Аккумуляторы и батареи

Время от времени в средства массовой информации извещают об отозванной партии смартфонов, которые загораются в руках и взрываются. Иногда в интернете публикуют видео сгоревшего автомобиля, в котором произошел взрыв аккумулятора. Не так уж безобидны литиевые аккумуляторы. Взрыв любой АКБ приносит материальные, иногда человеческие жертвы. Трагедию можно предупредить, зная о последствиях нарушения условий безопасной эксплуатации устройства.

Почему аккумулятор способен взорваться

Новая АКБ может служить долго, не требуя к себе повышенного внимания. Это относится к необслуживаемым АКБ: гелевые GEL или AGM, где электролит находится в стекловолокне, EFB с утолщенными свинцовыми пластинами, кальциево-свинцовые. Они подзаряжаются от генератора автомобиля, а если возникает необходимость снять батарею и зарядить дома, то это можно сделать вполне безопасно. Свинцово-кислотная батарея, которая уже послужила достаточное время, нуждается во внимании. Именно обсуживаемые АКБ с солидным сроком эксплуатации взрываются чаще всего.

Даже новую и качественную батарею можно довести до полной некондиции, если ее несвоевременно обслуживать, допускать полный разряд, не обращать внимания на сильное перегревание ее полимерного корпуса. Или при зарядке батареи допустить ее перезаряд с кипением электролита. Если повезет, такие батареи просто тихо умрут, но иногда происходит ЧП, и они взрываются. Самыми распространенными предпосылками разрушения батареи являются:

• слишком долгая зарядка аккумулятора;
• очень низкий уровень электролита;
• закупоривание батареи чехлами;
• возникновение искры на клеммах;
• неисправность автомобильного генератора;
• загрязнение вентиляционных отверстий.

Давайте разберем причины взрывов более подробно.

Опытные водители отлично знают, что АКБ требует повышенного внимания. Требуется регулярно следить, чтобы уровень электролита постоянно находился в норме. Если недоливать дистиллированную воду, происходит усиление реакции газообразования. Банки опустошаются, в освободившихся местах скапливаются газы.

При заниженном уровне электролита, увеличивается риск, взрыва батареи. Электролит должен полностью закрывать свинцовые пластины. Современные аккумуляторы оборудованы специальными метками, по которым определяется уровень электролита.

Важно! Категорически запрещается доливать электролит. Разрешается использовать только дистиллированную воду. Долив можно проводить после зарядки, подождав три часа.

Для понятия причин взрыва необходимо рассмотреть процессы, происходящие внутри АКБ. При зарядке свинцово-кислотной батареи вода разлагается на кислород и водород. Часть газа оседает на катодах, но некоторый процент накапливается под защитной крышкой. Данная смесь крайне взрывоопасна, достаточно малейшей искры, чтобы она загорелась. Искра может возникать между катодами и анодами, а также в местах их последовательного соединения.

Чтобы взорвался аккумулятор, должны одновременно сыграть несколько негативных факторов:

Взрыв АКБ при прикуривании авто.

• падение уровня электролита в банках АКБ;
• длительный перезаряд, когда ИП подключён к зарядному устройству более 12 часов;
• несвоевременное обслуживание;
• продолжительная нагрузка, сменяемая зарядом током с большим значением, например, когда автомобиль пытаются завести методом прикуривания от другого автомобиля.

По статистике чаще всего причина взрыва аккумулятора – человеческий фактор, нарушение техники безопасности, рекомендаций производителя по зарядке источника питания. Среди неправильных действий, в результате которых может воспламениться аккумулятор:

• подача на клеммы высокого тока, не предусмотренного производителем АКБ;
• продолжительная зарядка элемента питания с закрученными крышками. Пробки на банках обеспечивают герметичность, предотвращают испарение электролита во время эксплуатации. При зарядке их необходимо выкручивать, это исключит накопление чрезмерных испарений электролита при его кипении, соответственно аккумулятор не взорвётся;
• ещё одна причина возможного возгорания – перезаряд батареи. Не все зарядно-восстановительные устройства оборудованы системой автоматического контроля, пользователь должен контролировать уровень потребления тока, общее время зарядки. Если используется зарядка старого типа, не всегда можно корректно установить силу тока, уровень напряжения, соответственно, восполнение ёмкости будет происходить с нарушением технологического процесса.

Самовоспламенение

Сами по себе газы взорваться не могут, если нет определенных факторов для этого, которые в АКБ образовываются не часто. Один из вариантов самовоспламенения – смешивание их с другими компонентами.

Разберем это на примере. Часто двигатель не хочет запускаться, и водитель крутит его стартером длительное время.

Разряд батареи производится с большой скоростью, поэтому все химические процессы в батареи проходят очень интенсивно, что сопровождается высоким нагревом электролита вплоть до закипания, что сопровождается выделением обильного количества газовых смесей.

Смешивание их с водородом, скопленным под крышкой, приводит к резкому увеличению объема и температуры газовой смеси, и она просто разрывает корпус.

Поэтому, нельзя на длительное время включать стартер в работу, поскольку это не только посадит АКБ, но и может стать причиной его взрыва.

Даже если АКБ после длительной работы стартера сел, не стоит сразу «прикуривать» от другого авто или батареи.

Если газы ни не самовоспламенились, и батарея осталась целой, то это не значит, что их там нет.

И при подключении к ней клемм от другого АКБ вероятность проскакивания искры – очень высока.

Поэтому следует перед прикуриванием всегда давать время на остывание разряженного аккумулятора и естественного отвода скопившихся газов.

Взорвался аккумулятор в машине

Как и в предыдущем случае, взрыв АКБ происходит из-за совокупности форм-факторов, среди которых можно выделить следующие:

• слишком высокое напряжение бортовой сети. Причина в неисправном реле-регуляторе напряжения. Так называемая «шоколадка» в конструкции генератора дозирует подачу напряжения на обмотку возбуждения статора. Таким образом, напряжение зарядки поддерживается на заданном диапазоне, вне зависимости от количества включенных потребителей;

Система бортовой самодиагностики современных авто способна отреагировать на неадекватную работу генератора сигнальной лампой на приборной панели. На авто с отсутствующей функцией лампочка «АКБ» в случае перезаряда не загорается.

• низкий уровень электролита;
• утепление аккумулятора;
• неисправность клапана сброса газов;
• резкая повышенная нагрузка на батарею.

Причины взрыва АКБ

Как понятно из сказанного выше, взрыв автомобильного аккумулятора происходит в результате воспламенения смеси водорода и кислорода. Но взрыв не происходит вдруг и на ровном месте. Для этого должны быть выполнены некоторые условия. Их нужно понять, чтобы ваш аккумулятор при эксплуатации не взорвался.

Электролиз воды в аккумуляторе при движении автомобиля идёт постоянно. Редко в бортовой сети авто держится идеальное напряжение. К тому же генератор при различных оборотах коленчатого вала вырабатывает разное напряжение. Если оно превышает 14,1 вольта, то начинается довольно активный процесс электролиза воды. Пузырьки кислорода и водорода поднимаются на поверхность и создаётся впечатление, что электролит кипит. О том, из-за чего кипит аккумулятор на машине и причины этого явления вы сможете узнать в статье по ссылке. В штатном режиме ничего страшного в этом газообразовании нет.

Водород и кислород выходят из электролита и накапливаются под крышкой. Производители современных аккумуляторов предусматривают в крышке корпуса АКБ систему газоотведения. Через неё газы выходят из аккумулятора и рассеиваются. Такая эксплуатация взрывом не грозит. Чтобы гремучая смесь без проблем выходила наружу, выходные отверстия должны быть чистыми и не забитыми пылью.

Ещё один момент – это уровень электролита в банках. Если он сильно снижен, то увеличивается объем свободного пространства, где накапливается газ. Если запустить контроль за уровнем электролита и не доливать дистиллированную, это также повышает риск взрыва. Точнее, увеличивает его мощность, если газовая смесь взорвётся.

Дополнительный фактор риска – это чехол для аккумулятора автомобиля. Владельцы авто часто делают их для того, чтобы утеплить АКБ и предохранить от грязи. Это дело полезное, но нельзя допускать, чтобы чехол закрывал выводы на корпусе для удаления газа. В противном случае газ будет накапливаться.

Причиной взрыва смеси газов может стать искра от электрических контактов, зажигалки, спичек, сигареты и т. п. Искра также может возникать между клеммами и выводами аккумуляторной батареи при плохом контакте. Искру может провоцировать ненадёжное соединение, окисление, загрязнение. Ведь все это нарушает контакт и вызывает искрение и, как следствие взрыв.

Как видите, обычная небрежность в обслуживании аккумуляторной батареи может вызвать её взрыв. Или, по крайней мере, усугубляет его последствия.

Взрыв происходит при повышении давления, вызванном накоплением легковоспламеняющихся газов. Последние возгораются под воздействием провоцирующих факторов. После исчерпания запасов сульфата газовые пузырьки поднимаются вверх. Во время зарядки вода распадается.

Аккумулятор чаще всего взрывается при перезаряде или неправильной работе генератора. При подаче высокого напряжения электролит начинает кипеть, что приводит к повышению давления.

Забитые отверстия для отвода газов

В таком случае внутри корпуса скапливается водород. Батарея взрывается при возникновении искры. Углекислый газ вступает в реакцию с водой, в результате чего выделяется большое количество энергии. Происходит разрыв нескольких банок аккумулятора.

Если двигатель не заводится, начинающий водитель продолжает поворачивать ключ в замке зажигания. Источнику питания приходится выдавать повышенное напряжение. Электролит закипает, превращаясь в газ. Если отводные отверстия забиты, батарея взрывается.

Понижение уровня электролита

Аккумуляторная батарея требует регулярного обслуживания. Нужно постоянно следить за количеством электролита. Если не добавлять воды, процесс газообразования ускоряется. Банки пустеют, освобождающееся пространство заполняется водородом. При снижении количества электролита вероятность взрыва батареи повышается. Жидкость должна полностью скрывать металлические элементы.

Современные устройства снабжены индикаторами, облегчающими обслуживание.

Неисправности генератора

Скорость вращения коленчатого вала машины постоянно меняется, поэтому генератору приходится выдавать разное напряжение. При повышении параметра до 14 В начинается распад воды. Если напряжение растет постоянно, газ образуется в больших количествах.

Из-за неисправности генераторного оборудования происходит взрыв батареи.

Проблемы с чехлом

Водители часто надевают на аккумулятор защитных кожух, предотвращающий попадание грязи и охлаждение содержимого. Использование чехла — частая причина нарушения целостности корпуса. Кожух перекрывает отводящие газы отверстия. Водород накапливается в банках, повышая давление.

Искра и неисправности клемм

Искра, перемещающаяся по электрическим клеммам, приводит к воспламенению содержимого аккумулятора. Такая ситуация возникает при расшатывании или неправильной фиксации клемм. К появлению искры приводят окисление металла, загрязнение контактов или ненадежное соединение проводов. При искрении электролит быстро закипает, корпус аккумулятора повреждается.

Как избежать взрыва АКБ

Соблюдение режима эксплуатации автоаккумулятора позволит избежать многих проблем и гарантирует его длительную и безотказную работу. Чтобы снизить до минимума вероятность взрыва АКБ, следует обратить внимание на следующие провоцирующие моменты:

• регулярно проверяйте уровень электролита, при его снижении измеряйте плотность и доливайте или дистиллированную воду, или соляную кислоту;
• следите за тем, чтобы батарея была чистой;
• проверяйте надёжность крепления самого аккумулятора и его клемм, при необходимости затягивайте их, очищайте от окислов и загрязнений, при необходимости смазывайте клеммы;
• контролируйте состояние дренажных отверстий, в случае загрязнения прочищайте из вместе с каналами по всей их длине;
• если считаете необходимым использование чехлов, сделайте в них прорези для выпуска горючих газов;
• запрещается курить и пользоваться открытым огнем возле АКБ, особенно в процессе зарядки батареи. При проверке уровня электролита не используйте зажигалку, чтобы осветить банку – пользуйтесь фонариком или специальной стеклянной трубкой;
• периодически проверяйте уровень напряжения, идущий от генератора – он не должен превышать 14,1 В. Опасным с точки зрения возможности взрыва батареи считается напряжение от 14,7 В и выше;
• подобные неприятности возможны и при наличии повреждений корпуса АКБ (трещин), а также при разрушении перегородок между банками;
• полностью разряженную АКБ нужно хранить в отапливаемом помещении – при минусовых температурах пластины разрушаются из-за уменьшения плотности электролита.

Если в результате взрыва батареи окажется, что внутренние соединения не утратили своего функционала, это очевидное свидетельство, что ЧП произошло из-за несоблюдения водителем правил эксплуатации. Наличие заводского брака в этом случае исключается, и заменить аккумулятор по гарантии не получится. Этот факт нужно учитывать.

Да, заводской брак тоже случается, хотя и очень редко. Именно поэтому при покупке новой батареи следует обязательно проверить уровень электролита – бывает, что роботы, осуществляющие заливку, ломаются, и тогда происходит недолив.