Споры по поводу правильной зарядки кальциевого аккумулятора ведутся уже давно. Одна половина автовладельцев выступает за напряжение 14,8 В (± 0,4 В) при заряде, а другая утверждает, что для 100% заряда кальциевой аккумуляторной батареи необходимо напряжение не менее 16,0 В. При этом, каждая из сторон приводит свои «убедительные» доводы, чтобы доказать непогрешимость своей теории. Давайте вместе попробуем разобраться, в чем же причина таких жарких споров и существует ли единственно верный способ зарядки кальциевого аккумулятора?
Для справки: максимально растворимая величина кальция (Ca) в свинце (Pb) составляет 0,1% от основной массы. Свинцовые пластины современных аккумуляторов содержат в своем составе от 0,06% до 0,09% кальция. Данное соотношение определено экспериментально и является самым оптимальным.
Дальнейшее чтение будет полезным для понимания того, почему на сегодняшний день традиционные АКБ с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава ушли в прошлое, а им на смену пришли аккумуляторы с решетками из свинцово-кальциевого сплава. Понимание этих простых истин поможет нам увидеть, «с какой стороны», образно говоря, нужно подходить к зарядке кальциевых аккумуляторов.
Никому не нужные преимущества кальциевых аккумуляторных батарей
Знаете ли вы, что первый кальциевый аккумулятор был создан в 1932 году американской ? На тот момент это было самым крупным прогрессом на рынке свинцовых аккумуляторов, ведь эти аккумуляторы обрели ряд преимуществ перед традиционными сурьмянистыми. Они имели гораздо меньший саморазряд (долго сохраняли накопленную энергию) и очень маленький расход воды (во время эксплуатации практически не «кипели»), что сделало их бесспорными лидерами по неприхотливости обслуживания.
Казалось бы, за кальциевыми аккумуляторами будущее! Но нет. На практике «кальциевая» технология до сегодняшнего времени не находила широкого применения. Почему? Потому что наряду с преимуществами, кальциевые аккумуляторы получили и существенные недостатки. Среди них:
- Трудность получения отливок с постоянным содержанием кальция по причине его быстрого выгорания в процессе плавки. Этот процесс был трудоемким и затратным с финансовой точки зрения, что сильно тормозило распространение «кальциевой технологии».
- Значительная потеря емкости положительных электродов при глубоких разрядах в результате:
- межкристаллитной коррозии свинцово-кальциевого сплава (Pb-Ca), которая делает положительный электрод хрупким и ломким, ухудшая его токопроводящие свойства;
- ухудшения контакта между токоотводящей решеткой и активной массой из-за образования между ними плотного слоя сульфата свинца (PbSO4), который «не растворяется» (не окисляется в PbO2) даже при полном заряде (в формировании этого слоя, по всей видимости, важную роль играет сульфат кальция CaSO4);
- слабого сцепления коррозионной пленки как с активной массой, так и с токоотводом, что увеличивает склонность активной массы к оплыванию.
- Сложность контролирования степени заряженности по плотности электролита из-за его стратификации или расслоения. В отличие от традиционных сурьмянистых аккумуляторов, кальциевые АКБ не «кипят» и электролит при заряде не перемешивается, а значит, кислота, которая тяжелее воды, скапливается внизу банок, вытесняя менее плотные слои электролита вверх.
- Емкость АКБ с решетками из свинцово-кальциевого сплава, работающего в режиме постоянного подзаряда, была ниже емкости аналогичной АКБ с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава.
Информация получена из источников: «Современная теория свинцового аккумулятора», авторы: М.А. Дасоян, И.А. Агуф, 1975 г. стр. 183-185. «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г. стр. 54-55.
Вышеперечисленные недостатки значительно сузили область применения кальциевых аккумуляторов. Они использовались только в тех случаях, когда первостепенно важной являлась способность АКБ сохранять заряд по времени. Другими словами, аккумулятор должен был долго держать заряд. В большинстве других случаев, предпочтение отдавали традиционным сурьмянистым аккумуляторным батареям.
Маркировка
На АКБ наносятся обозначения, помогающие определить их главные параметры. Маркировка аккумуляторов делится на две категории:
- маркировка по ГОСТ (которая действует и сейчас);
- маркировка согласно ДИН.
По стандартам ГОСТ маркировка АКБ 6СТ-55АЗ выдает потребителю следующие данные: 6 – количество последовательно совмещенных аккумуляторов в батарее, характеризующих ее базисное напряжение (12В);
- СТ. — предназначение АКБ (Стартерная);
- 55 – номинального типа емкость в Ампер-часах;
- А – общая крышка, З. – заполненная электролитическим составом и полностью заряженная.
По стандарту ДИН маркировка состоит из нескольких групп цифр:
- В 1-ых трех цифрах говорится о емкости АКБ;
- Во 2-ых трех цифрах скрыта информация о конструкции;
- В 3-их трех цифрах указывается величина пускового тока.
Маркировка 574 012 068 выдает следующие сведения:
- 5 — цифра, отображающая «порядок» значения емкости;
- 74 — емкость 74 Ампер*часа;
- 012 — обозначение типа корпуса, из которого следуют размеры корпуса, вид крепления, месторасположение выводов;
- 068 — ток пуска 680 Ампер по стандарту EN.
Спрос рождает предложение
Почему же сейчас кальциевые аккумуляторы используются повсеместно? Может быть наука нашла способ, как избавиться от всех вышеперечисленных недостатков? Не совсем. Главным фактором здесь выступает основной закон рыночной экономики, который можно сформулировать так: «Спрос рождает предложение».
Автомобильный бум
Вспомните, сколько автомобилей было во дворах ваших домов всего каких-то 30 лет назад? А сколько их сейчас? В любом городе дворы буквально забиты автомобилями. Налицо автомобильный бум. Это раньше автомобиль являлся роскошью и с него буквально «пылинки сдували», а сейчас? Вы думаете, что владельцы «живущих» на улице автомобилей ночами не спят, размышляя о том, как бы обслужить аккумулятор на своем авто? Ничего подобного.
Поставил и забыл
Приоритеты людей сильно изменились. Автомобиль стал обычным средством передвижения, а выбор аккумулятора сместился в сторону набирающего популярность принципа: «поставил и забыл». Что бы там ни говорили, но большинству автомобилистов глубоко «до лампочки», что там происходит с их аккумулятором. Они просто не хотят связываться с их обслуживанием.
Вот слова одного автомобилиста: «Как показала практика, у всех 3-х новых автомобилей, которые я покупал (за последние 15 лет) аккумуляторы прослужили по 2 года, максимум 3» (от себя добавлю, что этот автомобилист из северных районов России). Тогда я его спросил: «А заряжать не пробовал?» На что он ответил: «Зачем? Проще новый купить». Как вам такой ответ? Странно, правда? Однако таких людей с каждым днем становится все больше и больше.
Конкурентная борьба производителей АКБ
Теперь понятно, почему производители аккумуляторов «из кожи лезут вон», лишь бы предложить потребителю аккумулятор, который не требует к себе никакого внимания, одним словом – «поставил и забыл». И конкурентная борьба среди производителей аккумуляторов сейчас ведется в одной единственной плоскости – чей АКБ прослужит дольше без какого- либо обслуживания
.
Какой он, гибридный АКБ
Само слово «гибридный» означает применение пары или нескольких технологических решений в получении продукта.
Гибридный аккумулятор разработан на методе объединения двух технологий изготовления оборудования, которые включают скрещенный состав электролитных свойств таких уникальных веществ как кальций и сурьма.
Гибридный аккумулятор состоит из двух видов пластин. Одни выполнены на основе сплава свинец-сурьма, другие – свинец-кальций. Чтобы отличить обычный аккумулятор от гибридного, следует посмотреть на его маркировку.
Гибридный аккумулятор имеет на своем корпусе надпись Calcium Plus или Ca+.
Кальцию – зеленый свет или «возвращение блудного попугая»
Как же кстати оказалась всеми забытая «кальциевая» технология, позволяющая изготавливать «необслуживаемые АКБ». Да, именно легирование свинца кальцием позволило повысить перенапряжение водорода или, говоря проще, аккумулятор стал «закипать» при более высоком напряжении (16,0 В). При напряжении бортовой сети автомобиля 14,4 В кальциевые аккумуляторы вообще не «закипают» и не требуют постоянного доливания дистиллированной воды, а значит нуждаются лишь в минимальном обслуживании. У кальциевого аккумулятора есть еще один бонус – это способность долго держать разряд. Скажем, если ваш автомобиль пару месяцев простоит на стоянке, то вернувшись за ним, у вас будут все шансы на успешный запуск двигателя. На этом, однако, его преимущества заканчиваются.
А воз и ныне там …
А как же недостатки, спросите вы?….. Да никак! Конечно, инженеры пытаются «продлить жизнь» кальциевым аккумуляторам, экспериментируя с «рецептами приготовления» токоотводящих решеток, а также самой обмазки, из которой впоследствии формируется активная масса. Плюсом ко всему в электролит добавляют различные «улучшители». Даже себестоимость производства свинцово-кальциевого сплава удалось снизить (за счет совершенствования технологии), но в глобальном смысле проблемы с кальцием как были, так они и остались.
Однако это уже не важно. Важно, что теперь потребителю можно предложить товар, который отвечает его ОСНОВНОМУ критерию: «поставил и забыл».
Частота подзарядки
Мы с вами рассмотрели, как заряжать кальциевый аккумулятор с нуля. Естественно, если данная процедура проводится в профилактических целях, то первые два или даже три этапа можно исключить. Частота подзарядки зависит от ряда факторов: времени года, срока службы батареи и режима использования. В теплое время года с новым аккумулятором и периодическими поездками на дальние дистанции о подзарядке можно забыть на 1-2 месяца. И наоборот – зимой, если аккумулятор старый, а режим езды — преимущественно городской, подзарядка станет регулярной процедурой.
Чтобы определить частоту подзарядки лично для своего авто и аккумулятора, не стоит ждать, пока батарея разрядится. Это может произойти в самый неподходящий момент, когда у вас не будет возможности вернуть работоспособность авто, «прикурив» его от другой машины или поставив аккумулятор на зарядку. Как проверить АКБ? Для замера заряда рекомендуется использовать такой незамысловатый прибор, как мультиметр. Он и стоит недорого, и в хозяйстве нужен повсеместно. Осуществляя периодические замеры при разных погодных условиях и режимах эксплуатации, вы сможете понять, с какой частотой ваш аккумулятор нужно подзаряжать, и обезопасить себя от неприятной ситуации.
или основа маркетинговой стратегии
Ситуация на сегодняшний день такова, что в условиях реальной эксплуатации кальциевого АКБ, зарядка при 14,8 В провоцирует глубокую сульфатацию пластин, а зарядка при 16,2 В способствует более быстрому оплыванию активной массы. В обоих случаях емкость аккумулятора уменьшается. Каждый из этих ОТДЕЛЬНО ВЗЯТЫХ способов заряда губителен для кальциевого аккумулятора, как ни крути.
Однако самое большое зло, которое таит в себе кальциевый аккумулятор – это непереносимость глубокого циклирования. Говоря проще, при глубоких разрядах потеря емкости ускоряется в разы, по сравнению с сурьмянистыми батареями (причины описаны в начале статьи).
Вы думаете производители об этом не знают? Прекрасно знают, но никогда вам об этом подробно рассказывать не будут. Цель у них совершенно иная. В основе их маркетинговых стратегий лежит одно единственное преимущество кальциевого аккумулятора – это его «необслуживаемость» или отсутствие необходимости уделять ему свое внимание, словом «поставил и забыл». А вот разборки по поводу «болячек» своего «детища» они оставили на усмотрение своих потребителей, поскольку сказать им нечего. Отсюда и «туманность» в их рекомендациях по обслуживанию. Стоит ли теперь удивляться неугасающим спорам по поводу «правильной» зарядки кальциевой АКБ? Ответ очевиден.
Выбор зарядного устройства
Для старых свинцовых аккумуляторов подойдет любое ЗУ. Для кальциевых батарей нужно иметь зарядное устройство с определёнными характеристиками.
- Желательно, чтобы в нем вручную устанавливалисьпараметры тока.
- Хорошо если устройство имеет режим десульфатации, проверки емкости и работоспособности аккумулятора.
- У них должен программироваться алгоритм на определенные функции.
- Крайне желательно наличие нескольких автоматических режимов зарядки.
Что делать нам, жертвам маркетинга?
А как же быть тем, кто не хочет «забывать» про свой аккумулятор и кто не желает мириться с тем, что 2 года эксплуатации (для северных районов РФ) для кальциевого АКБ – это предел? Ответ прост – включать здравый смысл. Автор статьи не выступает в защиту того или иного способа зарядки, обсуждаемого на просторах интернета, а предлагает некий компромисс, помогающий продлить «срок жизни» кальциевого аккумулятора.
Компромиссный способ зарядки кальциевой АКБ
Вот мы и подошли к самому главному вопросу: как зарядить кальциевую батарею? В источнике «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., на страницах 160–166 описываются 7 способов зарядки современных аккумуляторов:
Из всех вышеперечисленных способов авторы данного научного труда сходятся во мнении, что с точки зрения полноты заряда наиболее оптимальным является двухступенчатый комбинированный заряд
. Его мы и возьмем за основу.
На первой схеме авторы изобразили изменение тока и напряжения при комбинированном заряде.
Точно такая же схема заряда имеется у зарядного устройства Орион «Вымпел-27». Вот схема:
Хотя визуально схемы изображены по-разному, принцип, который лежит в их основе одинаков: как только напряжение достигает максимального значения, сила тока начинает уменьшаться, пока не достигнет минимума. Получается, что на первой ступени заряда стабилизируется сила тока, а как только напряжение достигнет своей верхней допустимой величины, включается вторая ступень – стабилизируется напряжение, а ток начинает уменьшаться. Признаком окончания заряда принято считать достижение постоянства плотности электролита и силы тока в течение 2 часов.
Не сочтите это за рекламу зарядного устройства, но Вымпел-27 имеет все минимально необходимые параметры для зарядки 99% кальциевых аккумуляторных батарей, имеющихся у владельцев легковых автомобилей. Для тех, кто не занимается ремонтом аккумуляторов и не владеет грузовым транспортом, этого зарядного устройства вполне хватит. Целью данной статьи не является обзор всевозможных зарядных устройств, поэтому Вымпел-27 будет использоваться исключительно в качестве наглядного пособия для зарядки кальциевой батареи. Каждый автолюбитель вправе использовать любые другие зарядные устройства.
В чем компромисс?
В чем же заключается компромисс предлагаемого способа зарядки кальциевой АКБ? Компромисс в следующем: мы не будем заряжать аккумулятор при каком-то одном напряжении (14,8 или 16,0 вольт), а разделим заряд на 2 этапа. Перед началом заряда аккумуляторная батарея должна быть выдержана не менее 8 часов при комнатной температуре (20-250С). Также не забудьте проверить уровень электролита. Он должен покрывать верхний край пластин на 25-35 мм (для АКБ «Аком»). Если он ниже, доведите его до нормы путем добавления дистиллированной воды.
1-й этап зарядки
На первом этапе мы воспользуемся автоматическим алгоритмом заряда, при котором зарядное устройство (далее ЗУ) Вымпел-27 ограничивает максимальное напряжение до 14,8 вольт. Это станет основным этапом заряда АКБ, который позволит зарядить батарею примерно до 90% от ее фактической емкости.
Итак, на ОТКЛЮЧЕННОМ от сети (220В) зарядном устройстве, подсоединяем плюсовой зажим к положительной клемме АКБ, а минусовой к отрицательной. Затем выставляем переключатель в положение 14,8 В и силу тока, равную 0,1 от номинальной емкости. Например, если АКБ на 60 Ач, то сила тока устанавливается 6А. Далее подключаем ЗУ к сети 220 В. После подключения автоматически начнется заряд.
Когда ток упадет приблизительно до 0,6А и дальше уже не будет снижаться, то первый этап зарядки можно считать завершенным. Далее отсоединяем ЗУ от сети 220 В, оставляя устройство подключенным к АКБ. Зачем? Дело в том, что во время заряда, когда ЗУ подключено к сети 220 В, автоматика не позволяет изменять величину тока.
2-й этап зарядки
Для чего нужен 2-й этап зарядки? В нашем случае мы будем заряжать кальциевый аккумулятор, изготовленный АО «Аком», а в инструкции по зарядке аккумуляторов этого производителя прямо говорится, что для эффективной и полной зарядки АКБ, изготовленной по технологии Ca/Ca, зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,0 В. Ниже скрин из инструкции.
Зарядное устройство Орион Вымпел-27
На ЗУ Вымпел-27 как раз для этих случаев существует ручной режим «дозаряда» при 16,0 В. Поэтому выставляем переключатель на положение 16,0 В (зарядное устройство при этом остается отключенным от сети 220 В), а силу тока ограничиваем до 2А (1/30 от номинальной емкости). После выставления необходимых параметров подключаем ЗУ к сети 220 В и продолжаем следить за зарядом.
При напряжении 16,0 вольт на электродах кальциевого аккумулятора начинается электролиз воды (разложение на водород и кислород). Проще говоря, АКБ начинает «кипеть». И чем ближе конец заряда, тем сильнее будет «кипение». Это нормальный процесс, способствующий перемешиванию электролита и обеспечивающий более полное «растворение» сульфата свинца, отложившегося на пластинах в результате предыдущего разряда.
Далее, когда ток перестанет снижаться, выдерживаем аккумулятор в режиме подзаряда еще 2 часа и отключаем зарядное устройство от сети 220 В. Все, зарядка кальциевого аккумулятора завершена. Данный метод заряда определенно наносит аккумулятору некоторый вред, но он наиболее щадящий и представляет собой некий компромисс, подразумевая выбор наименьшего из «двух зол».
Контрольные измерения
Окончив заряд, с помощью ареометра измеряем плотность электролита. Если плотность составляет 1,27-1,28 г/см3, то это соответствует 100% заряду. Если плотность электролита остается низкой (1,22-1,23 г/см3), то это говорит о глубокой сульфатации электродов, образовавшейся в результате хронического недозаряда АКБ или вследствие глубоких разрядов. Шансы восстановить емкость такого аккумулятора определенно есть, но речь о проведении таких мероприятий, например, восстановление емкости кальциевого аккумулятора путем проведения контрольно-тренировочных циклов (КТЦ), будет обсуждаться в отдельной статье. А сейчас …
Особенности производства
Как вы уже знаете, технология Ca/Ca подразумевает применение в аккумуляторных батареях легирующей присадки в виде кальция. Это повышает прочность свинцовых пластин, их устойчивость к осыпанию, разрушению и сульфатации.
Если сравнивать технологию производства с сурьмянистыми АКБ, здесь есть весомое отличие.
Пластины с добавлением сурьмы производят путём литья сплавов. Изначально специалисты попытались применить аналогичный принцип, изготавливая свинцово-кальциевые решётки. Но это закончилось неудачей. При таких температурах кальций попросту выгорал.
Из-за этого решётки, то есть основу пластин, начали создавать методом штамповки. Суть процесса производства такова:
- создают сплав на основе свинца и кальция;
- придерживаются определённых пропорций;
- сплав представлен в виде ленты;
- эту ленту перфорируют, то есть создают необходимые отверстия.
Это привело к созданию решётки с достаточно сложной структурой, эффективность которой оказалась выше старой технологии. Внешняя рамка за счёт штамповки при этом сохраняется.
Несмотря на своё превосходство, кальциевые технологии ещё уступают сурьмянистым по распространённости и популярности. Основная причина в сложности производства, что влияет на конечную стоимость продукта.
Параллельно появляются другие технологии. В их числе и кальциевые, к которым добавляют небольшое количество серебра.
Противникам «кипячения» кальциевого аккумулятора посвящается
В предвкушении шквала критики от «сторонников 14 вольт» хочется обратить внимание на некоторые научно доказанные факты. Для начала давайте рассмотрим, что лежит в основе доводов, которые приводят сторонники 14 вольт.
МИФ: «Кипячение» – это самое большое зло для АКБ
Нередко в пользу этой теории можно услышать примерно такие высказывания: «Зачем делать то, от чего производитель так старательно хочет уйти?». Некоторые сторонники 14 вольт наивно полагают, что производителю, путем неимоверных усилий, удалось таки избавиться от самого главного врага аккумулятора – «кипения», что именно «кипение» приводило к разрушению электродов в свинцово-кислотных аккумуляторах на протяжении всех 160 лет их существования. Наконец-то и сделали то, чего так ждали автовладельцы! Наконец-то аккумулятор стал «совершенным»! Как это ни грустно, но ситуация обратная….
ФАКТ: Использование в производстве «кальциевой» технологии, позволяющей уйти от «кипения» аккумулятора – не более, чем маркетинговый ход. Да, да, не более того! Это лишь реакция рынка на складывающиеся тенденции современного автомобильного общества. Автовладельцы ХОТЯТ аккумуляторы, которые «поставил и забыл». Не хотите возиться с аккумулятором? Не проблема – получите «кальциевое чудо»!
Более 70 лет «кальциевая» технология была никому не нужна, потому что она не «вписывалась» в рыночную экономику, но сегодня настал ее «звездный час». Единственное преимущество кальциевого аккумулятора перед сурьмянистым – это отсутствие необходимости пристально следить за уровнем электролита. Именно эта особенность «кальциевой» технологии легла в основу маркетинговых кампаний всех производителей. И делается это не потому, что «кипение» – зло, а потому, что люди просто-напросто этого ХОТЯТ. Второй по значимости плюс «кальция» – это низкий саморазряд, на этом, пожалуй, все его достоинства заканчиваются.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА: Электролиз воды или так называемое «кипение» является обычным рабочим процессом в эксплуатации свинцового аккумулятора – об этом твердят все учебники и научные труды, опубликованные за последние десятилетия. Да, в процессе электролиза или «кипения» происходит незначительное осыпание активной массы, но без «кипения» весь сульфат свинца на пластинах не растворится и заряд аккумулятора будет неполным. Каждый аккумулятор рассчитан на определенное количество циклов (разряд/заряд) и с каждым циклом происходит своего рода «износ» аккумуляторных пластин, характеризующийся осыпанием активной массы и безвозвратной потерей емкости. И что теперь? Не эксплуатировать аккумулятор? Проведем аналогию с тормозной системой автомобиля. Представьте, что вам говорят: «Когда вы едете на автомобиле, то не нажимайте на тормоза, а то тормозные колодки и тормозные диски изнашиваются в этот момент». Как вам такое заявление?
ВОЗРАЖЕНИЕ-1: Некоторые сторонники 14 вольт воскликнут: «Да как вы не понимаете, что кипение при 14,4 В (у сурьмянистых батарей) – это не тоже самое, что кипение при 16,0 В (у кальциевых). Кипение при 14,4 В – это хорошо, а вот кипение при 16,0 В – это уже зло! Именно при 16,0 В и происходит интенсивное оплывание активной массы!!!»
ОТВЕТ: Давайте узнаем мнения экспертов в этой области. Первый источник: «Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов», авторы: В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант, 1988 г., стр. 96. Ниже представлен скрин.
Обратили внимание, какое напряжение нужно подавать на один элемент батареи? На одну банку нужно подать 2,7 вольта, а на шесть банок (2,7 х 6 =16,2 вольта).
Если вы думаете, что эта книга сильно «лохматая» и данные не отвечают современным реалиям, то обратимся к более свежему источнику: «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., стр. 162,163. Скрин ниже.
Как видно, сначала идет комментарий, что при достижении 2,4 вольта на одном элементе батареи, начинается электролиз. Если мы умножим 2,4 х 6 = 14,4 вольта, то начинаем понимать, что речь идет о сурьмянистых батареях, ведь именно у них электролиз начинается при напряжении 14,4 вольта. Но самое интересно ниже. В конце заряда напряжение возрастает до 16,2 вольта (2,7 х 6 = 16,2 В).
Что мы с этого имеем? А то, что как при 14,4 В, так и при 16,2 В свинцовые аккумуляторы прекрасно себя чувствуют.
ВОЗРАЖЕНИЕ-2: Кальциевый аккумулятор спокойно заряжается и при 14,8 В.
ОТВЕТ: Совершенно верно, хоть не спокойно, но заряжается. Только до 100% заряда вы будете его «гонять» неделю и то при условии, что АКБ не имеет глубокой сульфатации. В реальности ни один здравомыслящий водитель не будет заряжать свой аккумулятор 7 дней. Другое дело, когда выбора нет, аккумулятор «сдох», к примеру. Только в этом случае водителю придется выделить достаточно времени, чтобы попытаться «оживить» свой АКБ.
ВОЗРАЖЕНИЕ-3: Чтобы довести плотность кальциевого аккумулятора до «нормы» (1,27 г/см3), по окончании заряда при 14,8 В, достаточно взболтать электролит. Либо сразу после зарядки поставить АКБ в автомобиль и покататься на нем по кочкам. Тогда более концентрированный электролит, который в нижней части банок, перемешается с менее плотными верхними слоями и все будет ОК.
ОТВЕТ: Сама цель ЗАРЯДНОГО процесса заключается в том, чтобы ВЕСЬ сульфат свинца (PbSO4), образовавшийся во время РАЗРЯДА, «превратить» обратно в двуокись свинца (PbO2) на положительной пластине и в металлический губчатый свинец (Pb) – на отрицательной. В результате этих химических реакций, помимо описанных выше «превращений», расходуется вода и образуется серная кислота. На следующей иллюстрации схематически показано, что происходит с электролитом во время заряда, ограниченного 14,8 В.
Что мы здесь видим? Во время заряда, образовавшаяся на положительном электроде серная кислота, под действием гравитации стекает на дно аккумулятора, вытесняя воду на поверхность. Этот процесс называется стратификацией или расслоением электролита. В результате расслоения электролита на нижней части пластин аккумулятора остается «нерастворенным» сульфат свинца, потому что ему не хватает воды для химической реакции, так как почти вся вода находится в верхних слоях электролита. И что с того, спросите вы?
А то, что аккумулятор так и останется незаряженным на 100%, потому что часть серной кислоты остается «запакованной» в сульфат свинца на нижней части пластин.
Единственное решение данной проблемы – это постоянное перемешивание электролита на последней стадии заряда, чтобы поступающая в нижнюю часть вода вступала в реакцию и «растворяла» сульфат свинца до тех пор, пока весь он не преобразуется в серную кислоту. Только тогда аккумулятор можно считать заряженным на 100%. Как раз «кипение» во время зарядки аккумулятора и выполняет эту роль перемешивания, но… при 14,8 вольтах кальциевая батарея практически не кипит, только при 16,0 В.
Отсюда сделаем закономерный вывод: взболтать электролит по окончании заряда – недостаточно. Вы просто перемешаете электролит, выровняете плотность, но сульфат свинца так и останется на нижней части пластин! Заряд аккумулятора не будет доведен до 100%.
ВОЗРАЖЕНИЕ-4: Но ведь плотность электролита показывает 1,28 г/см3 – значит весь сульфат растворился!
ОТВЕТ: Чудес в наше время не бывает. Проверьте уровень электролита. Скорее всего он ниже нормы. Отсюда и высокая плотность. Приведу реальный пример: кальциевый аккумулятор за полтора года с момента покупки автомобиля ни разу не обслуживался, пробег авто на момент осмотра АКБ составил 30 000 км, эксплуатация – ежедневная. Состояние аккумулятора при температуре электролита 210С было следующим:
- Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) на клеммах: 12,84 В;
- Плотность электролита во всех банках: 1,28 ±0,01 г/см3;
Казалось бы все отлично, но когда заглянули в банки, то оказалось, что сульфатация пластин процветает во всех банках. Уровень электролита составлял 10-15 мм над пластинами, вместо 25-35 мм, рекомендованных заводом изготовителем (АО «АКОМ»), а это значит, что не хватает более 400 мл дистиллированной воды. Вот вам и отличная плотность! Доведите электролит до необходимого уровня и картина уже не будет такой радужной.
Описание технологии гибридных АКБ
Разработчики выбрали достоинства двух технологий, объединили их и получили новую — гибридную.
Таким образом, лучшее от кальциевой и сурьмяновой батарей идеально соединены в гибридной. Пластины, выполненные из сплава свинец-сурьма, имеют положительный заряд, а свинцово-кальциевые — отрицательный.
Использование низкотемпературного кальция при получении необходимого сплава обеспечивает готовый продукт, в данном случае решетки, коррозионной стойкостью.
В гибридной АКБ кальций способствует уменьшению уровня испарения электролита, предотвращает саморазрядку батареи. Сурьма в составе решетки гарантирует высокую стойкость к полной разрядке.
Подведение итогов
Какие выводы можно сделать по поводу правильной эксплуатации кальциевых аккумуляторов? Давайте подведем итог нашим рассуждениям.
- Не допускайте глубоких разрядов, потому что восстановление емкости кальциевого аккумулятора после таких разрядов – крайне проблематично. А потому, не крутите стартером до тех пор, пока он не перестанет проворачивать двигатель (особенно зимой) и не забывайте выключать габариты, которые за день могут запросто разрядить ваш АКБ;
- Обслуживайте аккумулятор хотя бы раз в полгода или на каждом ТО (корректировка уровня электролита и зарядка стационарным зарядным устройством).
- Обязательно производите дозаряд кальциевого аккумулятора при 16,0 В, чтобы преобразовать все остатки сульфата свинца в серную кислоту.
На этом, пожалуй, пора завершать статью. Спасибо, что выделили достаточно времени, чтобы прочитать столь объемный материал.
Если возникли вопросы, спрашивайте в комментариях, помогу чем смогу. Если считаете, что я в чем-то ошибаюсь, пожалуйста, подкрепляйте свои аргументы научно обоснованными фактами, а не голословными утверждениями и «богатым личным опытом».
Отзывы пользователей
Отзывы в который раз констатируют тот факт, что жизнь прибора зависит от разных факторов. В среднем батареи работают качественно до 5 лет, и только 30% могут служить до 4 лет. Все виды очень разные.
Геннадий, 48 лет:
«Среди разновидностей очень много подделок. Поэтому пользуюсь турецкими производителями, знакомые ещё советуют словенские и польско-американские, но пока не тестировал. Мой личный опыт показывает, что главное, это очень пристально контролировать аккумулятор и электрооборудование, тогда он послужит минимум 5 лет.»
Александр, 32 года:
«Я контролирую уровень электролита осенью и весной, а также осматриваю ремень генератора. И считаю, что аккумулятор служит долго, если автомобиль работает исправно.»
Кристина, 43 года:
«В современном кальциевом варианте, пластины упакованы плотно, электролит свободен только над пластинами в верхних слоях. Никогда не подвергаю глубокому разряду. Пользуюсь европейскими батареями.»
Смотрите видео, какой аккумулятор лучше кальциевый или гибридный:
Достоинства и недостатки
Достоинств у гибридных аккумуляторов значительно больше, чем недостатков:
- Сниженное не только расходование раствора, но и его степень кипения.
- Минимальный риск саморазрежения.
- Высокий ток пуска. Высокий КПД достигнут за счет свинец-кальциевых негативных электронов. Пластины обрабатывают специальным методом, препятствующем окислительным процессам, а также повышающего отдачу тока.
- Повышенная устойчивость к полным разрядам обеспечивается положительным электродом на свинце и сурьме.
- Гибридный аккумулятор легко запускается в зимнее время года за счет тока холодной прокрутки.
Среди недостатков можно выделить всего несколько фактов:
- В жаркое время пользователю придётся все-таки вливать дисцилированную воду в аккумулятор.
- Относительно малосурьмянистого гибридный аккумулятор дороже.
- Мошенники часто выбирают это оборудования для подделки (выбирать нужно в специализированных торговых точках).
В чем отличие малосурьмянистых и кальциевых АКБ
Химический элемент под названием «свинец» по своим свойствам достаточно мягкий, следовательно, не очень эффективен в одиночном использовании.
Введение к нему в пару сурьмы даст пластине нужную прочность. Недостатком может выступить закипание электролитного раствора, что приводит к нежелательным испарениям.
Это значит, что в банки нужно регулярно подливать дистиллированную воду.
Если в составе пластины больше 5% сурьмы, это старая модель (усовершенствованный конструктив имеет уменьшенное количество сурьмы).
АКБ с малым содержанием сурьмы являются малообслуживаемым. Главное отличие между малосурьмянистыми и гибридными аппаратами — уровень испарения.
Введение Са в свинецсодержащую решетку взамен сурьмы – новое направление эволюционного развития аккумулятора. Также известно добавление небольшого количества Ag.
Батарея с Са-содержащими пластинами обладают незначительным уровнем испарения электролита. Существуют герметичные абсолютно необслуживаемые модели, которые имеют повышенные емкость и КПД.
Кальциевая составляющая обеспечивает невысокий саморазряд гибридной батареи, а также использование более тонкой свинцовой решетки. Отличаются они стойкостью к полной разрядке (чем с ними поделился сурьмянистый аккумулятор).
