łańcuchowa, która będzie powodować cykliczny wzrost temperatury wewnętrznej ogniwa. Proces rozbiegania termicznego akumulatora może przebiegać gwałtownie, co szybko spowoduje podniesienie temperatury wewnętrznej akumulatora i może doprowadzić do jego rozerwania i pożaru. I przeciwnie – może przebiegać powoli i wzrost temperatury wewnętrznej akumulatora będzie powolny i systematyczny, może on przebiegać nawet przez kilka miesięcy.

Do rozbiegania termicznego akumulatora zazwyczaj doprowadza jednoczesne wystąpienie kilku negatywnych czynników:

  • zbyt wysoka temperatura otoczenia (niedostateczne chłodzenie akumulatora),
  • nieodpowiedni dobór akumulatorów do warunków pracy – zbyt mała pojemność cieplna, zły typ i technologia ogniwa,
  • brak lub złe działanie wentylacji pomieszczenia bateryjnego,
  • nieodpowiednie ustawienie ogniw (minimalna odległość między ogniwami powinna wynosić 1–1,5 cm,
  • zróżnicowane temperatury zewnętrzne grup ogniw,
  • nieprawidłowe ładowanie i doprowadzenie do przeładowania (niewłaściwe napięcie ładowania, brak ograniczenia prądu),
  • brak kompensacji termicznej napięcia ładowania,
  • połączenie szeregowe ogniw w różnym wieku, różnych producentów i o odmiennych parametrach,
  • zbyt szybkie rozładowanie baterii, zbyt wysokim prądem rozładowania.

Jeżeli bateria pracuje w granicznej temperaturze, to każdy z wymienionych czynników może samodzielnie zainicjować proces rozbiegania termicznego akumulatora.

Autor: inż. Michał Świerżewski, absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej
Słowa kluczowe:
baterie i akumulatory