Меню

Особенности заряда кальциевых аккумуляторов

Особенности заряда кальциевых аккумуляторов

Что стоит знать о кальциевых аккумуляторах

Кальций в аккумуляторе

Некоторые автолюбители считают, что пластины Са/Са аккумуляторов произведены из кальция, а не из традиционного свинца. Однако на самом деле это не так. Если бы пластины автомобильных аккумуляторов были изготовлены из кальция, то электрохимической реакции заряда — разряда от батареи мы бы просто не увидели. Поэтому пластины изготовлены из свинца, а кальций присутствует только в качестве добавки и то — всего лишь 0,07 процентов. В аккумуляторах, изготовленных по технологии Са/Са кальций добавляется как в положительные пластины, так и в отрицательные. В аккумуляторах Pb/Cа, которые иначе называются гибридными, кальций находится только в отрицательных пластинах.

Принцип действия, а также электрохимические реакции у кальциевых аккумулятором абсолютно идентичны традиционным свинцовым. Разница между ними — в наличии кальция, который в нормальных условиях не позволяет закипеть аккумулятору, а также способствует защите свинца от коррозии. (Под нормальными условиями подразумевается эксплуатация аккумулятора в автомобиле, где он заряжается под напряжением примерно в 14,4 — 15 В, и, соответственно, не закипает). Также, за счет добавления кальция, свинцовые пластины становятся более прочными, что положительно влияет на срок службы. Благодаря технологии Са/Са, стало возможным делать более тонкие пластины (относительно пластин в свинцовых аккумуляторах). За счет этого увеличились площади поверхностей пластин, что, в свою очередь повлияло на рост так называемых пусковых токов.

Итог: аккумуляторы изготовленные по технологии Са/Са и Pb/Cа рассчитаны на эксплуатацию в автомобилях с напряжением бортовой сети до 15 В. При этом аккумулятор нормально заряжается, не кипит, ток саморазряда ниже, по сравнению с традиционными АКБ.
Кипение аккумулятора и повреждение пластин происходит при более высоких напряжениях, которых на исправном автомобиле не возникает.
Из свойств кальциевых аккумуляторов следует вывод — они проще в обслуживании и дольше сохраняют заряд.

Как правильно заряжать аккумулятор Са/Са

  1. Если аккумулятор в вашем автомобиле не заряжается до конца (причины могут быть различными: низкие температуры на улице, короткие и нечастые поездки, проблемные генератор и т. д.), необходимо заряжать его с помощью обычного зарядного устройства
  2. Напряжение заряда должно быть в диапазоне 14,4-15В
  3. Ток заряда должен составлять не более 10 % от емкости вашего аккумулятора
  4. Алгоритм заряда «CC/CV» стандартный для свинцово кислотных аккумуляторов; заряд постоянным током до порогового напряжения, затем заряд постоянным напряжением с понижением тока заряда.
  5. Категорически противопоказано «кипячение» кальциевым АКБ. Так как в лучшем случае оно приводит к снижению технических характеристик прибора, а в худшем — к выходу устройства из строя.
  6. Чтобы добиться более «плотного» заряда, лучшего растворения сульфатов и увеличения ресурса, необходимо производить заряд аккумулятора с наименьшим значением тока.

Сейчас на рынке появилось множество подделок. Чтобы отличить качественную АКБ от подделки, а также понять оригинальное устройство перед нами или нет — нужно обратить внимание на маркировку. На корпусе аккумулятора должны быть указаны следующие характеристики:

  • стартовый ток
  • значение напряжения
  • значение номинальной емкости
  • дата выпуска данного устройства
  • подробная информация о производителе

Каждый вправе сам выбирать напряжение и ток заряда. Но Вы заметили, что мы не говорим о заряде напряжением 16 и более вольт? Эти АКБ заряжаются точно так-же, как и свинцово-кислотные.

Преимущества кальциевых аккумуляторов

  1. Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
  2. Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
  3. Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
  4. Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
  5. Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
  6. Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
  7. Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
  8. 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.

Аккумуляторы такого вида идеально подходят для установки в автомобили с полностью исправным электрооборудованием. Желательно, чтобы в транспортном средстве присутствовали системы, которые самостоятельно могут отключать музыку, габаритные огни, свет, в том случае, когда автомобилист забыл сделать это сам.

Недостатки кальциевых АКБ.

К сожалению, в нашей жизни не существует идеальных вещей. Поэтому и кальциевые аккумуляторы также имеют некоторый ряд недостатков.

  1. 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.
  2. Достаточно высокая стоимость. Что обусловлено дорогим, а также сложным процессом производства.
  3. 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.

Заметим, что кальциевые аккумуляторные батареи подходят только для использования в автомобилях. Советуем воздержаться от установки таких устройств в катер или лодку (там они могут подвергнуться глубокому разряду).

Неправильно — «правильная» зарядка кальциевых АКБ

Предположим, что у нас есть кальциевая АКБ. Подаем на нее стандартные 14,4 В и дожидаемся, пока ток, потребляемый батареей, не понизится до 0,1 А (вспоминаем, что это один из признаков, что аккумулятор зарядился). Далее отключаем зарядное устройство и измеряем плотность электролита. Плотность, при заряженном аккумуляторе, должна быть 1,27, однако при измерении мы не видим этой цифры. Что же делать? В интернет многие советуют в таком случае заряжать кальциевые АКБ напряжением 16,1 — 16,5 В. Давайте разберемся, что же будет, если мы последуем этим советам.

Кальций в аккумуляторе

При зарядке таким напряжением, плотность все же повысится, как мы и хотели. Однако подав такое напряжение мы спровоцировали то самое кипение, с которым борется производитель.
В современных батареях реагирует преимущественно тот электролит, который находится в конвертах. Однако тот, который мы втянули ареометром, находится за пределами зоны электрохимической реакции, из чего делаем вывод, что плотность этого электролита совершенно не должна повышаться в одно время с зарядом батарее.
При подаче на клеммы 16 В — электролит на конвертах начинает «кипеть», благодаря чему он начал интенсивно смешиваться с тем, что находится над пластинами. Это и есть единственная причина того, что после повторного замера мы увидели плотность 1,27. Хотя эта плотность и так уже была достигнута внутри конвертов. В то время как мы кипятили АКБ, пластины деградировали, теряя часть свинца.
Предположим, мы все-таки зарядили кальциевую батарею методом из интернета и установили ее на автомобиль. Что же произойдет дальше? После первого запуска заряд, который был накоплен «кипячением», тратится на работу стартера. А далее АКБ подзаряжается под напряжением 14,5 В.

Подводя итоги

Чтобы правильно выбрать АКБ, которая подходит для вашего конкретного автомобиля, необходимо учитывать следующие параметры:

  • совместимость аккумулятора с Вашей моделью транспортного средства
  • условия и интенсивность эксплуатации

При возникновении каких-либо сомнений при выборе подходящей АКБ советуем обратиться за помощью и консультацией к специалистам. Также консультацию можно получить на нашем форуме https://forum.orionspb.ru/
Кальциевые аккумуляторы больше подходят автомобилистам, которые ездят часто и на дальние расстояния, а также предпочитают высокое качество езды. При своевременной подзарядке устройство будет эксплуатироваться в течение долгого времени — в течение срока, заявленного производителем и даже дольше.

Видео на тему:

Источник

Кальциевый аккумулятор — что это такое и как заряжать

battery

Блоки питания

Аккумуляторная батарея это та деталь, без которой не обойдется не один автомобиль. Из-за работы в условиях повышенной вибрации, такие агрегаты довольно часто выходят из строя. Чтобы они прослужили своим владельцам как можно дольше, при создании аккумуляторов используются инновационные технологии.
Кальциевые АКБ считаются результатом таких наработок, поэтому применение подобной технологии помогает серьезно упростить обслуживание и улучшить качество агрегата.

Кальциевый аккумулятор

Что такое кальциевый аккумулятор

Аккумуляторы CA/CA считаются стандартными свинцовыми батареями, пластинки которых легированы кальцием. Этого металла не так уж и много в составе, но даже при концентрации около 0,1%, удаётся добиться улучшений.
Помимо кальция, при создании таких АКБ, иногда добавляют серебро. Несмотря на более высокий ценник кальциевых аккумуляторов с серебром, в таких моделях удаётся существенно уменьшить процесс формирования сульфатов на поверхности пластинок.

Читайте также:  Таблица неправильных глаголов немецкий

Аккумуляторы CA:CA

Устройство и принцип работы

В таких АКБ свинцовые пластинки легированы кальцием. Обычно на корпусе кальциевых аккумуляторов красуется надпись «Ca/Ca». Она говорит о том, что кальций добавлен и в плюсовую и в минусовую батареи. Минерал снижает саморазряд и уменьшает потерю жидкости из электролитического состава.

Когда простая батарея садится, на ее пластинках формируется сульфат свинца. Плотность электролита из-за этого снижается. Как только АКБ ставится на зарядку, сульфат свинца начинает распадаться, плотность увеличивается, а емкость возвращается в первоначальное состояние. Если аккумулятор разряжен до нуля, кристаллы сульфата свинца становятся очень большими. В таком случае при заряде они уже не будут разрушаться. Это явление называют сульфатацией.

В кальциевых АКБ при разряде помимо сульфата свинца формируется и сульфат кальция. Он не растворяется в воде или кислоте, а при повышении температурного режима увеличивает свою плотность. Кристаллы кальция не пропускают электрический ток, поэтому закупорив пластинку, деактивируют ее. Такой процесс может начаться даже при 10 В и значительно снижает емкость батареи.

сульфат кальция

Разновидности аккумуляторов

Существует три главных вида кальциевых АКБ:

  • Старый тип. Пластинки таких аккумуляторов содержат около 0,1% кальция и 0,1-0,2% олова. Они выносят примерно два глубоких разряда.
  • Передовой тип. В пластинах подобных агрегатов помимо кальция содержится около 0,3% серебра. Они дороже, но выдерживают до десяти глубоких разрядов.
  • Промежуточный тип. К кальцию в пластинках прибавляются разные материалы: селен, медь, кадмий. Устойчивость таких батарей от трех до пяти глубоких разрядов.

Несложно понять из информации выше, что они все существенно отличаются друг от друга.

кальциевые-акб

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.

Ряд зарубежных изготовителей аккумуляторов маркируют свои батареи довольно специфично, выделяя в маркировке не емкость, а значение тока холодного запуска.

Маркировка-акб

Характеристики кальциевых аккумуляторов

Кальциевый агрегат – батарея, электроды которой обработаны кальцием, легированы. Изюминкой этой технологии считается то, что пластинки из свинца защищены от перенасыщения энергией, окисления и коррозийных явлений. За счет тонкости пластинок увеличивается их число в батарее. Также подобные АКБ выдерживают кратковременного типа повышение зарядного тока более 16 В.

Аккумуляторы кальциевого типа могут прослужить дольше других. Они виброустойчивы, стабильно переживают избыток зарядных нагрузок. Чтобы АКБ полностью раскрыла свой потенциал, нельзя допускать ее полного разряжения. Один спуск до нуля – это потеря 50 % емкости. Десять разрядов приводят к уничтожению батареи.

Гарантийный срок использования кальциевых аккумуляторов составляет пять лет. При правильном обращении, которое, в первую очередь заключено в отсутствие глубоких разрядов, возможна эксплуатация АКБ с сохранённым уровнем пускового тока в течение десяти лет. При неправильном использовании, срок службы с момента выпуска может не превысить и одного года, при этом если в магазине батарея была реализована в исправном состоянии, то потребителю может быть отказано в возмещении убытков, если будет доказано, что разрушение аккумулятора вызвано нарушением правил эксплуатации.

Кальциевый агрегат

Где применяются кальциевые аккумуляторы

Кальциевого типа аккумуляторы эксплуатируются в качестве стартовых агрегатов в легковых и грузовых машинах, и да, это не миф. Если батарея необслуживаемая, то ее можно использовать, как накопительный девайс в мощных источниках питания. При использовании кальциевой АКБ в самодельных инверторных аппаратах стоит обязательно ставить предохранитель, который поможет автоматически отключить аккумулятор при сильном разряде.

Где применяются кальциевые аккумуляторы

Преимущества и недостатки кальциевых аккумуляторов

Кальциевые батареи имеют как достоинства, так и недостатки.
К плюсам этих агрегатов причисляют:

  1. Долгий срок службы.
  2. Очень низкий уровень саморазряда.
  3. Серьезно понижен уровень электролиза воды.
  4. Устойчивые пластинки.
  5. Практически не подвергается коррозии.
  6. Выдерживают долгий перезаряд.
  7. Более высокий ток холодной прокрутки.
  8. Они часто реализуются полностью необслуживаемыми.

К минусам кальциевых АКБ можно причислить:

  1. При частых разрядах до нуля, батарея со временем полностью умрет.
  2. Из-за применения более сложной технологии, подобные аккумуляторы стоят больших денег.
  3. При долгом простое или при эксплуатации батареи с постоянным недозарядом снижается срок службы.

Несмотря на высокий ценник, при бережном использовании, удаётся хорошенько сэкономить средства за счёт увеличения срока службы изделия до десяти лет. Если приобретается необслуживаемая модификация, то временные расходы на обслуживание батареи сводятся, лишь к периодической зарядке.

Преимущества и недостатки кальциевых аккумуляторов

Чем отличается аккумулятор ca ca от других

  1. Более высокая ёмкость батареи при одинаковом весе.
  2. Снижено внутреннего типа сопротивление, что помогает добиться большей мощности разряда в момент пуска двигателя.
  3. Переживают повышение зарядного тока более 16 В.
  4. Стоят дешевле по сравнению с гелевыми АКБ.
  5. Дороже гибридных, ионных и сурьмянистых моделей.

Важно! Многие задумываются, какой аккумулятор лучше гибридный или кальциевый, на самом деле они оба отлично справляются со своими задачами. Однако гибридный стоит дешевле и он неприхотлив в плане обслуживания.

виды-акб

Как ведет себя при минусовых температурах

Зимой такие батареи лучше перемещать в теплые или домашние помещения. Ведь минусовая температура оказывает пагубное влияние на электролитический состав. Из-за холода электролит становится более плотным. В итоге, начинаются проблемы с проводимостью.

аккумулятор

Как обслуживать кальциевый аккумулятор

Если клиент покупает обслуживаемый кальциевый АКБ, то основной уход за аккумулятором будет заключен в своевременном добавлении воды. Для этого, в обслуживаемых агрегатах достаточно убрать крышку или открутить заливного типа пробки.

Необходимо выделить, что в сравнении с простыми аккумуляторами осуществлять подобные манипуляции потребуется не так часто. Испарение жидкости в батареях происходит довольно медленно, поэтому лишь летом стоит уделять проверке уровня электролита много внимания.

В случае, когда CA/CA батарея долго не работала, требуется доп. подзарядка АКБ с применением устройств функционирующих от сети. Если транспорт использовался ночью при невысоких оборотах двигателя, возможно придется восполнить потерю электричества.

Как обслуживать кальциевый аккумулятор

Как подобрать ЗУ

Типовыми зарядниками восстановить ёмкость кальциевого агрегата на 100% нельзя. Для полной зарядки требуется напряжение 16 – 16,5 В. Еще для десульфатации нужно купить устройства помогающие выполнять переменную зарядку и разрядку аккумулятора последовательно. Хорошо себя показали автоматические агрегаты для CA/CA батарей, которые самостоятельным образом регулируют параметры подаваемого напряжения и силы тока.

зу-для-аккумулятора

Особенности зарядки

Чтобы понять, как заряжать кальциевый аккумулятор, необходимо немного разобраться в этом процессе и его особенностях. Если заряжать такую батарею приходится регулируемым прибором, то нужно установить напряжение около 16 В и ток равный 10% ёмкости АКБ. После десятичасовой подзарядки в таком режиме работоспособность аккумулятора будет восстановлена полностью.

Рекомендация! При эксплуатации автоматического устройства, для выполнения зарядки нужно лишь подключить аккумулятор, соблюдая полярность. При значительной сульфатации пластинок стоит включать тренировочный режим на заряднике, при наличии такой возможности.

сел-акб

Проверка работоспособности

Перед зарядкой, аккумулятора ca ca проверяют:

  1. Проверка напряжения. На проводящих ток клеммах измеряют напряжение. Стандартный показатель – 12,7 Ватт. Более низкие показатели указывают на то, что батарея села.
  2. Проверка обслуживаемого аккумулятора. Для этой задачи применяют ареометр, посредством которого определяется плотность электролита. Этот параметр составляет 1,27 г/см3. Зарядку кальциевого агрегата выполняют, если выявлен низкий показатель.

Проверка обслуживаемого аккумулятора.

Замена электролита

Требуется замена, если

  • электролит стал мутноватым, или поменял свой цвет;
  • не получается отрегулировать плотность после подзарядки АКБ;
  • если новая батарея стала быстрее садиться после полной зарядки;
  • если в одной из банок отсутствует электролит;
  • электролитический состав замерзает при отрицательных температурах.

Важно! Мутный электролит указывает на то, что производитель залил внутрь плохой продукт. Такое случается еще, когда вместо дистиллированной жидкости в аккумулятор наливают водопроводную.

Процедура замены, описание:

  • Выньте АКБ из машины и поставьте ее на удобной для работы высоте на равномерное жесткое основание.
  • Хорошо вытрите его корпус тряпкой, уберите всю грязь. Ветошь стоит намочить легким раствором соды, чтобы вытереть все следы окисления.
  • Потом открутите все заливные пробки. Теперь можно выполнять замеры плотности электролитического состава, оценку его цвета.
  • Посредством мультиметра замерьте напряжение батареи.
  • Определите, что электролит нуждается в замене, откачайте его из банок любым удобным приспособлением. Проще использовать для этого маленький шприц и надеть на него тоненькую полимерную трубку.
  • В пустые баночки теперь необходимо перелить дистиллированную воду, затем аккумулятор надо покачать из стороны в сторону. Так, осуществляется промывание.
  • Откачайте воду и залейте новую.
  • Как только банки стали чистыми, можно переходить к заливке электролита. Наливайте вещество до тех пор, пока баночки полностью под ним не скроются.
  • Подключаем АКБ к зарядке, и ждем полной зарядки.

Внимание! Заряжать аккумулятор нужно с вывинченными пробками, так как электролит начинает через определенное время кипеть. Накройте его пакетиком, чтобы капли не разлетелись по сторонам.

  • После полноценной зарядки, спустя 8-10 часов, чтобы агрегат успел остыть, посредством ареометра определите текущую плотность электролита.
  • По результатам замеров, решите, стоит ли долить в банки один из компонентов (кислоту или воду)
Читайте также:  Металлы и неметаллы в чем разница и как понять когда металлические свойства усиливаются а когда ослабевают

Вот и все, работа завершена.

замена-электролита

Заключение

Для того чтобы выбрать аккумулятор, подходящий для конкретного транспорта, необходимо учесть три главных параметра: модель и тип машины, а также условия его использования. Если вы не знаете, что действительно лучше купить, обратитесь в автосервис.
Что касается кальциевых АКБ, то они подходят водителям, которые любят серьезные путешествия и предпочитают высочайшее качество езды.

Источник



Особенности зарядки кальциевых аккумуляторов автомобиля

Все автомобилисты знают, что автомобильный аккумулятор периодически нуждается в зарядке. Поэтому многие имеют зарядное устройство (ЗУ) и при необходимости заряжают им аккумулятор. В принципе ничего сложного в этом, если бы не одно «но». Сейчас на рынке представлено множество различных типов АКБ, которые отличаются характеристиками, условиями эксплуатации и обслуживания. Один из распространённых видов аккумуляторных батарей – кальциевые. Сегодня мы поговорим о том, как заряжать кальциевые автомобильные аккумуляторы.

Зарядка кальциевого автомобильного аккумулятора

Основные виды современных автомобильных аккумуляторов

Для начала нужно сказать пару слов о том, какие разновидности аккумуляторных батарей сегодня используются на автомобилях. Самые распространённые АКБ на сегодня это:

  • Малосурьмянистые;
  • Кальциевые;
  • Гибридные;
  • EFB (Enhanced Flooded Battery);
  • Гелевые (AGM и GEL).

Первые четыре относятся к классу WET, то есть с жидким электролитом внутри. Гелевые аккумуляторы содержат электролит в связанном виде. В AGM аккумуляторах он находится в виде пропитки стекловолокна, а в GEL – соединения оксида кремния.

Гелевые аккумуляторы

Есть разные типы АКБ на автомобиль

Малосурьмянистые АКБ на данный момент являются самыми распространёнными. Их часто используют на отечественных автомобилях, а также недорогих иномарках и подержанных авто. Своё название они получили оттого, что сурьмы в составе их пластин содержится менее 6 процентов.

Такие аккумуляторы устойчивы к глубокому разряду и без проблем восстанавливают ёмкость. В этих аккумуляторных батареях достаточно высокий расход воды. Поэтому нужно регулярно контролировать уровень электролита в таких АКБ и доливать дистиллированную воду по мере необходимости.

Кальциевые батареи являются достаточно новым типом аккумуляторов

Гибридные автомобильные аккумуляторы представляют собой компромисс между малосурьмянистыми и кальциевыми АКБ. Такие батареи ещё обозначают Ca+. Решётки положительных электродов в них делают с добавлением сурьмы, а отрицательных – кальция. В результате получается определённый баланс свойств. Гибридные АКБ имеют низкий саморазряд и устойчивы к глубокому разряду. Но при этом расход воды в них больше, чем у моделей Ca/Ca. Эти модели в основном выполняются обслуживаемыми с возможностью заливки воды.

Гибридные аккумуляторы совмещают в себе свойства малосурьмянистых и кальциевых

Такие аккумуляторные батареи устанавливаются на современные автомобили с системами Start-Stop и является более дешёвой альтернативой AGM. Фактически от гелевых они отличаются только тем, что в них электролит находится в жидком состоянии.

Существуют и некоторые другие виды аккумуляторов для автомобилей, прочитать о которых можно по указанной ссылке. А теперь о кальциевых аккумуляторах.
Вернуться к содержанию

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.

К недостаткам кальциевых аккумуляторов следует отнести следующие:

  • крайне чувствительны к глубоким разрядам;
  • плохо подходят для автомобилей с системой «Старт-Стоп» и в целом для режима поездок в городском цикле с пробками и частыми запусками двигателя.

Кальциевые аккумуляторы можно рекомендовать тем, кто часто ездит на дальние расстояния. Также они хорошо подойдут для таких условий эксплуатации, где требуется повышенная виброустойчивость. Для коротких поездок с частыми пусками двигателя кальциевые аккумуляторы не рекомендуются. Теперь о том, как заряжать кальциевые автомобильные аккумуляторы.

Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля и её особенности

О зарядке кальциевых аккумуляторов в интернете можно встретить достаточно много различных рекомендаций. Причём иногда они носят противоречивый характер. Среди всего этого многообразия можно рекомендовать вариант, который представлен ниже. Стоит сказать, что этот способ в интернете описан в основном на примере использования зарядного устройства Орион, модель Вымпел-55. Но совсем необязательно использовать его. Можно взять зарядное устройство, которое выдаёт аналогичные характеристики и имеет те же режимы.

Зарядное устройство Орион Вымпел-55

Итак, зарядка кальциевых автомобильных аккумуляторов начинается с того, что к выводам АКБ с соблюдением полярности подключаются крокодилы зарядного устройства. Если аккумулятор с мороза, то он должен нагреться до комнатной температуры. Затем выполняются два этапа зарядки кальциевого аккумулятора:

  • Сначала ток зарядки выставляется равным 0,1*С. То есть, для 55 А-ч ставим 5,5 ампера. Напряжение выставляется 16,1 вольта. В этом режиме (на Вымпел-55 он называется «алгоритм 1») кальциевый аккумулятор заряжается до того, пока ток зарядки не упадёт ниже 0,5 ампера. Этот процесс отнимает несколько часов. Электролит в аккумуляторной батарее будет немного закипать. Если этот процесс будет слишком интенсивным, то нужно уменьшить ток. Если сильно кипит аккумулятор, то уровень электролита будет быстро убывать. Этого допускать не следует.
  • Затем начинается второй этап. Режим на этом этапе характеризуется периодическими изменениями напряжения и тока (на Вымпел-55 он называется «алгоритм 3»). Ток зарядки выставляется 3 ампера. Границы напряжения устанавливаются 16,1─13,1 вольта.
  • В этом режиме зарядка кальциевого аккумулятора будет идти волнообразно до полного набора ёмкости. Нужно следить за процессом и не давать электролиту кипеть. Паузы при зарядке должны быть примерно минуту. Чтобы поддерживать этот интервал, можно подправить нижнее значение напряжение (13,1 вольта). По мере того как заряд будет приближаться к 100 процентам пауза станет расти, а время заряда сокращаться. Когда заряд будет идти несколько секунд, значит кальциевая аккумуляторная батарея заряжена. Этим способом реально довести напряжение АКБ до уровня 13,2─13,4 вольта.

Источник

10 мифов о кальциевых аккумуляторах

image

Речь пойдёт об очень распространённых сегодня свинцово-кислотных аккумуляторах с добавкой кальция в материал пластин. Аккумуляторные батареи (АКБ) с кальцием в минусовых решётках и сурьмой в плюсовых называют гибридными (Ca+, Sb/Ca), с кальцием во всех решётках — кальций-кальциевыми (Ca/Ca), те и другие — просто кальциевыми. Также в технические сплавы для кальциевых аккумуляторов может добавляться серебро (Silver, Ag), потому иногда говорят о «серебряных» АКБ.

Чаще всего кальциевыми являются автомобильные стартерные аккумуляторы с жидким (свободно плещущимся) электролитом, которые для краткости будем называть наливными, даже если пробки заливных горловин защищены от открывания или вообще отсутствуют. Однако кальций всё чаще встречается и в тяговых (циклируемых, глубокого цикла), а также резервных (для систем бесперебойного питания) аккумуляторах. Таковые часто выполнены по технологиям AGM (впитывающие маты-сепараторы из стекловолокна) и GEL (загущённый силикагелем электролит), причём может сочетаться то и другое, так что название AGM-GEL — не всегда ошибка.

Кальций, серебро, гель кремниевой кислоты в таких АКБ — не действующие вещества токообразующей реакции, а вспомогательные для улучшения технических характеристик, потому кальциевые, «серебряные» и гелевые — разновидности свинцово-кислотных аккумуляторов, в отличие от других химических источников тока, в которых электродом может быть серебро и так далее.

При упоминании напряжений будем считать, что говорим о наиболее распространённых АКБ — 12-вольтовых, т.е. состоящих из шести последовательно соединённых ячеек (банок). Зарядный ток выражается в процентах от ёмкости. Например, 10-часовой ток, он же 0.1С, он же 10%, — это 6 ампер для 60 А*ч.

В ходе внедрения кальциевых аккумуляторов в жизнь, т.е. в работу устройств, изначально рассчитанных на сурьмянистые, сложились и распространились мифы и заблуждения, несколько из которых мы сегодня рассмотрим.

Миф 1: чтобы полностью зарядить кальциевую АКБ, её надо «кипятить» напряжением 16 вольт током 10% ёмкости

Реальность: этапы дозаряда с перенапряжением до 16В и выше предусматриваются только после завершения основного заряда до достижения некоторого напряжения (чаще всего в диапазоне 14-15В) и снижения зарядного тока при стабилизации напряжения на этом уровне до некоторой величины. Сила тока на этапах «высоковольтного» (далее без кавычек) дозаряда не должна превышать 5% номинальной ёмкости. Исключения составляют умные ЗУ, осуществляющие заряд импульсами или модулированным током сложной формы, в т.ч. асимметричным (реверсивным). Благодаря электронному управлению, амплитудные и средние (интегральные) значения токов и напряжений при этом могут быть без вреда и опасности выше, чем при заряде просто источником питания со стабилизацией (ограничением) тока и напряжения.

Читайте также:  Чему равен синус 135 градусов sin 135

Миф 2: кальциевую АКБ нельзя заряжать напряжением выше 15 (плюс-минус десятые доли) вольт

Реальность: совершенно верно, нельзя заряжать АКБ полутораступенчатым (стабилизация тока, затем напряжения) профилем с параметрами из мифа 1, (если не стоит цель намеренно навредить батарее и тому, что её окружает). Чтобы полностью зарядить кальциевый аккумулятор, необходимо соблюсти многоступенчатый профиль заряда, либо вручную наблюдая за его ходом и управляя стабилизированным источником питания с регулировкой напряжения и тока, либо используя автоматическое зарядное устройство (ЗУ), реализующее нужный профиль. Но один только первый этап до 15 вольт для полного заряда кальциевой АКБ недостаточен.

Миф 3: простым пользователям не сообщают тонкостей и секретов, которыми пользуются профессионалы

Реальность: простым пользователям сообщают то, что они могут безопасно применить с помощью имеющихся у них инструментов и знаний.

Миф 4: перемешивание электролита бесполезно и вредно. Вся кислота должна быть в глубине намазок, там от неё больше всего пользы

Реальность: при разряде аккумулятора губчатый свинец отрицательных активных масс (АМ) и оксид свинца положительных превращаются в сульфат свинца, c затратой серной кислоты из электролита и выделением воды. При заряде наоборот: затрачиваются электроэнергия и вода, выделяется кислота, сульфат разряженных активных масс преобразуется в металл и оксид заряженных. Это двойная сульфатация Гладстона-Трайба — основная токообразующая реакция. Её общеизвестное уравнение описывает далеко не все процессы в АКБ, зато даёт ключи к их пониманию.

Серная кислота тяжелее воды, потому применительно к свинцовому аккумулятору концентрация и плотность электролита — синонимы.

ЭДС — электродвижущая сила электрохимической ячейки свинцового аккумулятора — пропорциональна концентрации кислоты, температуре и, конечно же, степени заряженности, то есть, доле заряженных активных масс в их общем объёме. ЭДС без нагрузки называется НРЦ — напряжением разомкнутой цепи.

Если заряженные активные массы окружены электролитом с избытком воды и недостатком кислоты, они не смогут адекватно отдавать при разряде ток (амперы) и полезную ёмкость (кулоны, ампер*часы), так как недостаёт кислоты для превращения свинца и его оксида в сульфат. Также при этом снизится ЭДС под нагрузкой и соответственно полезная мощность и энергия (ватты, ватт*часы).

Если разряженные АМ окружены электролитом с недостатком воды, то они не смогут заряжаться, т.к. без воды неоткуда взять водород для превращения сульфат-иона в серную кислоту и кислород для образования оксида свинца. Для осуществления электрохимических превращений должен идти зарядный ток, а для его протекания источнику (зарядному устройству) необходимо преодолеть ЭДС электрохимической ячейки. Локальный избыток кислоты при расслоении создаёт повышенную ЭДС, чем препятствует заряду.

По высоте банки аккумулятора может наблюдаться неравномерность и концентрации кислоты, и заряженности активных масс, причём последние имеют пористую объёмную структуру. Потому существует как вертикальное расслоение электролита, обуславливаемое гравитацией, (серная кислота тяжелее воды и стремится вниз, выталкивая воду вверх), так и горизонтальное, в порах активных масс и сепараторов — диэлектрических перегородок и конвертов, препятствующих короткому замыканию и разрушению пластин.

В итоге, реальный свинцовый аккумулятор имеет в своих банках участки повышенной и пониженной концентрации электролита, а также заряженных и разряженных активных масс. Электрически в каждой банке все участки активных масс каждого полублока пластин соединены параллельно, потому подключенный к перемычкам вольтметр покажет общее напряжение, могущее сильно отличаться от действительной ЭДС в разных местах банки.

Повышенная концентрация кислоты внизу банки и в глубине активных масс, а также пузырьки газов в порах и распределение ионов, диффузии которых мешает структура АМ и сепараторов, ведут к завышенным НРЦ банки и батареи. При этом значительная часть АМ может быть разряженной и сульфатированной, полезная ёмкость снижена. Это явление называется «мнимым зарядом».

Там, где недостаёт кислоты, заряженные АМ не будут адекватно разряжаться на пользу потребителю, а где недостаёт воды, разряженные не будут заряжаться при приложении зарядного напряжения. При этом в других участках может наблюдаться газовыделение, из чего можно сделать ошибочный вывод о том, что аккумулятор полностью заряжен.

От концентрации кислоты зависит и температура замерзания электролита. Если при низкой температуре в банке окажется слой электролита пониженной плотности, он замёрзнет и при этом расширится, так как плотность льда меньше плотности воды и объём соответственно больше, что ведёт к разрушению аккумуляторной батареи.

Но устранение расслоения электролита необходимо и в тёплое время, иначе будут прогрессировать саморазряд, сульфатация и снижение эксплуатационных характеристик АКБ вплоть до выхода из строя.

Миф 5: кальциевые аккумуляторы боятся глубоких разрядов, потому что при таких разрядах образуется нерастворимый и не проводящий ток сульфат кальция — гипс, необратимо «запечатывающий» активные массы, а стало быть, ёмкость и токоотдачу

Реальность: кальция в кальциевом аккумуляторе на самом деле мало. Это дорогой и агрессивно взаимодействующий с другими веществами, особенно кислотами, щёлочноземельный металл, и применяется он как легирующая присадка, причём в материале не активных масс, испытывающих химические превращения, а решёток, выполняющих несуще-токоведущую функцию. Никакой гипс на рабочей поверхности активных масс при разряде не образуется.

Но почему же тогда на практике глубокий разряд действительно сильно снижает эксплуатационные характеристики кальциевой АКБ, а то и вообще делает её применение невозможной: батарея отказывается заряжаться и от генератора автомобиля, и от зарядного устройства?!

Дело в том, что при глубоком разряде аккумулятора возникает сильное расслоение электролита, плотные сепараторы современных кальциевых аккумуляторов, особенно EFB и им подобных, мешают его перемешиванию и диффузии ионов, а кальций препятствует выделению водорода, особенно в нижней части пластин, где перемешивание особенно необходимо. В итоге, при недостаточном зарядном напряжении, подаваемом генератором автомобиля или ЗУ для классических сурьмянистых АКБ, значительная часть АМ не заряжается, т.к. не соблюдены условия реакции Гладстона-Трайба, и электролит не перемешивается. АКБ не функционирует должным образом, её деградация прогрессирует.

Заряд такого аккумулятора профилем, адекватным его материалу и конструкции, позволит вернуть его в строй, но после следующего глубокого разряда, или некоторого времени при частичном недозаряде, такое обслуживание потребуется снова, иначе АКБ опять перестанет выполнять штатные функции.

Миф 6: электролит прекрасно перемешивается при движении автомобиля, потому перемешивание при стационарном заряде не нужно

Реальность: для перемешивания электролита в современной наливной стартерной АКБ требуется довольно значительный пробег транспортного средства с соответствующей затратой топлива, потому целесообразно полностью перемешать электролит в ходе стационарного обслуживания. К тому же, как уже упоминалось, расслоение мешает заряду, т.е. там, где остались локальные аномалии концентрации кислоты, активные массы останутся недозаряженными и сульфатированными.

Миф 7: выравнивающий дозаряд даёт очень незначительный прирост отдаваемой полезной ёмкости, потому им лучше пренебречь, чтобы не расходовать напрасно электроэнергию, время и ресурс аккумуляторной батареи

Реальность: АКБ с неустранёнными недозарядом, сульфатацией и расслоением электролита будет хуже отдавать и восполнять заряд, будут прогрессировать упомянутые проблемы плюс саморазряд.

Миф 8: высоковольтный дозаряд постоянным током или импульсами желательно производить как можно чаще

Реальность: всё хорошо в меру. Лучше производить выравнивающий дозаряд с перенапряжением не часто, но полностью, чем часто и не в полной мере.

Миф 9: добавлять кальций придумали вредители, чтобы снизить срок службы и наживаться на продажах новых АКБ

Реальность: применять кальциевые сплавы и улучшенные сепараторы придумали для повышения прочности и долговечности пластин, снижения расхода воды. Но современный аккумулятор, созданный по таким (Ca/Ca, EFB и т.д.) технологиям требует соответствующих параметров обслуживания и оборудования для их обеспечения (зарядных устройств), отличных от предназначавшихся для малосурьмянистых аккумуляторов прошлых поколений.

Миф 10: высоковольтный дозаряд предназначен только для наливных стартерных АКБ

Реальность: как минимум два производителя тяговых аккумуляторов рекомендуют осуществить этап заряда напряжением до 16.02В, но током 1% ёмкости, не более 2 часов, после завершения основного заряда и двух этапов дозаряда, и при условии, что основной заряд продолжался более 3 часов, т.е. аккумулятор имел значительную глубину разряда. Что интересно, это рекомендуемые производителями профили для гелевых АКБ — Chilwee EVF и Tianneng TNE.

Источник