0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кальциевые аккумуляторы – плюсы, минусы и особенности эксплуатации

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 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.

Статья в тему:  Хлопки в карбюраторе при нажатии на газ

Технология в Ca/Ca аккумуляторах

Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.

В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.

В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.

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.

Статья в тему:  Коврик багажника лада гранта лифтбек

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.

Статья в тему:  Машина держит высокие обороты на холостом ходу

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.

Как правильно заряжать АКБ Ca/Ca

После прочтения всего вышесказанного ответ на этот вопрос должен уже вырисоваться и без дополнительных объяснений. Несмотря на это, вот вам краткая и адекватная инструкция по эксплуатации кальциевых АКБ, сложенная на основании глубокого изучения темы и реального опыта:

  1. Если на автомобиле АКБ недозаряжается (проблемный генератор, заниженное напряжение бортовой сети, зима, редкие и коротки поездки), регулярно заряжайте ее при помощи обычного зарядного устройства.
  2. Напряжение заряда – не выше 14,4 В (плюс минус 0,2 В).
  3. Ток заряда – не выше 10% от емкости АКБ (учитывайте, что со временем емкость неизбежно уменьшается).
  4. Заканчивайте заряжать, когда при напряжении 14,4 В потребляемый батареей ток снизится до 0,1 А (дольше, больше, сильнее – нет никакого смысла, и даже вредно).
  5. Если хотите измерять плотность электролита, его забор нужно делать из конвертов (например, при помощи тонкой трубочки из диэлектрического материала), а не с поверхности.
  6. Не «кипятите» АКБ.
  7. Чем меньшим током будете заряжать аккумулятор, тем «плотнее» будет заряд, лучше растворятся сульфаты и увеличится ресурс.
Статья в тему:  Прицеп ммз 81021 технические характеристики

Ну и, пожалуй, самая главная рекомендация относительно заряда кальциевых аккумуляторов (и всех остальных). Подзаряжать АКБ и следить за ее состоянием нужно с момента покупки, а не тогда, когда ей уже подошел конец. Поверьте, проверено – никакие «умные» и «специальные» зарядки, тренировки, «качели» и прочая маркетинговая пыль – не сделает из аккумулятора, над которым долго издевались, новым.

Основные особенности (разряд, плотность, напряжение)

Прежде чем делать какие-либо выводы, по сурьмянистым либо кальциевым аккумуляторам стоит просмотреть результаты тестов и понять их кардинальные отличия.

В первую очередь кальциевые, сурьмянистые и гибридной батареи, естественно, нужно было протестировать по напряжению в процессе электролиза. Проведенные тесты показали, что обычные аккумуляторы выдают не более 12 вольт.

При этом брались модели разных производителей. Если же рассматривать кальциевые аккумуляторы, то там всё немного иначе. Среднее номинальное напряжение доходило до 16 вольт, а гибриды свою очередь выдают 15 вольт.

Специалистами отмечается, что сурьмянистые и гибридные модели относятся к классу обслуживаемых устройств. В свою очередь кальциевый аккумулятор не нуждается в обслуживании. Также нет необходимости проверять уровень электролита. Если рассматривать стандартные АКБ, то там дополнительно предусмотрена проверка плотности.

По стоимости отмечается дороговизна этого типа. Сурьмянистые модели значительно дешевле, поэтому пользуются большим спросом.

Интересно: Гибриды по цене находятся на одном уровне с сурьмянистыми аккумуляторами.

Если верить мнению профессиональных автомобилистов, для новых машин однозначно более предпочтительными, с оглядкой на технические параметры, выглядят именно гибридные и кальциевые АКБ.

Статья в тему:  Не работает электрозамок двери

Плюсы и минусы кальциевых автомобильных аккумуляторов

Любой тип автоаккумуляторов не является идеальным, поэтому имеет смысл рассмотреть основные характеристики всех трёх разновидностей:

КальциевыеСурьмянистыеГибридные
Маркировка
Са/СаSb/SbSb/Ca
Старт процесса электролиза электролита, В
15-1612-12.514-15
Тип батареи
Необслуживаемый/малообслуживаемыйОбслуживаемыйОбслуживаемый
Стоимость, усреднённый показатель
От 3000 рублейОт 2000 рублейОт 1500 рублей

Гибридные и кальциевые АКБ считаются перспективными устройствами, поэтому по мере совершенствования технологии их изготовления и падения стоимости они будут постепенно вытеснять сурьмянистые, которые на данный момент остаются самыми распространёнными.

Достоинства кальциевых автомобильных батарей:

  • гораздо больший ресурс. Если придерживаться правил эксплуатации таких устройств, то средний срок службы автоаккумулятора кальциевого типа составит порядка пяти лет;
  • невысокий показатель саморазряда. По сравнению с классическими сурьмянистыми АКБ у кальциевых аналогов этот показатель почти на 70% ниже;
  • высокая механическая прочность пластин, что положительным образом сказывается на их способности противостоять вибрациям и ударам;
  • минимизация электролиза воды. Как известно, из-за этого процесса сурьмянистые батареи должны обеспечивать возможность долива технической жидкости. У кальциевых аналогов этот процесс практически исключён, что позволило сделать их конструкцию цельной и полностью герметичной, то есть необслуживаемой;
  • добавление кальция позволило уменьшить интенсивность коррозионных процессов, тем самым увеличив срок эксплуатации автоаккумулятора;
  • защита от перезаряда. Батареи кальциевого типа способны выдерживать напряжение заряда до 14,8 В;
  • прогрессивная технология изготовления пластин позволила уменьшить их толщину. В результате появилась возможность увеличить их количество, то есть суммарную мощность батареи;
  • необслуживаемый аккумулятор – идеальный вариант для тех автомобилистов, кто не склонен заниматься манипуляциями, связанными с уходом за ним (регулярное измерение плотности электролита и его уровня). Особенно актуально это для новичков, которые могут забыть о существовании автоаккумулятора, за исключением случаев, когда требуется его подзарядка.
Статья в тему:  При запуске двигателя свистит ремень генератора

Важно! Кальциевые аккумуляторы желательно устанавливать на новые машины, которые оборудованы системой, в автоматическом режиме отключающей потребителей электроэнергии после определённого интервала времени простоя автомобиля (если автовладелец забыл выключить магнитолу, свет или габариты). Кальциевые батареи требуют наличия полностью исправного электрооборудования – любые неполадки являются дестабилизирующим фактором. Впрочем, это актуально для любых типов автоаккумуляторов.

А теперь перейдём к рассмотрению недостатков кальциевых аккумуляторов, которые, увы, тоже присутствуют:

  • высокая чувствительность к полным или глубоким разрядам. Это считается главным недостатком батарей данного типа. В отличие от сурьмянистых и гибридных аналогов, крайне не рекомендуется разряжать аккумуляторы до значений ниже 12 вольт. Один глубокий разряд независимо от его причины, приведёт к падению ёмкости примерно на 20%. При полном однократном разряде ёмкость АКБ уменьшится примерно наполовину. Таким образом, 9-10 глубоких разрядов – и аккумулятор можно будет выбросить;
  • высокая стоимость, которая объясняется сложностью технологического процесса производства пластин;
  • уменьшение ресурса при преимущественной эксплуатации автомобиля в мегаполисе. На кальциевый автоаккумулятор губительным образом влияют длительные простои (когда автовладелец использует машину преимущественно для того, чтобы ездить на работу и домой, а в остальное время она простаивает), а также езда в городских пробках, для которой характерен режим «старт-стоп».

Отметим, что использование АКБ типа Са/Са не в автомобилях нежелательно. В частности, установка их на ложках/катерах – это высокий риск подвергнуть устройство глубокому разряду, что в силу вышеописанных причин крайне нежелательно.

Статья в тему:  Не работают задние габариты ваз 2114 причины

Срок годности

Согласно гарантии АКБ C/A C/A исправно служат в течение пяти лет, однако если избегать глубоких разрядов, то такие батареи могут работать и сохранять нужный уровень пускового давления даже по прошествии 8-10 лет.

Нарушение правил использования может привести к тому, что изделие не проработает и года. В случае если выяснится, что причиной поломки стала небрежность покупателя, компенсация выплачена не будет.

Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации

Напоследок следует немного рассказать о том, как нужно обслуживать и эксплуатировать батареи, изготовленные по кальциевой технологии. Выполнить восстановление полностью разряженного кальциевого аккумулятора можно. Но лучше подобных ситуаций не допускать. Каждый автомобилист должен выстроить собственный график обслуживания в зависимости от батареи, её состояния, условий эксплуатации и пр.

На этот счёт можно дать несколько рекомендаций:

  1. Если более 90% времени вы проводите в городе, передвигаясь внутри населённого пункта небольшими дистанциями и на малой скорости, кальциевая АКБ будет нуждаться в обязательной профилактической подзарядке. Интервал составляет 1 месяц.
  2. Когда машина эксплуатируется в режиме город–трасса, тогда профилактическую зарядку можно сократить в 2 раза. То есть ставить АКБ на ЗУ достаточно раз в 2 месяца.
  3. На современных аккумуляторах кальциевого типа напряжение на клеммах должно составлять около 14,4 В. Если параметры падают ниже 12 В, обязательно подключайте АКБ к ЗУ.
  4. Старательно избегайте состояния глубокого разряда. Иначе вы запустите необратимый процесс разрушения пластин.
  5. Десульфатация в отношении Ca/Ca аккумуляторов не применяется. Она может лишь усугубить состояние.
  6. Нельзя допускать кипения электролита. Иначе корпус может деформироваться от воздействия внутреннего газа. Плюс разрушатся пластины.
  7. Ареометр здесь бесполезен. В кальциевых АКБ вода обычно поднимается вверх, а кислота концентрируется на дне. То есть наблюдается расслоение электролита.
  8. На рынках появилось большое количество поддельных батарей. Потому старайтесь выбирать АКБ от проверенных производителей и покупать их в местах, которым можно доверять.
Статья в тему:  Компрессия на приоре 16 клапанной норма

В остальном же принцип содержания и эксплуатации аккумулятора идентичен остальным.

Кальциевая технология перспективная, но ещё требует усовершенствований. Работы в этом направлении ведутся каждый день.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector