Pin sạc

Ắc quy sắt kền

Còn gọi là bình ắc quy ankalin, gồm các bản cực làm bằng oxy hydrat - kền, và các bản cực âm bằng sắt thuần ngâm trong dung dịch hyđrôxít kali. Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, và dẹp, làm bằng hợp kim thép có mạ kền. Các bản cực được chế tạo có các quai ở trên để có thể dùng bu lông xiết dính lại với nhau, bản cực dương nối với bản cực dương, bản cực âm nối với bản cực âm.
Chiều dài, chiều ngang, chiều dầy, số lượng các bản cực sẽ xác định dung lượng của bình ắc quy. Điện thế danh định của bình là 1,2 vôn. Điện thế thực sự của bình phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như đang hở mạch, hay đang phóng, hay được nạp bao nhiêu. Thông thường, Điện thế hở mạch biến thiên từ 1,25 đến 1,35 vôn, tuỳ thuộc vào tình trạng nạp. Chất lỏng trong bình này là dung dịch hydrôxít kali, có pha thêm chất xúc tác tuỳ thuộc vào nhà chế tạo, thường là điôxít liti.  
Nồng độ của dung dịch, biểu trưng bằng tỉ trọng đo được, không tuỳ thuộc vào loại bình ắc quy, và cũng không tuỳ thuộc vào tình trạng phóng nạp của bình, do nó không tham gia vào phản ứng hóa học. tỉ trọng suy ra ở 25 độ C (77 độ F) từ 1,210 đến 1,215 g/cm³. Trị số này thực tế giảm nhẹ theo thời gian, do dung dịch có khuynh hướng bị cacbônát hoá, do tiếp xúc với không khí. Khi trị số này giảm xuống tới 1,160 g/cm³, nó có thể làm thay đổi dung lưọng của bình, và cần phải thay thế. Tình trạng này có thể xảy ra vài lần trong suốt tuổi thọ của bình. 
Ngoài ra, chỉ có một lý do duy nhất có thể làm thay đổi tỉ trọng của bình, đó là khi bình ắc quy đã phóng quá giới hạn bình thường, nghĩa là tới điện thế gần bằng không. Khi đó, các phần tử liti chuyển ra dung dịch làm tăng tỉ trọng lên, có thể tăng thêm từ 0,025 đến 0,030 g/cm³. Tác động này có thể loại bỏ khi nạp bình ắc quy trở lại.
Dung lượng của bình, cách tính cũng như bình ắc quy chì - axít, nhưng các thông số và các hệ số hiệu chỉnh cũng khác. Đặc tuyến của bình ắc quy sắt-kền được vẽ ở các hình dưới đây.

Nạp với dòng điện không đổi

Đối với ắc-quy chì
Việc nạp có thể tiến hành theo kiểu 1 bước hoặc 2 bước.
a) Nạp kiểu 1 bước:
Để dòng nạp không vượt quá 12 % của dung lượng phóng mức 10 giờ tức là 0, 12 x C(10).
b) Nạp kiểu 2 bước:
Bước 1: để dòng điện nạp bằng dòng điện định mức của thiết bị nạp, nhưng không vượt quá 0,25 x C(10). Khi Điện thế tăng lên đến 2,3  2,4 vôn thì chuyển sang bước 2.
Bước 2: để dòng điện nạp không vượt quá 0,12 C x (10). Đến cuối thời gian nạp, Điện thế ắc-quy đạt đến 2,6 2,8 vôn, tỉ trọng ắc-quy tăng lên đến 1,200 1,210 g/cm3,  giữa các bản cực ắc-quy quá trình bốc khí xảy ra mãnh liệt. Việc nạp được coi là kết thúc khi Điện thế và tỉ trọng của ắc-quy ngừng tăng lên trong khoảng 1 giờ, và các ắc-quy sau khi nghỉ nạp 1 giờ khi nạp lại sẽ sôi ngay tức thì.
Thời gian nạp đối với ắc-quy đã được phóng hoàn toàn theo kiểu nạp 1 bước với dòng 0,12 x C(10)  mất khoảng 12 giờ, còn nạp 2 bước với dòng 0,25 x C(10) và 0,12 x C(10)  mất khoảng 78 giờ. Ở các giá trị mà dòng điện nạp bé hơn thì thời gian nạp phải tăng lên tương ứng.
Đối với ắc-quy sắt-kền.
Để dòng nạp không vượt quá 15 .. 25 % của dung lượng phóng mức 10 giờ tức là 0,15 .. 0,25  x C(10).
Đến cuối thời gian nạp, Điện thế ắc-quy đạt đến 1,75.. 1,8 vôn, giữa các bản cực ắc-quy quá trình bốc khí xảy ra mãnh liệt. Việc nạp được coi là kết thúc khi Điện thế ắc-quy ngừng tăng lên trong khoảng 1 giờ và các ắc-quy sau khi nghỉ nạp 1 giờ khi nạp lại sẽ sôi ngay tức thì. 
Việc nạp khi hoàn tất thường truyền cho ắc-quy 1 dung lượng lớn hơn dung lượng định mức khoảng 25%. Nếu nạp ít quá, dung lượng của ắc-quy sẽ bị giảm, còn dư nhiều quá sẽ làm nóng dàn bình, và làm hao nước.

Nạp với dòng điện giảm dần

Tiến hành nạp giống như phần trên, nhưng với dòng điện giảm dần, ban đầu 0,25 C(10) và sau đó 0,12 C(10). Ở giá trị dòng nạp nhỏ: thời gian tương ứng được tăng lên. Dấu hiệu kết thúc nạp cũng giống như trưòng hợp nạp với dòng điện không đổi.

Nạp với Điện thế không đổi

Nạp với Điện thế không đổi được tiến hành với thiết bị nạp làm việc ở chế độ ổn áp.
Điện thế được chọn trong giới hạn từ 2,2  2,35 vôn đối với ắc-quy chì-axit và 1,5  1,55 vôn đối với ắc-quy sắt-kền và được duy trì ổn định trong suốt quá trình nạp. Thời gian nạp độ vài ngày đêm. Trong 10 giờ nạp đầu tiên, ắc-quy có thể nhận được tới 80% dung lượng bị mất khi phóng.
Khi tỉ trọng chất điện phân giữ nguyên trong 10 giờ (đối với ắc-quy chì-axit) thì có thể kết thúc việc nạp.

Nạp thay đổi với Điện thế không đổi

Việc nạp được tiến hành theo 2 bước:
Bước 1: dòng điện nạp được hạn chế ở 0,25 x C(10), còn Điện thế thay đổi tăng tự do. Cho đến khi Điện thế ắc-quy tăng lên đến 2,2 2,35 vôn đối với ắc-quy chì-axit và 1,5 1,55 vôn đối với ắc-quy sắt-kền thì chuyển sang bước 2.
Bước 2: Nạp với Điện thế không đổi.
Việc nạp này được tự động hoá bằng thiết bị nạp có ổn định Điện thế và giới hạn dòng điện

Chế độ nạp thường xuyên

Đối với các loại bình ắc-quy tĩnh, việc vận hành ắc-quy được tiến hành theo chế độ phụ nạp thường xuyên. ắc-quy được đấu vào thanh cái một chiều song song với thiết bị nạp. Nhờ vậy, tuổi thọ và độ tin cậy của ắc-quy tăng lên, và chi phí bảo  dưỡng cũng được giảm xuống.
Để bảo đảm chất lượng ắc-quy, trước khi đưa vào chế độ phụ nạp thường xuyên phải phóng nạp tập dượt 4 lần. Trong quá trình vận hành ắc-quy ở chế độ phụ nạp thường xuyên, ắc-quy không cần phóng nạp tập dượt cũng như nạp lại. Trường hợp sau một thời gian dài làm việc ở chế độ phụ nạp thường xuyên mà thấy chất lượng ắc-quy bị giảm thì phải thực hiện việc phóng nạp đột xuất.
Ở chế độ phụ nạp thường xuyên, cần duy trì Điện thế trên mỗi bình ắc-quy là 2,2 +/- 0,05 vôn đối với ắc-quy chì-axit và 1,5 +/- 0,05 vôn đối với ắc-quy sắt-kền để bù trừ sự tự phóng  và duy  trì ắc-quy ở trạng thái luôn được nạp đầy. 
Dòng điện phụ nạp thông thường được duy trì bằng 50 .. 100 mA cho mỗi 100 AH dung lượng đối với ắc-quy chì-axit và bằng 40 .. 60 mA cho mỗi 100 AH dung lượng đối với ắc-quy sắt-kền.
Ở chế độ phụ nạp này, Điện thế trên ắc-quy phải được duy trì tự động trong khoảng +/- 2 %.
Việc phóng thử dung lượng thực tế của ắc-quy được tiến hành 1.. 2 năm 1 lần hoặc khi có nghi ngờ dung lượng ắc-quy kém. Dòng điện phóng được giới hạn ở chế độ mức 3 đến 10 giờ. Để đánh giá chính xác dung lượng phóng của ắc-quy, nên tiến hành ở cùng 1 chế độ phóng như nhau trong nhiều lần phóng.
Dung lượng quy đổi được tính theo công thức:
C20 = Ct / 1 + ( 0,008 ( t - 20 ) )
Với C20 : dung lượng ở 20 o C.
Ct : dung lượng ở t o C.

Chế độ phóng nạp xen kẽ

ắc-quy làm việc ở chế độ nạp phóng là ắc-quy thường xuyên phóng vào 1 phụ tải nào đó sau khi đã ngưng nạp. Sau khi đã phóng đến 1 giá trị nào đó thì phải nạp trở lại.
Trường hợp sử dụng ắc-quy không nhiều thì mỗi tháng phải tiến hành phụ nạp với dòng điện không đổi, = 0,1 x C(10). Việc xác định tiến trình nạp được kết thúc dựa theo các điều ghi ở chương 3.
Việc nạp lại nhằm loại trừ việc Sun - phát hóa ở các bản cực. Việc nạp lại tến hành 3 tháng một lần, hoặc khi ắc-quy bị phóng với một dòng phóng lớn hơn dòng phóng cho phép.