Особенности эксплуатации кальциевых аккумуляторов
АКБ (аккумуляторная батарея) – одна из ключевых деталей в автомобиле, и особенно это актуально в холодное время года.
Старые дедовско-гаражные советы и инструкции по эксплуатации или заряду современных АКБ зачастую уже не действуют, и, более того — вредны. С приобретением и началом эксплуатации Mazda CX-5 я сам столкнулся с этим — мои предыдущие (хоть и поверхностные) знания и правила зарядки АКБ были полностью перечеркнуты. Для меня было дико читать в инструкции по эксплуатации данного авто, что АКБ рекомендуется подзаряжать каждые 2 месяца, непонятно было и с алгоритмами зарядки.
Судя по всему, о новых АКБ и особенностей их эксплуатации не знал не только я один: дилер радостно и без задней мысли кипятил мой первый штатный АКБ старым дедовским способом в течении первого года эксплуатации, после чего добросовестно поменял АКБ по гарантии, т.к. старые методы не помогли. Второй АКБ я уже сам старательно по незнанию убивал (не заряжая его вовремя и давая опуститься напряжению в АКБ ниже допустимого).
Третий — самостоятельно приобретенный мной Bosch S6 и работающий по текущее время в автомобиле пока вопросов не задает, но у меня появилась возможность (и время) поэкспериментировать с предыдущим штатным АКБ.
Так в чем же всё таки дело?
Пожалуй, начну с небольшого ликбеза:
Виды АКБ
Все автомобильные аккумуляторы можно разделить на 4 класса – это малосурьмянистые (Sb/Sb), гибридные (Sb/Ca), кальциевые (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca).
В чем принципиальная разница?
Малосурьмянистый аккумулятор – это обычная старая-дедовская свинцовая батарея с добавками в пластины сурьмы.
Гибридный аккумулятор имеет пластины разного состава. Плюсовая пластина – с содержанием до 1,5-1,8% сурьмы и 1,4-1,6% кадмия, минусовая – свинцово-кальциевая или с добавлением серебра. Эти батареи наиболее универсальны и являются самым многочисленным классом АКБ. Они мало отличаются от обычных старых АКБ и отличаются в основном большей теплостойкостью.
Кальциевый аккумулятор (Ca/Ca) – кальциевыми аккумуляторами называют батареи, в которых свинец легирован (добавлены десятые доли процента Са от общей массы сплава, примерно 0,07-0,1%) кальцием.
Ну а про AGM и так все знают… кстати, EFB и AGM АКБ — как правило полностью кальциевые.
Плюсы и минусы
Само собой, каждый из типов автомобильных аккумуляторов имеет свои сильные и слабые стороны. И их стоит обязательно знать, чтобы не создавать себе лишних проблем неверно подобранным аккумулятором и последующей неправильной эксплуатацией или зарядкой.
Так, малосурьмянистые аккумуляторы подвержены наибольшему саморазряду и выкипанию воды из раствора электролита. Зато они не боятся глубоких разрядов, их легко зарядить даже при плотности электролита практически "до воды".
Плюсов у кальциевой технологии много и они весьма существенны. Некоторые из них:
— Свинцовые пластины становятся крепкими, и батарея приобретает очень важное свойство – виброустойчивость.
— Кальций уменьшает процесс "выкипания" воды из электролита. У многих кальциевых моделей АКБ вообще не предусмотрены отверстия для долива воды.
— Кальций в свинце защищает батарею от перезаряда. Кальциевые батареи выдерживают повышенные напряжения бортовой сети до 14,8В.
— Легированные кальцием свинцовые пластины хорошо защищены от коррозии.
— Кальциевая технология позволяет пластины делать более тонкими, благодаря чему количество их увеличивается.
— Стоимость кальциевых батарей ниже, чем гибридных, AGM, гелевых.
— Расчетный срок службы до 5 лет.
— Низкий саморазряд.
Кальциевые АКБ созданы спокойно переносить перезаряд при дальних путешествиях, но глубокие разряды — противопоказаны: для них важно быть постоянно заряженными. Разряжать Сa/Сa ниже границы чем 70% заряда не рекомендуется. Кальциевые батареи, пережившие хотя бы 1 полный разряд (ниже 10,8 В), теряют до 50% своей емкости!
Особенно хорошо они подходят тем, кто ездит много на большие расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды (ввиду длительности поездки).
Для тех, кто ездит редко, либо на короткие расстояния, либо в режимах где аккумулятор сильно разряжается (система старт-стоп, частые старты двигателя, простаивание в пробках) — такой тип аккумуляторов противопоказан.
Гибридные батареи являются золотой серединой. Они довольно стойки к глубоким разрядам, при этом значительно меньше подвержены выкипанию и саморазряду по сравнению с малосурьмянистыми.
Какой у вас конкретно АКБ — либо читайте маркировку на АКБ (некоторые производители указывают), либо ищите документацию на сайтах производителя. Я лишь могу сказать за АКБ, устанавливаемые в Mazda CX-5 — они кальциевые.
Итак, берем штатный АКБ с Mazda CX-5 и смотрим: перед нами современный обслуживаемый (с пробками на ячейках) АКБ, выполненный по типу EFB (Enhanced Flooded Battery) — это более толстые, по сравнению с традиционным аккумулятором, пластины, помещенные в конверт из микроволокна) и по фирменной технологии mycro-hybrid (специально для автомобилей с системой старт-стоп) производства Exide. Кальций так или иначе в пластинах присутствует.
так он выглядит на сайте производителя 
а так он выглядит уже перемаркированный под Мазду как оригинал
В результате предыдущей эксплуатации этого АКБ, изучения различной информации, многочисленных попыток зарядки, замеров плотности электролита и НРЦ, т.е. если коротко — в результате экспериментов с этим АКБ, могу констатировать следующее:
1. В современных кальциевых АКБ плотность упаковки пластин в конверты такова, что реально АКБ скорее уже AGM чем простой. Пластины очень плотно упакованы и электролит в банках не свободен (свободен он только в верхних слоях над пластинами). На моём фото этого АКБ можно в этом убедиться:
хоть и не очень удачное фото — много бликов от фонарика, но представление дает
(каждый сам может, подсветив фонариком посмотреть что там внутри)
Отсюда вытекают следующие последствия и нюансы:
— "кипятить" зарядным устройством такой АКБ — смерти подобно, по сути тут как и в AGM — пузырями выделяемых газов при "кипячении" плотно упакованные намазки на пластинах просто разрушаются (но не осыпаются).
— внутри "гамбургера" из прослойки конверт/пластина плотность электролита намного выше, чем над пластинами (над пластинами электролит практически не принимает участие в хим. процессе), кроме того, серная кислота тяжелая (она концентрируется внизу электролита) — поэтому, измерение плотности электролита ареометром — пустая трата времени.
Для таких АКБ совсем не редкость случаи, когда напряжение на клеммах аккумулятора может быть выше 13В при плотности электролита ниже 1,27 — и в этом я сам не раз убеждался (и даже сначала думал, что у меня ареометр неисправен).
Да, от "кипячения" зарядным устройством плотность верхнего слоя электролита вырастает (после "кипячения" обычно ареометр сразу показывает высокую плотность), но вырастает она за счет пузырькового перемешивания электролита (т.е. выбиванием пузырьками кислоты в верхние слои). Но зачем нам кислота в верхних слоях электролита? Кислота нужнее внутри "конвертов", в намазках пластин, в порах и пропитке конвертов. Смысла "кипятить" — нет никакого.
Вообще же, совет "кипятить" АКБ старым дедовским способом (или "глупыми" автоматическими зарядками) — справедлив лишь только для старых сурьмянистых АКБ. Для этих АКБ и внутренняя конструкция корпуса даже другая была — там, в самом низу корпуса были сделаны специальные карманы с перегородками и сульфаты простым кипячением осыпали вниз банок. Кроме того, для современных АКБ "кипячение" может быть чревато внутренним коротким замыканием АКБ.
Поэтому, даже после суточного отстоя заряженного АКБ верхние слои электролита очень неохотно и медленно повышают плотность и измерение реальной плотности с помощью ареометра почти бесполезно. Порой, бывает нужно выждать пару суток пока электролит перемешается после зарядки и при этом еще покачивая или потряхивая АКБ периодически (для ускорения смешивания).
2. АКБ с содержанием кальция очень не любят глубоких разрядов. Сульфат кальция не растворяется в воде, а в электролите он растворяется с большим трудом. Поэтому, при глубоких разрядах сульфат кальция заклеивает поры (закупорка пластин) и затрудняет последующий заряд: напряжение при зарядке может быть даже выше 15В, а нужная плотность так и не достигается. Каждый глубокий цикл разряда снижает емкость кальциевой АКБ, поэтому без крайней необходимости режим КТЦ (контрольно-тренировочный цикл заряд/разряд) лучше не делать. Даже из старых советских учебников известно, что использование свинцово-кальциевых сплавов обуславливает образование на границе решетка/активная масса сульфатной пленки с высоким электросопротивлением, которая не окисляется до двуокиси свинца даже при длительном заряде.
Кальциевые автомобильные АКБ лучше вообще никогда не подвергать глубокому разряду, а если разряжать, то не ниже 11,8В (при этом с риском не вернуть назад прежнюю ёмкость АКБ) или 12В (неглубокий КТЦ), т.к. 11,8В НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) на кальциевом АКБ говорит о 0% его SOC (напряжение 100% заряженного АКБ составляет 12,8В). Не зря официальные рекомендации от Mazda гласят, что если плотность электролита аккумуляторной батареи составляет менее 1,17 г/см3 (SOC составляет менее 25%, что соответствует напряжению менее 12В), то такая батарея подлежит замене новой, так как в этом случае восстановить нормальное функционирование аккумуляторной батареи с помощью ее заряда уже невозможно (!).
Заряжать кальциевый АКБ нужно не выше 14,4В и зарядным током не более 10% от номинальной ёмкости АКБ (справедливо при +20С внешней температуры). Правильный алгоритм зарядки, например, от фирмы Ctek (зарядка происходит в несколько этапов) выглядит примерно так:
Итого, кратко резюмирую по кальциевым АКБ:
1. Если разрядить кальциевый АКБ ниже 11,8В — с большой степенью вероятности такой АКБ больше не восстановит свою прежнюю ёмкость. Достаточно 2-3 раза такой глубокой разрядки и кальциевый АКБ можно смело сдавать в утиль.
2. В процессе восстановления заряда режим КТЦ без крайней необходимости не производить.
3. Не "кипятить" кальциевый АКБ. Заряжать кальциевый АКБ нужно напряжением не выше 14,4В.
4. Если у вас короткие поездки, частый пуск мотора и длительные стоянки — это повод решать вопрос с подзарядкой кальциевого АКБ не реже чем каждые 2 месяца. Или покупать новый АКБ каждый год.
Всё дело в том, что производители совсем не заинтересованы в длительной эксплуатации своей продукции или поддержания заявленных свойств своей продукции на протяжении многих лет. Главное — в цикличности покупки, т.е. постоянном и частом поддержании производителя вашими деньгами. Кстати, гарантия на современный АКБ (по крайней мере — на штатный АКБ СХ-5) обычно не превышает 12 месяцев.
Такие вот сейчас АКБ пошли… один глубокий разряд и… можно идти покупать новый аккум.
Ищите АКБ в которых наряду с кальцием есть серебро в добавках. Только такое сочетание может оказаться более стойким и долговечным.
Дополнителная информация:
1. В сети, и, в том числе и здесь на Драйв2, очень много разных советов по кальциевым АКБ, практически все пишут, что особенность их в высоких напряжениях для зарядки — якобы нужно порядка 16В для зарядки. Удалось узнать "откуда ноги растут" у таких рекомендаций. Оказывается, очень давно и очень долго на сайте VARTA, а так же в их буклетах и инструкциях была рекомендация заряжать АКБ напряжением 16В. Но, время идёт, технологии меняются, а инструкции переписать под современные реалии — забыли.
Вот нашёл в инете, вроде как официальный ответ по рекомендации зарядки до 16В на сайте VARTA:
"Информация на сайте в разделе "Всё об аккумуляторах" устарела, имеет неточности и будет обновлена.
п. 2.2 предназначен для батарей с пробками серии standard, ранее поставлявшихся в сухозаряженном исполнении, а теперь снятых с производства.
Для современных батарей со свинцово-кальциевыми сплавами рекомендуется заряд током 10% от номинальной ёмкости до напряжения 14,4В.
Это стандартный режим заряда для автомобильных аккумуляторов. Если продолжать заряжать батарею до 16В, это приведет к потере воды из электролита.
С уважением,
Дмитрий Тищенко
dmitry tishchenko
johnson controls power solutions moscow
podkopayevsky per. 4
109028 moscow, russia
email: dmitry.s.tishchenko@jci.com
web: www.johnsoncontrols.com
Для тех, кому Varta — не авторитет и кто всё ещё продолжает читать устаревшие рекомендации с сайтов производителей отечественных АКБ и медленно, но верно продолжают убивать свои АКБ (и советуют это делать другим (наверное, в целях повышения уровня продаж этих АКБ)), привожу в качестве примера инструкцию к АКБ ведущего мирового производителя — Furukawa Battery (Fujitsu/Nippon/Asahi/Yokohama):
Важное — подчеркнул пунктирными красными точками
Так же, известная компания FIAMM для своих свинцово-кислотных АКБ типа AGM (с пластинами из сплава с добавлением кальция) вообще рекомендует напряжение заряда — 14,4В (2,4В на ячейку) в течении суток, вот кусок скрина из инструкции:
Важное — подчеркнул пунктирными красными точками
2. То же самое касается и официальных дилеров, которые в большинстве своём старым дедовским способом зарядки поубивали АКБ обратившимся к ним пользователям и потом отказывают в гарантийной замене. Ведь, по сути, неработающая система i-stop — это наглядный показатель, "тревожный звоночек", что АКБ постоянно находится в недозаряженном состоянии и полностью зарядиться в условиях городского трафика штатными средствами автомобиля уже не может. Отсюда — сильная сульфатация, потеря ёмкости, глубокие разряды АКБ, и, как следствие, последующая бесполезность восстановления такого "запущенного" АКБ. Напомню владельцам СХ-5, что система i-stop перестаёт функционировать при показателе Batt_Soc (т.е. при степени заряженности) менее 68%, что примерно соответствует плотности электролита меньше чем 1,21 г/см3 и напряжению ниже 12,3В — это буквально "один шаг", т.е. пару месяцев поездить на таком АКБ — и всё, дальше плотность 1,17, напряжение ниже 11,8В — такой АКБ в утиль. Так что, изначально, еще на этапе приёмки (покупки) автомобиля у дилера — заставляйте их продемонстрировать вам требуемую плотность и напряжение у нового АКБ на новом авто, а потом в обязательном порядке решать вопрос практически с ежемесячной (или по официальной рекомендации — раз в 2 месяца) подзарядкой кальциевого АКБ. Или покупать новый АКБ каждый год.
Большинство информации почерпнуто мной отсюда: CAR AND DEEP CYCLE BATTERY FAQ 2015 и отсюда, а также личными "опытами" и наблюдениями.
Так же, всем фомам неверующим — обязательно к прочтению этого сообщения!
UPD от 21.12.2017: Написал как логическое продолжение данной темы, теперь прошу сюда — Алгоритмы заряда свинцово-кислотных батарей
Кальциевые аккумуляторы – плюсы, минусы и особенности эксплуатации
Одна из самых важных деталей в любом автомобиле – это аккумуляторная батарея, особенно остро ее преимущества и недостатки владелец транспортного средства ощущает в холодное время года, когда температура окружающего воздуха падает ниже нулевой отметки.
Чтобы не испытывать проблем с запуском автомобиля в любую погоду, выбор «правильной» АКБ имеет первостепенное значение. Многие автолюбители задумываются о приобретении кальциевых аккумуляторов: преимущества и недостатки этого устройства стоит подробно рассмотреть, прежде чем делать выбор.
Что такое кальциевые аккумуляторы
Кальциевые АКБ(Ca/Ca) – это разновидность аккумуляторной батареи, пластины которой изготовлены из свинца, легированного кальцием (calcium). Количество последнего элемента в процентном соотношении крайне незначительно. Сколько именно? — Кальция в составе не более 0,1% от общей массы пластины, поэтому более правильным было бы название «свинцово-кальциевые аккумуляторы», но в обиходе закрепилась упрощенная формулировка. В роли легирующего элемента в таких АКБ кальций заменил сурьму, которая для этих целей применялась в течение длительного времени, но обладала рядом недостатков, для устранения которых потребовалось подобрать другое вещество.
Отдельно стоит остановиться на такой разновидности АКБ, как серебряно – кальциевые аккумуляторы (обозначение — Ca/Ag) — автолюбители часто называют их просто «серебряными». Для изготовления пластин таких батарей используется сплав свинца и кальция, но, в отличие от обычного устройства, в процессе производства в сплав добавляется серебро. Присутствие последнего в составе пластины позволяет избавиться почти от всех недостатков кальциевых батарей (об этом ниже), сохранив при этом их достоинства. Практически единственным минусом АКБ с содержанием серебра остается их высокая цена, которая объясняется сложностью изготовления кальциево-серебряных аккумуляторов и использованием дорогостоящего сырья.
Технология производства
Технологический процесс производства аккумуляторов (известный также как «кальциевая технология») имеет некоторые отличия от схемы изготовления сурьмянистых батарей. В первую очередь это касается решеток, которые в случае со свинцово-сурьмянистым сплавом производятся методом литья. Но когда был опробован способ для свинцово-кальциевого сплава, выяснилось, что кальций при таком подходе из решеток просто выгорает.
По этой причине решетки для кальциевых аккумуляторов производятся с использованием технологии штамповки, что означает следующее: предварительно изготовленная сплошная лента из сплава подвергается перфорированию. Благодаря такому методу становится возможным производить пластины с усовершенствованной, более сложной формой. При этом в процессе штамповки сохраняется внешняя рамка пластины.
В настоящее время кальциевые аккумуляторы автомобильные не вытеснили с рынка традиционные сурьмянистые в первую очередь по причине сложности процесса производства свинцово-кальциевых решеток, поэтому изготовители выпускают необслуживаемые аккумуляторы обоих этих классов, а также гибриды — нечто среднее между ними.
Сравнение кальциевых аккумуляторов с другими типами батарей
Аккумуляторы для автомобиля Са/Са имеют свои преимущества и недостатки, если сравнивать их с батареями других видов. Чтобы определить, какой аккумулятор лучше рассмотрим различия между АКБ с кальцием и их сурьмяными и гибридными аналогами.
Сурьмянистый свинцовый аккумулятор
Легирующий элемент свинцовых пластин (как маркируются — /+)
Начало процесса электролиза электролита
Относительно дорогой (с учетом усредненной стоимости такое устройство будет стоить не менее 3 тысяч рублей)
В среднем стоимость свинцового устройства 1,5 раза дешевле кальциевого
В среднем 1,5 – 2 раза дешевле кальциевого
Таблица 1. Основные различия между кальциевыми, свинцовыми (сурьмянистыми) и гибридными аккумуляторами.
Кальциевые и гибридные аккумуляторы считаются прогрессивными устройствами и пользуются большей популярностью среди современных автомобилистов благодаря своим улучшенным техническим характеристикам.
Плюсы кальциевых аккумуляторов
Если говорить о том, какие плюсы и минусы характеризуют кальциевый аккумулятор, то, в первую очередь, стоит остановиться на преимуществах АКБ такого класса (их намного больше, чем недостатков):
Преимущества кальциевых аккумуляторов
Длительный срок эксплуатации
В среднем срок службы кальциевого аккумулятора составляет около пяти лет при правильной эксплуатации.
Характеризуются низким уровнем саморазряда
Если сравнивать с малосурьмянистыми разновидностями, то аналогичная характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70%.
Повышенная прочность пластин АКБ
Это делает пластины устойчивыми к вибрации
Снижение процесса электролиза воды
Благодаря этому кальциевые аккумуляторы в большинстве своем являются необслуживаемыми (около 90%).
Снижение интенсивности коррозионных процессов
Увеличивает срок службы АКБ.
Защита от перезаряда
Для кальциевых АКБ характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
Возможность изготовления пластин меньшей толщины
Производители имеют возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, а значит – с большей мощностью.
Идеальный вариант для начинающих автомобилистов
Аккумулятор автомобильный Са/Са (в большинстве случаев) является необслуживаемым, поэтому владельцу не требуется проводить дополнительных манипуляций, таких как измерение уровня и плотности электролита – есть или нет у автомобилиста опыт работы с такими устройствами неважно. Установив новую кальциевую АКБ, о ней можно просто забыть практически на весь период эксплуатации, периодически уделяя внимание подзарядке.
Таблица 2. Достоинства кальциевых аккумуляторов
Минусы кальциевых АКБ
К сожалению, кальциевые аккумуляторы для автомобиля не лишены некоторых недостатков, среди которых нельзя не отметить следующие:
Чувствительность к глубоким разрядам
Это главный минус и основное отличиекальциевых батарей от их гибридных или сурьмянистых аналогов. Аккумуляторы этого класса не рекомендуется разряжать ниже напряжения 12 В.
Достаточно всего одного глубокого разряда, чтобы такая АКБ потеряла пятую часть своей емкости. Однократный полный разряд – и батарея лишится половины емкости, тогда как устройство, пережившее 9 – 10 разрядов становится полностью непригодным к эксплуатации.
Объясняется сложностью и дороговизной производственного процесса.
Не подходят для режима передвижений в «городском стиле»
Длительные простои (если, к примеру, владелец пользуется автомобилем только для того, чтобы добраться из дома на работу и обратно), езда в ритме «старт – стоп» губительно воздействуют на кальциевые аккумуляторы.
Таблица 3. Недостатки кальциевых АКБ
Особенности обслуживания и эксплуатации кальциевых аккумуляторов
Так как для корректной работы и длительной эксплуатации кальциевой батареи первостепенное значение имеет поддержание заряда на должном уровне, автолюбителям будет полезна информация о том, каковы особенности эксплуатации кальциевых АКБ, чем он отличается от использования аналогичных устройств других классов:
1. Если автомобиль с кальциевым аккумулятором эксплуатируется в «городском режиме», поддержать его работоспособность поможет «профилактическая» зарядка. Можно приобрести специальное устройство (стоит качественная модель недешево, но затраты на нее окупаются) и не реже 1 раза в 4 недели полностью заряжать АКБ. Тогда долгие простои и передвижение на небольшие расстояния не повлияют на срок его службы. Во всех остальных случаях устройство будет требовать подзарядки вдвое реже;
2. Современную свинцово-кальциевую батарею рекомендуется заряжать до 14,4 В, при этом производители указывают, что необходим заряд током не выше 1/10 от заявленной емкости.
3. Напряжение в клеммах следует регулярно замерять с помощью вольтметра. Если прибор показывает 12В – устройство требуется немедленно зарядить, в противном случае избежать потери емкости будет практически невозможно;
4. Глубокий разряд приводит к тому, что в пластинах происходит необратимая химическая реакция, вследствие которой образуется нерастворимый остаток в виде сульфата кальция – такими кислотными отложениями блокируется передача заряда. Многие автомобилисты по привычке проводят с кальциевым аккумулятором КТЦ, что действует на батарею губительно;
5. «Кипячение» кальциевым АКБ категорически противопоказано. Оно приводит к снижению технических характеристик устройства или полному его выходу из строя – даже если видимое кипение отсутствует, в определенный момент начинается выделение газов, приводящих к разрушению намазки пластин;
6. Такой прибор, как ареометр, в случае, если автомобиль оснащен кальциевой АКБ, абсолютно бесполезен. Современный аккумулятор спластинами из свинцово-кальциевого сплава устроен так, что электролит в нем уже не находится в свободном состоянии – для него характерно расслоение на более водянистую часть, скапливающуюся на поверхности банок, и электролит повышенной плотности, который оказывается внизу;
7. В настоящее время начали появляться подделки. Определить неоригинальное устройство и отличить качественную АКБ поможет маркировка. На аккумуляторе (на корпусе) должны быть указаны: стартовый ток, значение напряжения и номинальной емкости, а также дата, когда устройство было выпущено и подробная информация о производителе. Подробнее о том, как отличить подделку – здесь
Заключение
Для того чтобы выбрать АКБ, подходящую для конкретного автомобиля, следует учитывать три основных параметра: модель и модификация транспортного средства, а также условия (в том числе интенсивность) его эксплуатации. При возникновении каких бы то ни было сомнений при выборе – лучше обратиться за консультацией к специалистам.
Что касается кальциевых аккумуляторов, то они подходят автомобилистам, которые ездят на большие расстояния и предпочитают высокое качество езды. Кальциевый аккумулятор требует только своевременной подзарядки – тогда устройство будет эксплуатироваться в течение заявленного производителем срока и даже дольше.
Опыт автомобилистов, пользующихся АКБ этого класса будет интересен и полезен каждому, кто задумывается о выборе батареи и хочет продлить срок ее службы. Расскажите о своем опыте использования кальциевых батарей — стоят ли тех денег, что за них просят?
Гибридные аккумуляторы
Рынок предоставляет великое множество аккумуляторов, среди которых есть свои лидеры и менее популярные модели. В данной статье рассматриваются кальциевые аккумуляторы и их преимущества среди остальных автомобильных аккумуляторов.
Кальциевый аккумулятор
Кальциевый аккумулятор – это обычный аккумулятор, легированный кальцием. Это значит, что в его составе присутствует кальций. Этот материал даёт батареи не только свои преимущества, но и некоторые недостатки, несмотря на то, что процентное содержание кальция в аккумуляторе ничтожно мало. Содержание кальция в АКБ сводится к десятым долям процента.
Производство кальциевых аккумуляторов ничем не отличается от изготовления обычного АКБ. Но у этой технологии есть свои особенности, главная из которых это применение токоотвода в производстве. Для изготовления токоотводов как положительных, так и отрицательных, используют сплав из кальция и свинца с примесью олова. Применение такого сплава значительно снизило газовыделение, что перевело этот аккумулятор в разряд необслуживаемых, а также время саморазряда увеличили практически в 6 раз. Так как кальций может использоваться только на отрицательных пластинах или на обоих. Для того, чтобы выделить, что легированы оба электрода такой аккумулятор называют ca ca АКБ.
Сурьмянисто-свинцовый аккумулятор
Все знают, что в "банке" аккумулятора находятся пластины из свинца. Свинец сам по себе не очень прочный материал и для повышения его прочности начали добавлять сурьму. Количества сурьмы в таком типе аккумуляторов небольшое, порядка 6%, но даже её небольшое количество привело за собой большие изменения. Так, повысилась прочность пластин, за счёт чего сильно возросла продолжительность эксплуатации аккумуляторов и это было большим плюсом. Минусы же состояли в том, что процесс кипения электролита начинался уже при 12В. При такой реакции испарялась вода и это сказывалось на плотности электролита.
Аккумулятор Ca Ca: что это, особенности, эксплуатация
В этой заметке мы рассмотрим аккумулятор Ca Ca, который ещё называется кальциевым. Эти аккумуляторные батареи являются одними из наиболее распространённых на сегодняшний день. На сайт приходило много вопросов, связанных с эксплуатацией этих АКБ и их устройством. В этом материале будет рассмотрены особенности и отличия кальциевых аккумуляторов, их плюсы и минусы, а также эксплуатация.
Что такое аккумулятор Ca Ca?
Обозначение аккумулятора Ca Ca (Ca-Ca, Ca/Ca) или просто кальциевый говорит о том, что эта модель имеет положительные и отрицательные свинцовые пластины, легированные кальцием. Легирующего материала там совсем немного (около 0,07-0,1% по массе). Ключевой момент здесь в том, что кальцием легируются обе пластины. Есть ещё гибридные аккумуляторы, у которых кальцием легированы только решётки отрицательных электродов. Аккумуляторы Ca Ca относятся к группе WET, то есть, с жидким электролитом. Можно сказать, что этот тип аккумуляторной батареи является эволюционной ступенью развития свинцово-кислотных аккумуляторов.
Что касается электрохимической системы и протекающих в ней реакций, аккумуляторные батареи Ca/Ca ничем не отличаются от других типов аккумуляторов. Вот реакции, происходящие при разряде.
При заряде эти реакции протекают в обратном направлении.
Аккумулятор Ca-Ca предназначен для работы в той автомобильный бортовой сети, что и прочие типы аккумуляторов. Разница только в том, что он может функционировать в сети напряжением до 15 вольт, поскольку имеет повышенный порог электролиза воды. В этих АКБ он начинается при 14,8-15 вольт. В стандартных малосурьмянистых и гибридных аккумуляторных батареях электролиз воды начинается при 14,2-14,4 вольта.
Чем кальциевые аккумуляторы отличаются от других типов АКБ?
Как уже было сказано, аккумуляторы Ca Ca является очередной ступенью эволюции автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов. Первоначально в автомобилях использовались сурьмянистые аккумуляторные батареи. При производстве пластин таких АКБ в качестве легирующего компонента добавлялась сурьма (Sb) в количестве более 5%.
Легирование использовалось с самого начала производства аккумуляторов, поскольку свинец в чистом виде является очень мягким металлом и его прочности недостаточно для использования в качестве аккумуляторных пластин.
Сурьмянистые аккумуляторные батареи имели большой расход дистиллированной воды. За уровнем электролита нужно было постоянно следить, чтобы пластины случайно не оголились. Водители в прошлом регулярно заливали в банки дистиллированную воду. По этой причине малосурьмянистые АКБ получили название обслуживаемых. Кстати, в них можно было даже заменить отдельные банки. Сейчас эти аккумуляторы остались в прошлом, а на смену им пришли более совершенные модели, среди которых Ca Ca.
Перед кальциевыми появились малосурьмянистые батареи. Их разработали с целью снижения интенсивности электролиза воды процессе работы аккумулятора. Они называются малосурьмянистые, поскольку сурьмы в их пластинах содержится менее 5%. Необходимость в доливки дистиллированной воды снизилась, но в обслуживании такие аккумуляторы по-прежнему нуждались. Собственно, и название у них соответствующее – малообслуживаемые. Хотя в продаже их можно встретить под названием необслуживаемые, но это лишь рекламный приём. В таких аккумуляторных батареях присутствует доступ к банкам и уровень электролита в них требуется регулярно контролировать. Эти батареи также имеют меньшую степень саморазряда, чем у прежних обычных сурьмянистых АКБ.
Затем малосурьмянистые аккумуляторы эволюционировали в кальциевые. На их этикетках обычно красуется отметка Ca/Ca. В этих моделях производителям удалось добиться радикального снижения расхода дистиллированной воды.
Благодаря легированию кальцием удалось добиться повышения порога напряжения, при котором начинается электролиз воды в электрохимической системе. Со стандартных 14,2-14,4 вольта в батареях этот порог был увеличен до 14,8-15 вольт.
Развитием кальциевой технологии стало появление гибридных АКБ, которые ещё обозначаются Ca+ или Ca/Sb. В этом случае решётки положительных электродов производят с добавлением сурьмы, отрицательных – с добавлением кальция. Можно сказать, что гибридные аккумуляторы стали попыткой объединения преимуществ кальциевых и малосурьмянистых батарей.
Благодаря этому, что расход воды в кальциевых аккумуляторах был практически устранён, стало возможным производство необслуживаемых аккумуляторных батарей. Корпуса таких аккумуляторов не предусматривают доступа к банкам и в течение всего срока эксплуатации и долив дистиллированной воды не требуется. Помимо плюсов, АКБ Ca Ca имеют и свои минусы. Они будут рассмотрены в следующем разделе.
Вернуться к содержанию
Преимущества и недостатки
Среди плюсов кальциевых аккумуляторов важно отметить следующие.
- Снижение интенсивности электролиза воды и повышение порога напряжения, при котором начинается этот процесс. Благодаря этому отпадает необходимость в регулярной проверке уровня электролита и заливке дистиллированной воды. Классический аккумулятор Ca Ca выполняется в необслуживаемом корпусе. Увеличение порога начала электролиза воды до 14,8-15 вольт обеспечивает высокую устойчивость к перезаряду при длительных поездках.
- Низкий уровень саморазряда. Легирование решёток отрицательных электродов кальцием обеспечивает снижение саморазряда. В результате, аккумулятор гораздо меньше разряжается во время стоянки.
- Повышается прочность решёток и электродов в целом. Решётки производители выпускают по просечно-вытяжной технологии из свинцовой ленты. Увеличенная прочность позволяет АКБ гораздо лучше противостоять вибрации при движении автомобиля. Повышенная прочность решеток также позволяет изготавливать электроды меньшей толщины. Благодаря этому, можно увеличить их количество в корпусе. Это обеспечит увеличение ёмкости и пускового тока аккумулятора при тех же габаритах.
- Уменьшение коррозии электродов. Легирование кальцием снижает интенсивность коррозионных процессов, что обеспечивает увеличение срока эксплуатации батареи.
- Высокая чувствительность к глубокому разряду. Это главный и очень существенный недостаток аккумуляторной батарей Ca/Ca. Даже для малосурьмянистых и гибридных аккумуляторов глубокий разряд может кончиться потерей ёмкости. Причина кроется в том, что образующийся при разряде сульфат свинца затем не растворяется до конца при зарядке. В результате забиваются поры обмазки на пластинах, и теряется часть ёмкости и пускового тока. В случае кальциевого аккумулятора ситуация усугубляется присутствием в электрохимической системе соединений с кальцием, которые только усугубляют вышеописанный процесс.
В принципе, к минусам можно было бы добавить более высокую стоимость. Но это было актуально лишь некоторое время после появления этих аккумуляторов. Сейчас в большинстве случаев они соответствуют по цене гибридным аккумулятором той же ёмкости. Просто технология уже отработана, на рынке появилось много разных продуктов. В том числе, в низких ценовых категориях.
Подводя итоги преимуществам и недостаткам аккумуляторов Ca Ca можно сказать следующее. Эти аккумуляторные батареи хорошо подходят для современных иномарок, имеющих средний уровень оснащения. Эти АКБ удобны для начинающих водителей или тех, кто самостоятельно не занимается обслуживанием автомобиля.
Кальциевые аккумуляторы работают по принципу: «поставил и забыл». В большинстве случаев они не требует к себе внимания в течение всего срока службы. После выработки своего ресурса (4-5 лет) аккумуляторная батарея заменяется и про неё снова можно забыть.
О чём нужно помнить при эксплуатации?
Основной момент, который нужно держать в голове при эксплуатации кальциевого аккумулятора, вытекает из его главного недостатка. Речь идёт о чувствительности к глубокому разряду. Соответственно, допускать этого нельзя. В идеале нужно поддерживать напряжение на разомкнутом аккумуляторе 12,6-12,9 вольта. Или, по крайней мере, не допускать его снижения ниже отметки 12 вольт. Для аккумуляторной батареи Ca-Ca это уже может привести к негативным последствиям в виде снижения ёмкости. Советы при эксплуатации можно дать такие.
- Регулярно проверяйте напряжение на аккумуляторе с помощью мультиметра (тестера). Вы будете в курсе, какой на нём уровень напряжения и всегда сможете предотвратить глубокий разряд.
- Проверяйте напряжение на токовыводах АКБ на при заведённом двигателе. Это необходимо для проверки нормальной работы генератора и бортовой сети. При включённых фарах, музыки, обогревателях напряжение должно быть не менее 13,8-14 вольт. Только в этом случае обеспечивается нормальная зарядка аккумуляторной батареи во время поездки. В противном случае аккумулятор будет постепенно терять заряд и в какой-то момент может сильно разрядится.
- Если вы ездите на короткие расстояния по городу, часто стоите в пробках и заводите двигатель, важно периодически снимать аккумулятор и заряжать его сетевым зарядным устройством. Особенно это актуально в зимний период, когда зарядка аккумуляторной батареи осложняется низкой температурой. Чтобы АКБ нормально принимала зарядку, ей нужно прогреться. К тому же, зимой мы включаем всевозможные обогревы стёкол, печку, фары и т. п. Поэтому периодически заряд просто необходим, чтобы предотвратить глубокий разряд.
Зарядка кальциевой аккумуляторной батареи
Отдельно стоит сказать зарядку аккумуляторов Ca Ca. Про это ходит много споров и домыслов. В большинстве случаев кальциевую аккумуляторную батарею можно заряжать также, как и гибридные или малосурьмянистые АКБ. Подавляющее большинство автоматических зарядных устройств работают по такой схеме. Сначала подаётся напряжение 14,5-15 вольт и ток (обычно 10% от номинальной ёмкости). В процессе заряда ток постепенно снижается до значения, которое соответствует току разряда. Устройство фиксирует окончание зарядки и отключается.
Кто-то рекомендует «кипятить» аккумулятор дальше на повышенном напряжении. Другие считают, что это недопустимо. В принципе, к моменту отключения зарядного устройства кальциевый аккумулятор уже заряжен. И заряжать его дальше совсем необязательно.
Плотность электролита в общем объёме ниже, чем рядом с пластинами. Если дать аккумулятору отстояться некоторое время, то плотность должна выровняться. Замерьте её через некоторое время. Она будет выше. В крайнем случае, после этого можете повторно поставить АКБ на зарядку, не повышая напряжение. Вы увидите, что устройство отключается достаточно быстро, что говорит о полной заряженности аккумуляторной батареи.
Вывод
Больше к сказанному добавить нечего. Аккумуляторы Ca Ca занимают на рынке довольно большую долю. Чаще всего их можно встретить на иномарках со средним уровнем комплектации. Такие автомобили несут на борту оборудование с низким или средним уровнем потребления электроэнергии. Во время эксплуатации кальциевых АКБ следует помнить о том, что им нельзя сильно разряжаться. Поэтому, если вы ездите на короткие расстояния и часто заводите двигатель, регулярно проверяйте напряжение аккумуляторной батареи. Если оно сильно снизилось, обязательно проводите зарядку сетевым зарядным устройством. Вряд ли можно порекомендовать батареи Ca/Ca для использования на автомобилях с двигателями старт-стоп. В этих условиях кальциевый аккумулятор не сможет нормально заряжаться, а это для него критично.
Вернуться к содержанию