Причины взрыва аккумулятора на автомобиле и как его предотвратить

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи являются достаточно безопасным источником питания. Но с одной оговоркой. Если их правильно эксплуатировать и соблюдать правила техники безопасности. Если подходить к обслуживанию АКБ халатно, то аккумулятор может и взорваться. Многие скажут, что этого не может быть. Ещё как может. Но при определённом стечении обстоятельств аккумулятор в автомобиле взрывается. Поскольку внутри аккумулятора залит раствор кислоты, такой взрыв может нанести вред здоровью окружающих. Давайте, поговорим о том, как не допустить взрыва аккумулятора автомобиля.

Чтобы понять причины взрыва автомобильного аккумулятора, нужно вкратце рассмотреть, что происходит у него внутри.

Свинцово-кислотные аккумуляторы могут находиться в заряженном и разряженном состоянии, а также в процессе перехода между ними. Когда происходит переход между этими пограничными состояниями АКБ, плотность электролита и напряжение аккумулятора изменяются по линейной зависимости.

Напряжение на выводах заряженной батареи равно 12,7─12,9 В. Если аккумулятор испытал глубокий разряд, то напряжение на токовыводах может опуститься меньше шести вольт. Принцип действия батарей свинцово-кислотного типа основано на протекании электрохимических реакций в электролите (это водный раствор серной кислоты). При подключении к выводам АКБ внешней нагрузки начинается реакция взаимодействия оксида свинца с электролитом. В ходе её протекания идёт образование PbSO 4 из металлического свинца.
При этом на положительных электродах идёт восстановления оксида свинца (PbO 2), а на отрицательных окисляется Pb. При заряде аккумулятора процесс идёт в обратном направлении. Когда заканчивается сульфат свинца, начинается электролиз воды, при котором на катоде выделяется водород, а на аноде кислород. Именно эти газы при неаккуратной эксплуатации могут привести к взрыву аккумулятора автомобиля.

Реакции, которые проходят на электродах аккумулятора, представлены ниже. При разряде процесс идёт слева направо. При заряде батареи реакция идёт в обратном направлении.

Анод (плюс):

PbO 2 + SO 4 2− + 4H + + 2e − -> PbSO 4 + 2H 2 O

Катод (минус):

Pb + SO 4 2− − 2e − -> PbSO 4

Как понятно из сказанного выше, взрыв автомобильного аккумулятора происходит в результате воспламенения смеси водорода и кислорода. Но взрыв не происходит вдруг и на ровном месте. Для этого должны быть выполнены некоторые условия. Их нужно понять, чтобы ваш аккумулятор при эксплуатации не взорвался.

Электролиз воды в аккумуляторе при движении автомобиля идёт постоянно. Редко в бортовой сети авто держится идеальное напряжение. К тому же генератор при различных оборотах коленчатого вала вырабатывает разное напряжение. Если оно превышает 14,1 вольта, то начинается довольно активный процесс электролиза воды. Пузырьки кислорода и водорода поднимаются на поверхность и создаётся впечатление, что электролит кипит. О том, из-за чего этого явления вы сможете узнать в статье по ссылке. В штатном режиме ничего страшного в этом газообразовании нет.

Водород и кислород выходят из электролита и накапливаются под крышкой. Производители современных аккумуляторов предусматривают в крышке корпуса АКБ систему газоотведения. Через неё газы выходят из аккумулятора и рассеиваются. Такая эксплуатация взрывом не грозит. Чтобы гремучая смесь без проблем выходила наружу, выходные отверстия должны быть чистыми и не забитыми пылью.

На мощность взрыва аккумулятор влияет именно объем накопленной смеси водорода и кислорода. Поэтому важно обеспечить нормальное газоотведение и стабильную работу генератора с регулятором напряжения. Ведь если напряжения заряда АКБ от генератора будет постоянно завышаться, то газы будут образовываться и выделяться более интенсивно. Следовательно, неисправное оборудование в электросети автомобиля является фактором дополнительно увеличивающим риск возникновения взрыва АКБ.

Ещё один момент – это уровень электролита в банках. Если он сильно снижен, то увеличивается объем свободного пространства, где накапливается газ. Если запустить контроль за уровнем электролита и не доливать дистиллированную, это также повышает риск взрыва. Точнее, увеличивает его мощность, если газовая смесь взорвётся.

Дополнительный фактор риска – это . Владельцы авто часто делают их для того, чтобы утеплить АКБ и предохранить от грязи. Это дело полезное, но нельзя допускать, чтобы чехол закрывал выводы на корпусе для удаления газа. В противном случае газ будет накапливаться.

Причиной взрыва смеси газов может стать искра от электрических контактов, зажигалки, спичек, сигареты и т. п. Искра также может возникать между клеммами и выводами аккумуляторной батареи при плохом контакте. Искру может провоцировать ненадёжное соединение, окисление, загрязнение. Ведь все это нарушает контакт и вызывает искрение и, как следствие взрыв.

Как видите, обычная небрежность в обслуживании аккумуляторной батареи может вызвать её взрыв. Или, по крайней мере, усугубляет его последствия.

Почему аккумулятор взрывается?

При несоблюдении правил обслуживания, главное из которых заключается в своевременной доливке дистиллированной воды в банки аккумуляторных батарей для поддержания уровня электролита над пластинами (10-20 мм. в корпусах старых конструкций и 20-40 мм. - в новых), у автомобильных аккумуляторов снижается работоспособность в режиме пуска двигателя и уменьшается надёжность их работы.

Из теории работы свинцовых автомобильных аккумуляторов известно, что процесс их заряда (на автомобиле или на стационарном стенде) сопровождается разложением воды, находящейся в электролите, на газ - водород и кислород. Часть выделяемого кислорода (в атомарном состоянии имеет отрицательный заряд) оседает на жилах решёток положительных пластин, окисляя их и сокращая ресурс аккумуляторной батареи. Другая часть выделяющегося кислорода и водорода выходят из электролита на поверхность, создавая видимость его «кипения», скапливаются под крышками в каждой банке автомобильного аккумулятора.

Если отверстия в пробках не забиты грязью и нет препятствий, то газ легко рассеивается в окружающей среде через эти отверстия. Газ, состоящий в основном из смеси кислорода и водорода (в некотором количестве в этой смеси присутствуют и другие газы) при наличии искры (открытого пламени) горит во взрывном режиме. Сила взрыва и его последствия целиком зависят от количества (объема) газа, скопившегося к этому моменту в закрытом пространстве.

Например, при повышенном значении зарядного напряжения от генератора (при сбоях в работе регулятора напряжения) увеличивается интенсивность газообразования внутри аккумуляторной батареи и, следовательно, возрастает его выделение. При низком уровне электролита (нет регулярных доливок) увеличивается газовый объём под крышками банок внутри корпуса автомобильного аккумулятора, что пропорционально увеличивает силу возможного взрыва.

Скоплению газа около батареи может способствовать применяемое утепление аккумуляторной батареи в зимнее время с целью поддержания её теплового баланса. В описанных условиях любое появление искры (от неисправной электропроводки, либо наличие открытого огня, к примеру - сигареты) опасно для автомобильного аккумулятора - происходит взрыв и разрушение корпуса аккумуляторной батареи.

Детали корпуса при разрушении могут причинять повреждения окружающим предметам и людям. Возникновение искры возможно также от проводов в местах соединения их с полюсными выводами в момент возникновения нагрузки на автомобильный аккумулятор или при тряске (когда длительное время полюсные выводы аккумуляторной батареи и внутренняя поверхность наконечников не очищаются от окислов, нарушается нормальный электрический контакт).

Образование искры возможно также между деталями внутри самой аккумуляторной батареи, когда уровень электролита значительно ниже верхних кромок пластин. Вот так, нарушения техники безопасности и режима обслуживания аккумуляторной батареи, отклонение технических показателей компонентов электрооборудования от установленных норм, служат причиной скопления выделяющегося «гремучего» газа внутри банок, возникновения взрыва и разрушения корпуса автомобильного аккумулятора.

Если внутренние соединения в батарее после взрыва газа сохраняют работоспособность (проверяется разрядом на вилку-пробник), то можно полагать, что дефекта в батарее нет и не было, а причина взрыва связана с несоблюдением правил эксплуатации и внешней искрой. Наличие трещин на боковых стенках корпуса аккумуляторной батареи и повреждения внутренних перегородок между банками автомобильного аккумулятора свидетельствуют о низком уровне электролита.

В банках с нормальным уровнем жидкости стенки корпуса защищены ею от давления взрыва и не получают повреждений - трещины в таком случае могут быть только на крышке. Такой случай является негарантийным и не может являться основанием для бесплатной замены аккумуляторной батареи или возмещения её стоимости, даже если он имел место в момент действующего гарантийного срока, определённого изготовителем.

Справедливости ради, надо отметить, что автоматические системы заливки на производстве автомобильных аккумуляторов иногда, очевидно, из-за сбоев автоматики, недоливают электролит в аккумуляторные батареи и в некоторых случаях они выходят в продажу с неполным объёмом заполнения банок, что создаёт опасность скопления газов и взрыва. Такое на практике встречается. Поэтому важно при установке новой аккумуляторной батареи на автомобиль проводить контроль за наличием нормального уровня электролита в каждой банке (при наличии пробок, конечно). Иногда это позволяет избежать неприятностей.

Но вот если эти отверстия будут забиты грязью , то может произойти ситуация, когда водород будет скапливаться внутри корпуса, а взорваться аккумулятор может от малейшей искры. Более того иногда они взрываются и без видимой искры. То есть при забитых пробках и резком выделении большого объема водорода он смешивается с другими веществами, окисью углерода СО, происходит его резкое расширение с выделением большого количества тепла и в результате разрыв изнутри одной или нескольких банок аккумулятора.

Когда вы пытаетесь завести автомобиль, а он никак не хочет запускаться, вы обычно маслаете стартером пока он не сгорит ко всем чертям, правильно? А стартерный ток очень велик. Аккумулятор в момент прокрутки стартера отдает не хилый стартерный ток, в результате чего электролит в нем быстро закипает и нагревается, начинают обильно выделяться газы, собственно не водород а наверно даже сероводород. Так вот, если вздумате прикуривать от другого аккумулятора, сначала дайте своему акуму немного «успокоиться» и остыть! А при соединении проводов не допускайте искрения на клеммах и соблюдайте полярность.

Сероводород способен самовоспламениться при 100 градусах. При внутреннем замыкании в банках взрыв происходит без внешних факторов или при небольшой встряске.

Нужно быть очень осторожным, потому что при разрыве корпуса аккумулятора пластик разлетается с огромной силой и в добавок к нему идет серная кислота. При попадании в глаза или на кожу немедленно промывайте струей воды или раствором соды, который нейтрализует кислоту.

Видео по теме:

Правила эксплуатации аккумулятора

Всегда следите за напряжением заряда на автомобиле, оно не должно превышать 14,7 вольта. При большем напряжении перезаряд вызовет интенсивное кипение и сильный нагрев батареи, а там и до взрыва недалеко. Если батарея разряжена, не оставляйте ее на морозе, пластины в таком случае быстро придут в негодность. Ведь у разряженного аккумулятора низкая плотность электролита и на морозе в нем начинает кристаллизоваться вода.

Время от времени заглядывайте под капот! Протрите батарею чистой тряпкой от пыли и следов электролита. По возможности проверьте отверстия для вентиляции и уровень электролита в банках. Если уровень ниже нормы — вы знаете что делать. Сами клеммы желательно смазать литолом или техническим вазелином, подойдет и солидол. Это защитит клеммы от появления на них окислений.

Уровень электролита должен быть на 1,5-2см выше поверхности пластин. Иногда в аккумуляторе есть специальные метки уровня электролита. При необходимости поднять уровень электролита до нормы, долейте дистиллированную воду. Электролит использовать недопустимо!

Большинство водителей считают, что аккумулятор в автомобиле, вещь безопасная. Однако, взрыв аккумулятора происходит довольно часто. Это связано с неправильной эксплуатацией батареи. Это изделие также требует правильного обслуживания и ухода.

Важнейшей причиной взрыва аккумуляторной батареи считается скопление горючих газов, которые воспламеняются при возникновении конкретных условий. Газы начинают выделяться после полного расхода сульфата свинца, образовавшегося во время разряда. Другими словами, после восстановления заряда, вода начинает разлагаться. Следовательно, если взорвался аккумулятор, значит, происходил сильный перезаряд АКБ.

Причиной перезаряда считается несколько факторов:

Высокое напряжение заряда.
Длительная зарядка.
Неправильное функционирование генератора.

Если для заряда используется автоматическое зарядное устройство, взрыв аккумулятора автомобиля невозможен, так как после полной зарядки устройство отключиться, подача напряжения прекратиться.

Самым распространенным случаем, отчего может взорваться аккумулятор, считается нарушение работы генератора. Он обязан подавать напряжение 14,2 вольта. Если это значение выше, внутри аккумулятора начинается кипение электролита, как следствие, происходит взрыв.

Забитые отверстия для отвода газов

Иногда возникает скопление водорода внутри батареи. В этом случае аккумулятор взрывается от любой пробежавшей искры. А может ли взорваться аккумулятор без нее? Причиной может стать забитая пробка. Окись углерода вступает в соединение с накопившимся водородом. Происходящая реакция выделяет много тепловой энергии. В результате, непосредственно внутри батареи разрывается две - три банки.

Если автомобиль не заводится, неопытный водитель гоняет стартер, пока тот не сгорит. Заметим, что стартер постоянно подает огромный ток. Аккумулятору приходится отдавать большую величину стартерного тока. В это время происходит закипание электролита, поднимается температура. В результате выделяется большой объем сероводорода. Как следствие, взорвался аккумулятор в автомобиле, придется покупать новый.

Неисправный генератор

Вращение коленчатого вала в автомобиле происходит с разными оборотами, поэтому генератор подает различное напряжение. Превышение 14,1 вольта становится причиной начала электролиза воды. При постоянном завышении напряжения, образование газов происходит намного интенсивнее. Поэтому взорванный АКБ в автомобиле, это следствие работы неисправного электрооборудования.

Понижение уровня электролита

Опытные водители отлично знают, что АКБ требует повышенного внимания. Требуется регулярно следить, чтобы уровень электролита постоянно находился в норме. Если недоливать дистиллированную воду, происходит усиление реакции газообразования. Банки опустошаются, в освободившихся местах скапливаются газы.

При заниженном уровне электролита, увеличивается риск, взрыва батареи. Электролит должен полностью закрывать свинцовые пластины. Современные аккумуляторы оборудованы специальными метками, по которым определяется уровень электролита.

Чехол аккумулятора

Одним из важных факторов риска считается чехол, которым автомобилисты часто накрывают батарею. Он предохраняет от попадания грязи, является отличным утеплителем. Однако такая полезная вещь может стать причиной взрыва. Если чехол наглухо закроет газоотводящие отверстия, начнет скапливаться газ, который станет причиной взорванного АКБ.

Искра

Аккумуляторные батареи взрываются по различным причинам. Но чаще всего, это происходит от любой проскочившей искры, возникшей в электрических контактах. Если плохо закрепить клеммы, будет недостаточным контакт с выводами батареи, обязательно пробежит искра. Ее появление может быть связано с окислением клемм, большим загрязнением, ненадежным соединением. Перечисленные факторы нарушают контакт, начинается искрение, батарея взрывается.

Как избежать взрыва аккумулятора

Что делать, если взорвался аккумулятор в автомобиле, что необходимо предпринять? Ответ достаточно прост, всегда занимайтесь профилактикой узлов, а также агрегатов и важнейших механизмов автомобиля чтобы такого не произошло.

• Напряжение заряда, которое генератор подает на аккумулятор, должно не превышать 14,7 вольта. Если оно будет больше, батарея начнет кипеть, сильно нагреется, возможен сильный взрыв.
• Разряженную батарею нельзя хранить в холодном помещении. Пластины очень быстро станут негодными, так как плотность электролита при сильном морозе резко снижается. Внутри аккумулятора начинается процесс кристаллизации воды.
• Батарею нужно постоянно держать в чистоте. Ее необходимо регулярно протирать чистой тряпкой, удалять пыль, тщательно смывать следы электролита.
• Обязательно следите за вентиляционными отверстиями. Они должны постоянно быть открытыми и чистыми.
• Регулярно проверяйте уровень электролита. Если его меньше нормы, добавляйте дистиллированную воду.
• Чтобы на клеммах не возникало окисления, их лучше всего смазать литолом. Можно также использовать технический вазелин, подойдет солидол.
• Электропроводка машины должна находиться в исправном состоянии, контакты тщательно зачищены и плотно закреплены. Детали, пришедшие в негодность, необходимо заменить.
• Окислившиеся контакты нужно тщательно зачистить, особенно это касается токовыводящих клемм аккумулятора.

Важно! Любая возникшая искра рядом с АКБ, может быть причиной взрыва.

• Чехол, надетый на батарею, должен иметь прорези, чтобы оставить открытыми газоотводящие отверстия.
• АКБ должна содержаться в чистоте. В особенности это касается отверстий, через которые выходят выделяющиеся газы.
• Рядом с батареей не допускается никакого искрения, запрещается прикуривать и чиркать спичкой. Проверку уровня электролита требуется выполнять стеклянной трубочкой. Категорически запрещается подсвечивать банки зажигалкой.
• Требуется постоянно поддерживать нормальный уровень электролита.
  При необходимости выполнять доливку дистиллированной водой.

Заключение

Профилактические меры помогут продлить срок эксплуатации АКБ. Соблюдение простых правил ухода за батареей, навсегда исключит ее взрыв.

Видео про взрыв аккумулятора.

Время от времени в средства массовой информации извещают об отозванной партии смартфонов, которые загораются в руках и взрываются. Иногда в интернете публикуют видео сгоревшего автомобиля, в котором произошел взрыв аккумулятора. Не так уж безобидны литиевые аккумуляторы. Взрыв любой АКБ приносит материальные, иногда человеческие жертвы. Трагедию можно предупредить, зная о последствиях нарушения условий безопасной эксплуатации устройства.

Литий-ионный аккумулятор представляет электрохимическую ячейку, с несколькими опасными факторами:

• короткое замыкание между анодом и катодом из-за нарушений зазоров при сборке;
• нарушения электрохимической реакции при перезарядке аккумулятора или эксплуатации при низкой температуре и очень глубокий разряд;
• зарядка высоким током;
• случайные механические повреждения, приводящие к замыканию.

Первопричиной взрыва Li-Ion аккумулятора становится короткое замыкание, ведущее к нагреву внутри до 80-90 0 . При этом защитный слой на анодной ленте разлагается с выделением легких газов – этана, метана, этилена. Взрывоопасная смесь без кислорода не активна. Реакции внутри экзотермические, температура постепенно повышается до 200 0 . В этот момент в реакцию вступают окислы металлов и литий на катоде, в виде дендритов. Реакция идет с выделением кислорода, происходит резкое повышение температуры и взрыв батареи. Все этапы происходят быстрее, чем требуется времени на прочтение..

Производители знают о причинах взрывов аккумуляторных батарей и предусмотрели защиту от перезаряда и снижения напряжения на клеммах ниже допустимого. Предохранительный клапан и контроллер должны отключить устройство от системы питания, стравить газ. Но горючий газ, выходя в атмосферу, может дать факел.

Склонность к взрыву литиевых аккумуляторов вынудила авиаперевозчиков отказаться принимать в багаж вещи, где источником энергии являются литий-ионные аккумуляторы. Зачастую они представлены форм фактором 18650, пальчиковыми батареями

Опасность литиевых батарей отходит на второй план, компенсируется их большой емкостью и малым весом. Уже создан предохранитель на основе нанотехнологии, способный отключать элемент при нагревании до 70 0 , после остывания контакт восстанавливается. Применение компонента повысит устойчивость аккумулятора к перезаряду и перегреву.

Чем чаще используется устройство, тем больше его травмоопасность. Ничтожный процент брака при массовом потреблении в натуральном выражении — число внушительное. Сейчас почти все имеют телефоны, смартфоны, планшеты и ноутбуки, в которых установлены литиевые аккумуляторы. Даже если один из миллиона телефонных АКБ устроит взрыв, причинив тяжкие телесные повреждения пользователю – уже трагедия.

Серьезным поводом говорить об опасности смартфонов стала новая модель в 2016 году Samsung Galaxy Note 7. В результате продукция отозвана, купленные модели возвращены. Компания потерпела миллиардные убытки из-за взрывов литиевых аккумуляторов.

Последствия некачественных АКБ без устройств защиты, с браком в сборке приводят к аварии вначале эксплуатации аппарата. Но взрыв литионной батареи телефона может произойти в любой момент по причинам, с нарушением герметичности корпуса и условий эксплуатации:

• Нарушение правил эксплуатации – перезаряд, нагревание гаджета под прямыми солнечными лучами или около отопительной батареи.
• Механическое повреждение корпуса, резкий удар может привести к разгерметизации корпуса или короткому замыканию внутри батареи.
• Использование несоответствующих зарядных устройств или, подделок приведет к взрыву аппарата с плоским аккумулятором или 18650.
• Неплотная фиксация батареи в корпусе мобильного устройства.

При развившемся взрыве аккумулятора при зарядке, раскаленный электролит пускает язык пламени на 1,5 м в течение 10-15 секунд. Продукты горения могут вызвать отравление, вплоть до госпитализации.

Как избежать взрыва АКБ телефона? Не следует покупать очень дешевые мобильники от неизвестных производителей. В них могут стоять некачественные аккумуляторы, без контроллеров питания и термодатчиков. Пользоваться родным ЗУ и не оставлять батарею на всю ночь без присмотра. Не заряжать аккумулятор у батареи, или спрятав под одеяло. Собираясь приобрести гаджет, почитайте отзывы, проверьте рейтинг покупательского спроса.

Причины взрыва кислотных аккумуляторов

Свинцовый кислотный аккумулятор считается пожаробезопасным устройством, но иногда взрываются. Причиной является полное пренебрежение к требованиям эксплуатации.

Газы должны выделяться и отходить через пробки. Если лабиринты забиты, банки кипят при зарядке, внутри скапливается гремучая смесь, которая является причиной взрыва аккумулятора. Признаком кипения банок в подкапотном пространстве автомобиля становится запах сероводорода (тухлые яйца), кислотный запах и белый налет на корпусе АКБ. Не создать опасную концентрацию поможет правильная работа генератора и регулятора напряжения. Большое скопление газов и случайная искра могут привести к взрыву автомобильного аккумулятора.

Причины взрыва автомобильного аккумулятора

Опасность подстерегает владельца автомобильного аккумулятора при зарядке. Если не откручены пробки с обслуживаемой батареи перед подключением ЗУ, взрыв становится неотвратим. Другая причина взрыва – неправильно выставленное напряжение на ЗУ. Если идет интенсивное газовыделение при зарядке, это может привести в воспламенению смеси в воздухе мастерской. Поэтому требуется обеспечить хорошую вентиляцию. Воздушные каналы нельзя прикрывать утеплительным кожухом АКБ.

Если в банках мало электролита, во время зарядки объем взрывоопасной смеси может стать критическим, стать причиной взрыва батареи.
Поэтому следить за уровнем электролита нужно систематически, доливая дистиллированную воду.

Для предотвращения искрения, причины взрыва газовой смеси в подкапотном пространстве авто, необходимо чистить налет, окисление, плотно подтягивать контакты, чистить клеммы АКБ.

Причины взрыва необслуживаемого аккумулятора

Необслуживаемый аккумулятор неспособен интенсивно выделять газ через открытые пробки при зарядке. У него не должен снижаться уровень электролита в процессе эксплуатации.

Есть 2 типа необслуживаемых АКБ – обычный Ca/Ca и с клапанным регулированием, VRLA. Если батарея не является поддельной, имитирующей известные марки, аккумулятор не требует дополнительного обслуживания, но необходимо время от времени чистить газоотводный клапан.

Причиной взрыва аккумулятора могут стать неправильные действия при прикуривании. Если реле напряжения отказало, напряжение может создавать перезаряд, интенсивное кипение. При забитом воздушном клапане внутри скапливается взрывоопасная смесь.

Видео

Предлагаем ознакомиться с наглядным материалом, объясняющим, почему взрываются автомобильные аккумуляторы.