Одним из самых востребованных аккумуляторов в мире до сих пор остается свинцово-кислотный. Несмотря на то, что этот тип батарей был изобретен еще в 19 веке, когда и началось его производство, благодаря высокой эффективности он остается популярным до сих пор. Сейчас можно встретить несколько разновидностей таких батарей.
Содрежание
Что такое свинцово кислотный аккумулятор
В классическом исполнении АКБ состоит из свинцовых пластин-электродов, которые перемежаются пористым диэлектриком. Такая компоновка позволяет избежать замыкания. Пористое вещество называют сепаратором. Вся конструкция помещена в электролит.
В современном исполнении электроды делаются в виде плоских решеток из свинца. Причем в эти решетки запрессовывают порошок, сделанный из диоксида свинца. Подобный подход значительно увеличивает полезную площадь взаимодействия электродов с электролитом, так удается увеличивать емкость АКБ.
Электролит представляет собой водный раствор серной кислоты. В растворе используют только дистиллированную воду, в ней отсутствуют соли и механические частицы, которые могут оказать влияние на работу батареи.
Важным параметром является электрическая проводимость электролита. Этот параметр зависит от процентного содержания кислоты в растворе, а также от температуры. Проводимость соответствует плотности, поэтому на практике обычно используют измерение плотности. При комнатной температуре оптимальной плотность электролита считается 1,26 г/см 3 , для этого достаточно получить раствор кислоты в 35%.
Сейчас можно встретить аккумуляторы, которые имеют вместо пластин сеть из переплетенных углеродных нитей, покрытых свинцовым напылением. Это позволяет снизить массу батареи, но при этом увеличить емкость. Эта технология недешевая, что снижает ее распространенность.
Иногда вместо жидкого электролита используют гель. Для этого электролит загущают щелочным раствором силикатов натрия. Такая технология значительно продлевает срок эксплуатации батареи.
Вместо обычного сепаратора, могут использоваться пористые варианты, сделанные из стеклоткани. Они маркируются – AGM. Допускают жесткие режимы заряда/разряда.
Разновидности и особенности свинцово кислотных АКБ
На практике сейчас можно встретить самые разные батареи. Это позволяет решать самые разные задачи по энергообеспечению самых разных устройств. Разберем наиболее популярные виды аккумуляторов.
- Lead-Acid. Требуют обслуживания. Считаются классическими автомобильными стартерными батареями. Сюда входят сурьмянистые, малосурьмянистые, и аккумуляторы. Обычно используют для двигателей внутреннего сгорания, но это не единственный вариант использования. Бывают варианты на 6v и 12v. Основной недостаток – высокий уровень саморазряда.
- AGM VRLA. Современные необслуживаемые батареи. Могут иметь вольтаж – 2v, 4v, 6v и 12v. Основная отличительная особенность – сепараторы выполнены из стекловолокна. Также обычно используется абсорбированный электролит. Это позволяет увеличить срок эксплуатации АКБ в полтора раза. Использование технологии сепараторов из стекловолокна сделало возможным увеличивать зарядный ток, что ускоряет зарядку. Обычно допускается заряжать током в 25-30% от емкости. Разработано несколько разновидностей, подходящих для разных буферных и циклических режимов.
- VRLA. Необслуживаемые АКБ с герметичным корпусом (необслуживаемые кальциевые и ). Могут иметь вольтаж – 2V, 4V, 6V и 12V. Предназначены для эксплуатации в буферном режиме. Не требуют дополнительной вентиляции при использовании в помещениях.
- GEL VLRA. Одна из самых современных модификаций. Тут применяется гелеобразный электролит. Однообразная консистенция, позволяет добиваться наиболее эффективного контакта электролита с электродом, что увеличивает емкость. Также гель позволяет продлить срок службы батареи. Является необслуживаемой батареей. Требует периодической зарядки, для продления срока эксплуатации нужно использовать только высокоточное зарядное устройство, оно должно обеспечивать точный уровень силы тока. Существует несколько разновидностей, отличающихся особенностями электродов. Обозначение каждого из них позволяет определить возможность использования АКБ в определенных условиях. Есть батареи 2v, 4v, 6v, 12v, 24v, 36v и 48v.
- OPzV. Это необслуживаемые АКБ 2V. Имеют трубчатые пластины электродов. Отличаются устойчивостью к глубокому разряду и продолжительностью службы до 22 лет.
Даже базовых разновидностей свинцово-кислотных АКБ достаточно много, также существуют и подвиды. Это позволяет подобрать батарею, идеально подходящую под ваши потребности.
Где применяются свинцово кислотные аккумуляторы
Используются такие АКБ достаточно широко. В первую очередь речь идет об автомобильной промышленности, где все стартерные батареи являются свинцово-кислотными. Такое использование обусловлено мощным током, который они могут воспроизводить, а также устойчивостью к большому уровню разряда.
Также часто именно такие батареи обеспечивают стационарные аварийные источники. Емкости бывает достаточно, чтобы закончить работу и перевести оборудование в отключенный режим. Примером такого являются бесперебойный источники питания для компьютерной техники.
Могут применяться в ИБП в этом случае, используют батареи с возможностью отдавать энергию небольшими порциями, но продолжительное время. Такие же требования к аккумуляторам предъявляют резервные источники питания. Оптимальным вариантом для решения подобной задачи станут AGM VRLA.
Такими АКБ могут комплектоваться электровелосипеды, гироскутеры, лодочные электромоторы и другая техника. Тут применяются тяговые аккумуляторы, позволяющие оптимально и экономно расходовать энергию и легко выдерживая частые глубокие разряды.
У всех аккумуляторов есть срок годности, с многочисленными циклами заряда-разряда и множеством проработанных часов аккумулятор теряет свою емкость и держит заряд все меньше и меньше.
Со временем емкость аккумулятора настолько падает что дальнейшая его эксплуатация стает невозможна.
Вероятно у многих уже накопились аккумуляторы от бесперебойников (UPS), систем сигнализаций и аварийного освещения.
В множестве бытовой и офисной техники находятся свинцово-кислотные аккумуляторы, и в независимости от марки аккумулятора и технологии производства, будь то обычный обслуживаемый автомобильный аккумулятор, AGM, гелевий (GEL) или маленький аккумулятор от фонарика, все они имеют свинцовые пластины и кислотный электролит.
По окончание эксплуатации такие аккумуляторы выбрасывать нельзя потому как они содержат свинец, в основном их ждет судьба утилизации где свинец извлекают и перерабатывают.
Но все же, не смотря на то что такие аккумуляторы в основном "необслужываемые", можно попытаться их восстановить вернув им прежнюю емкость и использовать еще некоторое время.
В этой статье я расскажу о том как восстановить 12вольтовый аккумулятор от UPSa на 7ah , но способ подойдет для любого кислотного аккумулятора. Но хочу предупредить что данные меры не следует производить на полностью рабочем аккумуляторе, так как на исправном аккумуляторе добиться восстановления емкости можно всего лишь правильным способом зарядки.
Итак берем аккумулятор, в данном случае старый и разряженный, поддеваем отверткой пластмассовою крышку. Скорее всего она точечно приклеена к корпусу.
Подняв крышку видим шесть резиновых колпачков, их задача не обслуживание аккумулятора, а стравливания образующихся при зарядке и работе газов, но мы воспользуемся ними в наших целях.
Снимаем колпачки и в каждое отверстие, с помощью шприца, наливаем 3мл дистиллированной воды, следует заметить что другая вода не годится для этого. А дистиллированную воду можно легко найти в аптеке или на авторынке, в самом крайнем случае может подойти талая вода от снега или чистая дождевая.
После того как мы долили воду, ставим аккумулятор на зарядку и заряжать его будем с помощью лабораторного (регулируемого) блока питания.
Подбираем напряжения пока не появляются какие то значения зарядного тока. Если аккумулятор в плохом состояние то зарядного тока может не наблюдаться, поначалу, вообще.
Напряжения надо повышать, пока не появится зарядный ток хотя бы в 10-20мА. Добившись таких значений зарядного тока нужно быть внимательным, так как ток будет со временем расти и придется постоянно уменьшать напряжение.
Когда ток дойдет до 100мА дальше напряжения уменьшать не надо. А когда ток заряда дойдет до 200мА нужно отключить аккумулятор на 12 часов.
Дальше снова подключаем аккумулятор на зарядку, напряжение должно быть таким чтоб ток зарядки для нашего 7ah аккумулятора был в 600мА. Также, постоянно наблюдая, поддерживаем заданный ток на протяжении 4 часов. Но смотрим за тем чтоб напряжение зарядки, для 12вольтового аккумулятора, было не больше 15-16 вольт.
После зарядки, спустя примерно час, аккумулятор нужно разрядить до 11 вольт, сделать это можно с помощью любой 12вольтовой лампочки (например на 15ват).
После разрядки аккумулятор нужно снова зарядить с током в 600мА. Лучше всего проделать такую процедуру несколько раз, то есть несколько циклов заряд-разряд.
Скорее всего вернуть номинальную емкость аккумулятору не получится, так как сульфатация пластин уже понизила его ресурс, а к тому же имеют место быть и другие пагубные процессы. Но аккумулятор можно будет дальше использовать в штатном режиме и емкости для этого будет достаточно.
По поводу быстрого износа аккумуляторов в бесперебойниках, было замечено следующие причины. Находясь в одном корпусе с бесперебойником, аккумулятор постоянно поддается пассивному нагреву от активных элементов (силовых транзисторов) которые кстати говоря нагреваются до 60-70 градусов! Постоянный прогрев аккумулятора ведет к быстрому испарению электролита.
В дешевых, а порой и даже некоторых дорогих моделях UPSов отсутствует термокомпенсация заряда, то есть напряжение заряда выставлено на 13,8 вольта, но это допустимо для 10-15градусов, а для 25 градусов, а в корпусе порой и намного больше, напряжение заряда должно быть максимум 13,2-13,5 вольта!
Хорошим решением будет вынести аккумулятор за пределы корпуса, если хотите продлить его срок службы.
Также сказывается "постоянный маленький под заряд" бесперебойником, 13.5 вольтами и токе в 300мА. Такая подзарядка призводит к тому что когда кончается активная губчатая масса внутри аккумулятора то начинается реакция в его электродах что призводит к тому что свинец токоотводов на (+) становится коричневым (PbO2) а на (-) стает "губчатым".
Таким образом, при постоянном пере заряде, мы получаем разрушение токоотводов и "кипение" электролита с выделением водорода и кислорода, что приводит к увеличению концентрации электролита, что опять способствует разрушению электродов. Получается такой замкнутый процесс что призводит быстрому расходу ресурса аккумулятора.
Кроме того такой заряд (пере заряд) большим напряжением и током от которого электролит "кипит" - переводит свинец токоотводов в порошковый оксид свинца который со временем осыпается и может даже замыкать пластины.
При активном использование (частом заряде), рекомендуется раз в год доливать в аккумулятор дистиллированную воду.
Доливать только на полностью заряженный аккумулятор с контролем как уровня электролита так и напряжения. Некоем случае не переливать, лучше ее не долить потому как назад отбирать ее нельзя, потому что отсасывая электролит вы лишаете аккумулятор серной кислоты и в последствие концентрация меняется. Думаю понятно что серная кислота нелетучая поэтому в процессе "кипения" во время зарядки, она вся остается внутри аккумулятора - выходит только водород и кислород.
На клеммы подключаем цифровой вольтметр и шприцем на 5мл с иглой заливаем в каждую банку по 2-3мл дистиллированной воды, одновременно светя внутрь фонариком чтобы остановиться если вода перестала впитываться - после заливки 2-3мл смотрите в банку - увидите как вода быстро впитывается, а напряжение на вольтметре падает (на доли вольта). Повторяем доливку для каждой банки с паузами на впитывание по 10-20сек(примерно) до тех пор пока не увидите что "стекломаты" уже влажные - то есть вода уже не впитывается.
После доливки осматриваем нет ли перелива в каждой банке аккумулятора, вытираем весь корпус, устанавливаем на место резиновые колпачки и приклеиваем на место крышку.
Так как аккумулятор после доливки показывают примерно 50-70% зарядки, вам надо его зарядить. Но зарядку нужно осуществлять или регулируемым блоком питания или же бесперебойником или штатным устройством, но под присмотром, то есть во время зарядки необходимо пронаблюдать за состоянием аккумулятора (нужно видеть верх аккумулятора). В случае с бесперебойником, для этого придется сделать удлинители и вывести аккумулятор за пределы корпуса UPSa.
Под аккумулятор подстелем салфетки или целлофановые мешочки, заряжаем до 100% и смотрим, не протекает из какой либо банки электролит. Если вдруг такое произошло, прекращаем зарядку и убираем салфеткой подтеки. С помощью салфетки смоченной в растворе соды - очищаем корпус, все впадины и клеммы куда попал электролит, для того чтоб нейтрализовать кислоту.
Находим банку откуда произошло "выкипание" и смотрим, если в окошке видно электролит, отсасываем излишки шприцем, а потом аккуратно и плавно заправляем этот электролит обратно внутрь волокна. Часто случается что электролит после доливки не равномерно впитался и вскипел вверх.
При повторной зарядке наблюдаем за аккумулятором как описано выше и если "проблемная" банка аккумулятора снова начнет "изливаться" при зарядке, излишки электролита придется удалить из банки.
Также под осмотром следует проделать хотя бы 2-3 полных цикла разряда-заряда, если все прошло отлично и нет никаких подтеков, аккумулятор не греется (легкий нагрев при заряде не в счет), то аккумулятор можно собирать в корпус.
Ну а теперь рассмотрим особо кардинальные способы реанимации свинцово-кислотных аккумуляторов
Из аккумулятора сливается весь электролит, а внутренности промываются сначала пару раз горячей водой, а потом уже горячим раствором соды (3ч.л соды на 100мл воды) оставив в аккумуляторе раствор на 20 минут. Процесс можно повторить несколько раз, а вконце хорошенько промыв от остатков раствора соды - заливают новый электролит.
Дальше аккумулятор сутку заряжают, а спустя, в течение 10 дней, по 6 часов вдень.
Для автомобильных аккумуляторов током до 10 ампер и напряжением 14-16 вольт.
Второй способ это обратная зарядка, для этой процедуры понадобится мощный источник напряжения, для автомобильных аккумуляторов например сварочный аппарат, рекомендуемый ток - 80ампер напряжением 20 вольт.
Делают переполюсовку, то есть плюс к минусу а минус к плюсу и на протяжение пол часа "кипятят" аккумулятор с его родным электролитом, после чего электролит сливают и промывают аккумулятор горячей водой.
Дальше заливают новый электролит и соблюдая новую полярность, на протяжение сутки заряжают током 10-15 ампер.
Но самый эффективный способ делается с помощью хим. веществ.
Из полностью заряженного аккумулятора сливают электролит и после неоднократной промывки водой, заливают аммиачный раствор трилона Б (ЭТИЛЕНДИАМИНТЕТРАУКСУСНОКИСЛОГО натрия), содержащий 2 весовых процента трилона Б и 5 процентов аммиака. Происходит процесс десульфатации на протяжение 40 - 60 минут, на протяжение которого с небольшими брызгами выделяется газ. По прекращению такого газообразования можно судить о завершение процесса. При особо сильной сульфатации аммиачный раствор трилона Б следует залить снова, убрав перед этим отработавший.
Вконце процедуры внутренности аккумулятора тщательно промывают несколько раз дистиллированной водой и заливают новый электролит нужной плотности. Аккумулятор заряжают стандартным способом до номинальной емкости.
По поводу аммиачного раствора трилона Б, его можно разыскать в химических лабораториях и хранить в герметичных емкостях в темном месте.
А вообще если интересно то состав электролита которые выпускают фирмы Lighting, Electrol, Blitz, akkumulad, Phonix, Toniolyt и некоторые другие, это водный раствор серной кислоты (350-450гр. на литр) с прибавлением сернокислых солей магния, алюминия, натрия, аммония. В составе электролита фирмы Gruconnin кроме того содержатся калиевые квасцы и медный купорос.
После восстановления аккумулятор можно заряжать обычным для данного типа способом (например в UPSe) и не допускать разряда ниже 11вольт.
В многих бесперебойниках присутствует функция "калибровка АКБ" с помощью которой можно осуществлять циклы разряд-заряда. Подключив на выходе бесперебойника нагрузку в 50% от максимума ИБП, запускаем эту функцию и бесперебойник разряжает АКБ до 25% а потом заряжает до 100%
Ну а на совсем примитивном примере зарядка такого аккумулятора выглядит так:
На аккумулятор подается стабилизированное напряжение 14.5 вольта, через проволочный переменный резистор большой мощности или через стабилизатор тока.
Ток заряда расчсчитывается по простой формуле: емкость аккумулятора разделяем на 10, например для аккумулятора в 7ah будет - 700мА. И на стабилизаторе тока или с помощью переменного проволочного резистора необходимо выставить ток в 700мА. Ну а в процессе зарядки ток начнет падать и нужно будет уменьшать сопротивления резистора, со временем ручка резистора придет до упора в начальное положение и сопротивление резистора будет равно нулю. Ток будет дальше постепенно уменьшатся до нуля пока напряжение на аккумуляторе не станет постоянным - 14.5 вольта. Аккумулятор заряжен.
Дополнительную информацию по "правильной" зарядке аккумуляторов можно найти
светлые кристаллы на пластинах - это сульфатация
Отдельная "банка" батарея аккумулятора подвергалась постоянному недозаряду и в результате покрыта сульфатами, ее внутреннее сопротивление росло с каждым глубоким циклом, чтоб привело к тому что, во время заряда она стала "закипать" раньше всех, из-за потери емкости и выведения электролита в нерастворимые сульфаты.
Плюсовые пластины и их решетки превратились по консистенции в порошок, в следствие постоянного подзаряда бесперебойником в режиме "стенд-бай".
Свинцово кислотные аккумуляторы кроме автомобилей, мотоциклов и разнообразной бытовой техники, где только не встречаются и в фонариках и в часах и даже в самой мелкой электронике. И если вам попал в руки такой "нерабочий" свинцово-кислотный аккумулятор без опознавательных знаков и вы не знаете какое напряжение он должен выдавать в рабочем состояние. Это легко можно узнать по количеству банок в аккумуляторе. Отыщите защитную крышку на корпусе аккумулятора и снимите ее. Вы увидите колпачки для стравливание газа. по их количеству станет понятно на сколько "банок" данный аккумулятор.
1 банка - 2вольта (полностью заряженная - 2.17 вольта), то есть если колпачка 2 значит аккумулятор на 4 вольта.
Полностью разряженная банка аккумулятора должна быть не ниже 1.8 вольта, ниже разряжать нельзя!
Ну а вконце дам небольшую идею, для тех кому не хватает средств на покупку новых аккумуляторов. Найдите в вашем городе фирмы которые занимаются компьютерной техникой и УПСами (бесперебойниками для котлов, аккумуляторами для систем сигнализаций), договоритесь с ними чтоб они не выбрасывали старые аккумуляторы от бесперебойников а отдавали вам возможно по символической цене.
Практика показывает что половина AGM (гелевых) аккумуляторов можно восстановить если не до 100% то до 80-90% точно! А это еще пару лет отличной работы аккумулятора в вашем устройстве.
Как заряжать аккумулятор и как это сделать правильно, чтобы не уменьшить срок его службы? Таким вопросом задавался наверное каждый водитель автомобиля или мотоцикла, столкнувшись с проблемой неудачного запуска двигателя и разряженной батареи. В этой статье, рассчитанной больше на новичков, будет описано как и с помощью чего грамотно зарядить кислотную батарею и при этом ничего не испортить, как определить что батарея разряжена, или наоборот полностью заряжена, ну и многие другие нюансы, которые позволят вам не только научиться правильно заряжать батарею, но и существенно продлить срок её службы.
Большинство опытных водителей знают, что любая кислотная , при минусовой температуре окружающего воздуха, теряет свою номинальную ёмкость (при сильных морозах до 50-ти процентов). Да ещё и прокрутить с помощью коленвал двигателя (для его пуска) становится намного труднее (при этом пусковые токи ощутимо возрастают), так как даже самое современное масло густеет, а и дубеют.
И если в тёплое время года двигатель автомобиля способна прокрутить и запустить батарея, разряженная даже на 50%, то зимой такой фокус не пройдёт.
Добавим к этому ещё окисленные после осенней распутицы клеммы, которые водитель не успел , плюс возраст батареи, и в итоге любого двигателя ощутимо падает и возможности успешного запуска двигателя сокращаются. К тому же бывает, что просто реле-регулятор выходит из строя и аккумулятор не получает должного заряда (как проверить реле-регулятор можно почитать ).
И не раз мы видели в зимнее утро знакомую картину: водитель суетливо бегает с куском провода (или с буксирным тросом) и ищет, у кого бы из соседских автомобилей (точнее их батарей) отхватить недостающего пускового тока (как правильно прикурить от другой машины и при этом не наделать бед, очень советую почитать вот ).
Но мало кто из водителей знает, что кислотная аккумуляторная батарея, при значительной минусовой температуре окружающего воздуха, практически перестаёт принимать заряд от , особенно в плотном городском трафике, в котором часто приходится ездить не докручивая двигатель (на малых и средних оборотах). Да ещё плотность электролита неравномерная и быстро падает (особенно около полюсных штырей, при включенных потребителях) из-за плохого диффузного перемешивания электролита в мороз.
К тому же зимой количество потребителей, кроме постоянно включенных фар, заметно повышается (это и постоянно работающий и постоянно включенные и , на более свежих машинах и , ну и много других благ, которые летом мы не включаем).
Конечно же на самых современных батареях многие вышеописанные проблемы постепенно устраняются инженерами (например на батарее, которая напичкана электроникой и описана ).
Но такие батареи пока достаточно дорогие и их не каждый может позволить, и на большинстве серийных машин до сих пор стоят обычные кислотные аккумуляторы, которые в зимнее время требуют периодического заряда с помощью зарядного устройства. А как это правильно делать и будет подробно описано ниже.
Но прежде чем начинать описывать как правильно зарядить аккумулятор, новичкам советую почитать абзатц ниже о том, что нужно сделать перед зарядкой батареи, чтобы не натворить бед. К тому же там описано и то, как определить вообще нужно ли вам заряжать вашу батарею, или нет. Кто обладает минимальными знаниями и кто знает и уверен что ваша батарея точно нуждается в подзарядке, то просто пропускаем абзатц ниже и читаем непосредственно о зарядке батареи.
Что нужно сделать перед зарядкой аккумулятора .
Самым первым делом советую убедиться, что ваша батарея действительно разряжена и требует зарядки от внешнего источника постоянного тока. Смех смехом, но у новичков часто бывает так, что двигатель не заводится совсем по другим причинам (причин отказа двигателя запускаться может быть несколько и о них подробно я написал ).
Например стартер не прокручивается (или плохо прокручивается) из-за окисленных клемм силовых проводов, проблем в замке зажигания, или в его проводах, ну или от какой то неисправности самого стартера (как его вылечить ). Да мало ли из-за чего, бывает всего лишь нужно пошевелить, или плотнее надеть и обжать силовые клеммы на полюсных штырях батареи (или их зачистить) и стартер тут же начинает бодро прокручивать двигатель и он заводится.
Определить степень заряда батареи можно несколькими способами, каждый из которых отличается своей точностью. О более точных (но более сложных) способах мы поговорим позже. А для новичков проще всего определить в каком состоянии батарея с помощью фар автомобиля, или с помощью вольтметра, если он есть. И хотя эти способы будут не совсем точными (по сравнению с более сложными), но определить примерно в каком состоянии ваша батарея, и вообще нужно ли её заряжать, они помогут уж точно.
Для начала пробуем определить степень заряженности батареи с помощью самого простого способа, то есть с помощью мультиметра (тестера) выставленного в режим вольтметра и замера постоянного тока. Сейчас эти приборы (например такой как я приобрёл — он на фото слева) продают в любом ларьке радиотоваров и стоят они копейки, и такой прибор вам будет очень полезен в хозяйстве, поэтому очень советую его приобрести (а какие они бывают и как его выбрать я написал ).
Прокрутив круглый переключатель мультиметра до значения замера тока от 0 до 20 V− (на фото слева я специально выставил переключатель как нужно, чтобы новичкам было понятно и тире рядом с буквой V означает постоянный ток в вольтах и его замер от 0 до 20-ти вольт) касаемся щупами тестера к полюсным штырям батареи и смотрим на показания прибора, который покажет сколько вольт имеется на полюсных штырях вашей батареи.
А примерную степень заряженности (или разряженности) батареи можно определить по данным, опубликованным ниже:
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях батареи равно 12,8 вольт —— 100% заряда батареи;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях батареи равно 12,6 вольт —— 75% заряда;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях равно 12,2 вольт —— 50% заряда;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях равно 12,0 вольт —— 25% заряда;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях равно или меньше 11,8 вольт —- батарея полностью разряжена и срочно требуется её зарядка.
Еще желательно помнить, что при показаниях вольтметра менее 12,8 вольт, батарею в любом случае желательно немного подзарядить, но при полной разрядке (11,8 вольт и менее) батарею как можно быстрее следует зарядить, так как я уже говорил, что при хранении кислотной батареи в разряженном состоянии, она быстро выйдет из строя, и тем хуже будет её состояние (и больше шансов оказаться на свалке), чем дольше она хранилась разряженной.
По фарам определить степень разряда батареи можно, опять же имея под рукой вольтметр (тестер), ну и если всё в порядке с проводкой и разумеется если ваша батарея не полностью разряжена. Следует помнить, что в каждой фаре большинства современных автомобилей имеется лампа головного света, мощностью не менее 50-ти ватт, а значит при включении обоих (в сумме не менее 100 ватт) ток нагрузки составит примерно чуть более 10 ампер — просто запомните это.
И включив фары, мы сможем проверить, как справляется с нагрузкой ваша батарея и на сколько происходит просадка напряжения. Это даст более точное представление о состоянии вашей батареи. Так вот, включив фары вашей машины, далее замеряем вольтметром (подключив его щупы к полюсным штырям батареи) насколько снизится напряжение под нагрузкой от фар (примерно 10 ампер). У нормально заряженной батареи вольтметр под такой нагрузкой должен показать не менее 11,2 вольта (чем больше, тем лучше).
Ну и ещё один способ проверки состояния батареи, когда она подключена к бортовой сети автомобиля — это проверка просадки напряжения в момент прокрутки мотора стартером (то есть в момент пуска двигателя). Но советую учесть, что этот способ подойдёт, если ваш стартер полностью исправен и силовые провода (и провод массы мотора и кузова) не окислены.
И при этом способе потребуется помощник — просим его прокрутить стартером двигатель, а вы в этот момент, подсоединив щупы вольтметра к полюсным штырям батареи, смотрите, какое напряжение покажет вольтметр, в момент пуска двигателя. Если батарея в нормальном состоянии (не разряжена) то вольтметр должен показать просадку напряжения не менее 9,5 вольт. В противном случае (если напряжение будет меньше 9,5 вольт) батарея разряжена и её следует зарядить.
Если же вы зарядили вашу батарею полностью, как будет описано ниже, но напряжение всё равно просаживается ниже 9,5 вольт (при пуске двигателя) то значит у вас неисправен стартер (как его восстановить есть ссылка выше), или ваша батарея скорей всего испорчена из-за сульфатации пластин (батарея быстро теряет ёмкость — можно попробовать её восстановить, как описано ).
Как заряжать аккумулятор — подготовка к зарядке.
Разумеется для полного заряда вашей батареи потребуется внешний источник постоянного тока, то есть зарядное устройство.
Какое из них лучше выбрать, плюсы и минусы различных устройств и другие нюансы я не буду здесь описывать, кому это интересно то можно почитать об этом . Цель этой статьи другая, научить новичков правильно заряжать аккумулятор.
В принципе здесь ничего сложного нет, и даже при недостатке знаний батарею всё же можно зарядить, но если вы хотите чтобы ваш аккумулятор прослужил вам не менее 5-ти лет (я имею в виду качественный аккумулятор, а не подделка, а как не нарваться на подделку я написал несколько статей, ссылки будут в конце статьи), то нужно кое то знать и пользоваться этими знаниями при зарядке аккумулятора.
Но всё же следует начать с самых азов, так как было сказано в начале, эта статья рассчитана на новичков. Первым делом желательно снять аккумулятор с автомобиля и очистить его от пыли и грязи, затем протереть верхнюю часть ветошью, смоченной содовым раствором, нейтрализующим кислоту электролита (если есть его следы). Раствор приготавливаем с расчётом ложки соды на стакан воды).
Грязь (или пыль), влажная или пропитанная электролитом, легко проводит электрический ток и от этого может возникнуть незаметное глазу короткое замыкание между полюсными штырями батареи, в итоге быстрый саморазряд батареи. Поэтому чистота батареи (особенно пространство между полюсными штырями) имеет важное значение.
Также не помешает зачистить до блеска свинцовые полюсные штыри батареи с помощью мелкой наждачной бумаги (зерно не крупнее 600). Ведь любые окислы способствуют возникновению переходного сопротивления (что приведёт к понижению реального зарядного тока) и зарядка будет идти дольше (ну и меньше будет отдача тока, после подключения батареи к бортовой сети машины).
Штыри (клеммы) с проводами разной полярности имеет и зарядное устройство и разумеется провод от клеммы зарядного устройства со знаком плюс подключаем к плюсовому полюсному штырю батареи, а минусовой провод зарядного устройства к минусовому штырю батареи.
Надеюсь с этим простейшим пунктом понятно и его стоит запомнить новичкам, так как если перепутать полярность, то вы вместо зарядки батареи наоборот её разрядитите ещё больше. И чем глубже будет разряд, тем хуже для «здоровья» и долговечности вашей батареи.
Стоит запомнить и то, что разряженную батарею нужно как можно быстрее зарядить, иначе она выйдет из строя (особенно не обслуживаемая). И чем дольше простоит ваша батарея разряженной, тем больше шансов у неё выйти из строя (из-за сульфатации пластин) и отправиться на свалку.
Вообще полный разряд в большинстве случаев губителен для кислотной батареи и у многих водителей случатся так, что они забывают выключить габаритные огни и уходят на длительное время. И после парочки таких оплошностей (особенно если аккумулятор не был тут же заряжен) большинство батарей оказываются на свалке.
Чтобы этого не случилось, советую установить простое самодельное устройство (звуковой сигнализатор), которое подскажет вам о том, что вы забыли выключить габариты (как только вы попытаетесь закрыть дверь вашей машины, чтобы уйти). Как его установить я подробно описал .
Как заряжать аккумулятор правильно.
Далее вам нужно определиться с зарядным током, точнее с силой зарядного тока, которая измеряется в амперах. На большинстве нормальных зарядных устройств имеется встроенный амперметр и регулятор силы зарядного тока, с помощью которых можно выставить необходимую величину, для каждой конкретной батареи.
Есть конечно в продаже и автоматические зарядные устройства, но всё же качество многих оставляет желать лучшего, а достойные и качественные модели стоят достаточно дорого. Поэтому новичкам рекомендую купить обычное зарядное устройство, имеющее регулятор и амперметр, а ещё лучше оба прибора (амперметр и вольтметр). Подробно о зарядных устройствах читаем перейдя по ссылке выше.
Но вернёмся к величине зарядного тока. В любой книжке по обслуживанию автомобилей сказано, что сила зарядного тока в амперах должна быть 0,1 от ёмкости кислотной батареи (одна десятая часть). То есть если у вас к примеру аккумулятор 6СТ-55А (ёмкостью 55 ампер часов — 55А/ч) то сила зарядного тока должна быть равна не более 5,5 ампер.
Для не обслуживаемых кислотных батарей (и некоторых более современных гелевых) сила зарядного тока для 55-ти амперного аккумулятора должна быть ещё меньше — примерно в два раза (2,75 ампер). Но стоит отметить, что чем меньше зарядный ток, тем долговечнее вам прослужит любая батарея, и хотя при зарядке меньшим током(его ещё называют щадящим током), времени на зарядку будет затрачено больше, зато срок службы вашей батареи от этого увеличится.
В процессе заряда батареи необходимо систематически контролировать силу зарядного тока и при необходимости регулировать её (разумеется если зарядное устройство не автоматическое). Так как в процессе заряда, ток растёт и его обязательно нужно снижать, чтобы он был не более одной десятой от ёмкости (как было сказано выше). Зарядка разряженного аккумулятора как правило продолжается несколько часов (особенно на малом токе) и чем глубже был разряд и меньше сила зарядного тока, тем дольше будет заряжаться ваша батарея.
Зарядка сильно разряженной батареи может продолжаться даже сутки, а при малом токе может и больше. Например зарядка 55-ти амперной разряженной батареи, при токе 5 ампер может продолжаться часов 12 (может и больше всё зависит от глубины разряда), но если уменьшить силу тока в два раза, то при силе тока в 2,5 ампер, время заряда увеличится примерно вдвое и составит уже 24 часа (и более). Но зато потратив больше времени на зарядку, при меньшем (щадящем токе), батарея прослужит вам гораздо дольше.
Также необходимо следить не только за силой тока (с помощью амперметра), но ещё и за напряжением (с помощью вольтметра). Ведь при зарядке батареи простейшими зарядными устройствами, вместе с силой тока растёт и напряжение, и не желательно, чтобы напряжение в процессе зарядки поднялось более 14,5 вольт (ведь на вашей машине специально установлен, чтобы не допустить повышения напряжения выше 14,5 вольт). А для некоторых более современных не обслуживаемых батарей, напряжение (при их зарядке) не должно подниматься более чем 13,8 вольт, и тогда с долговечностью вашей батареи будет всё в порядке.
При поднятии напряжения до 14,5 вольт (или до 13,8 вольт) в процессе зарядки, немного снижаем его (уменьшив силу тока напряжение тоже уменьшится) и так постепенно будем снижать напряжение(и силу тока), пока сила тока не достигнет примерно 1 ампера, или даже меньше. При достижении минимального значения силы тока (при напряжении 14,5 вольт) , батарея почти заряжена, но об окончании зарядки подробнее ниже.
Как определить, что ваш кислотный аккумулятор полностью заряжен ? (несколько способов).
Сейчас уже существуют специальные калькуляторы, в которые вводят силу зарядного тока и ёмкость батареи и вычисляют примерное время заряда, по истечении которого батарею можно считать заряженной.
Но я считаю что это довольно не точно, ведь неизвестно насколько разряжена конкретная батарея и разумеется чем сильнее она разряжена, тем дольше будет происходить зарядка (при одинаковых значениях ёмкости батареи и силы зарядного тока). Поэтому лучше использовать другие способы проверки степени заряженности батареи.
Способов несколько и каждый отличается по точности, но всё же любой из них позволит определить, хватит ли заряжать аккумулятор, или продолжить зарядку. Начну с самого простого способа с помощью всё того же вольтметра, и хотя он менее точный, зато быстрый и удобный и им можно пользоваться в процессе заряда.
Как было сказано чуть выше, во время зарядки мы контролируем процесс с помощью вольтметра и амперметра (если в зарядном устройстве нет встроенного вольтметра, то используем всё тот же мультиметр, подключенный к полюсным штырям батареи). И при повышении напряжения и силы тока сверх меры(как было описано выше), мы всё время снижаем их регулятором.
И когда сила тока будет снижена вами до минимальной (примерно до 1 ампера), а напряжение станет постоянным (то есть уже не будет расти в течении часа и будет примерно 14,5 вольт для обычных батарей с пробками и 13,8 для не обслуживаемых) то процесс зарядки можно считать законченным.
Но более точный способ определения конца заряда — это проверка плотности электролита с помощью ареометра. И когда плотность перестаёт расти (то есть становится неизменной) то процесс зарядки аккумулятора можно считать законченным. А какова должна быть плотность электролита для конкретного региона можно узнать в таблице (таблица есть в статье про батареи и их неисправности — самая первая ссылка в начале статьи).
Ну а здесь помещена таблица, с значениями плотности для регионов средней полосы (как для 12 вольтового, так и для 24 вольтового аккумулятора). В ней хорошо видно, как от плотности электролита зависит степень заряда (в процентах) кислотной батареи, при 20 — 25 градусах окружающего воздуха. И благодаря данным в таблице и с помощью ареометра, можно определить (замерив плотность) заряжать ли вашу батарею дальше, или нет.
Но в конце заряда плотность иногда может отличаться от нормы и её желательно подкорректировать. При повышении плотности следует с помощью шприца (или резиновой груши) отобрать часть электролита из банок батареи и добавить немного дистиллированной воды (действуем по чуть чуть). Если же плотность электролита наоборот ниже нормы, то опять же отбираем из банок батареи немного электролита и добавляем электролит повышенной плотности 1,4 г/см³.
Кстати, ещё один самый простейший способ проверки — это опять же с помощью вольтметра (мультиметра). Но пользоваться им можно не ранее, чем через шесть часов после окончания заряда. По истечении этого времени, просто подключаем мультиметр (тестер, вольтметр) к полюсным штырям батареи и смотрим на показания прибора. И согласно опубликованным выше данным и данным в таблице, смотрим — если напряжение равно 12,7 — 12,8 вольт, то батарея полностью заряжена, если меньше 12,7 вольт, то согласно данным таблицы в процентах, вы увидите насколько батарея недозаряжена.
Ещё один, но более точный способ проверки — это проверка с помощью нагрузочной вилки. И хотя после такой проверки батарея немного разрядится, но зато способ более точный (конечно же у кого есть нагрузочная вилка). В инструкции к прибору имеется таблица с данными, которые показывают, при каком падении напряжения батарея разряжена в процентном отношении.
Подключаем нагрузочную вилку к полюсным штырям батареи и смотрим на показания вольтметра нагрузочной вилки (очень желательны современные цифровые вилки, которые показывают доли вольта).
Если при подключении нагрузочной вилки:
- напряжение упало до 10,5 вольт, то батарея разряжена на 75%;
- напряжение упало до 9,9 вольт, то батарея разряжена на 50%;
- напряжение упало до 9,3 вольта, то батарея разряжена на 25%;
- напряжение упало до 8,7 вольта — батарея полностью разряжена!
При подключении разных моделей нагрузочных вилок (разного производителя), показания могут несколько отличаться от данных, опубликованных мной выше, но принцип понятен и таблица в инструкции к каждой конкретной нагрузочной вилке довольно точная.
Ну и не забываем, что степень заряженности аккумулятора ещё можно определить и по замеру падения напряжения в момент запуска вашего двигателя, или по падению напряжения после включения ламп головного света — об этом я уже писал выше. Ну и напоследок несколько полезных советов.
Как заряжать аккумулятор — полезные советы.
Прежде чем начинать зарядку батареи, советую отключить её от бортовой сети автомобиля (хотя бы один минусовой провод). Особенно это касается владельцев более современных машин, которые напичканы электроникой, и если вы не уверены, что при отключенном замке зажигания абсолютно все приборы и потребители отключены.
Ведь при зарядке батареи можно прозевать момент, когда напряжение поднимется выше 14,5 вольт, и многие приборы (потребители) не рассчитаны на такое повышенное напряжение и могут выйти из строя. Не будем заморачиваться какие именно приборы и потребители и испытывать их на прочность, гораздо легче просто взять и скинуть минусовую клемму с полюсного наконечника (штыря) батареи.
Ну а если ваша машина хранится зимой на улице, то гораздо лучше будет вообще снять батарею с машины и заряжать её в тепле, особенно если батарея сильно разряжена. Зарядка при плюсовой температуре пойдёт гораздо быстрее, да и контролировать процесс будет намного приятнее.
При зарядке не обслуживаемого аккумулятора советую выкрутить пробки, так как хотя в некоторых батареях имеется специальный канал для выхода газов, но при выкрученных пробках можно будет наблюдать за процессом зарядки по пузырькам и с помощью ареометра (периодически измеряя плотность электролита).
Но помните, что при зарядке кислотной батареи выделяется водород, который смешиваясь с кислородом воздуха образует так называемую гремучую и взрывоопасную смесь, которая от малейшей искры может взорваться. Поверьте — это не шутки и я в реальной ситуации был свидетелем несчастного случая, когда о стоящий на полу в авто-мастерской заряжаемый аккумулятор, споткнулся человек.
Точнее он всего лишь задел нагой провод, подключенный к полюсному наконечнику заряжаемой батареи. В результате зажим (крокодильчик) соскочил с полюсного штыря, при этом образовалась искра, и далее сильный взрыв аккумулятора, корпус которого разлетелся в разные стороны, вместе с брызгами кислоты (электролита).
Человек всё же успел отвернуться, чем спас своё лицо, но вот его одежда и стоящий рядом дорогой внедорожник были испорчены кислотными брызгами. Не трудно догадаться, какой был ущерб, как моральный, так и материальный.
Поэтому советую запомнить несколько несложных действий, которые позволят не натворить бед:
- Перед зарядкой батареи сначала подключаем зажимы к полюсным штырям (ну и откручиваем пробки), и только после этого включаем зарядное устройство в сеть.
- Когда батарея будет заряжена, сначала отключаем тумблер зарядного устройства, затем отключаем его от сети, потом отсоединяем провода (зажимы) от зарядного устройства и далее отсоединяем зажимы от полюсных штырей батареи.
- При подключении зажимов зарядного устройства (или клемм на машине) выработайте привычку сначала подключать плюсовой провод (зажим), затем минусовой (на машине так же). При их отключении наоборот.
- При зарядке желательно открыть окна и производить её в провертиваемом помещении.
- Не курить во время зарядки рядом с батареей.
- Не допускать хождений посторонних лиц и детей рядом с батареей и зарядным устройством (иначе можно зацепить провод и это приведёт к печальным последствиям).
- Если батарея заряжается на машине, то советую снять минусовой провод с полюсного наконечника (если снимаем оба провода, то сначала снимаем минусовой провод и только потом плюсовой).
И ещё : сейчас уже полно современных и полностью автоматических зарядных устройств, которые имеют функции полного автомата: при их подключении к батарее и к сети, они при полном заряде батареи сами отключаются, а как только батарея немного разрядится от саморазряда, они сами начинают заряд, и вновь отключаются при полном заряде аккумулятора.
Это вроде бы очень удобно, когда машина не ездит, а стоит в гараже, и вы периодически приезжаете с командировки или с заработков и навещаете её в гараже. И для многих это удобно, как я уже говорил, при отъезде на некоторое время. Но всё же оставлять даже такое устройство без контроля на очень долгое время я не советую. Лучше по приезду в родной город, спокойно прийти в гараж и включив устройство, зарядить батарею в вашем присутствии.
Перед длительном хранении батареи в зимнее время (если вы например уезжаете и не будете пользоваться автомобилем) рекомендую снять аккумулятор с машины, полностью зарядить и хранить в сухом месте, при температуре на выше 0º и не ниже минус 30º, так как имейте в виду, что чем ниже температура электролита, тем меньше будет саморазряд у вашей батареи.
Каждые три месяца аккумулятор следует подзаряжать, для восстановления потерь от саморазряда (особенно если она хранится в жару). Но большинство современных кислотных батарей (особенно не обслуживаемые) могут храниться без подзаряда до 10 (а если батарея хранилась в холоде) то и до 12 месяцев без подзарядки. Так как саморазряд у современных батарей в пять-шесть раз меньше, чем у более древних и дешёвых аккумуляторов.
Если ваша машина хранится на улице зимой, то зарядите аккумулятор полностью и следите, чтобы он всегда был заряжен и тогда электролит никогда не замёрзнет (по крайней мере до минус 30º уж точно). Электролит превращается в лёд только когда батарея разряжена и плотность электролита падает.
Если же у вас уже изрядно поработавший аккумулятор, то возможно вам скоро предстоит выбор нового, среди множества изделий в авто-магазинах и на авто-рынках. Как правильно выбрать батарею и при этом не нарваться на подделку, советую почитать серию статей об этом, кликнув по размещённым ниже ссылкам. Поверьте, сейчас даже при правильной зарядке и должном уходе многие батареи подвальных «фирм» не протягивают и года. Но ведь купить аккумулятор — это не лампочку купить, поэтому советую изучить этот вопрос, перейдя по ссылкам ниже.
Вот вроде бы и всё, надеюсь эта статья, как заряжать аккумулятор правильно, позволит новичкам ощутимо продлить срок службы любой батареи, успехов всем!
В се, что написано выше, относится к зарядке свинцового аккумулятора при температуре 20 градусов Цельсия, а при других температурах нужно вводить температурную компенсацию зарядного напряжения. Зарядка свинцового аккумулятора возможна в диапазоне температур от -15 ° C до +40 ° C. При увеличении температуры, напряжение заряда должно быть меньше обычного, чтобы избежать перезарядки. А если зарядка аккумулятора производится при пониженной температуре, напряжение зарядки нужно увеличить, чтобы избежать недозарядки. Обычно рекомендуется использовать температурную компенсацию –3 мВ/° С.
4. Что будет, если не соблюдать правила зарядки свинцового аккумулятора?
О писанные выше способы зарядки свинцового аккумулятора позволяют зарядить аккумулятор быстро и безопасно. Они ориентированы на максимальное сохранение ресурса свинцового аккумулятора и замедление .
В озможна ли зарядка аккумулятора током, большим, чем максимально допустимый? Да, аккумулятор зарядится, даже если ток зарядки будет превышать установленный производителем максимум. Но, во-первых, если не уменьшить ток хотя бы в конце зарядки, то аккумулятор зарядится не полностью. А во-вторых, во время зарядки большим током перестанет быть эффективным механизм рекомбинации газов внутри , и электролит аккумулятора потеряет воду, даже, если потом, в конце зарядки, зарядный ток будет уменьшен. В результате превышения тока даже во время одной зарядки, аккумулятор не проработает весь расчетный ресурс и выйдет из строя раньше.
В озможна ли зарядка аккумулятора очень маленьким током, намного меньшим, чем максимально допустимый, скажем, током в 0.2% от емкости? Да, аккумулятор полностью зарядится даже таким током. Но зарядка аккумулятора будет продолжаться неоправданно долго - несколько недель. Кроме того, значительную часть этого времени аккумулятор будет находиться в разряженном состоянии, что почти эквивалентно хранению свинцового аккумулятора в разряженном состоянии. А это ведет к и ускоренному . Однократная зарядка очень малым током не выведет аккумулятор из строя, но такие зарядки не следует повторять часто.
Н еправильный выбор конечного напряжения зарядки также опасен для аккумулятора. Недостаточное конечное напряжение приведет к недозарядке аккумулятора, и он сделает шаг в сторону . А избыточное напряжение зарядки чревато выделением газов из аккумулятора и потерей воды электролитом. Это еще сильнее уменьшает ресурс аккумулятора, чем зарядка аккумулятора пониженным напряжением.
П ри температуре ниже -15° C зарядка аккумулятора не рекомендуется, поскольку при низкой температуре перестает работать механизм рекомбинации газов внутри , и электролит теряет воду.
5. Как определить, правильно ли проведена зарядка аккумулятора.
В полне достаточно соблюдать необходимые параметры зарядки аккумулятора: ток и напряжение (с учетом температуры), и зарядка аккумулятора будет успешной. В конце зарядки современного не должно быть никаких пузырьков, не допустимо даже небольшое выделение газа. Если вокруг предохранительных клапанов аккумулятора обнаружены следы электролита или белый налет, то аккумулятор заряжался неправильно.
П осле зарядки можно проверить аккумулятор - после зарядки должна полностью восстановиться.
Хороший аккумулятор это тот, о котором не думаешь. Многие думают не так, но соглашаются с этим утверждением, когда их собственный аккумулятор подводит в самую ответственную минуту. Здесь хочется вспомнить фильм «Берегись автомобиля», но улыбка от вспомнившихся кадров замечательного фильма ситуацию не исправит…
Так вот, это значит что перед нами стоит прямая и серьезная задача? Как же реанимировать аккумулятор, если он не «крутит» стартер? Как его зарядить? Поможет ли зарядка? Вопросов много и все они хорошие и достойные, так как не однозначные. Именно в них мы и постараемся разобраться в нашей статье.
Немного из истории кислотного аккумулятора
Если гальваническую батарею изобрел Вольт в 1799 году, то аккумулятор, нечто похожее но с возможностью восстановления цикла, был создан уже через 4 года. То есть в 1803 году Иоганном Вильгельмом Риттером. Конечно, в то время все эти элементы питания были несовершенными и со своими минусами. Ведь только слишком простое может быть совершенно изначально, а аккумулятор это ой как не просто.
Значимых вех в истории аккумуляторов внес в 1859-1860 годах Александр Беккерель. Молодой человек решил заняться улучшением вторичных элементов, чтобы сделать их надежными источниками тока для телеграфии. Сначала он заменил платиновые электроды "газового элемента" Грове свинцовыми. А после многочисленных экспериментов и поисков вообще перешел к двум тонким свинцовым пластинкам. Он их проложил суконкой и навил этот сэндвич на деревянную палочку, чтобы он влезал в круглую стеклянную банку с электролитом. Далее подключил обе пластины к батарее. Через некоторое время вторичный элемент зарядился и сам оказался способен давать достаточно ощутимый и постоянный ток. При этом, если его сразу не разряжали, способность сохранять электродвижущую силу оставалась в нем на довольно продолжительное время. Это было настоящее рождение накопителя электрической энергии, а проще аккумулятора.
Надо отметить, что и сегодня по такой схеме изготавливаются аккумуляторы фирмы OPTIMA. В этом случае удается уместить в аккумуляторе максимальную площадь электродов, при этом за счет скрутки эвольвентой пластины получаются более стойкие к обсыпанию.
Минусом такой конструкции являются его преимущества, вернее продолжение тех самых плюсов. В центре эвольвенты свернутых электродов процессы могут иметь некую инерционность, так как доступ электролита к ним будет ограничен.
Поэтому как бы ни были хороши такие аккумуляторы, но цена, простота конструкции все же диктуют нам другие условия. Когда аккумуляторы представляют собой набор банок с плоскими электродами. При этом наполнителем может служить кислота, либо гель все с той же кислотой.
Нет, бывают аккумуляторы и литий-ионные, и литий – полимерные и алюминий – ионные, но все они на автомобилях не применяются. По крайней мере обширно и массово.
Самые распространенные аккумуляторы сегодня (свинцово - кислотные или кислотно - свинцовые, что одно и тоже)
Итак, раз самые распространенные именно свинцово - кислотные аккумуляторы, то об их зарядке мы и поговорим далее.
Еще раз подытожим. Свинцово-кислотные аккумуляторы могут быть с кислотой или с гелем. С гелем аккумуляторы считаются не обслуживаемыми. Формы банок могут быть плоскими в виде кирпичиков или бочонками, как на рисунках выше. Это все не столь принципиально. Режимы зарядки от этого если и поменяются, то не принципиально оппозитно.
Перед зарядкой аккумулятора необходимо проверить…
Перед тем как начать заряжать аккумулятор, необходимо проверить то, насколько равномерно банки разряжены и каков уровень электролита в аккумуляторе.
В аккумуляторе каждая из его банок является обособленной и независимой батарейкой - аккумулятором, с чуть меньшим потенциалом. То есть если скажем аккумулятор на 12 вольт и в нем 6 банок, то не трудно посчитать 12/6 = 2, что каждая из банок рассчитана на то, чтобы выдавать свои 2 вольта. Однако очень глубокий разряд приводит к тому, что самые «слабые» банки АКБ начинают заряжаться в обратную сторону. Происходит так называемая переполюсовка. В этом случае электроды меняются местами - на минусе начинает образовываться оксид свинца, на плюсе сульфат бария, на котором отлично "растут" друзы кристаллов сульфатов свинца... Хотя все должно происходить оппозитно - наоборот, для каждого из электродов. Так вот, здесь важно не допустить появления такой банки, а если и появилась слабая банка, то желательно ее «подтянуть» отдельно, до начала зарядки всего аккумулятора.
Проверить ми выявить такие ущербные банки в аккумуляторе легко. Берем прибор и измеряем напряжение для них вначале через контакт «+» и электролит, а затем через минус и электролит. В итоге, записываем все в табличку, вроде той, что выше и делаем заключение о «слабой», «просевшей» банки. В нашем случае это крайняя правая. Именно ее вначале стоит зарядить на 2 вольта, при этом с правильными полюсами, а затем начать заряжать весь аккумулятор.
Вы спросите, почему нельзя заряжать аккумулятор сразу, так бы и переполюсованная банка стала заряжаться в нормальном направлении!? Здесь все просто. Все банки уже зарядятся в то время, когда самая «просевшая» только начнет набирать свой потенциал. В итоге, на остальных банках будет перезаряд, который тоже вреден.
На что еще следует обратить внимание, так это на уровень элоктролита в каждой банке. Это в том случае если у вас электролит – жидкость, а не гель. Доливаем дистиллированную воду. Не надо доливать кислоту, так как плотность проверяется только после полной зарядки, а не на разряженном аккумуляторе.
Теперь о рекомендуемом цикле зарядки аккумулятора.
Как зарядить кислотный аккумулятор. График идеальной зарядки аккумулятора (АКБ)
Вначале мы вашему вниманию представим график, зарядки аккумулятора по напряжению, а затем расскажем, почему следует заряжать именно так.
Точка 1-2 соответствует поднятию напряжения за счет исключения омических потерь. Далее начинается непосредственный процесс зарядки.
(2-3 точки) Как видите, начинается все с импульсного напряжения и тока. Это необходимо для того, чтобы «раскачать» все поры, трещины замазки на электродах аккумулятора. Импульсное напряжение и ток способны обеспечить ступенчатую реакцию с электродами аккумуляторов, то есть десульфатацию. В итоге, зарядка будет производиться как бы порционно. Первый плюс будет в том, что время зарядки будет несколько увеличено, а значит, будут происходить полноценные процессы восстановления. Второе, это то, что ток будет способствовать открытию пор на отложениях сульфатации, что само собой увеличит возможность реакции с электродами, а также емкость батареи. Процитируем фразу из исследований компании Battery Council International, относившимся к зарядке аккумуляторов применяемых в солнечных батареях.
Широтно-импульсная модуляция тока заряда может предотвратить образование отложений сульфатов, помогает преодолеть резистивный барьер на поверхности электродной сетки и пробить коррозию на переходах. В дополнение к улучшенному КПД заряда и увеличенной емкости, существуют убедительные доказательства того, что такой режим заряда может восстановить емкость АБ…
Таким образом, эту стадию можно назвать одну из важных при зарядке аккумулятора. Обеспечить ШИМ модуляцию можно за счет применения аналогового или цифрового генератора (мультивибратора).
Следующая стадия точки 3-4. Когда происходит основанное восстановление от сульфатации. Здесь хочется сказать о времени протекания процесса. Это довольно долго, но быстрее нельзя. Обеспечив 1/10 по току, от емкости аккумулятора, необходимо заряжать АБ. Увеличение тока, и попытка зарядить его быстрее, может привести к тому, что процессы просто не будут происходить быстрее, за счет ограничения по диффузии. В итоге, ничего хорошего из этого не получиться. Так заряжаем аккумулятор до начала точки газовыделения (точки 4-5), еще это процесс называют кипением аккумулятора.
При этом сохраняем тот же ток 1/10 от емкости и заряжаем аккумулятор еще 2-3 часа. Не допускаем интенсивного выделения газовыделения, чтобы не разрушить намазки на пластинах, не привести к осыпанию пластин. Хотя в настоящее время большинство аккумуляторов имеют защиту от осыпания пластин, за счет установки электродов в пакеты и подобные применяемые технологии. Здесь также важно ограничить напряжение подачи на аккумулятор, не подавать более того, что написано у него в инструкции. Ведь именно в этот момент можно несколько искусственно завысить напряжения аккумулятора, что скажется на его емкости. Поднимать напряжения аккумулятор необходимо не выше его номинального, а затем выдержать еще 2-3 часа, это уже точки 5-6.
После этого можно отключить аккумулятор от зарядного устройства. В этот момент произойдет снижение напряжения за счет омических потерь, которые были также и на точках 1-2. Далее, в течение нескольких часов напряжение аккумулятора упадет примерно до 12,5 – 12,7 вольт.
Это напряжение будет соответствовать приходу аккумулятора в некое собственное равновесное устойчивое положение. Именно с этого момента можно говорить о полном цикле заряда аккумулятора.
Теперь, когда аккумулятор заряжен, необходимо проверить его плотность.
Проверка плотности после зарядки кислотного аккумулятора
Плотность электролита должна быть в соответствии с приведенной в инструкции. В качестве рекомендательной информации можем привести такую таблицу.
Не стоит выбиваться из предписанной плотности, так как пониженная плотность электролита ведет к сульфатации, а повышенная к активизации коррозии пластин.
Именно из-за этих особенностей необходимо соблюдать «золотую середину». Рекомендуемая плотность после зарядки 1,24 г/см3.
Важно: для установления плотности электролит используйте лишь чистую серную кислоту или дистиллированную воду. Если вы будете использовать химические реагенты (жидкости) с примесями, то в аккумуляторе начнут протекать самопроизвольные токи между электродами, то есть аккумулятор просто будет разряжаться, не будет держать заряд. Назовите это как хотите, но эксплуатационные свойства аккумулятора существенно снизятся.
Теперь мы подходим к частным случаям, которые объяснят нам, почему нельзя аккумулятор часто разряжать, перезаряжать и недозаряжать.
Что будет если аккумулятор часто разряжать
Не смотря на то, что вроде как в аккумуляторы происходя обратимые процессы и в идеале они должны протекать туда и обратно бесконечно количество раз, но в жизни такого не бывает. Впрочем, как и других идеальных вещей и случаев.
У кислотного аккумулятор два серьезных врага, если можно так сказать. Первый, это кристаллы сернокислого свинца, то есть длительно протекающий процесс сульфатации. Второй, это растрескивание и выпадение в осадок пластин, либо составляющих от замазки на них.
Так вот, в случае с глубокими зарядами, мы имеем дело с первым «врагом», то есть возможно появление кристаллов, которые трудно будет растворить, а значит зарядить аккумулятор уже если и удастся, то емкость у него будет снижена.
Вот примерный график зависимости количества циклов зарядки – разрядки и емкости аккумулятора.
Что будет если аккумулятор недозаряжать
Мы много говорили о сульфатации, но до сих пор так и не видели ее «в живую». Что же она собой представляет? Взгляните на картинку. Светлые площади на электродах это и есть сульфатация.
Теперь вы видите насколько может сократиться полезная площадь электродов, что эквивалентно также повлечет за собой и сокращение емкости аккумулятора.
Так если мы не будем доводить процесс десульфатации до своего логического заключения, то есть если сульфаты останутся, то это приведет к их дальнейшему застыванию на том же месте и разрастанию. В итоге что!? Тоже самое что и при частом разряде. Емкость аккумулятора снизиться, способность к зарядке ухудшиться.
Что будет если аккумулятор перезаряжать
Перезарядка аккумулятора приведет к кипению аккумулятора, что соответственно может повлиять на уровень и плотность электролита, а также на осыпание и вымывание частиц из электродов. Если в первом случае восстановить электролит можно долив кислоту и дистиллированную воду, то в случае вымывания, а тем более высыпания пластин, восстановить их не получится. В этом случае упадет полнота протекания процесса, то есть та же самая емкость батареи. Во-вторых, выделившиеся, вымывшиеся частицы растворятся в электролите, что приведет к потере его «чистоты». В итоге, возникнут внутренние токи, через которые и будет происходить самопроизвольный разряд аккумулятора.
Подводя итог о том, как зарядить аккумулятор
Итак, мы много вам рассказали о том, как правильно заряжать аккумулятор, что можно и нужно с ним делать во время зарядки, а что нельзя. Объем статьи получился несколько значительный, но более кратко и не рассказать. Тем не менее, как бы это не было сложно постараемся резюмировать:
- заряжаем током 1/10 от емкости, большим током заряжать нежелательно, не будет успевать протекать химическая реакция, так как время заряда в этом случае тоже должно будет сократиться;
- использование ШИМ модуляции на первых этапах зарядки способно «раскачегарить» сульфатные отложения, тем самым восстановить первоначальные свойства»
- недозарядка и частая разрядка аккумулятора, приводит к наросту сульфатации на электродах, снижению емкости;
- перезарядка приводит к расслоению электродов и к потере чистоты электролита.
Именно так кратко можно сказать о процессах, которые мы столь долго описывали выше.
Здесь хотелось бы сказать также и о зарядном устройстве, но лепить все в одну кучу было бы неправильно. Статью о зарядном устройстве необходимо выделить в отдельную, тем более, что она подразумевается как интеллектуальная зарядное устройство, если предусматривать режим ШИМ модуляции. Если это простая зарядка, то вам необходимо будет обеспечить все процессы самому. А с учетом того, что аккумулятор заряжает 11-12 часов, это довольно муторно. Что же, чтобы совсем вас не оставить без информации о зарядных устройствах, можем порекомендовать ознакомиться со статьями «