Как правильно "лечить" разбалансированный СА

[Яков93]

[user]Яков93[/user] расскажете про итоги Вашей профилактики АКБ из солнечной системы и других?

Да все вроде вытянул до 75-85 Ач, поставил в систему, месяц работают как обычно. Подробности - сколько провел КТЦ, в каких условиях можно посмотреть в моей подписи. Вот эта https://docs.google.com/spreadsheets/d/1PtBp9jpwKG3an9cZJAF5nbhqrdGOjudvzrsRQmq5Hxo/edit#gid=1553624023
Из любопытного у меня остался один "лишний" девятый АКБ - DELTA на 100 Ач № 2 в моем списке. Я его решил не оставлять просто так без заряда и оставил на месяц с лишним с подключенным BL1204, он давал напряжение "хранения" около 13,5В. Когда проверил побаночное напряжение под нагрузкой был удивлен
2.11; 2.11; 2.11; 2.11; 2.11; 2.11; 12.67;
Он правда не был самым разбалансированным, в моей системе. Когда только поставил "на хранение" 06.04.2019 было
2.24; 2.24; 2.25; 2.24; 2.24; 2.23; 13.44;

Но все равно очень приятно видеть такие красивые циферки 

[Серик]

Приветствую Всех Форумчан!
Здравствуйте, Уважаемый Branimir!
Возможна ли ситуация, когда слабый элемент в цепи последовательно соединенных элементов может оказаться одновременно частично (наполовину, по объему АМ) засульфатированным и частично (наполовину, по объему АМ, или в меньшем соотношении) переполюсованным?
НРЦ на полюсах такого элемента находится в нормальной полярности (1,2В-1,4В), под нагрузкой 0,5С -5 секунд просаживается до 0,7-0,3В, в то время как остальные элементы в этой цепи под нагрузкой 0,5-1,0С - 5 секунд просаживаются до 1,9В-1,85В?
Есть ли перспектива восстановления у такого аккумуляторного элемента?
Какую методику восстановления следует предпочесть в таком случае?
Благодарю за внимание и подсказки.

[Branimir]

Приветствую Всех Форумчан!
Здравствуйте, Уважаемый Branimir!
Возможна ли ситуация, когда слабый элемент в цепи последовательно соединенных элементов может оказаться одновременно частично (наполовину, по объему АМ) засульфатированным и частично (наполовину, по объему АМ, или в меньшем соотношении) переполюсованным?
НРЦ на полюсах такого элемента находится в нормальной полярности (1,2В-1,4В), под нагрузкой 0,5С -5 секунд просаживается до 0,7-0,3В, в то время как остальные элементы в этой цепи под нагрузкой 0,5-1,0С - 5 секунд просаживаются до 1,9В-1,85В?
Есть ли перспектива восстановления у такого аккумуляторного элемента?
Какую методику восстановления следует предпочесть в таком случае?
Благодарю за внимание и подсказки.

[user]Серик[/user], вообще логически такие элементы проходят следующий путь:
- из-за разбаланса банок и глубоких разрядов какие-то банки увеличивают свое Rвн и при общем заряде АКБ недозаряжаются (на них низкое U в конце заряда и очень низкое U в буфере)
- это явление с недозарядами прогрессирует и банка здорово засульфачивается (и часто маты в ней сухие)
- при дальнейших глубоких разрядах она легко уходит в переполюсовку
- если резкое снижение емкости АКБ остается незамеченным и остается без профилактики, то - скорая смерть банки и АКБ

В запущенных АКБ (с остатком емкости ниже 15-30%) такое встречается сплошняком - это одна-две совсем дохлые банки (с низким НРЦ), которые :
- сначала кажутся просто засульфаченными (по поведению) и при отдельных дозарядах 0,1С поднимаются до Umax=2,45v с большой неохотой за несколько КТЦ (или совсем не поднимаются выше 2,28-2,38v даже после нескольких КТЦ),
- но имеют повышенный ток утечки и повышенный саморазряд (после отстоя >8 часов НРЦ на них быстро падает)
- нагрузку ~2-3С держат хуже других банок (падают ниже 1,5v или не держат совсем)
- емкость отдают не более 30-40% (после нескольких КТЦ)
- дозаряду малым током (0,02С) до повышенного U (2,7v) не поддаются, т.к. ток утечки мешает
- часто на таких банках даже при глубоком разряде даже малым током 0,05С маты не становятся сухими (остаются влажными или даже с зеркалом сверху - т.е. в них не наступает изменения состояния влажности матов при КТЦ !!!)

Я бы сначала попробовал зарядить разряженную банку отдельно малым током 0,02С до 2,4V и
- понаблюдал бы за динамикой подъема U (если не растет или растет крайне медленно со спадами даже после 40-48 часов заряда, то ток можно приподнять до 0,03-0,04С, но чтобы была очень плавная динамика подъема U) и после достижения банкой U=2,35-2,40v надо очень долго ее держать так (еще 2-3 суток) до прекращения снижения тока заряда (лучше до Imin=0,3-0,5% номинала) в течение 10-12 часов (может периодически скакать и ток и напряжение на ней много раз ----> этакие обрывы)
- но, возможно, что после достижения 2,18-2,35v банка откажется подниматься выше по U (при недлительном повышении тока до 0,1С --->  U растет, но потом приходит нагрев и опять падение U: тогда надо либо несколько КТЦ сделать -0,1С/+0,02С, но если не поможет, то разряжать током 0,07-0,1С до нуля и сразу на заряд током 0,02С ---> вероятность излечения таких банок с локальным нагревом очень мала и КЗ на них уже совсем близко)
- часто после первого глубокого разряда, такие банки опять выпадают в полный депрессняк...

[Cyberpapa]

Возможна ли ситуация, когда слабый элемент в цепи последовательно соединенных элементов может оказаться одновременно частично (наполовину, по объему АМ) засульфатированным и частично (наполовину, по объему АМ, или в меньшем соотношении) переполюсованным?

[user]Серик[/user], курните тему переполюсовки, в которой я неоднократно публиковал фотографии таких пластин.
В АКБ возникает куча различных дефектов, даже внутри АМ может образоваться маленький гальванический элемент обратной полярности. Например, при отслоении ПАМ от решетки и попадания кислоты в пространство между ними - получается элемент с обратной полярностью.
Т.е.:
нормальный элемент | PbO₂ | H₂SO4 | Pb |
паразитный  элемент | Pb | H₂SO4 | PbO₂ |

[Branimir]

Приветствую Всех Форумчан!
Здравствуйте, Уважаемый Branimir!
Возможна ли ситуация, когда слабый элемент в цепи последовательно соединенных элементов может оказаться одновременно частично (наполовину, по объему АМ) засульфатированным и частично (наполовину, по объему АМ, или в меньшем соотношении) переполюсованным?
НРЦ на полюсах такого элемента находится в нормальной полярности (1,2В-1,4В), под нагрузкой 0,5С -5 секунд просаживается до 0,7-0,3В, в то время как остальные элементы в этой цепи под нагрузкой 0,5-1,0С - 5 секунд просаживаются до 1,9В-1,85В?
Есть ли перспектива восстановления у такого аккумуляторного элемента?
Какую методику восстановления следует предпочесть в таком случае?
Благодарю за внимание и подсказки.

Еще дополню про банки с похожей судьбой-поведением, но имеющие, как основу этого и первопричину, ударные длительные нагрузки выше 3-4С.
У них, похоже, возникают проблемы с целостностью АМ (причем неравномерно по площади пластин).
Так же у них наблюдается рост Rвн и попутная засульфаченность со значительной потерей емкости (max=30-40% токами 0,1С).
Эти, после первых КТЦ и небольшого роста емкости (+10-15%), начинают активно деградировать.
И никакие режимы заряда-дозаряда их к жизни уже не возвращают.
Их плавная полная переполюсовка позволяет увеличить емкость до 50-60%,
но вторая переполюсовка (даже малыми токами) приводит их (обычно через 35-60 часов) к КЗ банок (причем они ставят рекорды ---> до 3-4 банок в КЗ !!!)

[Серик]

Благодарю за ответы, Уважаемые форумчане!
Из: https://electrotransport.ru/index.php?msg=1653439
Глубокий разряд->разбаланс->увеличение Rвн->недозаряд->сульфатация->глубокий разряд
->переполюсовка->недозаряд->глубокий разряд->гибель акккумулятора, так?

[Branimir]

...
Глубокий разряд->разбаланс->увеличение Rвн->недозаряд->сульфатация->глубокий разряд
->переполюсовка->недозаряд->глубокий разряд->гибель акб, так?

[user]Серик[/user], скорее так:

Глубокий разряд ([b-b]+ чрезмерно высокие токи разряда >4С[/b-b]) --->разбаланс--->увеличение Rвн--->недозаряд--->сульфатация--->глубокий разряд
--->переполюсовка--->недозаряд--->глубокий разряд--->гибель акб

[Серик]

Благодарю Вас Branimir!
И еще один вопрос, почему в последовательной сборке ( наливные аккумуляторы), которая перед вводом в эксплуатацию была максимально возможно выровнена, появляется резко отличающийся элемент, подобно вышеописанному (остальные элементы имеют выровненные характеристики)?
Почему к такому элементу  не присоединяется группа с переходными характеристиками?
Почему сильно деградирует 1 элемент?

Спойлер

О сборке известно, что проводятся систематические глубокие разряды, а заряд проводится неполный.

Понятно, что на этот элемент, который, вероятно, с формировки еще, оказался наиболее слабым, воздействует эта цепочка:

Глубокий разряд (+ чрезмерно высокие токи разряда >4С) --->разбаланс--->увеличение Rвн--->недозаряд--->сульфатация--->глубокий разряд
--->переполюсовка--->недозаряд--->глубокий разряд--->гибель акб

Но почему сильно отрывается именно один элемент, тогда как остальные еще в группе?
Элемент (из за того, что изначально был немного слабее)  попал в порочный круг, а остальные еще в безопасной зоне?
P.S.: Где можно приобрести 27 (24 элемента+сборка+ток+температура) канальный логгер с радиопередачей на 500 метров?

[Branimir]

Благодарю Вас Branimir!
И еще один вопрос, почему в последовательной сборке ( наливные аккумуляторы), которая перед вводом в эксплуатацию была максимально возможно выровнена, появляется резко отличающийся элемент, подобно вышеописанному (остальные элементы имеют выровненные характеристики)?
Почему к такому элементу  не присоединяется группа с переходными характеристиками?
Почему сильно деградирует 1 элемент?

Спойлер

О сборке известно, что проводятся систематические глубокие разряды, а заряд проводится неполный.

Понятно, что на этот элемент, который, вероятно, с формировки еще оказался наиболее слабым, воздействует эта цепочка:Но почему сильно отрывается именно один элемент, тогда как остальные еще в группе?
Элемент попал в порочный круг, а остальные еще в безопасной зоне?

Наверное, невозможно произвести совершенно одинаковые элементы, как и невозможно обеспечить их идентичность по характеристикам, поведению при разряде-заряде, одинаковой плотности тока по всей поверхности пластин, одинаковому качеству поверхности пластин  и прочее.
По-моему, именно поэтому есть зависимость кол-ва циклов от глубины разряда и банки держатся в последовательном соединении лишь за счет запаса емкости (пока она есть и пока ни одна банка не выходит за ее пределы при разрядах).
Кроме того, легко наблюдать насколько разная картина по банках при разных токах заряда и длительности.
Длительный заряд малым током (ниже 0,05С) позволяет банкам зарядиться равномернее по всей поверхности пластин,
в отличие от заряда токами 0,2С и выше.

Вы удивитесь, если поставите в параллель на обычный заряд 0,1C (CV=14,4-15v) несколько АКБ (одинаковой емкости) с явным разбалансом банок и будете при заряде мониторить на банках Umax.
Даже сверхдлительный заряд не сможет все банки зарядить равномерно до одинакового Umax (т.е. без разброса-разбаланса) без применения дополнительного выравнивающего заряда повышенным U (хотя и ему не все случаи под силу !!!).
ЗАТО, если потом запараллелите в этих АКБ еще и все банки (т.е. создадите как бы такую матрицу-соту) и понаблюдаете за U побаночным, увидите удивительную картину.
А произошло-то лишь увеличение емкости банок...
Ну и пути прохода тока поменялись...

[Яков93]

ЗАТО, если потом запараллелите в этих АКБ еще и все банки (т.е. создадите как бы такую матрицу-соту) и понаблюдаете за U побаночным, увидите удивительную картину.
А произошло-то лишь увеличение емкости банок...
Ну и пути прохода тока поменялись...

Про какую удивительную картину речь? Напряжение в цепочке из параллельных банок придет к некоему среднему значению, вроде ничего в этом удивительного нет. Причем в соседней цепочке также запараллеленных банок это среднее будет несколько иным. Т.е. разбаланс побаночный совсем не уйдет, а несколько сгладится.
Особенно хорошо разницу между цепочками видно в конце заряди или при глубоком разряде.

При этом действительно очень хорошо когда запараллелены еще и банки.
Как раз сейчас занимаюсь этим с больше чем сотней мелких серверных АКБ 

[Branimir]

[b-b]Про какую удивительную картину речь?[/b-b]
Напряжение в цепочке из параллельных банок придет к некоему среднему значению, вроде ничего в этом удивительного нет.
Причем в соседней цепочке также запараллеленных банок это среднее будет несколько иным.
Т.е. разбаланс побаночный совсем не уйдет, а несколько сгладится.
Особенно хорошо разницу между цепочками видно в конце заряди или при глубоком разряде.

При этом действительно очень хорошо когда запараллелены еще и банки.
Как раз сейчас занимаюсь этим с больше чем сотней мелких серверных АКБ 

[user]Яков93[/user], Вы, конечно, правы и одномоментно так и будет с Uсредним запараллеленных банок.
Удивительное же начнется позже, если позаряжать подольше (можно даже просто в буфере, хоть и не настолько наглядно).
Не пробовали?

[Яков93]

[user]Яков93[/user], Вы, конечно, правы и одномоментно так и будет с Uсредним запараллеленных банок.
Удивительное же начнется позже, если позаряжать подольше (можно даже просто в буфере, хоть и не настолько наглядно).
Не пробовали?

Ну у меня они долго в буфере не стоят, сейчас в основном их гоняю на заряд/разряд в солнечной системе. За ночь система разряжается процентов на 40, за день заряжается. Плюс без побаночных балансиров не оставляю, поэтому мне сложно сказать насколько там сильный реальный разбег, но балансиры при заряде активно включаются. И к сожалению чем дальше, тем больше включаются. И общие цифры на каждом из блоков месяца два назад были гораздо ровнее.

Хотя, вот на дня собрал три блока (пока без запараллеленных банок) по 13 АКБ впараллель и поставил их под ЗУ.
Один блок на BL1204, второй на BL1215, третий на ЗУС4. Без всяких сравнений, просто нужно было зарядить, что под рукой было тем и заряжал. Стоят так дня два.
БЛ-ки быстренько дозарядили до 14,2В и перешли в хранение под 13,6В. На банках даже не объединенных между собой практически одинаковое напряжение - около 2,25В.
ЗУС держит бОльшее напряжение даже в добивке - около 14,1В и разбег банок по напряжениям уже больше.

[Дм.]

Возможна ли ситуация, когда слабый элемент в цепи последовательно соединенных элементов может оказаться одновременно частично (наполовину, по объему АМ) засульфатированным и частично (наполовину, по объему АМ, или в меньшем соотношении) переполюсованным?

Любая ячейка, которую разрядили до наступления переполюсовки и после этого стали заряжать, до какого-то момента содержит 3 составляющие на электродных пластинах:
- наработанный при разряде и еще не прореагировавший сульфат;
- нормальная АМ (которой, как помним, даже при полном разряде остается около 1/2 от исходного кол-ва АМ);
- остатки переполюсованной АМ.
Выяснить очередность реагирования можно, например, с помощью таблицы стандартных потенциалов реакций в книге Дасояна и Агуфа (таблица из тех, которые временами цитировал разработчик одного самодельного ЗУ). Только к чему Вам знание подобной информации?..

НРЦ на полюсах такого элемента находится в нормальной полярности (1,2В-1,4В), под нагрузкой 0,5С -5 секунд просаживается до 0,7-0,3В, в то время как остальные элементы в этой цепи под нагрузкой 0,5-1,0С - 5 секунд просаживаются до 1,9В-1,85В?
Есть ли перспектива восстановления у такого аккумуляторного элемента?

Для разбора этой ситуации не обязательно засорять голову мыслями о переполюсованной АМ.
Если напряжение под сильной нагрузкой проседает сверх меры при том, что под слабой нагрузкой ячейка отдает свою номинальную емкость, то налицо "пространственные" дефекты в АМ, метод устранения которых известен - проведение КТЦ с малым разрядным током и номинальным зарядным (и как минимум большим током в начале заряда).

Например, при отслоении ПАМ от решетки и попадания кислоты в пространство между ними - получается элемент с обратной полярностью.
Т.е.:
нормальный элемент | PbO2 | H2SO4 | Pb |
паразитный  элемент | Pb | H2SO4 | PbO2 |

Не получается.
Будет так:
| Pb/PbO2 | H2SO4 | PbO2 | H2SO4 | Pb |
где косая черта обозначает тот факт, что свинцовая решетка покрыта коррозионным слоем. Этот коррозионный слой при своем развитии внутрь решетки (по мере эксплуатации АКБ) тоже может отслаиваться, но расслоение идет в его толще, без оголения чистого свинца решетки.

Глубокий разряд->разбаланс->увеличение Rвн->недозаряд->сульфатация->глубокий разряд
->переполюсовка->недозаряд->глубокий разряд->гибель акккумулятора, так?

Не совсем:
естественный разбаланс
недозаряд одних ячеек и перезаряд других
сульфатация недозаряжаемых и коррозия решетки в перезаряжаемых
падение емкости одних и рост сопротивления других
...

Глубина разряда сказывается на том, как сильно проявляется разбаланс и как он развивается.

[Cyberpapa]

Не получается.
Будет так:
| Pb/PbO2 | H2SO4 | PbO2 | H2SO4 | Pb |
где косая черта обозначает тот факт, что свинцовая решетка покрыта коррозионным слоем.

Т.е. - Вы утверждаете, что ПАМ вместе с коррозионным слоем не может отвалиться от свинцовой решетки ?

[Дм.]

Т.е. - Вы утверждаете, что ПАМ вместе с коррозионным слоем не может отвалиться от свинцовой решетки ?

Отвалиться может, так и происходит после тяжелой эксплуатации. Если "повезет", то из-за возникающих напряжений изношенная решетка может и "пополам" треснуть.

В реальности там всё сложнее, чем свинец-диоксид. На эту тему не одна работа опубликована, начиная с того же Павлова.
"A theory of the grid-PAM interface and possible methods to improve PAM utilization and cycle life of lead/acid batteries" (1994):

The CL formed on Pb-Ca grids features a layered structure. The inner sub-layer consists of PbO_1.2, and the outer is composed of PbO_1.8 and PbO_1.9 lead oxides. These layers are often separated by cracks that occupy large areas of the CL. In the case of Pb-Sb grids, the corrosion sub-layers have a dendrite structure and feature random, small cracks. The corrosion layer is composed of lead dioxide with a stoichiometric coefficient higher than 1.9.

Вот этот самый "внешний" коррозионный слой диоксида свинца - рвется и отслаивается.

[Cyberpapa]

Т.е. - Вы утверждаете, что ПАМ вместе с коррозионным слоем не может отвалиться от свинцовой решетки ?

Отвалиться может, так и происходит после тяжелой эксплуатации. Если "повезет", то из-за возникающих напряжений изношенная решетка может и "пополам" треснуть.

Если ПАМ вместе с коррозионным слоем отвалилась от свинцовой решетки - изначально, в качестве отрицательного электрода выступает решетка (чистый свинец). Т.е. - ИМХО, изначально получается элемент о котором я писал ранее
| Pb | H₂SO₄ | PbO₂ |
Т.к. оба элементе короткозамкнуты - начинается его разряд, свинец окисляется и получается то, о чем Вы пишите, применяя цитату для решеток с кальцием.

Спорить не стану, т.к. своими глазами не видел таких элементов и что на самом деле происходит не знаю.
Приведу цитаты из книг по электрохимии:
В.В. Стендер. Прикладная электрохимия.


Прикладная электрохимия. Р.И. Агладзе, Н.Т. Гофман Н.Т. Кудрявцев А.П. Томилов

[Серик]

Приветствую Всех Форумчан!
Здравствуйте, Уважаемый Branimir!

Наверное, невозможно произвести совершенно одинаковые элементы, как и невозможно обеспечить их идентичность по характеристикам, поведению при разряде-заряде, одинаковой плотности тока по всей поверхности пластин, одинаковому качеству поверхности пластин  и прочее.

Да, выпуск аккумуляторных элементов неидеален, надо полагать.
Периодически приходится делать ввод в эксплуатацию аккумуляторных сборок, которые не были залиты электролитом, т.н. "сухие".
Проводится замер НРЦ, результат, как правило, до 0,2В.
Заливается электролит, вся эта масса начинает греться, затем остывает, проводится замер НРЦ ( и плотности ) и здесь частенько попадаются отдельные элементы с НРЦ ниже, чем у основной группы.
Например, вся группа 1,88В-1,91В, а отдельный экземпляр ( или 2 и даже 3 шт. в сборке ) имеет НРЦ 1,67В. Здесь уже видно, сколько предстоит повозиться с такой сборкой. Проводится заряд всей сборки. При этом, при завершении заряда всей сборки,  именно этот элемент доводится до кондиции дольше других, иногда, после длительной индивидуальной добивки, ему приходится делать отдельное КТЦ ( перед завершающим КТЦ и последующим завершающим зарядом всей сборки перед выпуском ), после чего заметен явный прогресс.
По поводу НРЦ после заливки и пропитки хотел заметить/предположить/спросить, что НРЦ ниже, чем 1,84В может ли говорить о незавершенности процесса формовки/формировки для такого элемента?
И что в таком элементе явно находятся очаги ( пусть даже небольшие, но возможно равномерно распределенные по всему объему АМ ) переполюсовки ( переполюсовки не за счет глубоко разряда в сборке, а именно из-за недоформовки, ведь намазываемая АМ неидеальна, а аккумулятор еще не был в эксплуатации )? Сведений о технологии выпуска таких ( "сухих", но требующих после заливки и пропитки тщательного заряда! ) аккумуляторов не имею, это "сухоразряженные" аккумуляторы?
Уж очень длительный дозаряд требуется такому "новому" элементу!
По сравнению с "нормальными" элементами, такому требуется "впихивать" приблизительно в два раза больше амперов/кулонов.

По-моему, именно поэтому есть зависимость кол-ва циклов от глубины разряда и банки держатся в последовательном соединении лишь за счет запаса емкости (пока она есть и пока ни одна банка не выходит за ее пределы при разрядах).

Да, конечно, такая зависимость есть-публикуется в виде графиков!

[Серик]

Приветствую Всех Форумчан!
Прошу прощения за  простые вопросы, мне интересно, если проводить разряд 1 банки плавно снижающимся (по мере снижения напряжения разряда) током, и если по неосторожности банка будет разряжена ниже порогового значения 1,75В, например, до 1,2В под сложившимся к этому моменту током, например, начиная разряд банки с тока разряда 0,1С, то будет ли это означать, что банка начала уходить в переполюсовку, если после снятия нагрузки НРЦ в течении 10-15 минут восстанавливается до 1,90В?Вообще, возможна ли переполюсовка при разряде одной банки?