Глубокий разряд кальциевого аккумулятора что это
Кальциевые аккумуляторы – плюсы, минусы и особенности эксплуатации
Одна из самых важных деталей в любом автомобиле – это аккумуляторная батарея, особенно остро ее преимущества и недостатки владелец транспортного средства ощущает в холодное время года, когда температура окружающего воздуха падает ниже нулевой отметки.
Чтобы не испытывать проблем с запуском автомобиля в любую погоду, выбор «правильной» АКБ имеет первостепенное значение. Многие автолюбители задумываются о приобретении кальциевых аккумуляторов: преимущества и недостатки этого устройства стоит подробно рассмотреть, прежде чем делать выбор.
Что такое кальциевые аккумуляторы
Кальциевые АКБ(Ca/Ca) – это разновидность аккумуляторной батареи, пластины которой изготовлены из свинца, легированного кальцием (calcium). Количество последнего элемента в процентном соотношении крайне незначительно. Сколько именно? — Кальция в составе не более 0,1% от общей массы пластины, поэтому более правильным было бы название «свинцово-кальциевые аккумуляторы», но в обиходе закрепилась упрощенная формулировка. В роли легирующего элемента в таких АКБ кальций заменил сурьму, которая для этих целей применялась в течение длительного времени, но обладала рядом недостатков, для устранения которых потребовалось подобрать другое вещество.
Отдельно стоит остановиться на такой разновидности АКБ, как серебряно – кальциевые аккумуляторы (обозначение — Ca/Ag) — автолюбители часто называют их просто «серебряными». Для изготовления пластин таких батарей используется сплав свинца и кальция, но, в отличие от обычного устройства, в процессе производства в сплав добавляется серебро. Присутствие последнего в составе пластины позволяет избавиться почти от всех недостатков кальциевых батарей (об этом ниже), сохранив при этом их достоинства. Практически единственным минусом АКБ с содержанием серебра остается их высокая цена, которая объясняется сложностью изготовления кальциево-серебряных аккумуляторов и использованием дорогостоящего сырья.
Технология производства
Технологический процесс производства аккумуляторов (известный также как «кальциевая технология») имеет некоторые отличия от схемы изготовления сурьмянистых батарей. В первую очередь это касается решеток, которые в случае со свинцово-сурьмянистым сплавом производятся методом литья. Но когда был опробован способ для свинцово-кальциевого сплава, выяснилось, что кальций при таком подходе из решеток просто выгорает.
По этой причине решетки для кальциевых аккумуляторов производятся с использованием технологии штамповки, что означает следующее: предварительно изготовленная сплошная лента из сплава подвергается перфорированию. Благодаря такому методу становится возможным производить пластины с усовершенствованной, более сложной формой. При этом в процессе штамповки сохраняется внешняя рамка пластины.
В настоящее время кальциевые аккумуляторы автомобильные не вытеснили с рынка традиционные сурьмянистые в первую очередь по причине сложности процесса производства свинцово-кальциевых решеток, поэтому изготовители выпускают необслуживаемые аккумуляторы обоих этих классов, а также гибриды — нечто среднее между ними.
Сравнение кальциевых аккумуляторов с другими типами батарей
Аккумуляторы для автомобиля Са/Са имеют свои преимущества и недостатки, если сравнивать их с батареями других видов. Чтобы определить, какой аккумулятор лучше рассмотрим различия между АКБ с кальцием и их сурьмяными и гибридными аналогами.
Сурьмянистый свинцовый аккумулятор
Легирующий элемент свинцовых пластин (как маркируются — /+)
Начало процесса электролиза электролита
Относительно дорогой (с учетом усредненной стоимости такое устройство будет стоить не менее 3 тысяч рублей)
В среднем стоимость свинцового устройства 1,5 раза дешевле кальциевого
В среднем 1,5 – 2 раза дешевле кальциевого
Таблица 1. Основные различия между кальциевыми, свинцовыми (сурьмянистыми) и гибридными аккумуляторами.
Кальциевые и гибридные аккумуляторы считаются прогрессивными устройствами и пользуются большей популярностью среди современных автомобилистов благодаря своим улучшенным техническим характеристикам.
Плюсы кальциевых аккумуляторов
Если говорить о том, какие плюсы и минусы характеризуют кальциевый аккумулятор, то, в первую очередь, стоит остановиться на преимуществах АКБ такого класса (их намного больше, чем недостатков):
Преимущества кальциевых аккумуляторов
Длительный срок эксплуатации
В среднем срок службы кальциевого аккумулятора составляет около пяти лет при правильной эксплуатации.
Характеризуются низким уровнем саморазряда
Если сравнивать с малосурьмянистыми разновидностями, то аналогичная характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70%.
Повышенная прочность пластин АКБ
Это делает пластины устойчивыми к вибрации
Снижение процесса электролиза воды
Благодаря этому кальциевые аккумуляторы в большинстве своем являются необслуживаемыми (около 90%).
Снижение интенсивности коррозионных процессов
Увеличивает срок службы АКБ.
Защита от перезаряда
Для кальциевых АКБ характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
Возможность изготовления пластин меньшей толщины
Производители имеют возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, а значит – с большей мощностью.
Идеальный вариант для начинающих автомобилистов
Аккумулятор автомобильный Са/Са (в большинстве случаев) является необслуживаемым, поэтому владельцу не требуется проводить дополнительных манипуляций, таких как измерение уровня и плотности электролита – есть или нет у автомобилиста опыт работы с такими устройствами неважно. Установив новую кальциевую АКБ, о ней можно просто забыть практически на весь период эксплуатации, периодически уделяя внимание подзарядке.
Таблица 2. Достоинства кальциевых аккумуляторов
Минусы кальциевых АКБ
К сожалению, кальциевые аккумуляторы для автомобиля не лишены некоторых недостатков, среди которых нельзя не отметить следующие:
Чувствительность к глубоким разрядам
Это главный минус и основное отличиекальциевых батарей от их гибридных или сурьмянистых аналогов. Аккумуляторы этого класса не рекомендуется разряжать ниже напряжения 12 В.
Достаточно всего одного глубокого разряда, чтобы такая АКБ потеряла пятую часть своей емкости. Однократный полный разряд – и батарея лишится половины емкости, тогда как устройство, пережившее 9 – 10 разрядов становится полностью непригодным к эксплуатации.
Объясняется сложностью и дороговизной производственного процесса.
Не подходят для режима передвижений в «городском стиле»
Длительные простои (если, к примеру, владелец пользуется автомобилем только для того, чтобы добраться из дома на работу и обратно), езда в ритме «старт – стоп» губительно воздействуют на кальциевые аккумуляторы.
Таблица 3. Недостатки кальциевых АКБ
Особенности обслуживания и эксплуатации кальциевых аккумуляторов
Так как для корректной работы и длительной эксплуатации кальциевой батареи первостепенное значение имеет поддержание заряда на должном уровне, автолюбителям будет полезна информация о том, каковы особенности эксплуатации кальциевых АКБ, чем он отличается от использования аналогичных устройств других классов:
1. Если автомобиль с кальциевым аккумулятором эксплуатируется в «городском режиме», поддержать его работоспособность поможет «профилактическая» зарядка. Можно приобрести специальное устройство (стоит качественная модель недешево, но затраты на нее окупаются) и не реже 1 раза в 4 недели полностью заряжать АКБ. Тогда долгие простои и передвижение на небольшие расстояния не повлияют на срок его службы. Во всех остальных случаях устройство будет требовать подзарядки вдвое реже;
2. Современную свинцово-кальциевую батарею рекомендуется заряжать до 14,4 В, при этом производители указывают, что необходим заряд током не выше 1/10 от заявленной емкости.
3. Напряжение в клеммах следует регулярно замерять с помощью вольтметра. Если прибор показывает 12В – устройство требуется немедленно зарядить, в противном случае избежать потери емкости будет практически невозможно;
4. Глубокий разряд приводит к тому, что в пластинах происходит необратимая химическая реакция, вследствие которой образуется нерастворимый остаток в виде сульфата кальция – такими кислотными отложениями блокируется передача заряда. Многие автомобилисты по привычке проводят с кальциевым аккумулятором КТЦ, что действует на батарею губительно;
5. «Кипячение» кальциевым АКБ категорически противопоказано. Оно приводит к снижению технических характеристик устройства или полному его выходу из строя – даже если видимое кипение отсутствует, в определенный момент начинается выделение газов, приводящих к разрушению намазки пластин;
6. Такой прибор, как ареометр, в случае, если автомобиль оснащен кальциевой АКБ, абсолютно бесполезен. Современный аккумулятор спластинами из свинцово-кальциевого сплава устроен так, что электролит в нем уже не находится в свободном состоянии – для него характерно расслоение на более водянистую часть, скапливающуюся на поверхности банок, и электролит повышенной плотности, который оказывается внизу;
7. В настоящее время начали появляться подделки. Определить неоригинальное устройство и отличить качественную АКБ поможет маркировка. На аккумуляторе (на корпусе) должны быть указаны: стартовый ток, значение напряжения и номинальной емкости, а также дата, когда устройство было выпущено и подробная информация о производителе. Подробнее о том, как отличить подделку – здесь
Заключение
Для того чтобы выбрать АКБ, подходящую для конкретного автомобиля, следует учитывать три основных параметра: модель и модификация транспортного средства, а также условия (в том числе интенсивность) его эксплуатации. При возникновении каких бы то ни было сомнений при выборе – лучше обратиться за консультацией к специалистам.
Что касается кальциевых аккумуляторов, то они подходят автомобилистам, которые ездят на большие расстояния и предпочитают высокое качество езды. Кальциевый аккумулятор требует только своевременной подзарядки – тогда устройство будет эксплуатироваться в течение заявленного производителем срока и даже дольше.
Опыт автомобилистов, пользующихся АКБ этого класса будет интересен и полезен каждому, кто задумывается о выборе батареи и хочет продлить срок ее службы. Расскажите о своем опыте использования кальциевых батарей — стоят ли тех денег, что за них просят?
Зарядка кальциевого аккумулятора по науке или конец спорам
Споры по поводу правильной зарядки кальциевого аккумулятора ведутся уже давно. Одна половина автовладельцев выступает за напряжение 14,8 В ( ± 0,4 В ) при заряде, а другая утверждает, что для 100% заряда кальциевой аккумуляторной батареи необходимо напряжение не менее 16,0 В. При этом, каждая из сторон приводит свои «убедительные» доводы, чтобы доказать непогрешимость своей теории. Давайте вместе попробуем разобраться, в чем же причина таких жарких споров и существует ли единственно верный способ зарядки кальциевого аккумулятора?
Для справки: максимально растворимая величина кальция (Ca ) в свинце (Pb) составляет 0,1% от основной массы. Свинцовые пластины современных аккумуляторов содержат в своем составе от 0,06% до 0,09% кальция. Данное соотношение определено экспериментально и является самым оптимальным.
Дальнейшее чтение будет полезным для понимания того, почему на сегодняшний день традиционные АКБ с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава ушли в прошлое, а им на смену пришли аккумуляторы с решетками из свинцово-кальциевого сплава. Понимание этих простых истин поможет нам увидеть, «с какой стороны», образно говоря, нужно подходить к зарядке кальциевых аккумуляторов.
Никому не нужные преимущества кальциевых аккумуляторных батарей
Знаете ли вы, что первый кальциевый аккумулятор был создан в 1932 году американской фирмой «Бел телефон»? На тот момент это было самым крупным прогрессом на рынке свинцовых аккумуляторов, ведь эти аккумуляторы обрели ряд преимуществ перед традиционными сурьмянистыми. Они имели гораздо меньший саморазряд (долго сохраняли накопленную энергию) и очень маленький расход воды (во время эксплуатации практически не «кипели»), что сделало их бесспорными лидерами по неприхотливости обслуживания.
Казалось бы, за кальциевыми аккумуляторами будущее! Но нет. На практике «кальциевая» технология до сегодняшнего времени не находила широкого применения. Почему? Потому что наряду с преимуществами, кальциевые аккумуляторы получили и существенные недостатки. Среди них:
Информация получена из источников: «Современная теория свинцового аккумулятора», авторы: М.А. Дасоян, И.А. Агуф, 1975 г. стр. 183-185. «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г. стр. 54-55.
Вышеперечисленные недостатки значительно сузили область применения кальциевых аккумуляторов. Они использовались только в тех случаях, когда первостепенно важной являлась способность АКБ сохранять заряд по времени. Другими словами, аккумулятор должен был долго держать заряд. В большинстве других случаев, предпочтение отдавали традиционным сурьмянистым аккумуляторным батареям.
Спрос рождает предложение
Почему же сейчас кальциевые аккумуляторы используются повсеместно? Может быть н аука нашла способ, как избавиться от всех вышеперечисленных недостатков? Не совсем. Главным фактором здесь выступает основной закон рыночной экономики, который можно сформулировать так: «Спрос рождает предложение».
Автомобильный бум
Вспомните, сколько автомобилей было во дворах ваших домов всего каких-то 30 лет назад? А сколько их сейчас? В любом городе дворы буквально забиты автомобилями. Налицо автомобильный бум. Это раньше автомобиль являлся роскошью и с него буквально «пылинки сдували», а сейчас? Вы думаете, что владельцы «живущих» на улице автомобилей ночами не спят, размышляя о том, как бы обслужить аккумулятор на своем авто? Ничего подобного.
Поставил и забыл
Приоритеты людей сильно изменились. Автомобиль стал обычным средством передвижения, а выбор аккумулятора сместился в сторону набирающего популярность принципа: «поставил и забыл». Что бы там ни говорили, но большинству автомобилистов глубоко «до лампочки», что там происходит с их аккумулятором. Они просто не хотят связываться с их обслуживанием.
Вот слова одного автомобилиста: «Как показала практика, у всех 3-х новых автомобилей, которые я покупал (за последние 15 лет) аккумуляторы прослужили по 2 года, максимум 3» (от себя добавлю, что этот автомобилист из северных районов России). Тогда я его спросил: «А заряжать не пробовал?» На что он ответил: «Зачем? Проще новый купить». Как вам такой ответ? Странно, правда? Однако таких людей с каждым днем становится все больше и больше.
Конкурентная борьба производителей АКБ
Теперь понятно, почему производители аккумуляторов «из кожи лезут вон», лишь бы предложить потребителю аккумулятор, который не требует к себе никакого внимания, одним словом – «поставил и забыл». И конкурентная борьба среди производителей аккумуляторов сейчас ведется в одной единственной плоскости – чей АКБ прослужит дольше без какого- либо обслуживания.
Кальцию – зеленый свет или «возвращение блудного попугая»
Как же кстати оказалась всеми забытая «кальциевая» технология, позволяющая изготавливать «необслуживаемые АКБ». Да, именно легирование свинца кальцием позволило повысить перенапряжение водорода или, говоря проще, аккумулятор стал «закипать» при более высоком напряжении (16,0 В). При напряжении бортовой сети автомобиля 14,4 В кальциевые аккумуляторы вообще не «закипают» и не требуют постоянного доливания дистиллированной воды, а значит нуждаются лишь в минимальном обслуживании. У кальциевого аккумулятора есть еще один бонус – это способность долго держать разряд. Скажем, если ваш автомобиль пару месяцев простоит на стоянке, то вернувшись за ним, у вас будут все шансы на успешный запуск двигателя. На этом, однако, его преимущества заканчиваются.
А как же недостатки, спросите вы. Да никак! Конечно, инженеры пытаются «продлить жизнь» кальциевым аккумуляторам, экспериментируя с «рецептами приготовления» токоотводящих решеток, а также самой обмазки, из которой впоследствии формируется активная масса. Плюсом ко всему в электролит добавляют различные «улучшители». Даже себестоимость производства свинцово-кальциевого сплава удалось снизить (за счет совершенствования технологии), но в глобальном смысле проблемы с кальцием как были, так они и остались.
Однако это уже не важно. Важно, что теперь потребителю можно предложить товар, который отвечает его ОСНОВНОМУ критерию: «поставил и забыл».
Производитель АКБ «думает о вас» или основа маркетинговой стратегии
Ситуация на сегодняшний день такова, что в условиях реальной эксплуатации кальциевого АКБ, зарядка при 14,8 В провоцирует глубокую сульфатацию пластин, а зарядка при 16,2 В способствует более быстрому оплыванию активной массы. В обоих случаях емкость аккумулятора уменьшается. Каждый из этих ОТДЕЛЬНО ВЗЯТЫХ способов заряда губителен для кальциевого аккумулятора, как ни крути.
Однако самое большое зло, которое таит в себе кальциевый аккумулятор – это непереносимость глубокого циклирования. Говоря проще, при глубоких разрядах потеря емкости ускоряется в разы, по сравнению с сурьмянистыми батареями (причины описаны в начале статьи).
Вы думаете производители об этом не знают? Прекрасно знают, но никогда вам об этом подробно рассказывать не будут. Цель у них совершенно иная. В основе их маркетинговых стратегий лежит одно единственное преимущество кальциевого аккумулятора – это его «необслуживаемость» или отсутствие необходимости уделять ему свое внимание, словом «поставил и забыл». А вот разборки по поводу «болячек» своего «детища» они оставили на усмотрение своих потребителей, поскольку сказать им нечего. Отсюда и «туманность» в их рекомендациях по обслуживанию. Стоит ли теперь удивляться неугасающим спорам по поводу «правильной» зарядки кальциевой АКБ? Ответ очевиден.
Что делать нам, жертвам маркетинга?
А как же быть тем, кто не хочет «забывать» про свой аккумулятор и кто не желает мириться с тем, что 2 года эксплуатации (для северных районов РФ) для кальциевого АКБ – это предел? Ответ прост – включать здравый смысл. Автор статьи не выступает в защиту того или иного способа зарядки, обсуждаемого на просторах интернета, а предлагает некий компромисс, помогающий продлить «срок жизни» кальциевого аккумулятора.
Компромиссный способ зарядки кальциевой АКБ
Вот мы и подошли к самому главному вопросу: как зарядить кальциевую батарею? В источнике «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., на страницах 160–166 описываются 7 способов зарядки современных аккумуляторов:
Из всех вышеперечисленных способов авторы данного научного труда сходятся во мнении, что с точки зрения полноты заряда наиболее оптимальным является двухступенчатый комбинированный заряд. Его мы и возьмем за основу.
На первой схеме авторы изобразили изменение тока и напряжения при комбинированном заряде.
Точно такая же схема заряда имеется у зарядного устройства Орион «Вымпел-27». Вот схема:
Хотя визуально схемы изображены по-разному, принцип, который лежит в их основе одинаков: как только напряжение достигает максимального значения, сила тока начинает уменьшаться, пока не достигнет минимума. Получается, что на первой ступени заряда стабилизируется сила тока, а как только напряжение достигнет своей верхней допустимой величины, включается вторая ступень – стабилизируется напряжение, а ток начинает уменьшаться. Признаком окончания заряда принято считать достижение постоянства плотности электролита и силы тока в течение 2 часов.
Не сочтите это за рекламу зарядного устройства, но Вымпел-27 имеет все минимально необходимые параметры для зарядки 99% кальциевых аккумуляторных батарей, имеющихся у владельцев легковых автомобилей. Для тех, кто не занимается ремонтом аккумуляторов и не владеет грузовым транспортом, этого зарядного устройства вполне хватит. Целью данной статьи не является обзор всевозможных зарядных устройств, поэтому Вымпел-27 будет использоваться исключительно в качестве наглядного пособия для зарядки кальциевой батареи. Каждый автолюбитель вправе использовать любые другие зарядные устройства.
В чем компромисс?
В чем же заключается компромисс предлагаемого способа зарядки кальциевой АКБ? Компромисс в следующем: мы не будем заряжать аккумулятор при каком-то одном напряжении (14,8 или 16,0 вольт), а разделим заряд на 2 этапа. Перед началом заряда аккумуляторная батарея должна быть выдержана не менее 8 часов при комнатной температуре (20-25 0 С). Также не забудьте проверить уровень электролита. Он должен покрывать верхний край пластин на 25-35 мм (для АКБ «Аком»). Если он ниже, доведите его до нормы путем добавления дистиллированной воды.
1-й этап зарядки
На первом этапе мы воспользуемся автоматическим алгоритмом заряда, при котором зарядное устройство (далее ЗУ) Вымпел-27 ограничивает максимальное напряжение до 14,8 вольт. Это станет основным этапом заряда АКБ, который позволит зарядить батарею примерно до 90% от ее фактической емкости.
Итак, на ОТКЛЮЧЕННОМ от сети (220В) зарядном устройстве, подсоединяем плюсовой зажим к положительной клемме АКБ, а минусовой к отрицательной. Затем выставляем переключатель в положение 14,8 В и силу тока, равную 0,1 от номинальной емкости. Например, если АКБ на 60 Ач, то сила тока устанавливается 6А. Далее подключаем ЗУ к сети 220 В. После подключения автоматически начнется заряд.
Когда ток упадет приблизительно до 0,6А и дальше уже не будет снижаться, то первый этап зарядки можно считать завершенным. Далее отсоединяем ЗУ от сети 220 В, оставляя устройство подключенным к АКБ. Зачем? Дело в том, что во время заряда, когда ЗУ подключено к сети 220 В, автоматика не позволяет изменять величину тока.
2-й этап зарядки
Для чего нужен 2-й этап зарядки? В нашем случае мы будем заряжать кальциевый аккумулятор, изготовленный АО «Аком», а в инструкции по зарядке аккумуляторов этого производителя прямо говорится, что для эффективной и полной зарядки АКБ, изготовленной по технологии Ca/Ca, зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,0 В. Ниже скрин из инструкции.
Зарядное устройство Орион Вымпел-27
На ЗУ Вымпел-27 как раз для этих случаев существует ручной режим «дозаряда» при 16,0 В. Поэтому выставляем переключатель на положение 16,0 В (зарядное устройство при этом остается отключенным от сети 220 В), а силу тока ограничиваем до 2А (1/30 от номинальной емкости). После выставления необходимых параметров подключаем ЗУ к сети 220 В и продолжаем следить за зарядом.
При напряжении 16,0 вольт на электродах кальциевого аккумулятора начинается электролиз воды (разложение на водород и кислород). Проще говоря, АКБ начинает «кипеть». И чем ближе конец заряда, тем сильнее будет «кипение». Это нормальный процесс, способствующий перемешиванию электролита и обеспечивающий более полное «растворение» сульфата свинца, отложившегося на пластинах в результате предыдущего разряда.
Далее, когда ток перестанет снижаться, выдерживаем аккумулятор в режиме подзаряда еще 2 часа и отключаем зарядное устройство от сети 220 В. Все, зарядка кальциевого аккумулятора завершена. Данный метод заряда определенно наносит аккумулятору некоторый вред, но он наиболее щадящий и представляет собой некий компромисс, подразумевая выбор наименьшего из «двух зол».
Контрольные измерения
Противникам «кипячения» кальциевого аккумулятора посвящается
В предвкушении шквала критики от «сторонников 14 вольт» хочется обратить внимание на некоторые научно доказанные факты. Для начала давайте рассмотрим, что лежит в основе доводов, которые приводят сторонники 14 вольт.
МИФ: «Кипячение» – это самое большое зло для АКБ
Нередко в пользу этой теории можно услышать примерно такие высказывания: «Зачем делать то, от чего производитель так старательно хочет уйти?». Некоторые сторонники 14 вольт наивно полагают, что производителю, путем неимоверных усилий, удалось таки избавиться от самого главного врага аккумулятора – «кипения», что именно «кипение» приводило к разрушению электродов в свинцово-кислотных аккумуляторах на протяжении всех 160 лет их существования. Наконец-то производители АКБ «прозрели» и сделали то, чего так ждали автовладельцы! Наконец-то аккумулятор стал «совершенным»! Как это ни грустно, но ситуация обратная.
ФАКТ: Использование в производстве «кальциевой» технологии, позволяющей уйти от «кипения» аккумулятора – не более, чем маркетинговый ход. Да, да, не более того! Это лишь реакция рынка на складывающиеся тенденции современного автомобильного общества. Автовладельцы ХОТЯТ аккумуляторы, которые «поставил и забыл». Не хотите возиться с аккумулятором? Не проблема – получите «кальциевое чудо»!
Более 70 лет «кальциевая» технология была никому не нужна, потому что она не «вписывалась» в рыночную экономику, но сегодня настал ее «звездный час». Единственное преимущество кальциевого аккумулятора перед сурьмянистым – это отсутствие необходимости пристально следить за уровнем электролита. Именно эта особенность «кальциевой» технологии легла в основу маркетинговых кампаний всех производителей. И делается это не потому, что «кипение» – зло, а потому, что люди просто-напросто этого ХОТЯТ. Второй по значимости плюс «кальция» – это низкий саморазряд, на этом, пожалуй, все его достоинства заканчиваются.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА: Электролиз воды или так называемое «кипение» является обычным рабочим процессом в эксплуатации свинцового аккумулятора – об этом твердят все учебники и научные труды, опубликованные за последние десятилетия. Да, в процессе электролиза или «кипения» происходит незначительное осыпание активной массы, но без «кипения» весь сульфат свинца на пластинах не растворится и заряд аккумулятора будет неполным. Каждый аккумулятор рассчитан на определенное количество циклов (разряд/заряд) и с каждым циклом происходит своего рода «износ» аккумуляторных пластин, характеризующийся осыпанием активной массы и безвозвратной потерей емкости. И что теперь? Не эксплуатировать аккумулятор? Проведем аналогию с тормозной системой автомобиля. Представьте, что вам говорят: «Когда вы едете на автомобиле, то не нажимайте на тормоза, а то тормозные колодки и тормозные диски изнашиваются в этот момент». Как вам такое заявление?
ВОЗРАЖЕНИЕ-1: Некоторые сторонники 14 вольт воскликнут: «Да как вы не понимаете, что кипение при 14,4 В (у сурьмянистых батарей) – это не тоже самое, что кипение при 16,0 В (у кальциевых). Кипение при 14,4 В – это хорошо, а вот кипение при 16,0 В – это уже зло! Именно при 16,0 В и происходит интенсивное оплывание активной массы. »
ОТВЕТ: Давайте узнаем мнения экспертов в этой области. Первый источник: «Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов», авторы: В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант, 1988 г., стр. 96. Ниже представлен скрин.
Обратили внимание, какое напряжение нужно подавать на один элемент батареи? На одну банку нужно подать 2,7 вольта, а на шесть банок (2,7 х 6 =16,2 вольта).
Если вы думаете, что эта книга сильно «лохматая» и данные не отвечают современным реалиям, то обратимся к более свежему источнику: «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., стр. 162,163. Скрин ниже.
Как видно, сначала идет комментарий, что при достижении 2,4 вольта на одном элементе батареи, начинается электролиз. Если мы умножим 2,4 х 6 = 14,4 вольта, то начинаем понимать, что речь идет о сурьмянистых батареях, ведь именно у них электролиз начинается при напряжении 14,4 вольта. Но самое интересно ниже. В конце заряда напряжение возрастает до 16,2 вольта (2,7 х 6 = 16,2 В).
Что мы с этого имеем? А то, что как при 14,4 В, так и при 16,2 В свинцовые аккумуляторы прекрасно себя чувствуют.
ВОЗРАЖЕНИЕ-2: Кальциевый аккумулятор спокойно заряжается и при 14,8 В.
ОТВЕТ: Совершенно верно, хоть не спокойно, но заряжается. Только до 100% заряда вы будете его «гонять» неделю и то при условии, что АКБ не имеет глубокой сульфатации. В реальности ни один здравомыслящий водитель не будет заряжать свой аккумулятор 7 дней. Другое дело, когда выбора нет, аккумулятор «сдох», к примеру. Только в этом случае водителю придется выделить достаточно времени, чтобы попытаться «оживить» свой АКБ.
ВОЗРАЖЕНИЕ-3: Чтобы довести плотность кальциевого аккумулятора до «нормы» (1,27 г/см 3 ), по окончании заряда при 14,8 В, достаточно взболтать электролит. Либо сразу после зарядки поставить АКБ в автомобиль и покататься на нем по кочкам. Тогда более концентрированный электролит, который в нижней части банок, перемешается с менее плотными верхними слоями и все будет ОК.
ОТВЕТ: Сама цель ЗАРЯДНОГО процесса заключается в том, чтобы ВЕСЬ сульфат свинца ( PbSO 4 ), образовавшийся во время РАЗРЯДА, «превратить» обратно в двуокись свинца ( PbO 2 ) на положительной пластине и в металлический губчатый свинец (Pb) – на отрицательной. В результате этих химических реакций, помимо описанных выше «превращений», расходуется вода и образуется серная кислота. На следующей иллюстрации схематически показано, что происходит с электролитом во время заряда, ограниченного 14,8 В.
Что мы здесь видим? Во время заряда, образовавшаяся на положительном электроде серная кислота, под действием гравитации стекает на дно аккумулятора, вытесняя воду на поверхность. Этот процесс называется стратификацией или расслоением электролита. В результате расслоения электролита на нижней части пластин аккумулятора остается «нерастворенным» сульфат свинца, потому что ему не хватает воды для химической реакции, так как почти вся вода находится в верхних слоях электролита. И что с того, спросите вы?
А то, что аккумулятор так и останется незаряженным на 100%, потому что часть серной кислоты остается «запакованной» в сульфат свинца на нижней части пластин.
Единственное решение данной проблемы – это постоянное перемешивание электролита на последней стадии заряда, чтобы поступающая в нижнюю часть вода вступала в реакцию и «растворяла» сульфат свинца до тех пор, пока весь он не преобразуется в серную кислоту. Только тогда аккумулятор можно считать заряженным на 100%. Как раз «кипение» во время зарядки аккумулятора и выполняет эту роль перемешивания, но. при 14,8 вольтах кальциевая батарея практически не кипит, только при 16,0 В.
Отсюда сделаем закономерный вывод: взболтать электролит по окончании заряда – недостаточно. Вы просто перемешаете электролит, выровняете плотность, но сульфат свинца так и останется на нижней части пластин! Заряд аккумулятора не будет доведен до 100%.
ВОЗРАЖЕНИЕ-4: Но ведь плотность электролита показывает 1,28 г/см 3 – значит весь сульфат растворился!
ОТВЕТ: Чудес в наше время не бывает. Проверьте уровень электролита. Скорее всего он ниже нормы. Отсюда и высокая плотность. Приведу реальный пример: кальциевый аккумулятор за полтора года с момента покупки автомобиля ни разу не обслуживался, пробег авто на момент осмотра АКБ составил 30 000 км, эксплуатация – ежедневная. Состояние аккумулятора при температуре электролита 21 0 С было следующим:
Казалось бы все отлично, но когда заглянули в банки, то оказалось, что сульфатация пластин процветает во всех банках. Уровень электролита составлял 10-15 мм над пластинами, вместо 25-35 мм, рекомендованных заводом изготовителем (АО «АКОМ»), а это значит, что не хватает более 400 мл дистиллированной воды. Вот вам и отличная плотность! Доведите электролит до необходимого уровня и картина уже не будет такой радужной.
Подведение итогов
Какие выводы можно сделать по поводу правильной эксплуатации кальциевых аккумуляторов? Давайте подведем итог нашим рассуждениям.
Не допускайте глубоких разрядов, потому что восстановление емкости кальциевого аккумулятора после таких разрядов – крайне проблематично. А потому, не крутите стартером до тех пор, пока он не перестанет проворачивать двигатель (особенно зимой) и не забывайте выключать габариты, которые за день могут запросто разрядить ваш АКБ;
Обслуживайте аккумулятор хотя бы раз в полгода или на каждом ТО (корректировка уровня электролита и зарядка стационарным зарядным устройством).
Обязательно производите дозаряд кальциевого аккумулятора при 16,0 В, чтобы преобразовать все остатки сульфата свинца в серную кислоту.
На этом, пожалуй, пора завершать статью. Спасибо, что выделили достаточно времени, чтобы прочитать столь объемный материал.
Если возникли вопросы, спрашивайте в комментариях, помогу чем смогу. Если считаете, что я в чем-то ошибаюсь, пожалуйста, подкрепляйте свои аргументы научно обоснованными фактами, а не голословными утверждениями и «богатым личным опытом».