Как восстановить кальциевый аккумулятор после глубокого разряда

22

Восстановление ёмкости Ca/Ca Аккумулятора(Десульфатация), Правильное восстановление плотности электролита.

Давно не писал БЖ.ВНИМАНИЕ! Фото с низкой плотностью в 1,21 нету, затупил и не сфотографировал, ЭТО не реклама, это все реальный опыт.<
А все просто, машина не на ходу, капиталка мотора в медленном процессе, по-этому решил заняться АКБ, т.к он у меня почти помер.</b>
Итак, речь пойдет не конкретно о моём авто, но все же относится ко всем ТС использующим свинцово-кислотные аккумуляторы на борту, а так же в целом об этом типе аккумуляторов.

Так. Далее будет порядочное количество буковок, дабы было меньше вопросов в комментариях, информация собрана с разных источников, а также проверена на личном опыте, так что можно сказать, что моя информация более чем достоверная.
Приступим.
Для начала определимся, что же такое Сульфатация — отложение сульфатов свинца в виде белой пленки на сотах, иначе говоря покрываются налётом сернокислого свинца, что уменьшает ёмкость аккумулятора и соответственно токоотдачу.
Имеем: Мертвый или полумертвый Аккум (иначе говоря не крутит или очень плохо крутит стартер), при этом напряжение после заряда около нормы в 12,75В(это пример того, что мультиметр не покажет реальное жизненное состояние АКБ тупо по вольтажу). Мой АКБ(кальциевый, они очень боятся глубокого разряда, а это падение вольтажа ниже 11В) к примеру у меня вольтаж на АКБ сильно падал 3 раза, 1 раз до 8В, 2 раз до 2,3В и 3 раз до 5 Вольт, многие скажут, что ему трЫндец, ан нет, восстановил, далее расскажу, что да как. (АКБ у меня 2016г. кстати).
Необходима диагностика, с чем имеем дело: пробой банок откидываем сразу, т.к. вольтаж в норме (или около того). Далее 2 пути: АКБ обслуживаемый или НЕТ, если нет, то тут сложнее, т.к. определить точно, осыпалась обсыпка сот или это сульфатация не возможно (нагрузочная вилка покажет в любом случае меньшую токоотдачу) и тут действуете уже на свое усмотрение, либо пробовать произвести десульфатацию или купить новый АКБ. Если вам повезло и у вас "Обслуживаемая батарея", то откручиваем пробки банок и Ареометром меряем плотность каждой "банки" (делать стоит это при нахождении АКБ на заряде, когда электролит хоть немного будет "кипеть", т.к. в случае осыпания сот этот шлам поднимет вверх и вы его наберете в ареометр), попутно смотря на состояние электролита (если он мутный, то это означает, что осыпалась соты и десульфатация будет иметь более слабый эффект(зависит от того насколько сильно осыпались соты)). Итак, набрали в ареометр электролит, он без шлама, а плотность ниже нормы (1,27 для центрального региона, при 25 градусах), при этом АКБ не "берет" заряд, это и свидетельствует о сульфатации пластин (так же это можно увидеть через отверстия пробок (правда не всегда).
Далее я пересмотрел кучу роликов о том как заряжать Кальциевые и другие АКБ, как восстановить АКБ более дорогими Зарядниками (нежели мой в 1500 рублей), имеющие всякие там режимы. Так же как произвести десульфатацию с помощью зарядника имеющего цикл заряд/разряд и лампы накаливания в виде нагрузки, а так же обычного зарядника по типу моего и лампы 55Вт для разряда в ручную (долгий процесс), последний я сам пробовал (за 5 дней циклов заряд, разряд лучше не стало). И вот после очередного запроса в Ютубе на тему десульфатации наткнулся на ролик с канала на который я подписан, речь шла об изготовлении платы десульфатора своими руками. Вот с помощью данной платы, своего дешманского зарядника (автоматический, но дает выставить изначальный ток, который по мере заряда падает). Для того чтобы плата не пыхнула, на заряднике необходимо выставить ток заряда до 2А, либо если не регулируемый зарядник, подключить лампу накаливания на 21Вт в цепь. Его канал Конкретно про данное устройство ролик =>

Общий вид моего АКБ 62А/ч Дата изготовления Пробовал восстановить методом лампы и последующего заряда. Готовлю плату к травлению Общий вид платы, кстати при работе пищит, т.к. работает в звуковом диапазоне слышимым человеческим ухом Что получилось, сам ареометр наклонен в мою сторону, так что плотность даже чуть выше указанной

Зарядка кальциевого аккумулятора по науке или конец спорам

Споры по поводу правильной зарядки кальциевого аккумулятора ведутся уже давно. Одна половина автовладельцев выступает за напряжение 14,8 В ( ± 0,4 В ) при заряде, а другая утверждает, что для 100% заряда кальциевой аккумуляторной батареи необходимо напряжение не менее 16,0 В. При этом, каждая из сторон приводит свои «убедительные» доводы, чтобы доказать непогрешимость своей теории. Давайте вместе попробуем разобраться, в чем же причина таких жарких споров и существует ли единственно верный способ зарядки кальциевого аккумулятора?

Для справки: максимально растворимая величина кальция (Ca ) в свинце (Pb) составляет 0,1% от основной массы. Свинцовые пластины современных аккумуляторов содержат в своем составе от 0,06% до 0,09% кальция. Данное соотношение определено экспериментально и является самым оптимальным.

Дальнейшее чтение будет полезным для понимания того, почему на сегодняшний день традиционные АКБ с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава ушли в прошлое, а им на смену пришли аккумуляторы с решетками из свинцово-кальциевого сплава. Понимание этих простых истин поможет нам увидеть, «с какой стороны», образно говоря, нужно подходить к зарядке кальциевых аккумуляторов.

Никому не нужные преимущества кальциевых аккумуляторных батарей

Знаете ли вы, что первый кальциевый аккумулятор был создан в 1932 году американской фирмой «Бел телефон»? На тот момент это было самым крупным прогрессом на рынке свинцовых аккумуляторов, ведь эти аккумуляторы обрели ряд преимуществ перед традиционными сурьмянистыми. Они имели гораздо меньший саморазряд (долго сохраняли накопленную энергию) и очень маленький расход воды (во время эксплуатации практически не «кипели»), что сделало их бесспорными лидерами по неприхотливости обслуживания.

Казалось бы, за кальциевыми аккумуляторами будущее! Но нет. На практике «кальциевая» технология до сегодняшнего времени не находила широкого применения. Почему? Потому что наряду с преимуществами, кальциевые аккумуляторы получили и существенные недостатки. Среди них:

1. Трудность получения отливок с постоянным содержанием кальция по причине его быстрого выгорания в процессе плавки. Этот процесс был трудоемким и затратным с финансовой точки зрения, что сильно тормозило распространение «кальциевой технологии».
2. Значительная потеря емкости положительных электродов при глубоких разрядах в результате:
   • межкристаллитной коррозии свинцово-кальциевого сплава ( Pb-Ca ), которая делает положительный электрод хрупким и ломким, ухудшая его токопроводящие свойства;
   • ухудшения контакта между токоотводящей решеткой и активной массой из-за образования между ними плотного слоя сульфата свинца (PbSO ₄ ) , который «не растворяется» (не окисляется в PbO ₂ ) даже при полном заряде (в формировании этого слоя, по всей видимости, важную роль играет сульфат кальция CaSO ₄ );
   • слабого сцепления коррозионной пленки как с активной массой, так и с токоотводом, что увеличивает склонность активной массы к оплыванию.
3. Сложность контролирования степени заряженности по плотности электролита из-за его стратификации или расслоения. В отличие от традиционных сурьмянистых аккумуляторов, кальциевые АКБ не «кипят» и электролит при заряде не перемешивается, а значит, кислота, которая тяжелее воды, скапливается внизу банок, вытесняя менее плотные слои электролита вверх.
4. Емкость АКБ с решетками из свинцово-кальциевого сплава, работающего в режиме постоянного подзаряда, была ниже емкости аналогичной АКБ с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава.

Информация получена из источников: «Современная теория свинцового аккумулятора», авторы: М.А. Дасоян, И.А. Агуф, 1975 г. стр. 183-185. «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г. стр. 54-55.

Вышеперечисленные недостатки значительно сузили область применения кальциевых аккумуляторов. Они использовались только в тех случаях, когда первостепенно важной являлась способность АКБ сохранять заряд по времени. Другими словами, аккумулятор должен был долго держать заряд. В большинстве других случаев, предпочтение отдавали традиционным сурьмянистым аккумуляторным батареям.

Спрос рождает предложение

Почему же сейчас кальциевые аккумуляторы используются повсеместно? Может быть н аука нашла способ, как избавиться от всех вышеперечисленных недостатков? Не совсем. Главным фактором здесь выступает основной закон рыночной экономики, который можно сформулировать так: «Спрос рождает предложение».

Автомобильный бум

Вспомните, сколько автомобилей было во дворах ваших домов всего каких-то 30 лет назад? А сколько их сейчас? В любом городе дворы буквально забиты автомобилями. Налицо автомобильный бум. Это раньше автомобиль являлся роскошью и с него буквально «пылинки сдували», а сейчас? Вы думаете, что владельцы «живущих» на улице автомобилей ночами не спят, размышляя о том, как бы обслужить аккумулятор на своем авто? Ничего подобного.

Поставил и забыл

Приоритеты людей сильно изменились. Автомобиль стал обычным средством передвижения, а выбор аккумулятора сместился в сторону набирающего популярность принципа: «поставил и забыл». Что бы там ни говорили, но большинству автомобилистов глубоко «до лампочки», что там происходит с их аккумулятором. Они просто не хотят связываться с их обслуживанием.

Вот слова одного автомобилиста: «Как показала практика, у всех 3-х новых автомобилей, которые я покупал (за последние 15 лет) аккумуляторы прослужили по 2 года, максимум 3» (от себя добавлю, что этот автомобилист из северных районов России). Тогда я его спросил: «А заряжать не пробовал?» На что он ответил: «Зачем? Проще новый купить». Как вам такой ответ? Странно, правда? Однако таких людей с каждым днем становится все больше и больше.

Конкурентная борьба производителей АКБ

Теперь понятно, почему производители аккумуляторов «из кожи лезут вон», лишь бы предложить потребителю аккумулятор, который не требует к себе никакого внимания, одним словом – «поставил и забыл». И конкурентная борьба среди производителей аккумуляторов сейчас ведется в одной единственной плоскости – чей АКБ прослужит дольше без какого- либо обслуживания.

Кальцию – зеленый свет или «возвращение блудного попугая»

Как же кстати оказалась всеми забытая «кальциевая» технология, позволяющая изготавливать «необслуживаемые АКБ». Да, именно легирование свинца кальцием позволило повысить перенапряжение водорода или, говоря проще, аккумулятор стал «закипать» при более высоком напряжении (16,0 В). При напряжении бортовой сети автомобиля 14,4 В кальциевые аккумуляторы вообще не «закипают» и не требуют постоянного доливания дистиллированной воды, а значит нуждаются лишь в минимальном обслуживании. У кальциевого аккумулятора есть еще один бонус – это способность долго держать разряд. Скажем, если ваш автомобиль пару месяцев простоит на стоянке, то вернувшись за ним, у вас будут все шансы на успешный запуск двигателя. На этом, однако, его преимущества заканчиваются.

А воз и ныне там .

А как же недостатки, спросите вы. Да никак! Конечно, инженеры пытаются «продлить жизнь» кальциевым аккумуляторам, экспериментируя с «рецептами приготовления» токоотводящих решеток, а также самой обмазки, из которой впоследствии формируется активная масса. Плюсом ко всему в электролит добавляют различные «улучшители». Даже себестоимость производства свинцово-кальциевого сплава удалось снизить (за счет совершенствования технологии), но в глобальном смысле проблемы с кальцием как были, так они и остались.

Однако это уже не важно. Важно, что теперь потребителю можно предложить товар, который отвечает его ОСНОВНОМУ критерию: «поставил и забыл».

Производитель АКБ «думает о вас» или основа маркетинговой стратегии

Ситуация на сегодняшний день такова, что в условиях реальной эксплуатации кальциевого АКБ, зарядка при 14,8 В провоцирует глубокую сульфатацию пластин, а зарядка при 16,2 В способствует более быстрому оплыванию активной массы. В обоих случаях емкость аккумулятора уменьшается. Каждый из этих ОТДЕЛЬНО ВЗЯТЫХ способов заряда губителен для кальциевого аккумулятора, как ни крути.

Однако самое большое зло, которое таит в себе кальциевый аккумулятор – это непереносимость глубокого циклирования. Говоря проще, при глубоких разрядах потеря емкости ускоряется в разы, по сравнению с сурьмянистыми батареями (причины описаны в начале статьи).

Вы думаете производители об этом не знают? Прекрасно знают, но никогда вам об этом подробно рассказывать не будут. Цель у них совершенно иная. В основе их маркетинговых стратегий лежит одно единственное преимущество кальциевого аккумулятора – это его «необслуживаемость» или отсутствие необходимости уделять ему свое внимание, словом «поставил и забыл». А вот разборки по поводу «болячек» своего «детища» они оставили на усмотрение своих потребителей, поскольку сказать им нечего. Отсюда и «туманность» в их рекомендациях по обслуживанию. Стоит ли теперь удивляться неугасающим спорам по поводу «правильной» зарядки кальциевой АКБ? Ответ очевиден.

Что делать нам, жертвам маркетинга?

А как же быть тем, кто не хочет «забывать» про свой аккумулятор и кто не желает мириться с тем, что 2 года эксплуатации (для северных районов РФ) для кальциевого АКБ – это предел? Ответ прост – включать здравый смысл. Автор статьи не выступает в защиту того или иного способа зарядки, обсуждаемого на просторах интернета, а предлагает некий компромисс, помогающий продлить «срок жизни» кальциевого аккумулятора.

Компромиссный способ зарядки кальциевой АКБ

Вот мы и подошли к самому главному вопросу: как зарядить кальциевую батарею? В источнике «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., на страницах 160–166 описываются 7 способов зарядки современных аккумуляторов:

• одноступенчатый при постоянном токе;
• двух- и многоступенчатый при постоянном токе (обычно до 4 ступеней);
• одноступенчатый при постоянном напряжении;
• двухступенчатый комбинированный заряд (сначала при постоянном токе, затем при постоянном напряжении);
• форсированный заряд (когда зарядить нужно быстро, но «не очень понравится» аккумулятору);
• уравнительный заряд (доведение всех банок до 100% зарядки);
• заряды пульсирующим или асимметричным током (не очень популярен из-за сложности зарядного оборудования и незначительных преимуществ);

Из всех вышеперечисленных способов авторы данного научного труда сходятся во мнении, что с точки зрения полноты заряда наиболее оптимальным является двухступенчатый комбинированный заряд. Его мы и возьмем за основу.

На первой схеме авторы изобразили изменение тока и напряжения при комбинированном заряде.

Точно такая же схема заряда имеется у зарядного устройства Орион «Вымпел-27». Вот схема:

Хотя визуально схемы изображены по-разному, принцип, который лежит в их основе одинаков: как только напряжение достигает максимального значения, сила тока начинает уменьшаться, пока не достигнет минимума. Получается, что на первой ступени заряда стабилизируется сила тока, а как только напряжение достигнет своей верхней допустимой величины, включается вторая ступень – стабилизируется напряжение, а ток начинает уменьшаться. Признаком окончания заряда принято считать достижение постоянства плотности электролита и силы тока в течение 2 часов.

Не сочтите это за рекламу зарядного устройства, но Вымпел-27 имеет все минимально необходимые параметры для зарядки 99% кальциевых аккумуляторных батарей, имеющихся у владельцев легковых автомобилей. Для тех, кто не занимается ремонтом аккумуляторов и не владеет грузовым транспортом, этого зарядного устройства вполне хватит. Целью данной статьи не является обзор всевозможных зарядных устройств, поэтому Вымпел-27 будет использоваться исключительно в качестве наглядного пособия для зарядки кальциевой батареи. Каждый автолюбитель вправе использовать любые другие зарядные устройства.

В чем компромисс?

В чем же заключается компромисс предлагаемого способа зарядки кальциевой АКБ? Компромисс в следующем: мы не будем заряжать аккумулятор при каком-то одном напряжении (14,8 или 16,0 вольт), а разделим заряд на 2 этапа. Перед началом заряда аккумуляторная батарея должна быть выдержана не менее 8 часов при комнатной температуре (20-25 0 С). Также не забудьте проверить уровень электролита. Он должен покрывать верхний край пластин на 25-35 мм (для АКБ «Аком»). Если он ниже, доведите его до нормы путем добавления дистиллированной воды.

1-й этап зарядки

На первом этапе мы воспользуемся автоматическим алгоритмом заряда, при котором зарядное устройство (далее ЗУ) Вымпел-27 ограничивает максимальное напряжение до 14,8 вольт. Это станет основным этапом заряда АКБ, который позволит зарядить батарею примерно до 90% от ее фактической емкости.

Итак, на ОТКЛЮЧЕННОМ от сети (220В) зарядном устройстве, подсоединяем плюсовой зажим к положительной клемме АКБ, а минусовой к отрицательной. Затем выставляем переключатель в положение 14,8 В и силу тока, равную 0,1 от номинальной емкости. Например, если АКБ на 60 Ач, то сила тока устанавливается 6А. Далее подключаем ЗУ к сети 220 В. После подключения автоматически начнется заряд.

Когда ток упадет приблизительно до 0,6А и дальше уже не будет снижаться, то первый этап зарядки можно считать завершенным. Далее отсоединяем ЗУ от сети 220 В, оставляя устройство подключенным к АКБ. Зачем? Дело в том, что во время заряда, когда ЗУ подключено к сети 220 В, автоматика не позволяет изменять величину тока.

2-й этап зарядки

Для чего нужен 2-й этап зарядки? В нашем случае мы будем заряжать кальциевый аккумулятор, изготовленный АО «Аком», а в инструкции по зарядке аккумуляторов этого производителя прямо говорится, что для эффективной и полной зарядки АКБ, изготовленной по технологии Ca/Ca, зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,0 В. Ниже скрин из инструкции.

Зарядное устройство Орион Вымпел-27

На ЗУ Вымпел-27 как раз для этих случаев существует ручной режим «дозаряда» при 16,0 В. Поэтому выставляем переключатель на положение 16,0 В (зарядное устройство при этом остается отключенным от сети 220 В), а силу тока ограничиваем до 2А (1/30 от номинальной емкости). После выставления необходимых параметров подключаем ЗУ к сети 220 В и продолжаем следить за зарядом.

При напряжении 16,0 вольт на электродах кальциевого аккумулятора начинается электролиз воды (разложение на водород и кислород). Проще говоря, АКБ начинает «кипеть». И чем ближе конец заряда, тем сильнее будет «кипение». Это нормальный процесс, способствующий перемешиванию электролита и обеспечивающий более полное «растворение» сульфата свинца, отложившегося на пластинах в результате предыдущего разряда.

Далее, когда ток перестанет снижаться, выдерживаем аккумулятор в режиме подзаряда еще 2 часа и отключаем зарядное устройство от сети 220 В. Все, зарядка кальциевого аккумулятора завершена. Данный метод заряда определенно наносит аккумулятору некоторый вред, но он наиболее щадящий и представляет собой некий компромисс, подразумевая выбор наименьшего из «двух зол».

Контрольные измерения

Окончив заряд, с помощью ареометра измеряем плотность электролита. Если плотность составляет 1,27-1,28 г/см 3 , то это соответствует 100% заряду. Если плотность электролита остается низкой (1,22-1,23 г/см 3 ), то это говорит о глубокой сульфатации электродов, образовавшейся в результате хронического недозаряда АКБ или вследствие глубоких разрядов. Шансы восстановить емкость такого аккумулятора определенно есть, но речь о проведении таких мероприятий, например, восстановление емкости кальциевого аккумулятора путем проведения контрольно-тренировочных циклов (КТЦ), будет обсуждаться в отдельной статье. А сейчас …

Противникам «кипячения» кальциевого аккумулятора посвящается

В предвкушении шквала критики от «сторонников 14 вольт» хочется обратить внимание на некоторые научно доказанные факты. Для начала давайте рассмотрим, что лежит в основе доводов, которые приводят сторонники 14 вольт.

МИФ: «Кипячение» – это самое большое зло для АКБ

Нередко в пользу этой теории можно услышать примерно такие высказывания: «Зачем делать то, от чего производитель так старательно хочет уйти?». Некоторые сторонники 14 вольт наивно полагают, что производителю, путем неимоверных усилий, удалось таки избавиться от самого главного врага аккумулятора – «кипения», что именно «кипение» приводило к разрушению электродов в свинцово-кислотных аккумуляторах на протяжении всех 160 лет их существования. Наконец-то производители АКБ «прозрели» и сделали то, чего так ждали автовладельцы! Наконец-то аккумулятор стал «совершенным»! Как это ни грустно, но ситуация обратная.

ФАКТ: Использование в производстве «кальциевой» технологии, позволяющей уйти от «кипения» аккумулятора – не более, чем маркетинговый ход. Да, да, не более того! Это лишь реакция рынка на складывающиеся тенденции современного автомобильного общества. Автовладельцы ХОТЯТ аккумуляторы, которые «поставил и забыл». Не хотите возиться с аккумулятором? Не проблема – получите «кальциевое чудо»!

Более 70 лет «кальциевая» технология была никому не нужна, потому что она не «вписывалась» в рыночную экономику, но сегодня настал ее «звездный час». Единственное преимущество кальциевого аккумулятора перед сурьмянистым – это отсутствие необходимости пристально следить за уровнем электролита. Именно эта особенность «кальциевой» технологии легла в основу маркетинговых кампаний всех производителей. И делается это не потому, что «кипение» – зло, а потому, что люди просто-напросто этого ХОТЯТ. Второй по значимости плюс «кальция» – это низкий саморазряд, на этом, пожалуй, все его достоинства заканчиваются.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА: Электролиз воды или так называемое «кипение» является обычным рабочим процессом в эксплуатации свинцового аккумулятора – об этом твердят все учебники и научные труды, опубликованные за последние десятилетия. Да, в процессе электролиза или «кипения» происходит незначительное осыпание активной массы, но без «кипения» весь сульфат свинца на пластинах не растворится и заряд аккумулятора будет неполным. Каждый аккумулятор рассчитан на определенное количество циклов (разряд/заряд) и с каждым циклом происходит своего рода «износ» аккумуляторных пластин, характеризующийся осыпанием активной массы и безвозвратной потерей емкости. И что теперь? Не эксплуатировать аккумулятор? Проведем аналогию с тормозной системой автомобиля. Представьте, что вам говорят: «Когда вы едете на автомобиле, то не нажимайте на тормоза, а то тормозные колодки и тормозные диски изнашиваются в этот момент». Как вам такое заявление?

ВОЗРАЖЕНИЕ-1: Некоторые сторонники 14 вольт воскликнут: «Да как вы не понимаете, что кипение при 14,4 В (у сурьмянистых батарей) – это не тоже самое, что кипение при 16,0 В (у кальциевых). Кипение при 14,4 В – это хорошо, а вот кипение при 16,0 В – это уже зло! Именно при 16,0 В и происходит интенсивное оплывание активной массы. »

ОТВЕТ: Давайте узнаем мнения экспертов в этой области. Первый источник: «Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов», авторы: В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант, 1988 г., стр. 96. Ниже представлен скрин.

Обратили внимание, какое напряжение нужно подавать на один элемент батареи? На одну банку нужно подать 2,7 вольта, а на шесть банок (2,7 х 6 =16,2 вольта).

Если вы думаете, что эта книга сильно «лохматая» и данные не отвечают современным реалиям, то обратимся к более свежему источнику: «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., стр. 162,163. Скрин ниже.

Как видно, сначала идет комментарий, что при достижении 2,4 вольта на одном элементе батареи, начинается электролиз. Если мы умножим 2,4 х 6 = 14,4 вольта, то начинаем понимать, что речь идет о сурьмянистых батареях, ведь именно у них электролиз начинается при напряжении 14,4 вольта. Но самое интересно ниже. В конце заряда напряжение возрастает до 16,2 вольта (2,7 х 6 = 16,2 В).

Что мы с этого имеем? А то, что как при 14,4 В, так и при 16,2 В свинцовые аккумуляторы прекрасно себя чувствуют.

ВОЗРАЖЕНИЕ-2: Кальциевый аккумулятор спокойно заряжается и при 14,8 В.

ОТВЕТ: Совершенно верно, хоть не спокойно, но заряжается. Только до 100% заряда вы будете его «гонять» неделю и то при условии, что АКБ не имеет глубокой сульфатации. В реальности ни один здравомыслящий водитель не будет заряжать свой аккумулятор 7 дней. Другое дело, когда выбора нет, аккумулятор «сдох», к примеру. Только в этом случае водителю придется выделить достаточно времени, чтобы попытаться «оживить» свой АКБ.

ВОЗРАЖЕНИЕ-3: Чтобы довести плотность кальциевого аккумулятора до «нормы» (1,27 г/см 3 ), по окончании заряда при 14,8 В, достаточно взболтать электролит. Либо сразу после зарядки поставить АКБ в автомобиль и покататься на нем по кочкам. Тогда более концентрированный электролит, который в нижней части банок, перемешается с менее плотными верхними слоями и все будет ОК.

ОТВЕТ: Сама цель ЗАРЯДНОГО процесса заключается в том, чтобы ВЕСЬ сульфат свинца ( PbSO ₄ ), образовавшийся во время РАЗРЯДА, «превратить» обратно в двуокись свинца ( PbO ₂ ) на положительной пластине и в металлический губчатый свинец (Pb) – на отрицательной. В результате этих химических реакций, помимо описанных выше «превращений», расходуется вода и образуется серная кислота. На следующей иллюстрации схематически показано, что происходит с электролитом во время заряда, ограниченного 14,8 В.

Что мы здесь видим? Во время заряда, образовавшаяся на положительном электроде серная кислота, под действием гравитации стекает на дно аккумулятора, вытесняя воду на поверхность. Этот процесс называется стратификацией или расслоением электролита. В результате расслоения электролита на нижней части пластин аккумулятора остается «нерастворенным» сульфат свинца, потому что ему не хватает воды для химической реакции, так как почти вся вода находится в верхних слоях электролита. И что с того, спросите вы?

А то, что аккумулятор так и останется незаряженным на 100%, потому что часть серной кислоты остается «запакованной» в сульфат свинца на нижней части пластин.

Единственное решение данной проблемы – это постоянное перемешивание электролита на последней стадии заряда, чтобы поступающая в нижнюю часть вода вступала в реакцию и «растворяла» сульфат свинца до тех пор, пока весь он не преобразуется в серную кислоту. Только тогда аккумулятор можно считать заряженным на 100%. Как раз «кипение» во время зарядки аккумулятора и выполняет эту роль перемешивания, но. при 14,8 вольтах кальциевая батарея практически не кипит, только при 16,0 В.

Отсюда сделаем закономерный вывод: взболтать электролит по окончании заряда – недостаточно. Вы просто перемешаете электролит, выровняете плотность, но сульфат свинца так и останется на нижней части пластин! Заряд аккумулятора не будет доведен до 100%.

ВОЗРАЖЕНИЕ-4: Но ведь плотность электролита показывает 1,28 г/см 3 – значит весь сульфат растворился!

ОТВЕТ: Чудес в наше время не бывает. Проверьте уровень электролита. Скорее всего он ниже нормы. Отсюда и высокая плотность. Приведу реальный пример: кальциевый аккумулятор за полтора года с момента покупки автомобиля ни разу не обслуживался, пробег авто на момент осмотра АКБ составил 30 000 км, эксплуатация – ежедневная. Состояние аккумулятора при температуре электролита 21 0 С было следующим:

• Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) на клеммах: 12,84 В;
• Плотность электролита во всех банках: 1,28 ± 0,01 г/см 3 ;

Казалось бы все отлично, но когда заглянули в банки, то оказалось, что сульфатация пластин процветает во всех банках. Уровень электролита составлял 10-15 мм над пластинами, вместо 25-35 мм, рекомендованных заводом изготовителем (АО «АКОМ»), а это значит, что не хватает более 400 мл дистиллированной воды. Вот вам и отличная плотность! Доведите электролит до необходимого уровня и картина уже не будет такой радужной.

Подведение итогов

Какие выводы можно сделать по поводу правильной эксплуатации кальциевых аккумуляторов? Давайте подведем итог нашим рассуждениям.

Не допускайте глубоких разрядов, потому что восстановление емкости кальциевого аккумулятора после таких разрядов – крайне проблематично. А потому, не крутите стартером до тех пор, пока он не перестанет проворачивать двигатель (особенно зимой) и не забывайте выключать габариты, которые за день могут запросто разрядить ваш АКБ;

Обслуживайте аккумулятор хотя бы раз в полгода или на каждом ТО (корректировка уровня электролита и зарядка стационарным зарядным устройством).

Обязательно производите дозаряд кальциевого аккумулятора при 16,0 В, чтобы преобразовать все остатки сульфата свинца в серную кислоту.

На этом, пожалуй, пора завершать статью. Спасибо, что выделили достаточно времени, чтобы прочитать столь объемный материал.

Если возникли вопросы, спрашивайте в комментариях, помогу чем смогу. Если считаете, что я в чем-то ошибаюсь, пожалуйста, подкрепляйте свои аргументы научно обоснованными фактами, а не голословными утверждениями и «богатым личным опытом».

Десульфатация АКБ — реальное восстановление или утопия?

Десульфатация аккумулятора автомобиля многими считается вполне реальным методом его восстановления. При должном подходе на практике удаётся прямо в гаражных условиях вернуть хотя бы часть потенциала АКБ. В первую очередь, это касается ёмкости, при снижении которой более, чем на 60% аккумулятор приходится менять на новый. Попутно с ампер-часами успешная десульфатация позволяет увеличить максимальный пусковой ток и общую надёжность автомобильной стартёрной батареи.

Задача этого материала: простыми словами объяснить рядовому автолюбителю, что такое сульфатация аккумулятора и каковые её основные признаки; что такое десульфатация в теории и на практике; на такие методы восстановления не стоит тратить время и деньги; для каких АКБ десульфатация — реальное исцеление, а для каких — утопия.

Что такое сульфатация АКБ и как она выглядит?

Сульфатация (или сульфатирование) — в химии и в целом, это реакция серной кислоты с другими веществами, в результате которой образуются сложные по структуре и трудно разрушимые связи. Это свойство кислоты с успехом используется в некоторых промышленных сферах для получения полезных продуктов. А вот в случае с автомобильными свинцово-кислотными аккумуляторными батареями — сульфатация является вредной реакцией, пагубно сказывающейся на протекании полезных электрохимических реакций и, как следствие, ведёт к снижению ключевых характеристики АКБ.

Чтобы продолжать, и хоть немного глубже погрузиться в рассматриваемую тему, придётся обратиться к химии. А именно — взять с неё формулу, показывающую основные процессы, протекающие в автомобильном аккумуляторе. Для простоты понимания эта формула упрощена, насколько это возможно. Это значит, что понять её смогут даже те, кто химию в школе, так сказать, прогуливал.

Выглядит формула следующим образом.

В правой части формулы вы можете видеть тот самый сульфат свинца, образование которого и называется сульфатацией АКБ. На практике это вещество представляет собой кристаллики бело-серого цвета, которые накапливаются на свинцовых пластинах. Следует подчеркнуть, что образование сульфата свинца, то есть, сульфатация АКБ — это вполне естественный и неизбежный процесс, который происходит во время разряда аккумулятора.

В левой части формулы сульфата свинца нет. Это означает, что при нормальных условиях эксплуатации аккумуляторной батареи он возвращается в электролит во время зарядки. Именно за счёт этого по ходу зарядки АКБ повышается плотность электролита — в нём увеличивается концентрация кислоты, которая плотнее воды.

Почему же сульфатация считается вредной для аккумулятора, хоть это естественный и, можно даже сказать, необходимый для работы АКБ процесс? Дело в том, что на практике далеко не все автовладельцы обеспечивают те самые нормальные условия эксплуатации своим батареям. В первую очередь, это касается длительного использования АКБ, которая заряжена менее, чем на 60%. Ещё «злее» сульфатация проявляет себя при глубоких разрядах, которые не устраняются своевременно.

Как это работает? До тех пор, пока АКБ поддерживается в нормально заряженном состоянии и «гоняется» туда-сюда по циклу «заряд-разряд» — образующиеся во время разряда сульфаты все до крупицы растворяются обратно в электролите при зарядке. Если же аккумулятор долгое время эксплуатируется в слабо заряженном состоянии, образовавшиеся сульфаты покрываются новыми слоями, становясь всё толще и крепче. В итоге, при последующем заряде АКБ в электролите растворяются не все налипшие на пластинах сульфаты — они там и остаются, где к ним «присоединяются свежие» при очередном разряде.

Ну налипли на пластины какие-то кристаллики. И что с того? Почему это плохо? Всё просто. Ёмкость и другие характеристики автомобильного аккумулятора напрямую зависят от того, какая площадь свинцовых пластин контактирует с электролитом. Сульфаты закрывают собой целые области активного свинца, в результате чего эти участки не принимают участия в накапливании электроэнергии при очередной зарядке.

Раз меньше энергии накапливается, значит уменьшается ёмкость (ампер-часы). Максимальный ток холодной прокрутки тоже напрямую зависит от описанного фактора. Плотно обросшие сульфатами пластины не полностью взаимодействуют с электролитом, и АКБ в итоге уже не может выдавать заявленных пусковых токов. Мало того, что аккумулятор быстро садится при малейшей эксплуатации и небольших токах утечки, так ещё и стартер от него крутит еле-еле, а в хороший мороз и вовсе не может пересилить сопротивление маховика.

Если на вашем аккумуляторе есть пробки для обслуживания, то вы можете своими глазами наглядно увидеть результат сульфатации. Он выглядит, как налёт светлого серого и немного белёсого цвета. Если же такой возможности нет, либо вы не можете различить, есть ли что-либо на пластинах, вот вам пример для ознакомления.

Признаки сульфатации аккумуляторной батареи

Сульфатация является далеко не единственной проблемой автомобильных аккумуляторов. Есть ещё саморазряд (как естественный, так и «нажитый»), короткое замыкание в ячейках и прочие неисправности. Однако у сульфатации есть целый ряд признаков, зная которые, вы сможете поставить правильный диагноз своему аккумулятору.

Признаки бывают следующие:

1. Аккумулятор часто подводит. А именно, оказывается по утрам полностью разряженным несмотря на то, что система зарядки на борту автомобиля работает исправно (при работающем двигателе напряжение не ниже 14,1 В) и ток утечки находится в пределах нормы (до 0,07 А или 70 мА). Признак обычно проявляется с приходом холодов, которые усложняют и без того сложную «жизнь» аккумуляторной батареи.
2. Аккумулятор слишком быстро заряжается. Новая или заведомо исправная АКБ с глубокого разряда до 100% заряжается рекомендуемым током (не более 10% от ёмкости), как минимум, 15…20 часов. Если вы поставили аккумулятор, который «не смог», на зарядку, и она закончилась через гораздо меньше часов — значит в вашей АКБ мало ёмкости. А одна из причин — это как раз-таки сульфатация (хотя причиной резкого уменьшения ёмкости может быть и короткое замыкание в одной из «банок»).
3. Плотность электролита — низкая. Чтобы плотность электролита достигала нормы в 1,26…1,28 единиц, в электролит при зарядке АКБ должна вернуться вся покинувшая его кислота. Если же львиная часть её «закрепилась» на свинцовых пластинах в виде сульфатов, поднять плотность естественным путём не получится. Как бы вы не заряжали свой аккумулятор — поплавок в ареометре никак не будет всплывать до зелёной зоны. Аналогично и с встраиваемыми в некоторые АКБ индикаторами. Принцип их работы основан на плотности электролита и, если она низкая, окошечко остаётся красным или белым, и никак не хочет зеленеть.
4. Реальная ёмкость АКБ существенно ниже номинальной. Что касается номинально ёмкости, то она фиксированная, и указана на корпусе аккумулятора (обычно самыми большими цифрами и буквами). Реальную же ёмкость можно только измерить при помощи нехитрых приборчиков, которые нагружают АКБ, и подсчитывают, сколько ампер-часов энергии удалось «выкачать» из неё. Когда реальная измеренная ёмкость оказывается ниже номинала на 5…10%, то это ещё можно списать на некачественную зарядку АКБ. Например, слишком большим током или напряжением. Если же разница составляет десятки ампер-часов — то это уже сульфатация.
5. Налёт на пластинах. К сожалению, увидеть его можно только на тех АКБ, которые принято называть сегодня обслуживаемыми. По факту это те, у которых есть пробки для доступа к электролиту. Если у вашего аккумулятора они есть, выверните их все и, используя фонарик, внимательно осмотрите верхнюю часть свинцовых пластин. Сульфаты вы уже видели выше — серовато-белёсый налёт. Пластины в несульфатированном аккумуляторе — однородные по цвету, и он тёмно-серый.

Большое преимущество этих признаков в том, что они позволяют достаточно точно установить, дала ли какой-то положительный результат десульфатация. Конечно, самый точный из них — это измерение реальной ёмкости. После десульфатации она может повышаться как на несколько ампер-часов, так и на десятки. И, если существенный прогресс можно заметить и по общему поведению АКБ, то маленький прирост ёмкости сможет показать только цифровой прибор.

Поэтому, чтобы не гадать на кофейной гуще, не креститься, когда кажется и так далее — прикупите себе такой приборчик. У китайцев он стоит от 20 долларов, и даже при такой цене он будет более наглядным, чем ареометр, ваше зрение и чуйка. Без прибора вы можете просто не заметить, помогла ли вам десульфатация, или вы потратили время зря. А надо сказать, что данный метод восстановления — требует очень много времени. Особенно, если сульфатация серьёзная и запущенная.

Что такое десульфатация аккумулятора?

Десульфатация — это обратный сульфатации процесс. При нормальных условиях эксплуатации он происходит естественным образом во время каждого заряда АКБ. Если же сульфаты свинца настолько толстые и прочные, что обычная зарядка их «не берёт», прибегают к принудительной десульфатации. Цель этой процедуры, независимо от методов — разрушить нерастворимые образования на токопроводящих пластинах, увеличить площадь свинца, контактирующего и взаимодействующего с электролитом.

Результат успешной десульфатации — это:

1. Увеличение реальной ёмкости АКБ.
2. Доведение плотности электролита до нормы.
3. Повышение максимального тока холодной прокрутки.
4. Уменьшение или устранение случаев, когда аккумулятор, заряженный вчера, сегодня подводит.
5. Возвращение нормального цвета свинцовых пластин.

В качестве, так сказать, побочных эффектов, успешная десульфатация увеличивает продолжительность зарядки АКБ с глубокого заряда до 100%. Кстати, заметно увеличившееся время заряда разряженного аккумулятора тоже является показателем положительного результата десульфатации.

Все ли аккумуляторы поддаются десульфатации?

К сожалению, нет. Не все. Далеко не все. По этой причине многие скептически относятся к десульфатации, не верят в неё, считают утопией, которая неизбежно должна закончиться покупкой нового аккумулятора. В некоторых случаях, конечно, восстановление не удаётся не потому, что аккумулятор совсем безнадёжный, а потому, что процедура выполнена неправильно. Выбор метода в данном случае — имеет ключевое значение, так как в Интернете сегодня можно накопать полтора десятка способов десульфатации, которые даже в теории не могут сработать. Люди верят в эти методы, пробуют применить их в своём гараже, и в результате разочаровываются, так как ничего не получилось.

Какими способами стоит проводить десульфатацию, а какие чаще всего не помогают — рассмотрено немного ниже. Для начала же надо внимательно проанализировать свой аккумулятор. Оценить шансы на его «выздоровление», как говорят врачи. Сделать это сможет каждый пользователь, пройдясь по следующему списку.

Критерии оценки аккумулятора, который есть смысл «насиловать» принудительной десульфатацией:

1. Срок службы. Практика показывает, что аккумуляторы, отслужившие в не очень благоприятных условиях (из-за которых, собственно, и случилась сульфатация) более 5 лет — десульфатированию поддаются крайне редко. Один из десяти таких старых АКБ удаётся вернуть к жизни, да и то, ненадолго. В лучшем случае, аккумулятор отработает кое-как ещё одну зиму, а уже к следующей его, скорее всего, придётся, всё-таки, отправить в утиль.
2. Длительность пребывания в состоянии глубокого разряда. Это один из самых ключевых моментов для АКБ всех типов и технологий. Ни один в мире аккумулятор не улучшается, если его долго держать полностью разряженным. В случае же со свинцово-кислотными АКБ при таком хранении сульфаты становятся настолько «жирными» и прочными, что их болгаркой не сразу снимешь, не то, что десульфатацией. Из практики можно сказать, что простоявшие более трёх месяцев в глубоком разряде АКБ — восстанавливать почти бесполезно. Заметного результата не будет.
3. Количество глубоких разрядов (дляCa/Ca АКБ). Так называемые кальциевые аккумуляторы многим хороши, но вот что касается глубоких разрядов — это их ахиллесова пята. Обычно, двух-трёх таких разрядов хватает, чтобы батарея потеряла до половины своей ёмкости. Безвозвратно. Если же глубоких высадок в ноль было пять или больше, с таким аккумулятором лучше сразу попрощаться, и не тратить на него своё время.
4. Состояние корпуса. Визуально аккумулятор должен быть целым, без деформаций, трещин, сколов и вздутий. Промыть корпус водой с содой перед десульфатацией очень даже не помешает. Электролит с пылью — отличный проводник тока, и грязные аккумуляторы могут разряжаться сами на себя очень быстро. Особенно, если в них из-за сульфатации осталось не так много ампер-часов.
5. Состояние выводов. Иногда их называют клеммами, что неправильно, так как клеммы — это то, что надевается и фиксируется на выводах. Последние должны быть целыми, не отошедшими от корпуса, почищенными до блеска, нормальной формы.
6. Состояние ячеек. Бессмысленно заморачиваться с десульфатацией, если в вашем аккумуляторе есть коротыш. Проверить, нет ли его, очень просто — если при зарядке во всех банках «кипит жизнь», и нет «мёртвых банок», значит короткого замыкания нет.
7. Способность принимать заряд. Абсолютно все адекватные способы десульфатации аккумулятора базируются на его способности заряжаться. Если же он этого делать никак не хочет — ничего не получится.
8. Работоспособность АКБ после обычной зарядки. Зарядите, насколько это получается сделать, ваш аккумулятор от зарядного устройства. Подключите его к бортовой сети автомобиля и попробуйте запустить двигатель. Если аккумулятора хватает хоть на пару попыток — в нём определённо ещё есть потенциал. Если же мощи не хватает даже для того, чтобы сдвинуть с места стартер, десульфатация в таком случае будет, как мёртвому припарки.
9. Саморазряд. Очистите корпус АКБ от грязи из электролита и пыли с помощью воды и соды, зарядите его обычным способом и оставьте на сутки в покое. Если на следующий день аккумулятор в состоянии прокрутить стартер — его можно попытаться восстановить десульфатацией. Если же за сутки батарея сама по себе высаживается в ноль или около того — выбросьте её и не тратьте время.
10. Состояние электролита. Он должен быть прозрачный. Наберите немного электролита в ареометр — если он мутный, коричневый или чёрный, с частичками непонятного происхождения — десульфатация бессмысленна.

Если ваш аккумулятор проходит по всем критериям, пусть и с небольшой натяжкой по некоторым пунктам — переходите к десульфатации. У вас есть шанс добиться положительного результата.

Способы десульфатации АКБ

Этот материал изначально был задуман как такой, который не будет сеять иллюзий и предлагать методы десульфатации, изначально обречённые на провал. По итогу было выбрано три способа, которые неоднократно проверены на практике, дают положительные результаты, не требуют экстремальных действий и, самое главное, неопасны для здоровья.

Способ №1. Несколько полных циклов «заряд-разряд»

Этот метод у многих может вызвать сомнения. Тем не менее, он рабочий. Правда, помогает лишь в тех случаях, когда сульфатация не глубокая, и вы вовремя обратили на неё внимание. Если сульфатов совсем немного (ёмкость несильно просела от номинала), то в большинстве случаев уже этого достаточно для полного восстановления аккумуляторной батареи.

Алгоритм:

1. Настройте зарядное устройство на минимальный ток — 1…3 А.
2. Заряжайте АКБ стабильным током.
3. При достижении напряжения на клеммах 14,4…14,5 В продолжайте заряд, не превышая этот показатель.
4. Заряжайте АКБ до тех пор, пока при указанном напряжении ток заряда не снизится до 0,1…0,3 А.
5. Сразу же после заряда разрядите аккумулятор нагрузкой в виде лампочки или прибором для измерения ёмкости до напряжения 10,5 В (под нагрузкой).
6. Повторите цикл заряда.
7. Измерьте (если есть чем) реальную ёмкость аккумулятора.
8. Если есть подвижки, повторите заряд описанным способом.
9. Если ёмкость после очередного цикла не повышается, или добавляется на 1…3 ампер-часа, продолжать дальше нецелесообразно.
10. Зарядите аккумулятор ещё раз, оценив после этого плотность электролита и состояние пластин.

Чаще всего, если аккумулятор не сильно убитый сульфатацией, всего двух-четырёх таких циклов хватает, чтобы вернуть утерянные ампер-часы.

Способ №2. Зарядное устройство с режимом десульфатации

Это, пожалуй, самый простой, эффективный и универсальный метод. У него есть только один недостаток — зарядное устройство с таким режимом, если его у вас ещё нет в хозяйстве, придётся купить. А стоимость таких моделей может быть сопоставима с ценником нового аккумулятора, причём, далеко не самого бюджетного. Зато, имея на руках такой зарядник, десульфатировать можно абсолютно любой аккумулятор, даже самый убитый. Потерять время вы не потеряете, так как прибор достаточно только подключить и настроить один раз, а дальше он всё сделает сам.

Как выполнять десульфатацию при помощи специального зарядного устройства — смотрите в руководстве по его эксплуатации. Универсальной инструкции на все случаи жизни здесь нет, и быть не может. Все зарядники разные, а в некоторых есть даже по несколько режимов десульфатации, тренировки и так далее.

Способ №3. Простое зарядное устройство + нагрузка в виде лампочки

К этому способу десульфатации аккумулятора прибегают 80% пользователей, решившихся заморочиться данным вопросом. Хорош он тем, что для его реализации ничего не надо покупать. Нужно только зарядное устройство, которое есть у многих автовладельцев, и лампочка. Последняя не должна быть светодиодной или ксеноновой. Подойдёт либо обычная лампа накаливания, либо галогеновая из фары головного света. Потреблять он должна порядка 2…4 А.

Чтобы узнать, сколько потребляет найденная вами лампа, есть два способа. Первый — запитать её от заряженного аккумулятора или 12-вольтового блока питания, подцепив в разрыв одного из проводов мультиметр в режиме измерения постоянного тока. Второй способ — чисто математический. На цоколях автомобильных ламп всегда написана их мощность в ваттах. Разделите эту цифру на 12 вольт, и получите амперы.

Алгоритм:

1. Ограничьте ток заряда — 1…3 А.
2. Заряжайте АКБ постоянным током.
3. Раз в 20…40 минут накидывайте на выводы АКБ лампочку.
4. Разряжайте его таким способом минут 5…10 (в зависимости от мощности нагрузки).
5. По достижению напряжения 14,4…14,5 В продолжайте тренировать (периодически нагружать лампой) АКБ при стабильном напряжении.
6. Когда при указанном напряжении ток заряда снизится до 0,1…0,3 А — завершите цикл.
7. Измерьте, сколько ампер-часов накопил аккумулятор в итоге.

Десульфатация этом способом выполняется обычно 2-3 раза, после чего прогресс почти незаметен.

Малоэффективные способы десульфатации и профилактика

В заключение буквально несколько слов о том, как не стоит пытаться устранить сульфатацию АКБ, и что надо делать, чтобы не сталкиваться с ней в будущем.

Десульфатация, в которой нет смысла:

• механическая очистка варварски выдернутых из корпуса свинцовых пластин;
• доливание концентрированной кислоты в электролит;
• замена электролита;
• заливка в аккумулятор воды с содой, моющим и другим агрессивным средством;
• применение якобы специальных составов для десульфатации;
• «переполюсовка» аккумулятора.

Если вам удалось увеличить ёмкость сульфатированного аккумулятора или вы просто купили новый, чтобы избежать проблем в будущем — регулярно следите за уровнем заряженности АКБ; не допускайте разрядов ниже 60% и, тем более, глубоких разрядов; при необходимости подзаряжайте аккумулятор от зарядного устройства; выясните, «комфортно» ли АКБ в вашей машине — есть ли на борту 14,1 В или больше, не скачет ли напряжение выше 14,8 В, в норме ли ток утечки (не выше 70 мА); успевает ли аккумулятор восстанавливаться полностью от генератора, учитывая длительность и частоту поездок, а также температуру окружающей среды.

Как восстановить кальциевый аккумулятор после глубокого разряда

Восстановление кальциевой аккумуляторной батареи
после полной разрядки

Причины, по которым аккумулятор может оказаться полностью разряженным бывают разные, одна из них, на наш взгляд, наиболее частая, это оставленный включённым ближний свет. Так же этому может способствовать вышедший из строя стартер, который в свою очередь может пострадать при запуске двигателя при разряженной батарее. В таком случае стартер купить лучше новый, а аккумулятор можно попытаться вернуть к жизни.

Восстановление кальциевой аккумуляторной батареи после полной разрядки возможно с применением ступенчатого режима. Приступать к этой процедуре вы можете только в том случае, если ваше зарядное устройство позволяет в ручную устанавливать значения силы тока и выдающее не менее шестнадцати вольт на конечном этапе зарядки. Различные автоматические и полуавтоматические зарядные устройства для аккумуляторов для этой процедуры не подходят, такой зарядкой вы можете зарядить аккумулятор до рабочих параметров, а зарядить полностью с восстановлением полной ёмкости заряда уже не получится. Значение плотности электролита в каждой банке полностью заряженного аккумулятора должна быть в пределах 1,270-1,285 грамм на сантиметр кубический при температуре около 20°С и напряжение на контактах не менее 12,7 вольт.

И так, восстановление аккумулятора надо производить при температуре примерно +20°С, то есть в зимнее время в отапливаемом помещении. Начинать надо с тока 0,1 ампер в течении 16 часов, затем разрядить аккумулятор лампой 100 ватт, 12 вольт тридцать минут, далее зарядка током 0,05 ампер 24 часа, снова так же разрядить, и окончательно зарядить в течении 32 часов. Либо вариант без разрядки, заряжать сутки током 0,1 ампер, далее сутки током 0,05 ампер, и током 0,5-1 ампер сутки и более до полного восстановления аккумуляторной батареи. Важно соблюдать параметры установленной силы тока, по времени значения приблизительные и плюс пара часов вреда не принесут. И ещё один нюанс, нельзя допускать повышение температуры электролита выше 55-60°С.

Что убивает кальциевые аккумуляторы, и убивает ли?

В Сети полно негативных отзывов на кальциевые аккумуляторы, которые служат недолго, не заряжаются, не держат заряд, замерзает электролит. Популярны мифы о том, что они боятся «кипячения» при 16 и более вольтах, а ещё боятся разрядов, стремительно теряя ёмкость с каждым из них, будто бы, вследствие формирования слоя гипса — нерастворимого сульфата кальция, и вообще, стартерный аккумулятор, в отличие от тягового, для разряда не предназначен, разве только секунду покрутить стартер. Что, если взять реальный аккумулятор и проверить?

Будут видео и опыты с показаниями приборов. Попутно выясним, что такое мнимый или поверхностный заряд. И возможно, мы уже не раз сдавали в утиль хороший исправный аккумулятор. Что же с ним можно было сделать?

Подача слишком высоких токов и напряжений при заряде свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторных батарей, они же просто АКБ, чревата целым спектром опасных последствий, главными из которых являются выделение пожаровзрывоопасного водорода, токсичного сероводорода, разбрызгивание едкой кислоты, потеря воды из электролита, перегрев аккумулятора, вплоть до коробления пластин и короткого замыкания.

В отличие от популярной страшилки, будто пузырьки газов разрывают активную массу, (что не соответствует действительности, но чёрно-коричневую муть оплывшей активной массы положительных пластин они в электролит действительно поднимают, когда она уже оторвалась по иным причинам), перечисленное в предыдущем абзаце действительно опасно и для здоровья живых существ, и для сохранности окружающих аккумулятор ценностей, в первую очередь, самого автомобиля. Потому производители и продавцы аккумуляторных батарей публикуют легко запоминающиеся инструкции по максимально безопасным способам их подзаряда.

Да, именно подзаряда, то есть, частичного восполнения уровня заряженности, снизившегося в результате хронических, (например, езда в городском формате), или острых, (забыли выключить фары, пользовались лебёдкой, предпринимали попытки пуска не совсем исправного двигателя) причин.

▍Рекомендации предельно просты: заряжать током 10% ёмкости (6 А для 60 А*ч) до напряжения 14.4 вольта, (в разных версиях может варьироваться.) Легко запомнить и осуществить.

Это первая стадия заряда аккумулятора, основной заряд. А чтобы зарядить кальциевый аккумулятор полностью, необходимы ещё и последующие этапы заряда, которых в профиле может быть несколько. Эти этапы уже требуют знаний, оборудования и предосторожностей, потому о них краткие инструкции для широкого круга автомобилистов умалчивают.

Зачем нужен полный заряд аккумулятора, как его произвести, и чем чревато его отсутствие, мы сегодня установим экспериментальным путём.

Подопытный аккумулятор Bosch S4 005 2015 года выпуска, три с половиной года в эксплуатации. НРЦ — напряжение разомкнутой цепи, оно же ЭДС без нагрузки, 12.57 вольт.

Ток холодной прокрутки по стандарту EN 521 из 540 А, здоровье 96 %, внутреннее сопротивление 5.96 мОм.

Просадка под нагрузочной вилкой 200 А до 10.25 В. На холоде падало до 9.9.

Перед зарядом аккумулятор не забываем отогреть, помыть, зачистить клеммы. Устанавливаем следующие параметры заряда.

Этап основного заряда: максимальное напряжение 14.4 В, напряжение начала снижения тока 14.2 В, максимальный ток 6 А.

Окончание заряда по снижению тока до 50 мА, максимальное время заряда 48 часов.

Этап дозаряда: напряжение до 14.4 В, максимальный ток 2А, продолжительность 5 часов.

Такие настройки программируемого зарядного устройства (ЗУ) будут действовать следующим образом:
▍ На клеммы подаётся ток 6 ампер до достижения 14.2 вольт. Это этап CC — constant current — постоянного тока
▍ Далее напряжение стабилизируется на уровне 14.2, ток снижается. Это называется этапом CV — constant voltage — заряд снижающимся током при постоянном напряжении
▍ Когда ток доходит до 50 мА, ЗУ без паузы переходит в дозаряд током 2А, который, скорее всего, пролетит очень быстро, до достижения напряжения 14.4 В
▍ И далее продолжится при этом напряжении без ограничения минимального тока. Общее время дозаряда 5 часов.

Таким образом, имеем профиль, который можно назвать: либо двухэтапным — (основной заряд 6 А, 14.2 В, до 50 мА или 48 ч, и дозаряд 2 А, 14.4 В, 5 ч), либо четырёхэтапным — (1 — СС 6 А до 14.2 В, 2 — СV 14.2 В до 50 мА, общее время 1 и 2 не более 48 часов, 3 — CC 2A до 14.4В, 4 — CV 14.4 В, общее время 3 и 4 ровно 5 часов).

Когда аккумуляторщикам приходилось по показаниям приборов вручную переключать обмотки трансформаторов и двигать ползунки реостатов, логично было называть такой профиль 4-этапным, потому что роль стабилизатора напряжения и тока выполнял человек, который должен был знать, на каком этапе каких положений стрелок добиваться. Сейчас время автоматических стабилизаторов тока и напряжения, выполняющих обе функции в одном устройстве, потому логично назвать заряд двухэтапным. Пока есть, куда расти напряжению, ток стабилен, работает обратная связь по току. Когда напряжение достигло уставки, ток снижается, действует ОС по напряжению.

Если в распоряжении нет программируемого ЗУ с таймером и отслеживанием минимального тока или ЗУ-автомата, реализующего более сложные алгоритмы с паузами и реверсом в реальном времени, а есть регулируемый стабилизированный блок питания или ЗУ на основе такого блока, устанавливаем напряжение и ток регуляторами, за временем следим по часам, а за током по амперметру.

Разряжать будем до напряжения под нагрузкой 12 В, током 2.4 А, всего проведём 4 таких цикла. Как известно, контрольно-тренировочный цикл улучшает состояние аккумулятора, если производится адекватно.

Прошло чуть более 4 суток, идёт заряд после четвёртого разряда. Наблюдаем монотонное снижение отдаваемой ёмкости с каждым циклом. Получается, что сейчас мы либо подтвердили на опыте расхожий тезис о том, что разряд даже до 12 вольт под нагрузкой вредит кальциевым аккумуляторам, (зачем только они тогда производятся, ведь именно при разряде химический источник тока приносит пользу, для этого он предназначен), либо попалась плохая (изношенная, умирающая, неудачная, поддельная) батарея, (почему тогда тестер и вилка показали хорошее здоровье?), либо заряд производился неадекватно.

Сурьмянистый аккумулятор, кальциевый аккумулятор, — это всё тот же свинцово-кислотный аккумулятор. Раньше для прочности в свинцовый сплав пластин добавляли сурьму, и газовыделение начиналось при низком напряжении, что вело к потере воды и необходимости её доливать несколько раз в год. После долива дистиллированной воды следовало заряжать АКБ, что обременяло и огорчало автолюбителей. Зато газовыделение способствовало перемешиванию электролита.

В целях снижения расхода воды при эксплуатации аккумулятора, чтобы он меньше нуждался в обслуживании, производители стали переходить на кальциевую технологию. Добавка кальция в сплав не только повышает прочность пластин, но и снижает саморазряд, позволяет повысить пусковые характеристики, уменьшает газовыделение, так как разложение воды из электролита на кислород и водород происходит при более высоком напряжении, чем в сурьмянистом аккумуляторе.

В результате, при эксплуатации расходуется меньше воды, её приходится доливать реже. Пробки можно закрыть этикеткой, либо вообще запаять крышку, упразднив доступ к электролиту, если расход воды настолько мал, что её заводской заправки хватает на весь срок службы батареи. Для отвода газов в обоих случаях делается лабиринт в крышке.

Но снижение газовыделения означает ухудшение перемешивания электролита. Насколько это важно, и к чему ведёт?

Прошёл час с момента завершения заряда после четвёртого цикла. Напряжение разомкнутой цепи 13.45 В.

Снимем так называемый поверхностный заряд вилкой 200 ампер. ЭДС просела до 10.6 В. Это лучший результат, чем в начале, но ёмкость АКБ, тем не менее, упала.

С момента прекращения заряда прошло 18 часов. НРЦ 13.3 В. Как видим, оно завышенное.
Просадка под вилкой до 10.55.

Прошло больше часа. НРЦ 13.25. Запомним это напряжение после циклов с максимальным напряжением заряда 14.4 В. Далее произведём выравнивающий восстановительный цикл по методике аккумуляторщика Виктора, и сравним два значения НРЦ.

Первый этап заряда — до падения тока ниже 100 мА при напряжении 14.7 В.

Второй этап — до 16.2 В током 1/30 номинальной ёмкости (для 60 А*ч это 2 ампера) до неснижения тока в течение 2 часов.

В таком режиме отдано всего 5.1 ампер*часов, потому продолжим дозаряд до 16.5 В для качественного перемешивания электролита.

За 5 часов батарее сообщено почти 10 А*ч. Это оказалось необходимым вследствие сульфатации и расслоения электролита.

Ночью процесс дозаряда не завершился, остановим и возобновим с утра. Показания тока в районе 1.2 А держатся в течение часа. Понаблюдаем ещё час.

Час почти прошёл, ток не снижается. Останавливаем заряд.

Обратим внимание на НРЦ. Прошло более полутора часов, напряжение 13.25 В.

ЭДС под нагрузкой 200 А просела до 10.65, затем поднялась до 10.7 В. Результат лучше всех предыдущих в этом эксперименте.

Прошло 18 часов, НРЦ 13.06 В.

Итак, после нескольких часов «кипячения» при 16.5 вольтах мы получили напряжение разомкнутой цепи ниже, чем после заряда до 14.4. Получается, аккумуляторная батарея теперь заряжена хуже, и правы те, кто утверждает: «кипятить» не нужно и вообще вредно?

В напряжение разомкнутой цепи и ЭДС под малой нагрузкой делает свой вклад не только термодинамическая ЭДС активных масс, несущих полезный заряд, но и целое множество других факторов.

Во-первых, пузырьки газов в порах активных масс имеют свою электродвижущую силу. На этом эффекте основан топливный элемент, в котором электролиз идёт наоборот: происходит синтез воды из подаваемых водорода и кислорода с выработкой электрической энергии. Потому НРЦ свинцово-кислотной ячейки, или вообще любой пары электродов в каком-нибудь электролите с пузырьками выше, чем без них.

Во-вторых, потенциал той или иной точки в электрическом поле зависит от расстояний между носителями заряда в пространстве. В банке аккумулятора носителями заряда являются ионы, главным образом, сульфат-ион и гидроксоний, или попросту протон H+, ядро атома водорода.

В школьном опыте мы берём какой-нибудь материал, трём его о ткань или бумагу, подносим к шару электроскопа, и ничего не происходит. Стрелка не отклоняется, искр не видно и не слышно, не пахнет озоном. Всё потому, что заряженные тела не разнесли в пространстве.

Оторвав предмет от бумаги или ткани, мы своей мускульной силой преодолеваем электростатическое притяжение, а работа этой силы преобразуется в электрическую энергию. Получаем заряд, отклоняющий стрелку электроскопа, и энергию, способную, например, зажечь неоновую или ртутную лампу, произвести коронный или искровой разряд с выделением теплоты, света, звука, преобразованием кислорода в озон, и так далее.

Для получения разности потенциалов и энергии потребовалось не просто соприкосновение материалов с разными свойствами, но разнести носители заряда в пространстве. В современном свинцовом аккумуляторе имеется губчатая структура активных масс и плотные сепараторы. Всё это мешает дрейфу ионов, в виде которых находится серная кислота в жидком водном растворе, и эти ионы в пространстве создают электрическое поле, то есть, градиент потенциала, влияющий на разность потенциалов электродов.

Наконец, термодинамическая ЭДС свинцово-кислотной электрохимической ячейки зависит от концентрации кислоты, а она тяжелее воды и стремится вниз. При расслоении даже недозаряженные участки активных масс внизу банок дают НРЦ как у заряженных и даже выше.
Потому уровень заряженности одним только вольтметром не определить. Чем выше НРЦ — не факт, что лучше. Более того, завышенное НРЦ чаще всего свидетельствует о расслоении электролита и недозаряде. Адекватные тестеры аккумуляторных батарей при НРЦ сверх нормы рекомендуют снять поверхностный заряд, фарами, и повторить тест.

Все вышеописанные паразитные перенапряжения имеют общее свойство: «мнимый» заряд не способен давать значительный ток, в отличие от «честного» заряда активных масс. Потому под адекватной нагрузкой ЭДС проседает до уровня, адекватного истинному уровню заряженности. Разрядный ток снимает поляризацию, но не устраняет расслоение электролита. В этом различие расслоения и поверхностного заряда — поляризации. То и другое часто называют «мнимым зарядом».

Нагрузочная вилка 200 А после заряда по методу Виктора через 20 часов показывает точно такую же просадку с 13.10 до 10.65 и подъём до 10.70 В, как и 18 часов назад. Это очень хороший результат.

Тестер показывает ток холодной прокрутки 605 из 540 А по EN, внутреннее сопротивление 5.13 мОм, здоровье АКБ и уровень заряженности 100%. Сделав выравнивающий восстановительный заряд, мы вернули аккумулятору былую молодость.

В процессе разряда кислота по всему объёму и всей высоте банок АКБ уходит на химическую реакцию Гладстона-Трайба. В процессе заряда кислота по всему объёму и всей высоте выходит из сульфатов и возвращается в электролит. Но законы природы не обмануть. Чистая серная кислота имеет плотность 1.84 грамма на кубический сантиметр, что почти вдвое тяжелее воды. Выделяясь, она стремится уйти вниз и выталкивает воду наверх. При 14.4 В на клеммах газообразование в банках кальциевого аккумулятора отсутствует или пренебрежимо мало, потому не происходит перемешивания электролита. Губчатая структура активных масс и плотные сепараторы усугубляют проблему.

Для осуществления реакции в направлении заряда необходима вода, потому в нижней части банок и глубине активных масс заряд прекращается раньше времени, тогда как в верхней части и на поверхности средней части пластин он ещё идёт. Потому низ пластин и глубина активных масс испытывают прогрессирующую сульфатацию: всё больше активных масс выходят из полезной работы. Взглянем ещё раз на таблицу контрольно-тренировочных циклов до 14.4В, где хорошо видна эта плохая динамика.

При заряде по методу Виктора с активным перемешиванием электролита по всей высоте и всему объёму, в нижней части пластин концентрация кислоты снизилась, поступила вода, и пошёл процесс заряда. Сульфат стал постепенно растворяться, и после восстановительного заряда ранее сульфатированные активные массы вернулись в работу.

Прошёл ещё час с момента теста нагрузочной вилкой. НРЦ по вольтметру Кулона-912 12.98, по вольтметру вилки НВ-03 13.00. Запускаем разряд.

Спустя 12 минут разряда, под нагрузкой 2.4 А ЭДС 12.66 В.

Ёмкость разряда до 12 вольт под этим током составила 29.11 А*ч. Ставим на заряд.

Основной заряд длился 6 часов 20 минут, батарее сообщено 27.28 А*ч. Обратим внимание: это ниже 29.11, отданных при разряде. Потому без дозаряда прогрессирует недозаряд, (на что слово дозаряд прозрачно намекает).

Прошло 8 часов дозаряда, показания тока не менялись 2 часа. Пора завершать.

13 вольт — нормальное НРЦ здорового заряженного аккумулятора.

Показания тестера ещё немного улучшились: EN 607 A, 5.11 мОм. Два заряда с «кипячением» при 16.5 В улучшили все характеристики аккумуляторной батареи, тогда как при ограничении до 14.4 наблюдали падение ёмкости, (зато аномальный рост НРЦ вследствие прогрессирующего расслоения электролита).

Существуют таблицы для определения степени заряженности АКБ по напряжению разомкнутой цепи, но они не учитывают поляризации — поверхностного заряда, а также аномального завышения НРЦ вследствие расслоения электролита. Потому применительно к современным кальциевым аккумуляторам такие таблицы, а также реализующие их индикаторы уровня заряда на базе простейшего вольтметра, не дают адекватных показаний.

Отсутствие адекватного дозаряда в первых циклах нашего опыта привело к деградации параметров АКБ, но эта деградация не стала необратимой, а была исправлена путём адекватного выравнивающего восстановительного дозаряда с десульфатацией и перемешиванием электролита. Генератор автомобиля и зарядные устройства, не реализующие перемешивание и десульфатацию при повышенном напряжении, осуществить такой дозаряд не могут.

Потому очень многие сдают в утиль исправный, работоспособный аккумулятор, параметры которого можно восстановить путём адекватного дозаряда, что и произошло в описанном эксперименте.

Напоследок отметим, что этапы дозаряда при 16 и более вольтах актуальны не только для кальциевых АКБ с жидким электролитом, но входят в рекомендации таких производителей, как Chaowei (Chilwee) и Tianneng для… гелевых кальциевых тяговых АКБ с углеродными добавками в активные массы! Ещё один шах и мат страшилкам и мифам. Разумеется, фирменная документация содержит параметры каждого этапа, включая временные рамки, их очерёдность и условия, при которых запускать тот или иной этап, либо пропустить и перейти к следующему.

Встречается и вульгарная версия «кипячения» в один этап током 10% ёмкости, напряжением 16 вольт. Такой заряд аккумулятору и всему вокруг него действительно навредит, поскольку не учитывает кинетики физических и химических процессов в аккумуляторной батарее, в соответствии с которой разработаны многоступенчатые профили заряда. Большим током можно производить основной заряд до невысокого напряжения, и переходить к этапам высоковольтного дозаряда только после того, как ток основного заряда снизился до заданной величины. Существуют умные ЗУ со сложными алгоритмами, использующие токи и напряжения выше стандартных профилей для повышения эффективности этапов, но там реализованы обратная связь в реальном времени и микропроцессорный контроль.

Вульгарное одноэтапное «кипячение» как раз и породило миф о губительности 16 и даже 15 вольт, тогда как неспособность более низкого напряжения обратить вспять прогрессирующие недозаряд и сульфатацию мифы о мнимых недостатках кальциевых аккумуляторов. Разумеется, при недозаряде ёмкость и токоотдача будут падать, пластины разбухать от сульфатов вплоть до коробления и короткого замыкания, активная масса отвалится, а электролит замёрзнет. Но виной тому не заговор или недобросовестность производителей, а игнорирование особенностей современных аккумуляторов при их эксплуатации.

Статья составлена в сотрудничестве с автором видео, осуществившим описанный эксперимент.

Как восстановить кальциевый аккумулятор после глубокого разряда

Как восстановить работу кальциевого аккумулятора при сильной сульфатации пластин. Для начала нам понадобится ареометр, электролит, дистиллированная вода, аспирин и дрель с тонким сверлом (3 мм) . Итак, приступим к промывке аккумулятора, с начала выкручиваем все пробки и выкачиваем ареометром электролит, затем аккуратно медленно ложем аккумулятор на бок и в дне каждой банки сверлим отверстие, делать это нужно аккуратно дабы не повредить пластины, затем ставим его над емкостью куда будут сливаться остатки электролита и вода и заливаем в каждую банку теплой кипяченой воды. Каждую банку пролить 3 — 4 раза пока не пропадет темный осадок или до тех пор пока вода не станет прозрачной с синим оттенком. После того как вы промыли излишний осадок обычной кипяченой водой, берем дистиллированную воду и по два раза промываем каждую банку и даем аккумулятору высохнуть, можно ускорить процесс сушки обычным бытовым феном.

После того как батарея высохла переворачиваем аккумулятор вверх дном, теперь берем любую пластмассовую детальку, будь то трубочка от шариковой ручки или любая другая ненужная мелочь и плавим зажигалкой над отверстиями в дне аккумулятора так, что бы капли горячего пластмасса падали именно на них до образования небольшой горки и аккуратно прижимаем ее плоской отверткой, дабы уплотнить заплатку. После того как вы заплавили отверстия переходим к заливке банок новым электролитом с стандартной плотностью 1.27, залить его нужно по меркам в банках, а при их отсутствии оставить сантиметр до пробки заливного отверстия, теперь ставим аккумулятор на зарядку и ждем пока ток заряда не упадет практически в 0. Теперь нам нужно замерить плотность электролита в каждой банке, для зимы это минимум 1.27 г/см кубический и при этом разность по показаниям в банках должна быть не более 0.1 . Если плотность стала 1.27 — 1.29 и электролит чистый, то на этом восстановление закончено. Если плотность упала, то вам понадобится корректировочный электролит повышенной плотности 1.34 г/см кубический. Повышать плотность следует на заряженном аккумуляторе, не спеша вытягиваем ареометром небольшое количество электролита и тот же объем который был изъят из банки доливаем уже электролит повышенной плотности. При этом есть небольшой нюанс руководствоваться сколько слить, и сколько залить получается приблизительно следующим 40 мл электролита повышенной плотности поднимает плотность раствора в банке на 0.2 — 0.3, из этого расчета корректируем и снова заряжаем и проверяем плотность и наличие мути.

Теперь после того, как плотность в норме, но раствор мутный, нам понадобится аспирин (ацетилсалициловая кислота) по 500 мг. Берем по одной таблетке аспирина и толчем ее в порошок, затем засыпаем в банки, 1 таблетка — в 1 банку и оставляем аккумулятор на зарядке до тех пор пока аспирин не растворится, аккумулятор будет немного теплым и слегка кипеть, плотность встанет на норму 1.27 — 1.29 и электролит будет чистым. Время зарядки в этом случае составляет примерно 10 — 12 часов на примере аккумулятора 60 Ah. После всего этого желательно хотя бы пару раз зарядить аккумулятор полностью, а для дальнейшей службы следует заряжать не мене чем раз в 3 месяца и тогда аккумулятор будет служить вам долго.

Ну а теперь немного предыстории, поставил я ее в конец дабы не мучить ожидания читателя своей историей (как я к этому пришел) , ведь когда ищешь ответ на свою проблему и в тексте все не видно нужной информации интерес к статье пропадает. Так вот все вышеописанное было сделано мной на своем аккумуляторе » Барс» из класса Ca/Ca, изначально он меня подвел в мороз и авто не заводилось всего лишь в -20 градусов С, я начал искать проблему, заряжал и выравнивал плотность, но из — за присутствующей сильной мути (избыточной сульфатации пластин) емкость аккумулятора была маленькая, но порывшись в разных сайтах и поговорив на эту тему с аккумуляторщиком объединил все эти знания в данный способ, который помог восстановить работу нескольких 4 годовалых аккумуляторов. Теперь машина простояв сутки на морозе в 28 — 30 градусов замечательно заводится.