На сьогоднішній момент розроблено і експлуатується величезна кількість свинцевих кислотних акумуляторів (або акумуляторних батарей – АКБ) різних типів. При цьому в залежності від режиму роботи АКБ ділять на стаціонарні (буферний режим), тягові (циклічний режим) і стартерні (змішаний режим). За конструктивним виконанням розрізняють акумулятори з рідким електролітом, з рідким електролітом, зафіксованим скломатами (EFB, AGM), і зі загущеним електролітом (гелеві). Також, в залежності від необхідності контролю за рівнем розчину електроліту в батареї, акумулятори ділять на обслуговувані, малообслуговувані і ті, що не обслуговуються. Раніше широко застосовувалися сухозарядженні акумуляторні батареї, які перед використанням вимагали активації у вигляді заливки розчину, коригування густини електроліту і дозаряду, проте останнім часом їх частка на ринку значної зменшилася.

Природно, різноманіття різних варіантів виконання передбачає різні режими експлуатації та зберігання АКБ. Акумулятор є одним з найбільш важливих складових будь-якої системи, тому точне дотримання рекомендацій виробника дозволить продовжити життя АКБ і заощадить значні кошти, щоб уникнути прилбання нової батареї. Кожен виробник пропонує свої рекомендації по експлуатації, які відносяться до конкретного виду/типу акумулятора, тому неможливо дати єдину вичерпну інструкцію до всіх існуючих АКБ, проте можна виділити загальні рекомендації по обслуговуванню та експлуатації акумуляторів.

Перш за все, ємність і потужність акумуляторної батареї повинні відповідати експлуатаційним потребам. Наприклад, для акумуляторів, які працюють на запуск двигуна і надалі заряджаються від електрогенератора, важливим аспектом є наявність додаткових енергоспоживаючих елементів, які будуть зменшувати ступінь зарядженості батареї і приводити до її систематичного недозаряду. Для стаціонарних акумуляторів наявність додаткових систем буде збільшувати струм навантаження, що може збільшити ступінь розрядженості і зменшити «час життя» акумулятора. Неправильне використання акумулятора з надмірним запасом ємності підвищує енерговитрати на їх заряд і збільшує ймовірність їх недозаряду в періоди відключення від навантаження.

Другим надзвичайно важливим фактором, що визначає експлуатаційні характеристики акумуляторів, є температура. З підвищенням температури зменшується опір розчину електроліту і знижується його густина, що зменшує так звані омічні втрати на проходження струму через батарею, проте збільшується швидкість всіх хімічних і електрохімічних процесів в акумуляторі. Оптимальною температурою для експлуатації акумуляторів різних типів є +20 … 30 0С. При відсутності вентиляції в місці встановлення акумуляторів можливий їх значний перегрів. У той же час, відсутність теплоізоляції в холодну пору року призводить до підвищення внутрішнього опору акумулятора, що знижує вироблене струмове навантаження і фактичну ємність батареї. Дане явище найбільш помітно при експлуатації стартерних батарей пересувної техніки та стаціонарних акумуляторів в системах телекомунікації. Експериментальні дані показують, що в залежності від типу акумулятора і струмового навантаження зниження температури на кожен градус від оптимальної призводить до зменшення ємності батареї на 0,5 … 2 %. Підвищення температури, хоча і дещо збільшує ємність батареї, збільшує швидкість небажаних процесів саморозряду і знижує термін служби акумулятора в 2 рази на кожні 10 0С перевищення температури в порівнянні з вказаною виробником як оптимальної.

Незалежно від техніко-експлуатаційних характеристик АКБ і кліматичних умов їх застосування кожен акумулятор повинен піддаватися регулярному огляду – не рідше одного разу в тиждень (для батарей, які обслуговують відповідальні установки – щодня). При цьому контролюють:

  • напругу на клемах акумулятора;
  • густину електроліту в комірках акумулятора (тільки для батарей, що обслуговуються);
  • рівень електроліту в акумуляторі (тільки для батарей, що обслуговуються);
  • цілісність корпусу акумулятора;
  • наявність шламу в акумуляторах з прозорим корпусом.

При цьому деякі виробники можуть навіть розширити цей перелік контрольованих параметрів в залежності від типу і призначення акумулятора.

Напруга на клемах для повністю зарядженого акумулятора, відключеного від навантаження, має становити в залежності від рекомендацій виробника акумулятора 2,11 … 2,15 В на елемент при температурі +15 … +25 0С. Навіть невелике зниження напруги на 0,01 В свідчить про розряд батареї на 5%. Систематичний недозаряд або зберігання в частково розрядженому стані підвищують ризик розвитку сульфатації.

Густина і рівень електроліту перевіряють у всіх елементах акумулятора, при цьому допускається різниця в значеннях густини в різних елементах не повинна перевищувати 0,02 г/см3. Величина густини електроліту при даній температурі повинна відповідати рекомендаціям виробника. У разі, якщо для зарядженого акумулятора густина перевищує встановлену величину, електроліт необхідно розбавити дистильованою водою. Рівень електроліту повинен бути вище верхнього краю електродів на 10 … 40 мм в залежності від типу акумулятора. Експлуатація акумулятора, що обслуговується, пов’язана з постійним винесенням води в результаті процесів заряду і випаровування при підвищеній температурі. Необхідно стежити, щоб не оголилися верхні кромки електродів, для цього періодично необхідно підтримувати рівень розчину додаванням дистильованої води. Додавання розчину електроліту дозволяється тільки в тому випадку, коли точно відомо, що зниження рівня розчину обумовлено його витіканням при перевертанні батареї або через тріщини в корпусі. В акумуляторах з непрозорим корпусом часто встановлюють спеціальні поплавкові датчики, що дозволяють відслідковувати рівень розчину електроліту.

Контроль за цілісністю корпусу акумулятора дозволяє забезпечити збереження встановленого поряд обладнання і своєчасно скоригувати електричне навантаження на всю енергосистему. Тріщини в корпусі можуть утворюватися в результаті збільшених вібраційних і ударних навантажень на АКБ, а також при надмірному підвищенні внутрішнього тиску при заряді батареї. У акумуляторах, що обслуговуються таке можливо в разі, якщо перед установкою на зарядку в акумуляторі забули видалити вентиляційні пробки. Акумулятори, що не потребують обслуговування, забезпечені спеціальним запобіжним клапаном, який попереджає підвищення тиску, проте в деяких випадках при порушенні умов експлуатації відбувається забивання клапана, що може спровокувати «роздування» акумулятора і вимагає прочищення клапана. Також тріщини в корпусі можуть з’являтися при неправильній установці акумулятора (нерівна основа, різний рівень під кутами батареї) або ж в результаті сильного місцевого розігріву батареї (розряд/заряд збільшеними струмами; коротке замикання).

Застосування в акумуляторах розчину кислотного електроліту з підвищеним вмістом домішок призводить до збільшеного саморозряду акумулятора і поступового осипання активного матеріалу електродів, який у вигляді шламу збирається в нижній частині корпусу акумулятора. Найбільш небезпечними домішками є залізо, марганець, мідь, хлориди, оцтова і азотна кислоти. При невеликій товщині шару шламу він збирається в спеціальних заглибленнях корпусу, проте у міру зростання товщини шару виникає ймовірність закорочення електродних пластин. В акумуляторах з прозорим корпусом простіше помітити наявність шламу під час регулярного огляду і своєчасно відкачати шлам і замінити електроліт на новий. У батареях з непрозорим корпусом наявність шламу визначається вже тільки за зниженням напруги і підвищенням саморозряду окремих елементів акумулятора. У таких випадках рекомендується повністю розрядити акумулятор (до напруги 1,7 В на комірку), злити весь електроліт зі шламом, промити акумулятор дистильованою водою, після чого залити свіжим електролітом з густиною 1,11 … 1,14 г/см3 і провести повний заряд. При невеликій кількості домішок може бути досить одного такого циклу, проте в деяких випадках навіть 4-5-ти кратне повторення процедури заміни розчину і циклу розряд/заряд не дозволяє відновити ємність, що може свідчити про наявність короткого замикання між електродами. У таких випадках необхідна заміна пластин або всього акумулятора.

Проведення відновлювальних циклів заряд/розряд, і тим більше експлуатація акумулятора вимагає грамотного проведення цієї процедури. Стану повного заряду акумулятора відповідає напруга на клемах 2,11 … 2,15 В, стану повного розряду 1,7 В. Вкрай не рекомендується розряджати акумулятор до такого стану. Для деяких типів батарей, наприклад, з пластинами з свинцево-кальцієвого сплаву, розряд глибше 70% призводить до безповоротного зменшення ємності. Також не рекомендується розряджати акумулятор струмами більшими, ніж це рекомендовано виробником.

Деякі дефекти, викликані розрядом великими струмами, глибокими розрядами або ж впливом значних коливань температури можна виправити правильним виконанням процедури зарядки.

Перед включенням акумуляторів на заряд необхідно переконатися, що температура електроліту не перевищує +30 0С. Якщо в процесі зарядки температура підвищиться більш ніж до 45 0С, рекомендується зменшити струм заряду або перервати процес заряду до зниження температури. Під час заряду необхідно контролювати напругу, а якщо можливо, то температуру і густину електроліту.

Розрізняють різні режими заряду: заряд при постійній величині зарядного струму; заряд при постійній величині зарядного напруги; прискорений заряд. Найбільшого поширення, як найбільш простий в апаратному оформленні та безпечний з точки зору експлуатації акумулятора, отримав метод заряду при постійній величині струму, який проводять в два ступеня. Також, цей метод дозволяє точно визначити величину ємності, віддану акумулятору. Спочатку акумулятор заряджають струмом, чисельно рівним 0,1 від номінальної ємності, при цьому напруга на клемах поступово підвищується, і при досягненні величини 2,30 … 2,45 В необхідно зменшити зарядний струм в два рази, після чого продовжити заряд акумулятора до напруги 2,5 … 2,65 В, яка повинна утримуватися постійною протягом 1 … 3 годин заряду. Точне значення напруги на кожному ступені вказується виробником конкретного типу акумулятора. Напругу на клемах реєструють спочатку кожні дві годину, а при переході на другий ступінь – щогодини. В процесі заряду акумулятора передається запас ємності, який відповідає 110 … 125 % від номінального значення ємності, зазначеного на АКБ. Крім того, стаціонарні акумулятори рекомендується експлуатувати в режимі постійної підзарядки напругою 2,23 … 2,25 В.

При тривалій експлуатації акумулятора ступінь розрядженості окремих елементів батареї і густина електроліту в них можуть відрізнятися. Тому періодично (кожні три або шість місяців) рекомендується проводити вирівнюючий (зрівняльний) заряд. Перед проведенням вирівнюючого заряду рекомендується розрядити акумулятор до напруги 1,75 … 1,8 В на елемент, після чого проводити заряд постійним струмом, чисельно рівним 0,1 від номінальної ємності, до постійної напруги на клемах акумулятора. Рекомендується використовувати спеціальний зарядний пристрій, який періодично (кожні 10 … 30 хв) відключає заряд і проводить короткочасний розряд акумулятора малими струмами. Таке поєднання заряду з імпульсним розрядом дозволяє провести більш глибоке опрацювання активних мас електродних пластин акумулятора.