СЕПАРАТОРИ ДЛЯ АКУМУЛЯТОРІВ: світові тенденції

14.07.2016

СЕПАРАТОРИ ДЛЯ АКУМУЛЯТОРІВ: світові тенденції

У Росії, також як і за кордоном, в якості сепараційних матеріалів в лужних акумуляторах використовуються неткані матеріали з поліпропілену та поліаміду. Також у Росії використовуються сепаратори з гідрат-целюлозної плівки, ФПП (фільтраційне полотно Петрянова). Також при значних розмірах акумуляторах використовуються полімерні матеріали (поліпропілен), відлиті у формі стрижнів або рамок.

Перспективною областю застосування NiMH і літій-іонних акумуляторів є виробництво гібридних автомобілів. У цих типах акумуляторів для даної галузі застосування світовими виробниками активно розробляються спеціальні поліетиленові сепаратори. Так, компанія «ExxonMobil Chemical» розробляє новий мікропористий матеріал для сепараторів літій-іонних батарей (LIB). За допомогою цього матеріалу, як очікується, можна буде на порядок підвищити потужність і надійність роботи літій-іонних батарей при використанні їх у гібридних електромобілях (HEV). В основі даного сепаратора лежить тонка пориста поліетиленова плівка.

Основні тенденції в споживанні сепараторів, що використовуються в свинцево-кислотних акумуляторах

Основною тенденцією на російському ринку сепараторів для свинцево-кислотних батарей з рідким електролітом є перехід до використання сепараторів конвертного типу і листових сепараторів з поліетилену виробниками акумуляторних батарей натомість сепараторів типу «Мипласт» і «Мипор».

Так, наприклад, за останні пару років до переважного використання листових і конвертних сепараторів з поліетилену натомість «Мипласта» і «Мипора» перейшли найбільші виробники у свинцево-кислотних акумуляторних батарей в Росії та СНД:

• ВАТ «Тюменський акумуляторний завод» приступив до випуску акумуляторних батарей із застосуванням поліетиленового конверта-сепаратора (незважаючи на наявність власного виробництва «Мипласта»), що дозволило істотно підвищити розрядний струм;

• У рамках програми підвищення якості виробів, що випускаються ТОВ «Курський завод «Акумулятор» з квітня 2006р. виводить новий, технічно більш досконалий продукт — акумуляторну батарею для вантажних автомобілів 6СТ-190АП. Новий виріб відрізняється використанням натомість сепаратора мипласт сучасного сепаратора конверта, який запобігає можливість короткого замикання і застосуванням малосурьмяного сплаву (вміст сурми становить 2,5 %), що призводить до скорочення саморозряду і малій витраті води під час експлуатації акумулятора;

• В батареях нової серії «Владар-МОТО» (Харківський акумуляторний завод «Владар») мікропористий сепаратор з «Мипласта», що використовувався раніше, замінений поліетиленовим конверт-сепаратором виробництва фірми Jungfer (Австрія) (входить у групу компаній «Daramic»). Використання конверта-сепаратора в мотоциклетних батареях «Владар» дозволяє уникнути характерного дефекту акумуляторів для мототехніки: короткого замикання всередині акумулятора.

Необслуговувані і герметичні свинцево-кислотні акумулятори з абсорбованим електролітом

На даний момент у світі найбільш поширені два способи утримання газів в необслуговуваних герметичних батареях. У першому випадку сірчану кислоту стали загущати, додаючи в неї кремнієву кислоту, — утворювалася гелеподібна застигла маса. У другому варіанті застосували спеціальний сепаратор з абсорбуючого скловолокна — він вбирає електроліт і утримує його в численних порах.

Пов’язаний електроліт абсолютно змінив картину процесів, що протікають в акумуляторі. Тепер кисень, що виділився на позитивних пластинах, вже не може полетіти вгору, його молекули рухаються горизонтально по напрямку до негативних пластин. Цикл стає абсолютно замкнутим і може повторюватися дуже довго без якого б то не було збитку для системи. На цьому принципі побудовані так звані герметичні свинцеві акумулятори з регулювальними клапанами (VRLA). Корпус такого акумулятора з привареною кришкою дійсно утворює герметичну ємність. В кришку вбудований запобіжний клапан — він може тільки «випустити» надлишкові гази з батареї, якщо концентрація стане вибухонебезпечною. Настільки звичних нам пробок на кришці немає, вони не потрібні, оскільки вода сюди вже ніколи доливати не буде і перевіряти густину електроліту безглуздо. Цікаво, що з тих же міркувань корпус герметичних батарей перестали робити прозорим.

Сьогодні на російському ринку в основному представлені традиційні і малообслуговувані акумуляторні батареї.

Спочатку розроблені для військових цілей, AGM акумулятори на сьогоднішній день широко розповсюджені на світовому ринку.

В акумуляторах рекомбінаційного типу електроліт повністю абсорбирован в сепаратор, який являє собою нетканий матеріал, виготовлений, як правило, з мирковолокон скла. Одним з типів акумулятора рекомбінаційного типу є VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid — герметичні з рекомбінацією газу (ГРГ) акумуляторів з регулюванням газовиділення) акумулятор

Сепаратори для VRLA акумуляторів як правило складаються з абсорбуючого склополотна (AGM), так як AGM сепаратор забезпечує хороший рух абсорбированной рідини і рівномірний розподіл електроліту. У теж час, AGM сепаратори слабо контролюють рух кисню і рекомбінаційні процес.

До того ж AGM сепаратори мають слабку опірність проколювання, що негативно впливає на роботу VRLA акумуляторів в умовах підвищеної вібрації, наприклад, всередині автомобіля. Слабка опірність проколювання є проблемою з наступних причин:

• Зростає ймовірність виникнення короткого замикання;

• Вартість виробництва зростає з-за крихкості AGM сепаратора.

Робилися різні спроби збільшити опірність проколів подібних сепараторів, наприклад, з допомогою виробництва сепаратора, що складається з трьох нашарувань: перше і третє — неткані матеріали зі скловолокна, а по середині — тонкий лист з пористого термопластичного матеріалу, такого як поліетилен товщиною 250 мкм.

На даний момент найбільш стійким до проколів в умовах використання в VRLA батареях є комбінований сепаратор з абсорбуючого склополотна (AGM), сполученого з мікропористої полімерною прокладкою і нвмпе (UHMWPE).

Деякі виробники AGM сепараторів (в основному Китайські компанії) пропонують використовувати вентильованих акумуляторах з рідким електролітом.

Сепаратор AGM являє собою комбінацію AGM і склополотна з кислотустойчивым сполучною. Абсорбуючі спроможності сепаратора багато в чому визначаються його пористістю — чим вона вище, тим краще асборбация. У AGM сепаратора ця здатність вище порівняно з сепараторами з ПВХ, ПП, сепараторами конвертного типу.

Сепаратор AGM володіє наступними характеристиками:

• Низький електричний опір — нижче, ніж 1.5 mΩ*dm2;

• Максимальний розмір пор ≤18μm;

• Пористість≥90%;

• Висока стійкість до окислення;

• Стабільність хімічних властивостей.

Використання адсорбуючою сепаратора. виготовленого з скляного мікроволокна (AGM). допомагає зменшити саморозряд батареї і знизити витрата активного матеріалу. Завдяки цій технології. в нормальних умовах строк зберігання батареї становить 12 місяців, а гарантований термін роботи батареї не менше 3-х років.

Герметична конструкція гарантує відсутність витоку при установці батареї в будь-якому положенні (вертикальному або горизонтальному).

• Джерела безперебійного живлення (UPS) змінного і постійного струму;

• Засоби зв’язку та електричне обладнання;

• Аварійне освітлення: освітлювальне обладнання;

• Фотогальваническое обладнання;

• Засоби мовлення;

• Роботи: системи управління та інше промислове обладнання;

• Телеметричне обладнання;

• Сигналізація.

Акумулятори на основі AGM сепараторів часто використовуються в електричних пристроях.

Також вони добре відомі на ринку автомобілів типу 4WD, де вони користуються популярністю через свою зносостійкості. Можливо з цієї причини розкручування AGM акумуляторів грунтується на цьому гідність, а також на можливості акумулятора витримувати глибокі цикли розрядки з меншими втратами у порівнянні з їх звичайними аналогами.

Для власників кемперів або житлових причіпних вагончиків використання AGM акумуляторів зручні через: AGM акумулятори можуть бути за 2-3 години дозаряжены до 100% своєї ємності за допомогою звичайного автомобільного пристрої змінного струму. Ні одне стандартне автомобільний пристрій змінного струму на зможе дозарядить звичайну свинцеву батарею більш, ніж на 70% її ємності (зазвичай ця цифра складає 65%).

AGM акумулятори дорожче в порівнянні з традиційними акумуляторами з рідким електролітом — це обмежує їх поширення на світових ринках.

У Росії свинцево-кислотні акумулятори з сепаратором AGM мало поширені. В першу чергу це пов’язано зі слабкою розвиненістю галузей, в яких акумулятори AGM застосовуються.

Даний тип акумуляторів в Росії використовується в основному в якості стартерних батарей в дорогих автомобілях. Розширення використання AGM акумуляторів в даній області в Росії не прогнозується з причини високої ціни даного типу акумуляторів в порівнянні з акумуляторами з рідким електролітом.

У світі виробництвом стартерних акумуляторів AGM займається більшість найбільших виробників свинцево-кислотних акумуляторів. Щоправда, частка даного типу акумуляторів в сукупному обсязі виробництва не перевищує 10%. Так, наприклад, один з найбільших виробників автомобільних акумуляторних батарей у світі — компанія «Jonson Controls» виробляє стартерні акумулятори AGM, використовуючи сепаратор виробництва «Hollingsworth & Vose Company» (США).

Серед російських компаній виробництво стартерних акумуляторних батарей з використанням AGM сепаратора запустила компанія «Тубор» під торговою маркою «ТИТАН GEL».Батареї подібного класу тільки зараз починають поставлятися на первинну комплектацію флагманів європейських автовиробників — Mercedes S класу, BMW 7-ї серії і деяких інших.

C поточною ситуацією і прогнозом розвитку російського ринку сепараторів для акумуляторних батарей можна познайомитися у звіті Академії Кон’юнктури Промислових Ринків « Аналіз попиту на стеклохолст у виробництві сепараторів для акумуляторних батарей ».

Академія Кон’юнктури Промислових Ринків надає три види послуг, пов’язаних з аналізом ринків, технологій і проектів у промислових галузях — проведення маркетингових досліджень, розробка ТЕО і бізнес-планів інвестиційних проектів.

• Маркетингові дослідження

• Техніко-економічне обгрунтування

Короткий опис статті: автомобільні акумулятори agm

Джерело: СЕПАРАТОРИ ДЛЯ АКУМУЛЯТОРІВ: світові тенденції

Також ви можете прочитати