Аккумулятор кальциевый: зарядка кальциевых АКБ
Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Аккумулятор кальциевый: зарядка кальциевых АКБ». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Начинать стоит именно с этого, так многие автолюбители уже на этом этапе оказываются введенными в заблуждение. Некоторые даже думают, что у Ca/Ca аккумуляторов пластины изготовлены не из традиционного свинца, а из кальция. И это немудрено. Ведь до того, как на корпусах АКБ начали писать «Ca/Ca», были времена, когда писали Pb/Ca (да и сейчас такие тоже есть). Соответственно, на интуитивном уровне последнее воспринимается, как свинцово-кальциевый, а первое – как кальциево-кальциевый.
Особенности Ca/Ca АКБ
Кальциевый аккумулятор — конструктивно представляет собой классическую свинцово-кислотную батарею, но с одним отличием. Заключается оно в том, что пластины в АКБ легированы кальцием. То есть, они так же изготовлены из свинца, но покрыты микроскопической намазкой из кальция. Сделано это для того, чтобы предотвращать процесс электролиза воды, содержащейся в электролите.
Здесь и далее некоторые понятия и процессы описаны упрощено, чтобы каждый смог понять, о чём речь.
Электролиз — это, можно сказать, одна из главных проблем обычных аккумуляторов. Он начинается, когда батарея более-менее заряжена, а напряжение заряда превышает 14,5 В. В процессе электролиза вода разлагается на водород и кислород, безвозвратно покидая АКБ. Визуально этот процесс выглядит, как кипение воды в чайнике или кастрюле, из-за чего, собственно, и получил такое название. Хотя с классическим кипением воды электролиз не имеет ничего общего, кроме бурления и пузырьков.
В кальциевых аккумуляторах эта проблема была решена. И это необходимо было придумать, поскольку в процессе электролиза не просто вода разлагается на составляющие компоненты. Она уходит из аккумулятора, в результате чего снижается уровень электролита. Сам же электролит, при этом, стаёт более плотным. Концентрация кислоты в нём растёт, что не есть хорошо. Кроме всего прочего, электролиз пагубно сказывается на состоянии свинцовых пластин аккумулятора. Они постепенно осыпаются, разрушаются, повышая риск возникновения короткого замыкания. В общем и целом, ресурс АКБ сокращается. А благодаря кальцию — увеличивается.
Но это не всё, что нам в данный момент надо знать о кальциевых аккумуляторах. Дело в том, что так называемое кипение в классических АКБ было в некоторой степени полезным процессом. Благодаря нему электролит в банках перемешивался, а его плотность выравнивалась. Кальциевые же аккумуляторы в обычных условиях кипеть не могут. В процессе заряда более плотный электролит опускается ниже, а на поверхности остаётся менее плотный. Именно из-за этого при классическом подходе к зарядке кальциевого аккумулятора измеряемая ареометром плотность никак не может достигнуть желаемого уровня, а индикатор не зеленеет.
Кроме этого, в последнее время часто поговаривают о стратификации электролита. Это процесс его расслоения. Химию рассматривать не будем. Нам важно лишь три вещи. Во-первых, из-за стратификации мы никогда не сможем корректно измерить плотность электролита, так как в верхних слоях она будет занижена. Во-вторых, повышенная концентрация кислоты в нижней части АКБ пагубно сказывается на свинцовых пластинах.
В-третьих, если вдруг такой аккумулятор разрядится зимой более, чем до 30%, есть все шансы на то, что сверху будет чистая вода, а не электролит. Понятно, что при таком раскладе АКБ в буквальном смысле замёрзнет. Иногда замерзает так, что от расширения льда не выдерживает корпус батареи. Хотя это и не единственная возможная проблема.
Из всего вышесказанного следует, что заряжать кальциевый аккумулятор традиционным способом не эффективно. Моментально он от этого, конечно же, не скопытится. Но потенциальный пятилетний ресурс легко может сократиться до двух-трёх лет. Собственно, это все особенности, которые нужно знать об АКБ Ca/Ca, если ваша цель — заряжать его правильно и полноценно.
Неправильная «правильная» зарядка кальциевых АКБ
Постепенно подходим к процессу заряда кальциевого аккумулятора. Почему он не заряжается до так называемых 100% при напряжении 14,4 В? Почему при 16 В – вроде бы заряжается? Кто «надоумил» пользователей заряжать кальциевые аккумуляторы повышенным напряжением? И чем, в конце концов, заканчивается такая эксплуатация? Ответим на все эти вопросы.
Итак, допустим, у вас имеется кальциевая АКБ. Вы решили, что пора бы ее «погонять» на стационарном зарядном устройстве, как это рекомендуется производителями. Вы подаете на нее стандартные 14,4 В и дожидаетесь, пока потребляемый батареей ток не снизится до 0,1 А. Напомним, что это один из первичных признаков того, что аккумулятор зарядился.
Вы отключаете зарядное устройство, и перед установкой АКБ на автомобиль вдруг вспоминаете, что неплохо было бы измерить плотность электролита. Как известно – плотность в районе 1,27 является еще одним из первичных признаков того, что аккумулятор зарядился. Вы измеряете ее, но 1,27 там и близко нет. Вы в недоумении «идете в Интернет» с вопросом – как зарядить кальциевый аккумулятор, и попадаете на статьи и ролики, где показано, как получить желаемую плотность 1,27…
А чтобы получить такую плотность, «знатоки» советуют заряжать кальциевые АКБ тем самым напряжением 16,1-16,5 В. Вы поверили этим рекомендациям, сделали так, как говорят, и о чудо – плотность таки повысилась. Но радость от этого, к сожалению, продолжается недолго.
Подав на клеммы АКБ такое напряжение, вы принудительно спровоцировали то самое кипение, с которым так тщательно боролся производитель. Что произошло при этом? А вот что.
Как уже было сказано выше, в современных батареях из-за их устройства с пластинами реагирует преимущественно тот электролит, который находится в конвертах. Тот, который вы втянули ареометром, находится за пределами зоны электрохимической реакции. Соответственно, его плотность и не должна повышаться одновременно с зарядом батареи.
Когда же вы подали на клеммы 16 В, электролит в конвертах начал «кипеть». Естественно, благодаря этому он более интенсивно начал смешиваться с тем, что находится над пластинами. И только поэтому повторные замеры после кипячения батареи дают искомую плотность 1,27. Хотя эта плотность уже давно была достигнута внутри конвертов. А пока вы кипятили АКБ, перезаряжая ее насильно, пластины безвозвратно деградировали, потеряв часть свинца. После каждой такой зарядки кальциевая АКБ теряет часть емкости, а пусковые токи ее слабеют.
Но и это еще не все. Вы зарядили кальциевую батарею «правильно», и установили ее на автомобиль. После первого же запуска накопленный «кипячением» заряд тратится на работу стартера. А дальше АКБ подзаряжается под тем напряжением, которое выдает генератор в паре с реле-регулятором. То есть, 14,5 В.
Теперь вопрос на засыпку: стоило ли заряжать кальциевый аккумулятор «правильно», если это привело к ее частичной деградации, а после установки на автомобиль весь эффект от таких действий улетучился в первые же секунды работы? Вопрос – риторический.
Попробуйте также найти в Интернете статью от первого лица (на сайтах, которые ничего не продают) или видеоролик, где будет наглядно доказано с помощью фактов и конкретных измерений, что кальциевая батарея, которую заряжали напряжением 16 В, прожила дольше той, которую эксплуатировали традиционно. Такого вы не найдете.
Преимущества кальциевых аккумуляторов
- Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
- Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
- Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
- Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
- Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
- Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
- Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
- Прекрасный вариант для начинающих автомобилистов. Как мы уже говорили, в большинстве случаев, автомобильный аккумулятор Са/Са является необслуживаемым. Что позволяет водителю не проводить дополнительные действия, такие как измерение уровня и плотности электролита.
Недостатки кальциевых АКБ.
К сожалению, в нашей жизни не существует идеальных вещей. Поэтому и кальциевые аккумуляторы также имеют некоторый ряд недостатков.
- Чувствительность к глубоким разрядам. Это главное отличие кальциевых батарей от их гибридных и сурьмянистых аналогов. Кальциевые аккумуляторы крайне не рекомендуется разряжать ниже напряжения в 12 В. Всего лишь при одном глубоком разряде такая АКБ потеряет пятую часть своей емкости. При однократном полном разряде батарея лишается половины емкости, в то время как устройство, которое пережило 9 -10 разрядов, становится абсолютно непригодным к эксплуатации.
- Достаточно высокая стоимость. Что обусловлено дорогим, а также сложным процессом производства.
- Не подходит для режима передвижений в «городском стиле». Длительные простои, в случае, если автомобилем пользуются нечасто и на короткие дистанции, негативно, и даже губительно влияют на кальциевые аккумуляторы.
Восстановление, ремонт и десульфатация
Ремонта и восстановления кальциевого аккумулятора можно избежать тогда, когда при эксплуатации обращаетесь с ним достаточно аккуратно. Если вам досталась необслуживаемая батарея, мороки с таким АКБ практически нет. Летнее использование аккумулятора вообще практически возможно без оглядки на него.
Единственное условие, о котором надо помнить: кальциевые батареи не любят глубокой разрядки. Поэтому, если вы попали в условия, где аккумулятор на ваш взгляд излишне подсел, не поленитесь и измерьте напряжение на клеммах. Если оно 11,7 вольта или даже ниже, это значит, батарея пережила глубокую разрядку.
Срочно ставьте ее на подзарядку и старайтесь не допускать больше таких режимов эксплуатации. Потому как несколько таких случаев, и с батареей можно будет прощаться.
Основные состояния глубоко разряженной АКБ
1. АКБ находилась в разряженном состоянии не более 2-ух недель при комнатной температуре и не эксплуатировалась на автомобиле. Заряд такой батареи как правило рекомендуется производить током равным 0,1 от номинальной емкости (6А для АКБ 60Ач) до достижения ρ=1,27-1,28 г/см³. Процесс заряда может занять до 24 часов. Если нет возможности контролировать плотность электролита с помощью ареометра, то можно ориентироваться на индикатор степени заряженности, при его наличии в крышке аккумулятора. Зеленый цвет индикатор указывает на степень заряженности ≈ 50% (ρ=1,23 г/см и выше). Одними из признаков окончания зарядки аккумулятора является «кипение» электролита и достижение температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С.
2. АКБ находилась длительное время в разряженном состоянии (произошла глубокая сульфатация пластин).
Восстановление, ремонт и десульфатация
Ремонта и восстановления кальциевого аккумулятора можно избежать тогда, когда при эксплуатации обращаетесь с ним достаточно аккуратно. Если вам досталась необслуживаемая батарея, мороки с таким АКБ практически нет. Летнее использование аккумулятора вообще практически возможно без оглядки на него.
Единственное условие, о котором надо помнить: кальциевые батареи не любят глубокой разрядки. Поэтому, если вы попали в условия, где аккумулятор на ваш взгляд излишне подсел, не поленитесь и измерьте напряжение на клеммах. Если оно 11,7 вольта или даже ниже, это значит, батарея пережила глубокую разрядку.
Срочно ставьте ее на подзарядку и старайтесь не допускать больше таких режимов эксплуатации. Потому как несколько таких случаев, и с батареей можно будет прощаться.
Если ваш аккумулятор обслуживаемый, надо следить за уровнем и плотностью электролита в том порядке, который принят для простых свинцовых батарей.
Важно! Не допускайте длительного простоя АКБ. Если она не работала полгода и более, сразу можно покупать новую.
Причина выхода батареи из строя после долгого перерыва в работе — все та же сульфатация. Выпадение на пластине крупных кристаллов сульфата свинца усугубляется появлением налета сульфата кальция, который поддается удалению еще труднее. Но все не так безнадежно, говорят специалисты.
Способы восстановления
Если ваш кальциевый аккумулятор обслуживаемый, его можно реанимировать.
Предлагается как минимум четыре способа десульфатации и восстановления батареи:
- механическая очистка пластин своими руками;
- очистка с помощью присадки типа «Трилон – Б»;
- десульфатация зарядным устройством;
- использование соды в качестве десульфанта.
Очистка своими руками – дело крайне хлопотное и трудоемкое.
- срезать верхнюю часть корпуса батареи;
- вручную зачистить каждую пластину;
- вставить электроды и пластины на место;
- соблюсти все зазоры;
- запаять корпус;
- залить электролит нужной плотности;
- зарядить АКБ.
Основные разновидности аккумуляторов Ca/Ca
Кальциевые источники питания делятся на три большие группы.
| Старая разновидность | Металлические пластины таких АКБ содержат в составе около 0,1 процента кальция или олова. Это помогает ему восстановиться после двух глубочайших разрядок. |
| Передовая технология | Помимо металла кальция, в них есть доля серебра, которая составляет 0,3 процента. Их стоимость намного выше первых, но они могут удержать до десяти глубоких разрядок. |
| Промежуточный вид | В них помимо кальция, добавляются ещё некоторые компоненты. Медь, кадмий и другие. Выдерживают до пяти глубоких разрядок. |
Особенности кальциевых аккумуляторов
Для начала перечислим преимущества кальциевых аккумуляторов:
- низкий саморазряд батареи;
- при правильной эксплуатации служат до пяти лет;
- благодаря легированию кальцием пластины таких аккумуляторов имеют повышенную прочность и стойкость к вибрациям;
- добавка кальция снижает процесс электролиза воды и много моделей АКБ Ca/Ca выполняются необслуживаемыми и не имеют возможности долива воды;
- легирование свинцовых пластин кальцием снижает коррозию;
- добавка кальция даёт определённую защиту АКБ от перезаряда. Кальциевые аккумуляторные батареи выдерживают напряжение в бортовой сети автомобиля до 14,8 вольта;
- стоит отметить, что технология производства кальциевых аккумуляторных батарей даёт возможность выпускать пластины делать более тонкими. В результате можно увеличить их число и нарастить пусковую мощность АКБ.
Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля и ее особенности
Автомобильный генератор переменного тока, оснащенный регулятором, обеспечивает напряжение 14,5-14,8 В в бортовой сети. Рабочие параметры генератора переменного тока достаточны для поддержания уровня заряда источника питания. Однако для обеспечения полного восстановления емкости аккумулятора зимой или при городской езде с частыми запусками двигателя необходимо подзаряжать аккумулятор.
Чтобы восстановить емкость источника питания Ca/Ca, необходимо использовать специальное зарядное устройство, подающее в цепь более высокое напряжение.
Примером может служить небольшой Vimpel 55, который поддерживает программируемый алгоритм зарядки. Его настройка позволяет подавать на клеммы аккумулятора напряжение до 16,5 В, что приводит к восстановлению емкости на 100%.
При использовании стандартного устройства, выходное напряжение которого составляет 14,8 В, источник питания заряжается только на 40-50%. Если оборудование поддерживает напряжение отключения 15,5 В, емкость батареи восстанавливается до 75-80%. Эксплуатация источника питания с пониженной плотностью электролита в зимний период приводит к проблемам с запуском двигателя при низких температурах.
Зарядка нового аккумулятора автомобиля в домашних условиях зарядным устройством
Зарядное устройство существует для того, чтобы преобразовывать электроэнергию в нужное напряжение. Состоит оно из трансформатора, диодного моста.
Работает просто — переменный ток в 220 вольт попадает в него, проходит через два этих прибора и преобразуется в постоянный с напряжением в 14 вольт.
От него и заряжается аккумулятор. Перед тем как заряжать батарею стоит проверить, насколько она разрядилась.
Делают это с помощью ареометра. Это такое устройство, которое отмечает уровень электролита в банке. Он должен быть по показателям прибора не меньше 1,28.
Что делать при утере водительского удостоверения в России смотрите в статье: что делать при утере водительского удостоверения. Где дешевле застраховать авто по ОСАГО, читайте здесь.
Измерять заряд необходимо в каждой банке. Только тогда показатели будут корректными. Приступать к зарядке можно сразу после получения результатов уровня заряда батареи.
Рекомендации по заряду аккумуляторной батареи
Состояние аккумулятора проверяют измерив напряжение разомкнутой цепи (НРЦ). Напряжение на клеммах батареи измеряется через 6 — 8 часов после остановки двигателя. Если НРЦ аккумулятора ниже 12,5 В аккумулятор необходимо зарядить. Такую проверку целесообразно производить раз в 3 -4 месяца.
Эффективность зарядки в первую очередь зависит типа и качества зарядного устройства. Более половины представленных в продаже зарядных устройств не способны полноценно зарядить современную аккумуляторную батарею. Зарядные устройства, предназначенные для работы в автоматическом режиме, нередко настраиваются на напряжение 14,4 – 14,5 В. При достижении этого напряжения загорается зеленый индикатор, сигнализирующий об окончании зарядки и происходит автоматическое снижение зарядного тока почти до 0. При покупке зарядного устройства обратите внимание на его характеристики. Зарядное устройство должно обеспечивать выходное зарядное напряжение 16,2 В. Прежде чем приступать к зарядке аккумулятора, внимательно изучите инструкцию зарядного устройства – в ней подробно должно быть описаны технические характеристики , все правила и порядок выполнения работы. Батарея считается заряженной при достижении плотности электролита во всех банках 1,27-1,28 г/см³, «кипении» электролита в конце зарядки и достижения температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С
Как часто подзаряжать автомобильный аккумулятор?
Частота подзаряда зависит от машины, погоды, условий поездок. Для автомобилей с хорошо отрегулированной системой пуска, в условиях мягкой зимы с ежедневными поездками на небольшие расстояния, сопровождающимися систематическим стоянием в пробках, достаточно проводить заряд где-то раз в месяц-два. Разумеется, если морозы подбираются к -30°, и каждый пуск сопровождается неоднократным включением стартера, то есть смысл чаще проверять уровень заряженности батареи.
И, разумеется, аккумулятор нужно немедленно поставить на зарядку, если вы разрядили его «в ноль» неудачными попытками запуска двигателя. Именно «немедленно», так как плотность электролита в разряженном состоянии низка и есть вероятность того, что он замерзнет, повредив батарею. С другой стороны пребывание свинцового АКБ в разряженном состоянии ведет к сульфатации пластин.
Основные виды современных автомобильных аккумуляторов
Чтобы понять, в чем главное отличие кальциевых устройств, стоит обмолвиться и о других разновидностях аккумуляторных батарей (АКБ), что сегодня используются. Разница ведь не только в способе зарядки, но и в принципе работы, в конструкции.
Есть много типов батарей, которые нынче применяются в автопроме. Однако те же гелевые встречаются довольно редко. А наибольшее распространение нынче получили только три варианта устройств:
Их сходство в том, что в отличие от гелевых эти АКБ содержат электролит в жидком виде, а не в связанном. Принципиальная разница в примесях, которые делают в пластины. Если у кальциевой батареи добавляется кальций в сочетании с незначительным количеством серебра, то в сурьмянистом аккумуляторе автомобиля применяют сурьму (разновидность металла). В гибридной технологии применяется кальций, сурьма, а в некоторых случаях и серебро.
Преимущества таких аккумуляторов следующие:
- Длительный срок службы. При грамотной эксплуатации средний срок службы кальциевого аккумулятора составляет пять лет.
- Низкий уровень саморазряда. По сравнению с малосурмянистыми моделями, у кальциевых АКБ этот параметр ниже почти на 70%.
- Повышенная прочность пластин. Благодаря тому, что пластины производятся путем штамповки, они имеют большую прочность и стойкость к вибрации, нежели классические литые.
- Снижение электролиза воды. Именно благодаря этой особенности 90% кальциевых аккумуляторов являются необслуживаемыми.
- Низкая интенсивность коррозийных процессов. Положительно сказывается на сроке службы батареи.
- Защита от перезаряда. Кальциевые АКБ могут выдерживать до 14,8 В напряжения. Защита от перезаряда была вынужденной мерой, которую производители предприняли, дабы уберечь батареи от «закипания», оказывающего на них крайне неблагоприятное воздействие.
- Пластины меньшей толщины. Благодаря тому, что пластины Ca/Ca аккумуляторов тоньше, их можно в большем количестве поместить в корпус, а значит, и мощность батареи будет больше.
- Отлично подходят для начинающих автомобилистов. Так как в своем большинстве кальциевые АКБ являются необслуживаемыми, владельцам не нужно проводить с ними дополнительные манипуляции, такие как замер плотности и уровня электролита. Единственное, что требуется от автомобилиста, – узнать, как заряжать Ca/Ca аккумулятор и периодически осуществлять эту процедуру.
Такие батареи станут оптимальным решением для авто с полностью исправным электрическим оборудованием. Многие начинающие водители, припарковав свою машину, забывают выключить в ней аудиосистему, фары, салонное освещение и прочие потребляющие электроэнергию устройства. В результате на следующий день оказывается, что аккумулятор разряжен. В холодное время года эта проблема особенно актуальна. Поэтому, если в машине предусмотрена система, самостоятельно выключающая все потребители электричества после парковки, начинающему водителю будет проще обезопасить себя от такой проблемы, как разряженный кальциевый аккумулятор.