Сколько времени можно хранить кальциевый аккумулятор

Особенности эксплуатации кальциевых аккумуляторов

АКБ (аккумуляторная батарея) – одна из ключевых деталей в автомобиле, и особенно это актуально в холодное время года.

Старые дедовско-гаражные советы и инструкции по эксплуатации или заряду современных АКБ зачастую уже не действуют, и, более того — вредны. С приобретением и началом эксплуатации Mazda CX-5 я сам столкнулся с этим — мои предыдущие (хоть и поверхностные) знания и правила зарядки АКБ были полностью перечеркнуты. Для меня было дико читать в инструкции по эксплуатации данного авто, что АКБ рекомендуется подзаряжать каждые 2 месяца, непонятно было и с алгоритмами зарядки.

Судя по всему, о новых АКБ и особенностей их эксплуатации не знал не только я один: дилер радостно и без задней мысли кипятил мой первый штатный АКБ старым дедовским способом в течении первого года эксплуатации, после чего добросовестно поменял АКБ по гарантии, т.к. старые методы не помогли. Второй АКБ я уже сам старательно по незнанию убивал (не заряжая его вовремя и давая опуститься напряжению в АКБ ниже допустимого).

Третий — самостоятельно приобретенный мной Bosch S6 и работающий по текущее время в автомобиле пока вопросов не задает, но у меня появилась возможность (и время) поэкспериментировать с предыдущим штатным АКБ.

Так в чем же всё таки дело?

Пожалуй, начну с небольшого ликбеза:

Виды АКБ
Все автомобильные аккумуляторы можно разделить на 4 класса – это малосурьмянистые (Sb/Sb), гибридные (Sb/Ca), кальциевые (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca).

В чем принципиальная разница?
Малосурьмянистый аккумулятор – это обычная старая-дедовская свинцовая батарея с добавками в пластины сурьмы.

Гибридный аккумулятор имеет пластины разного состава. Плюсовая пластина – с содержанием до 1,5-1,8% сурьмы и 1,4-1,6% кадмия, минусовая – свинцово-кальциевая или с добавлением серебра. Эти батареи наиболее универсальны и являются самым многочисленным классом АКБ. Они мало отличаются от обычных старых АКБ и отличаются в основном большей теплостойкостью.

Кальциевый аккумулятор (Ca/Ca) – кальциевыми аккумуляторами называют батареи, в которых свинец легирован (добавлены десятые доли процента Са от общей массы сплава, примерно 0,07-0,1%) кальцием.

Ну а про AGM и так все знают… кстати, EFB и AGM АКБ — как правило полностью кальциевые.

Плюсы и минусы
Само собой, каждый из типов автомобильных аккумуляторов имеет свои сильные и слабые стороны. И их стоит обязательно знать, чтобы не создавать себе лишних проблем неверно подобранным аккумулятором и последующей неправильной эксплуатацией или зарядкой.

Так, малосурьмянистые аккумуляторы подвержены наибольшему саморазряду и выкипанию воды из раствора электролита. Зато они не боятся глубоких разрядов, их легко зарядить даже при плотности электролита практически "до воды".

Плюсов у кальциевой технологии много и они весьма существенны. Некоторые из них:
— Свинцовые пластины становятся крепкими, и батарея приобретает очень важное свойство – виброустойчивость.
— Кальций уменьшает процесс "выкипания" воды из электролита. У многих кальциевых моделей АКБ вообще не предусмотрены отверстия для долива воды.
— Кальций в свинце защищает батарею от перезаряда. Кальциевые батареи выдерживают повышенные напряжения бортовой сети до 14,8В.
— Легированные кальцием свинцовые пластины хорошо защищены от коррозии.
— Кальциевая технология позволяет пластины делать более тонкими, благодаря чему количество их увеличивается.
— Стоимость кальциевых батарей ниже, чем гибридных, AGM, гелевых.
— Расчетный срок службы до 5 лет.
— Низкий саморазряд.
Кальциевые АКБ созданы спокойно переносить перезаряд при дальних путешествиях, но глубокие разряды — противопоказаны: для них важно быть постоянно заряженными. Разряжать Сa/Сa ниже границы чем 70% заряда не рекомендуется. Кальциевые батареи, пережившие хотя бы 1 полный разряд (ниже 10,8 В), теряют до 50% своей емкости!
Особенно хорошо они подходят тем, кто ездит много на большие расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды (ввиду длительности поездки).

Для тех, кто ездит редко, либо на короткие расстояния, либо в режимах где аккумулятор сильно разряжается (система старт-стоп, частые старты двигателя, простаивание в пробках) — такой тип аккумуляторов противопоказан.

Гибридные батареи являются золотой серединой. Они довольно стойки к глубоким разрядам, при этом значительно меньше подвержены выкипанию и саморазряду по сравнению с малосурьмянистыми.

Какой у вас конкретно АКБ — либо читайте маркировку на АКБ (некоторые производители указывают), либо ищите документацию на сайтах производителя. Я лишь могу сказать за АКБ, устанавливаемые в Mazda CX-5 — они кальциевые.

Итак, берем штатный АКБ с Mazda CX-5 и смотрим: перед нами современный обслуживаемый (с пробками на ячейках) АКБ, выполненный по типу EFB (Enhanced Flooded Battery) — это более толстые, по сравнению с традиционным аккумулятором, пластины, помещенные в конверт из микроволокна) и по фирменной технологии mycro-hybrid (специально для автомобилей с системой старт-стоп) производства Exide. Кальций так или иначе в пластинах присутствует.

так он выглядит на сайте производителя а так он выглядит уже перемаркированный под Мазду как оригинал

В результате предыдущей эксплуатации этого АКБ, изучения различной информации, многочисленных попыток зарядки, замеров плотности электролита и НРЦ, т.е. если коротко — в результате экспериментов с этим АКБ, могу констатировать следующее:

1. В современных кальциевых АКБ плотность упаковки пластин в конверты такова, что реально АКБ скорее уже AGM чем простой. Пластины очень плотно упакованы и электролит в банках не свободен (свободен он только в верхних слоях над пластинами). На моём фото этого АКБ можно в этом убедиться:

хоть и не очень удачное фото — много бликов от фонарика, но представление дает

(каждый сам может, подсветив фонариком посмотреть что там внутри)

Отсюда вытекают следующие последствия и нюансы:
— "кипятить" зарядным устройством такой АКБ — смерти подобно, по сути тут как и в AGM — пузырями выделяемых газов при "кипячении" плотно упакованные намазки на пластинах просто разрушаются (но не осыпаются).
— внутри "гамбургера" из прослойки конверт/пластина плотность электролита намного выше, чем над пластинами (над пластинами электролит практически не принимает участие в хим. процессе), кроме того, серная кислота тяжелая (она концентрируется внизу электролита) — поэтому, измерение плотности электролита ареометром — пустая трата времени.

Для таких АКБ совсем не редкость случаи, когда напряжение на клеммах аккумулятора может быть выше 13В при плотности электролита ниже 1,27 — и в этом я сам не раз убеждался (и даже сначала думал, что у меня ареометр неисправен).

Да, от "кипячения" зарядным устройством плотность верхнего слоя электролита вырастает (после "кипячения" обычно ареометр сразу показывает высокую плотность), но вырастает она за счет пузырькового перемешивания электролита (т.е. выбиванием пузырьками кислоты в верхние слои). Но зачем нам кислота в верхних слоях электролита? Кислота нужнее внутри "конвертов", в намазках пластин, в порах и пропитке конвертов. Смысла "кипятить" — нет никакого.

Вообще же, совет "кипятить" АКБ старым дедовским способом (или "глупыми" автоматическими зарядками) — справедлив лишь только для старых сурьмянистых АКБ. Для этих АКБ и внутренняя конструкция корпуса даже другая была — там, в самом низу корпуса были сделаны специальные карманы с перегородками и сульфаты простым кипячением осыпали вниз банок. Кроме того, для современных АКБ "кипячение" может быть чревато внутренним коротким замыканием АКБ.

Поэтому, даже после суточного отстоя заряженного АКБ верхние слои электролита очень неохотно и медленно повышают плотность и измерение реальной плотности с помощью ареометра почти бесполезно. Порой, бывает нужно выждать пару суток пока электролит перемешается после зарядки и при этом еще покачивая или потряхивая АКБ периодически (для ускорения смешивания).

2. АКБ с содержанием кальция очень не любят глубоких разрядов. Сульфат кальция не растворяется в воде, а в электролите он растворяется с большим трудом. Поэтому, при глубоких разрядах сульфат кальция заклеивает поры (закупорка пластин) и затрудняет последующий заряд: напряжение при зарядке может быть даже выше 15В, а нужная плотность так и не достигается. Каждый глубокий цикл разряда снижает емкость кальциевой АКБ, поэтому без крайней необходимости режим КТЦ (контрольно-тренировочный цикл заряд/разряд) лучше не делать. Даже из старых советских учебников известно, что использование свинцово-кальциевых сплавов обуславливает образование на границе решетка/активная масса сульфатной пленки с высоким электросопротивлением, которая не окисляется до двуокиси свинца даже при длительном заряде.

Кальциевые автомобильные АКБ лучше вообще никогда не подвергать глубокому разряду, а если разряжать, то не ниже 11,8В (при этом с риском не вернуть назад прежнюю ёмкость АКБ) или 12В (неглубокий КТЦ), т.к. 11,8В НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) на кальциевом АКБ говорит о 0% его SOC (напряжение 100% заряженного АКБ составляет 12,8В). Не зря официальные рекомендации от Mazda гласят, что если плотность электролита аккумуляторной батареи составляет менее 1,17 г/см3 (SOC составляет менее 25%, что соответствует напряжению менее 12В), то такая батарея подлежит замене новой, так как в этом случае восстановить нормальное функционирование аккумуляторной батареи с помощью ее заряда уже невозможно (!).

Заряжать кальциевый АКБ нужно не выше 14,4В и зарядным током не более 10% от номинальной ёмкости АКБ (справедливо при +20С внешней температуры). Правильный алгоритм зарядки, например, от фирмы Ctek (зарядка происходит в несколько этапов) выглядит примерно так:

Итого, кратко резюмирую по кальциевым АКБ:

1. Если разрядить кальциевый АКБ ниже 11,8В — с большой степенью вероятности такой АКБ больше не восстановит свою прежнюю ёмкость. Достаточно 2-3 раза такой глубокой разрядки и кальциевый АКБ можно смело сдавать в утиль.
2. В процессе восстановления заряда режим КТЦ без крайней необходимости не производить.
3. Не "кипятить" кальциевый АКБ. Заряжать кальциевый АКБ нужно напряжением не выше 14,4В.
4. Если у вас короткие поездки, частый пуск мотора и длительные стоянки — это повод решать вопрос с подзарядкой кальциевого АКБ не реже чем каждые 2 месяца. Или покупать новый АКБ каждый год.

Всё дело в том, что производители совсем не заинтересованы в длительной эксплуатации своей продукции или поддержания заявленных свойств своей продукции на протяжении многих лет. Главное — в цикличности покупки, т.е. постоянном и частом поддержании производителя вашими деньгами. Кстати, гарантия на современный АКБ (по крайней мере — на штатный АКБ СХ-5) обычно не превышает 12 месяцев.

Такие вот сейчас АКБ пошли… один глубокий разряд и… можно идти покупать новый аккум.

Ищите АКБ в которых наряду с кальцием есть серебро в добавках. Только такое сочетание может оказаться более стойким и долговечным.

Дополнителная информация:

1. В сети, и, в том числе и здесь на Драйв2, очень много разных советов по кальциевым АКБ, практически все пишут, что особенность их в высоких напряжениях для зарядки — якобы нужно порядка 16В для зарядки. Удалось узнать "откуда ноги растут" у таких рекомендаций. Оказывается, очень давно и очень долго на сайте VARTA, а так же в их буклетах и инструкциях была рекомендация заряжать АКБ напряжением 16В. Но, время идёт, технологии меняются, а инструкции переписать под современные реалии — забыли.

Вот нашёл в инете, вроде как официальный ответ по рекомендации зарядки до 16В на сайте VARTA:

"Информация на сайте в разделе "Всё об аккумуляторах" устарела, имеет неточности и будет обновлена.
п. 2.2 предназначен для батарей с пробками серии standard, ранее поставлявшихся в сухозаряженном исполнении, а теперь снятых с производства.
Для современных батарей со свинцово-кальциевыми сплавами рекомендуется заряд током 10% от номинальной ёмкости до напряжения 14,4В.
Это стандартный режим заряда для автомобильных аккумуляторов. Если продолжать заряжать батарею до 16В, это приведет к потере воды из электролита.

С уважением,
Дмитрий Тищенко
dmitry tishchenko

johnson controls power solutions moscow
podkopayevsky per. 4
109028 moscow, russia
email: dmitry.s.tishchenko@jci.com
web: www.johnsoncontrols.com

Для тех, кому Varta — не авторитет и кто всё ещё продолжает читать устаревшие рекомендации с сайтов производителей отечественных АКБ и медленно, но верно продолжают убивать свои АКБ (и советуют это делать другим (наверное, в целях повышения уровня продаж этих АКБ)), привожу в качестве примера инструкцию к АКБ ведущего мирового производителя — Furukawa Battery (Fujitsu/Nippon/Asahi/Yokohama):

Важное — подчеркнул пунктирными красными точками

Так же, известная компания FIAMM для своих свинцово-кислотных АКБ типа AGM (с пластинами из сплава с добавлением кальция) вообще рекомендует напряжение заряда — 14,4В (2,4В на ячейку) в течении суток, вот кусок скрина из инструкции:

Важное — подчеркнул пунктирными красными точками

2. То же самое касается и официальных дилеров, которые в большинстве своём старым дедовским способом зарядки поубивали АКБ обратившимся к ним пользователям и потом отказывают в гарантийной замене. Ведь, по сути, неработающая система i-stop — это наглядный показатель, "тревожный звоночек", что АКБ постоянно находится в недозаряженном состоянии и полностью зарядиться в условиях городского трафика штатными средствами автомобиля уже не может. Отсюда — сильная сульфатация, потеря ёмкости, глубокие разряды АКБ, и, как следствие, последующая бесполезность восстановления такого "запущенного" АКБ. Напомню владельцам СХ-5, что система i-stop перестаёт функционировать при показателе Batt_Soc (т.е. при степени заряженности) менее 68%, что примерно соответствует плотности электролита меньше чем 1,21 г/см3 и напряжению ниже 12,3В — это буквально "один шаг", т.е. пару месяцев поездить на таком АКБ — и всё, дальше плотность 1,17, напряжение ниже 11,8В — такой АКБ в утиль. Так что, изначально, еще на этапе приёмки (покупки) автомобиля у дилера — заставляйте их продемонстрировать вам требуемую плотность и напряжение у нового АКБ на новом авто, а потом в обязательном порядке решать вопрос практически с ежемесячной (или по официальной рекомендации — раз в 2 месяца) подзарядкой кальциевого АКБ. Или покупать новый АКБ каждый год.

Большинство информации почерпнуто мной отсюда: CAR AND DEEP CYCLE BATTERY FAQ 2015 и отсюда, а также личными "опытами" и наблюдениями.

Так же, всем фомам неверующим — обязательно к прочтению этого сообщения!

UPD от 21.12.2017: Написал как логическое продолжение данной темы, теперь прошу сюда — Алгоритмы заряда свинцово-кислотных батарей

Сколько времени можно хранить кальциевый аккумулятор

Авторемонтный бизнес — сугубо профессиональная, не терпящая дилетантства сфера деятельности. Однако, к сожалению, некомпетентность, а нередко даже откровенная безграмотность отдельных горе-специалистов, все еще живущих вчерашним днем, способствует мифотворчеству и широкому распространению недостоверной, ложной информации.

Один из таких мифов связан с аккумуляторными батареями. В последнее время все чаще стало звучать мнение (из околоавтомобильных СМИ, интернет-форумов и так далее) о том, что АКБ можно приобретать лишь «свежими» — якобы только в этом случае они будут работать надлежащим образом, исправно реализуя свои функции. При этом, что удивительно, никаких четких сроков и иных конкретных параметров, по которым следовало бы определять и дифференцировать эту «свежесть», не приводится.

Подобные разговоры приобрели такое широкое распространение и весомость, что люди стали очень настороженно относиться к аккумуляторам, с момента выпуска которых прошло год-полтора, а нередко даже и менее того. Они отказываются их покупать, считая «старыми», требуют дополнительных гарантий, просят заменить, опять же, «более свежими», и прочее. Но никоим образом не могут объяснить, что в их представлении является нормой этой пресловутой «свежести».

Данная проблема, кстати, — сугубо российский феномен. В любой другой стране мира потребителю и в голову не придет проверять дату изготовления АКБ и уж, по крайней мере, придавать ей такое значение, поскольку автомобильный аккумулятор даже с большой натяжкой ни в каком случае нельзя отнести к категории скоропортящихся товаров. Главное, чтобы продекларированные производителем технические характеристики были выдержаны. У нас же, как обычно, все по-другому, мы и тут идем своим «уникальным путем», пытаясь отыскать крамолу даже в невинных цифрах даты производства.

Обоснованно ли такое мнение? Отчасти — да. Но это «отчасти» обусловлено лишь вопиющей безграмотностью и непрофессионализмом некоторых индивидуумов, вообще не следящих за развитием технологий и не интересующихся последними инновациями, хотя сфера их деятельности обязывает быть более внимательными и вдумчивыми. Дело в том, что АКБ предыдущих поколений действительно имели достаточно высокий уровень так называемого саморазряда — потери емкости при бездействии. Но современные автомобильные аккумуляторы лишены этого недостатка и могут храниться без ущерба своим техническим характеристикам достаточно продолжительное время (естественно, при условии неукоснительного соблюдения основных правил хранения). Для того чтобы понять, почему это так, нужно хотя бы в общих чертах ознакомиться с последними технологиями производства АКБ.

Огонь, батарея!

Классифицировать автомобильные стартерные аккумуляторные батареи можно по-разному. Во-первых, они могут быть малообслуживаемыми (с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава с малым содержанием сурьмы), необслуживаемыми («гибридные» и «кальциевые»), полностью необслуживаемыми (герметизированные со связанным электролитом). Во-вторых, АКБ можно дифференцировать по составу сплава решетки:

• PbSb — положительные и отрицательные решетки изготовлены из свинцово-сурьмянистого сплава с содержанием сурьмы до 2,5 %;
• «Гибрид» — положительные решетки выполнены с добавкой сурьмы, отрицательные — с добавкой кальция;
• PbCa — положительные и отрицательные решетки свинцово-кальциевые.

В-третьих, батареи разделяются по технологии изготовления решетки: отливка (PbSb, PbCa), просечка и последующая растяжка (PbCa), штамповка (PbCa).

Так вот, быстрый саморазряд (в среднем за 4 месяца степень заряженности падает на 60 %) характерен для теперь уже фактически «реликтовых» сурьмянистых стартерных батарей. Именно им мы и обязаны распространяемому сегодня мифу о необходимой для нормальной работы «свежести» АКБ.

Помните такие? Эбонитовые корпуса, ячеистые крышки… В то время требования к исполнению АКБ были невысоки, КПД батареи был очень низким. А между тем на характеристики саморазряда напрямую влияет чистота применяемых материалов.

Сегодня в русле тенденции, направленной на экономию материала, актуальность получил коэффициент использования свинца в батарее — грубо говоря, сколько грамм свинца нужно, чтобы получить 1 А•ч. Это позволяет делать АКБ чрезвычайно технологичными. На протяжении всего срока службы (на 4–5 лет их хватает с лихвой) можно вообще не доливать дистиллированную воду в большинстве случаев. Это стало возможным благодаря применению более чистых технологий и переходу от сурьмы к кальцию. Данные материалы добавляются в сплав для того, чтобы придать решетке большую жесткость, — свинец, как известно, очень мягкий металл, — но при этом сурьма способствует обильному выделению газов при заряде. Доливка туда дистиллированной воды, которая, кстати, тоже не всегда отличается кристальной чистотой, приводит к тому, что саморазряд увеличивается.

Параллельно менялись и технологии изготовления решетки. Сначала пластины изготавливались из сурьмы методом отливки. Литье под давлением — обычная технология, известная с незапамятных времен. Не самая совершенная, но на определенном этапе она позволяла с успехом решать стоящие перед производителем задачи и делать решетки определенной формы.

Так бы, наверное, и продолжалось по сей день, если бы не необходимость обслуживания изготовленных по данной технологии батарей. Основной массе автолюбителей это обслуживание было, мягко говоря, в тягость. Для того чтобы избавиться от столь досужливой обязанности, сурьму заменили кальцием. Но кальций при изготовлении решетки методом литья выгорает. Поэтому пришлось искать новую технологию производства. Ею стала технология просечки и растяжки (металлический валик равномерно прорубается — «просекается» и растягивается в ромбовидные, расположенные в шахматном порядке ячейки).

В первом десятилетии 2000-х годов это была самая современная технология. Тем не менее и она не лишена недостатков: решетка может иметь только строго установленный дизайн, и никакой другой. К тому же у нее не может быть рамки, потому что решетки нарезаются (имея определенную длину) из получающейся в итоге просечно-растяжной ленты.

То есть технологов снова озадачили разработкой более приемлемого процесса производства, и он не заставил себя долго ждать. Штамповка (или, точнее, вырубка; по-английски она именуется punching, что означает «перфорирование», «пробивание [пробивка] отверстий») — вот прекрасное решение всех проблем. К ней обратились во второй половине первой декады 2000-х и стали постепенно внедрять.

Отлитая металлическая заготовка многократно вальцуется до придания формы тонкой пластины. Затем на ней аккуратно, в несколько стадий выдавливают отверстия с определенным рисунком. Сразу плюсы: теперь можно получить самый оптимальный дизайн решетки, позволяющий создавать большую плотность тока там, где это необходимо. Это очень важно, особенно для положительной пластины, потому что на нее приходится основная нагрузка.

К тому же штампованная решетка имеет рамку, значение которой трудно переоценить, ведь положительная решетка склонна в процессе эксплуатации корродировать и расти в размерах, как бы разбухать — ее сечение увеличивается. В результате без рамки она легко ломается или замыкает через сепаратор.

Метод просечки и растяжки лишен подобного преимущества, поскольку, как уже было сказано выше, не дает возможности каким-либо образом распределять жилки для достижения максимальной эффективности. Из-за этого такие батареи нередко выходят из строя раньше времени.

Еще одно достоинство штамповки/вырубки — более качественное изготовление и большая стабильность с точки зрения коррозии. Как следствие — увеличенный срок службы аккумуляторной батареи. Причем из строя она выходит уже отнюдь не по причине коррозии.

Ну и еще один положительный эффект — штамповка более экономичная и производительная. Скорость выпуска таких пластин — 600 штук в минуту, просечных — 300–400 единиц, отливных — 4–5 штук.

Как отмечают специалисты, сам по себе метод штамповки известен давно, но делать с его помощью качественную стабильную свинцовую решетку научились буквально лет пять назад.

Теперь о принципиально важном, о самой сути — изменении состояния батарей в процессе хранения. Степень заряженности «гибридных» АКБ при бездействии снижается до уровня 40 % (это около 12,4–12,5 В) примерно через 14 месяцев, батарей типа «кальций — кальций» (и положительная, и отрицательная пластины изготовлены из кальция) — через 18–20 месяцев.

То есть главное — современные технологии позволяют выпускать аккумуляторы, способные храниться и год, и полтора без потери своих качеств, а по истечении этого срока и подзарядки их можно продолжать хранить дальше и затем успешно использовать.

Сроки, сроки

Но, как бы хороша ни была аккумуляторная батарея, корректное хранение — вопрос, играющий принципиальную роль в поддержании ее функциональных способностей и технических характеристик на изначальном уровне. Правила хранения до продажи достаточно просты, но их необходимо строго соблюдать:

• хранить в сухом прохладном месте (температура 0…15 °С);
• учитывать дату производства при хранении и отгрузке;
• проводить периодический выборочный контроль НРЦ (напряжение разомкнутой цепи — напряжение без нагрузки; раньше использовалась ЭДС);
• сокращение срока логистики батареи от производителя к потребителю: надо понимать, что, тем не менее, аккумуляторная батарея — это не та запчасть, которая может лежать на складе годами, батареи должны продаваться как минимум в течение года; и не забывайте, что гарантийный срок после продажи конечному потребителю начинает исчисляться именно от даты продажи, а не производства, даже если АКБ пролежала на складе 18 месяцев;
• при снижении НРЦ менее 12,5 В батарея нуждается в подзарядке;
• не рекомендуется продавать батареи с напряжением ниже 12,6 В.

Специалисты единодушны: общее время хранения залитых и заряженных батарей с момента производства до продажи конечному потребителю не должно превышать:

• 18 месяцев — максимальный срок хранения без подзарядки для кальциевых батарей;
• 12 месяцев — для батарей с гибридной технологией.

Аккумуляторные батареи в сухозаряженном исполнении могут храниться до трех лет. При активации после заливки и пропитки, если НРЦ ниже 12,5 В, рекомендуется подзарядка.

С другой стороны, при покупке АКБ, чтобы удостовериться в качестве приобретаемого товара (исключительно для личного спокойствия — у дилеров известных фирм-производителей обычно при хранении проблем не возникает), в принципе, достаточно проверить вольтметром НРЦ. Никаких специальных тестеров не требуется. Просто убедитесь, что НРЦ — не ниже 12,5–2,6 В (у полностью заряженной батареи НРЦ составляет где-то 12,8 В). Важны именно десятые доли. Аккуратный внешний вид и целостность упаковки подразумеваются по умолчанию.

Актуальная тема

Статистика дорожных неисправностей свидетельствует о росте проблем с аккумулятором в зимний период. Это не удивительно. Энергопотребление растет, эксплуатационные характеристики ухудшаются — в холодное и влажное время года автомобильные аккумуляторы подвергаются наибольшей нагрузке. Вот почему не только для старых, но и вообще для всех автомобилей проверка батареи должна быть такой же неотъемлемой частью осеннего техобслуживания, как и проверка работы освещения или смена шин на зимние. По статистике дорожных неисправностей, собираемой автоклубами, каждую зиму первое место занимает аккумулятор, который не способен завести автомобиль.

Одна из главных причин: в холодное время года значительно повышается энергопотребление — включен обогрев заднего стекла и сидений, вентилятор работает на полную мощность. В особенности при коротких поездках генератор не успевает полностью восстановить заряд батареи для следующего запуска. Одновременно с этим ухудшаются эксплуатационные характеристики аккумулятора, поскольку при низких температурах химические процессы протекают медленнее. Поскольку многие автолюбители не задумываются о состоянии своего аккумулятора, мастерские должны еще до начала зимнего сезона проверить и, если необходимо, заменить батарею для своих клиентов. Это позволит СТО лучше организовать выгодный для них бизнес и обеспечит автомобилистам безопасную и беспроблемную зиму.

Сейчас на российском рынке для легковых автомобилей предлагаются в основном лишь «гибридные» аккумуляторы или батареи типа «кальций — кальций».

Но как понять, по какой технологии изготовлена батарея? Визуально это, как правило, не определить — на этикетке может быть написана масса красивых иностранных слов в превосходной степени, вроде: «супергигаплатинум» или «гипермегакальций», однако ясности они не вносят. Это лишь маркетинговые изыски ушлых продавцов, абсолютно не проливающие свет на то, из чего и как на самом деле сделаны положительная и отрицательная пластины. Поэтому точную информацию о конструкции АКБ можно получить лишь из более достоверных источников — сопроводительной документации, сайта производителя и прочих.

Впрочем, в принципе на рынке есть место любым видам аккумуляторов: одним автолюбителям нравится самостоятельно обслуживать батареи, они умеют это делать правильно. Такие люди приобретают батареи предшествующих поколений, покупают дистиллированную воду и сами «химичат» вечерами дома или в гараже. Другие, напротив, не хотят ни о чем думать. Им нужны АКБ более современные. И хороший рынок должен предоставлять такой выбор.

Автор: Михаил Калинин

Источник: «Миф из прошлого», журнал «Правильный АВТОСЕРВИС», ноябрь 2012

Сколько времени можно хранить кальциевый аккумулятор

С наступлением холодов многие автовладельцы прекращают эксплуатацию транспортных средств до весны. Это связано со сложностью вождения, а также с другими неудобствами использования автомобиля в зимний период. Одной из уязвимых частей транспортного средства в период морозов является аккумуляторная батарея (АКБ). Очень важно знать, как правильно хранить аккумулятор автомобиля, чтобы в холодное время года не возникали трудности. Для начала стоит разобраться в типах и особенностях этих устройств.

Типы автомобильных аккумуляторов

Необходимо рассмотреть типы аккумуляторов, используемых для запуска двигателя автомобиля, т. к. условия хранения и эксплуатации батарей, созданных по разным технологиям, несколько отличаются друг от друга.

Сурьмянистый тип

Свинцовые пластины таких аккумуляторов содержат более 5% сурьмы. Свинец — мягкий метал, поэтому для достижения необходимой прочности добавляется сурьма. Но она провоцирует интенсивное испарение воды из электролита. На корпусе ставится маркировка буквами Sb.

В данный момент такие батареи больше не производятся и встречаются крайне редко, т. к. требуют постоянного обслуживания — доливки электролита. Допускать падение уровня электролита категорически запрещено. В остальном аккумулятор неприхотлив как в использовании, так и в хранении. При консервации на зиму обязательна проверка уровня электролита в банках.

Малосурьмянистые АКБ

Чтобы сократить интенсивность испарения воды из электролита, в современных АКБ уменьшено содержание сурьмы в пластинах, теперь оно составляет менее 5%. Это позволяет гораздо реже доливать электролит. Но всё равно проверки уровня заполнения банок аккумулятора обязательны, делать это нужно в среднем два раза в год.

Помимо этого, необходимо осуществить проверку уровня электролита перед постановкой батареи на хранение. Все рекламные утверждения, что АКБ такого типа не нуждаются в обслуживании, являются маркетинговым мифом. К плюсам таких батарей можно отнести то, что они не склонны к саморазряду, не теряют ёмкость и имеют низкую цену. Они маркируются на корпусе Sb+.

Кальциевый вариант

В батареях этого типа сурьма в свинцовых пластинах заменена кальциевыми добавками. Это практически прекращает испарение воды из электролита, что позволяет забыть о необходимости контроля жидкости в банках и делает батарею действительно не нуждающейся в обслуживании. На корпусе таких аккумуляторов, как правило, стоит маркировка Ca/Ca.

Из минусов этого типа нужно отметить, что батарея очень привередлива к критическому разряду. Достаточно несколько раз полностью разрядить аккумулятор — и он потеряет ёмкость, что приведёт к необходимости замены батареи. Поэтому при постановке на зимнее хранение АКБ должен быть полностью заряжен, а время от времени следует контролировать уровень заряда.

Гибридная разновидность

Такие АКБ имеют маркировку Ca/Sb, Ca+. Электродные пластины изготавливаются по двум различным технологиям. Плюсовые решетки производятся с добавлением сурьмы, минусовые — изготавливаются по технологии с добавлением кальция. Эти батареи — попытка объединить лучшие качества двух типов аккумуляторов. Получилось среднее по характеристикам устройство с малым испарением электролита и достаточной неприхотливостью к полному разряду. Требует контроля заполнения банок устройства только при постановке на зимнее хранение — это обязательное условие, так же как и полный заряд.

AMG и GEL

Батареи этого типа называют гелевыми: серная кислота в них находится в связанном состоянии, проще говоря, в виде геля. Такие АКБ долговечнее всех вышеописанных видов батарей. Они не требуют обслуживания и неприхотливы к критическому разряду. Разница между AMG и GEL видами в способе связывания серной кислоты, являющейся электролитом:

• AMG технология — пропитка серной кислотой пористого стекловолокна, находящегося между решётками электродов.
• GEL технология приводит электролит в состояние геля при помощи кремневых добавок.

Эти АКБ требуют специальных зарядных устройств, в хранении неприхотливы, достаточно лишь соблюдать оптимальную температуру хранения.

Щелочные батареи

Эти батареи называются никель-кадмиевыми и имеют маркировку на корпусе Ni-Cd. В них вместо кислоты в качестве электролита используется щёлочь. В настоящее время такие батареи редко используются как стартерные аккумуляторы, и только в грузовом транспорте. Использование этого типа батарей для легковых автомобилей производители считают нецелесообразным. Применяются они в основном как тяговые батареи в различной складской и производственной технике (например, в электрокарах). В эксплуатации очень неприхотливы и требуют малое количество электролита, т. к. он не расходуется при химической реакции.

Из положительных характеристик стоит отметить четыре очень важных для успешной консервации фактора:

• Отлично переносят критическую разрядку.
• Консервация и длительное хранение возможны без потери эксплуатационных параметров.
• Имеют минимальный саморазряд в отсутствии эксплуатационной нагрузки.
• Не выделяют вредных испарений.

Ионно-литиевые накопители

Батареи такого типа имеют маркировку Li-Ion и пока встречаются редко. Используются в основном для питания электроинструментов (например, шуруповёртов). По такому же принципу производят бытовые заряжаемые батарейки и аккумуляторы для мобильных телефонов. Но встречаются и автомобильные АКБ, созданные по этой технологии. К плюсам таких батарей можно отнести очень большую энергоёмкость и минимальную степень саморазряда, что очень важно при длительном хранении.

Минусов тоже достаточно:

• Большая чувствительность к минусовым температурам.
• Малое количество циклов зарядки и разрядки — около пятисот раз.
• При длительном хранении снижается энергоёмкость. За период в два года ёмкость упадёт в среднем на 20%.

Обслуживания батареи не требуют, но для хранения литий-ионных аккумуляторов важен температурный режим и полный заряд.

Подготовка АКБ к зимней консервации

Перед длительным хранением необходимо провести ряд обязательных мероприятий, которые позволят сохранить аккумулятор любого типа в гарантированно работоспособном состоянии без потери ёмкости заряда.

Прежде всего, нужно тщательно очистить верхнюю часть поверхности корпуса, особенно между клеммами, от грязи, возможных окислений, влаги и т. д. Важно, чтобы поверхность между клеммами была сухой и чистой. В противном случае в загрязнениях и отложениях на корпусе могут образовываться микротоки между контактами, что приведёт к преждевременной разрядке батареи. Если не следить за чистотой батареи, дело может дойти до глубокого разряда и, как следствие, возможной потере ёмкости или работоспособности АКБ.
• В обслуживаемых и малообслуживаемых АКБ важно проверить уровень и плотность электролита. Плотность должна равняться 1,28 г/см3. В необслуживаемых АКБ необходимо следить за зелёным индикатором в глазке. Какой уровень электролита, разобраться несложно: горит зелёным — сохраняется норма, горит красным — нужно доливать дистиллированную воду и проверять плотность.
• Перед постановкой на хранение обязательна проверка напряжения. Оно должно быть минимум 12.4 В, но лучше 12.7 В. Если напряжение ниже, то батарею необходимо зарядить. Часто встречаются советы по хранению аккумулятора в разряженном состоянии — это неправильно, и приводит к потере ёмкости и выходу батареи из строя. Такие рекомендации исходят от людей, не имеющих понятия об элементарных законах химии и физики, которые преподаются в средней школе.
• Клеммы батареи желательно покрыть солидолом или техническим вазелином для уменьшения возможного окисления при контакте с воздухом.

После всех вышеописанных манипуляций батарея готова к длительному хранению. Теперь необходимо выбрать, где хранить аккумулятор автомобиля зимой.

Выбор места

Для хранения АКБ нужно выбрать место с оптимальными температурными условиями. Существует рекомендации, согласно которым необходимы холодные условия и температура от минус 10 до +5 градусов. Некоторые советуют хранить батарею в тепле, возле источника отопления. Однако это неверно. Вариант хранения аккумулятора зимой дома — одно из самых правильных решений по созданию идеальных условий консервации.

Холодные условия хранения от минус 10 до +5 градусов ведут к быстрому разряду батареи. Потребуется частый контроль уровня заряда, на что не всегда есть время, да и можно попросту забыть вовремя проконтролировать.

Слишком тёплое место (с температурой более +23), возле источника отопления, может привести к сульфатации решёток и, как следствие, к потере ёмкости. В худшем случае батарея может выйти из строя.

Места с сильно повышенной влажностью тоже не подойдут. На верхней части корпуса будет образовываться влага, что приведёт к прохождению микротоков между клеммами и к разрядке устройства. Глубокий разряд всегда вреден для любого типа батарей. Так что холодный балкон или сарай точно не соответствует требованиям того, как хранить автомобильный аккумулятор.

Оптимальное хранение будет обеспечено при температуре от +10 до +15 градусов в сухом помещении. Отлично подойдут домашние условия: кладовка в квартире, утеплённая лоджия, тамбур или отапливаемый бокс (гараж).

Время хранения АКБ без подзарядки.

Во время бездействия батареи разных типов постепенно теряют первоначальный заряд, его необходимо контролировать. Периодичность контроля зависит от типа аккумуляторной батареи. Ниже указаны интервалы проверок и подзарядки устройств различных типов.

Сурьмянистые устройства ввиду устаревшей технологии производства достаточно быстро теряют заряд — контроль необходим ежемесячно.
• Малосурьмянистые держат заряд несколько дольше, и проверки необходимы примерно раз в три месяца при температуре хранения +15 градусов.
• Гибридные устройства ввиду малого содержания сурьмы (до 1,7%) и кадмия (до 1.9%), требуют меньшее количество электролита. Хранятся такие батареи до пяти месяцев без контроля и подзарядки.
• Кальциевые устройства могут обходиться без контроля от семи месяцев до года.
• Гелевые устройства тоже долго держат заряд и могут без проверок пролежать до года.
• Щелочные АКБ требуют ревизии каждые 7−8 месяцев.
• Ионно-литиевый тип батарей необходимо контролировать 1 раз в год.

Чем современней технология изготовления аккумулятора, тем реже она нуждается в контроле и подзарядке, но все же по техническим рекомендациям, указанным в инструкциях по применению, они должны проводится. Чтобы избежать неприятных случаев самопроизвольного разряда АКБ раньше указанных сроков, при хранении лучше осуществлять проверки уровня заряда каждые два месяца независимо от типа батареи.

Хранение новых аккумуляторных батарей

Иногда, приобретая батарею осенью или зимой, встаёт вопрос, как её сохранить в должном состоянии до начала весеннего автомобильного сезона.

Что убивает кальциевые аккумуляторы, и убивает ли?

В Сети полно негативных отзывов на кальциевые аккумуляторы, которые служат недолго, не заряжаются, не держат заряд, замерзает электролит. Популярны мифы о том, что они боятся «кипячения» при 16 и более вольтах, а ещё боятся разрядов, стремительно теряя ёмкость с каждым из них, будто бы, вследствие формирования слоя гипса — нерастворимого сульфата кальция, и вообще, стартерный аккумулятор, в отличие от тягового, для разряда не предназначен, разве только секунду покрутить стартер. Что, если взять реальный аккумулятор и проверить?

Будут видео и опыты с показаниями приборов. Попутно выясним, что такое мнимый или поверхностный заряд. И возможно, мы уже не раз сдавали в утиль хороший исправный аккумулятор. Что же с ним можно было сделать?

Подача слишком высоких токов и напряжений при заряде свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторных батарей, они же просто АКБ, чревата целым спектром опасных последствий, главными из которых являются выделение пожаровзрывоопасного водорода, токсичного сероводорода, разбрызгивание едкой кислоты, потеря воды из электролита, перегрев аккумулятора, вплоть до коробления пластин и короткого замыкания.

В отличие от популярной страшилки, будто пузырьки газов разрывают активную массу, (что не соответствует действительности, но чёрно-коричневую муть оплывшей активной массы положительных пластин они в электролит действительно поднимают, когда она уже оторвалась по иным причинам), перечисленное в предыдущем абзаце действительно опасно и для здоровья живых существ, и для сохранности окружающих аккумулятор ценностей, в первую очередь, самого автомобиля. Потому производители и продавцы аккумуляторных батарей публикуют легко запоминающиеся инструкции по максимально безопасным способам их подзаряда.

Да, именно подзаряда, то есть, частичного восполнения уровня заряженности, снизившегося в результате хронических, (например, езда в городском формате), или острых, (забыли выключить фары, пользовались лебёдкой, предпринимали попытки пуска не совсем исправного двигателя) причин.

▍Рекомендации предельно просты: заряжать током 10% ёмкости (6 А для 60 А*ч) до напряжения 14.4 вольта, (в разных версиях может варьироваться.) Легко запомнить и осуществить.

Это первая стадия заряда аккумулятора, основной заряд. А чтобы зарядить кальциевый аккумулятор полностью, необходимы ещё и последующие этапы заряда, которых в профиле может быть несколько. Эти этапы уже требуют знаний, оборудования и предосторожностей, потому о них краткие инструкции для широкого круга автомобилистов умалчивают.

Зачем нужен полный заряд аккумулятора, как его произвести, и чем чревато его отсутствие, мы сегодня установим экспериментальным путём.

Подопытный аккумулятор Bosch S4 005 2015 года выпуска, три с половиной года в эксплуатации. НРЦ — напряжение разомкнутой цепи, оно же ЭДС без нагрузки, 12.57 вольт.

Ток холодной прокрутки по стандарту EN 521 из 540 А, здоровье 96 %, внутреннее сопротивление 5.96 мОм.

Просадка под нагрузочной вилкой 200 А до 10.25 В. На холоде падало до 9.9.

Перед зарядом аккумулятор не забываем отогреть, помыть, зачистить клеммы. Устанавливаем следующие параметры заряда.

Этап основного заряда: максимальное напряжение 14.4 В, напряжение начала снижения тока 14.2 В, максимальный ток 6 А.

Окончание заряда по снижению тока до 50 мА, максимальное время заряда 48 часов.

Этап дозаряда: напряжение до 14.4 В, максимальный ток 2А, продолжительность 5 часов.

Такие настройки программируемого зарядного устройства (ЗУ) будут действовать следующим образом:
▍ На клеммы подаётся ток 6 ампер до достижения 14.2 вольт. Это этап CC — constant current — постоянного тока
▍ Далее напряжение стабилизируется на уровне 14.2, ток снижается. Это называется этапом CV — constant voltage — заряд снижающимся током при постоянном напряжении
▍ Когда ток доходит до 50 мА, ЗУ без паузы переходит в дозаряд током 2А, который, скорее всего, пролетит очень быстро, до достижения напряжения 14.4 В
▍ И далее продолжится при этом напряжении без ограничения минимального тока. Общее время дозаряда 5 часов.

Таким образом, имеем профиль, который можно назвать: либо двухэтапным — (основной заряд 6 А, 14.2 В, до 50 мА или 48 ч, и дозаряд 2 А, 14.4 В, 5 ч), либо четырёхэтапным — (1 — СС 6 А до 14.2 В, 2 — СV 14.2 В до 50 мА, общее время 1 и 2 не более 48 часов, 3 — CC 2A до 14.4В, 4 — CV 14.4 В, общее время 3 и 4 ровно 5 часов).

Когда аккумуляторщикам приходилось по показаниям приборов вручную переключать обмотки трансформаторов и двигать ползунки реостатов, логично было называть такой профиль 4-этапным, потому что роль стабилизатора напряжения и тока выполнял человек, который должен был знать, на каком этапе каких положений стрелок добиваться. Сейчас время автоматических стабилизаторов тока и напряжения, выполняющих обе функции в одном устройстве, потому логично назвать заряд двухэтапным. Пока есть, куда расти напряжению, ток стабилен, работает обратная связь по току. Когда напряжение достигло уставки, ток снижается, действует ОС по напряжению.

Если в распоряжении нет программируемого ЗУ с таймером и отслеживанием минимального тока или ЗУ-автомата, реализующего более сложные алгоритмы с паузами и реверсом в реальном времени, а есть регулируемый стабилизированный блок питания или ЗУ на основе такого блока, устанавливаем напряжение и ток регуляторами, за временем следим по часам, а за током по амперметру.

Разряжать будем до напряжения под нагрузкой 12 В, током 2.4 А, всего проведём 4 таких цикла. Как известно, контрольно-тренировочный цикл улучшает состояние аккумулятора, если производится адекватно.

Прошло чуть более 4 суток, идёт заряд после четвёртого разряда. Наблюдаем монотонное снижение отдаваемой ёмкости с каждым циклом. Получается, что сейчас мы либо подтвердили на опыте расхожий тезис о том, что разряд даже до 12 вольт под нагрузкой вредит кальциевым аккумуляторам, (зачем только они тогда производятся, ведь именно при разряде химический источник тока приносит пользу, для этого он предназначен), либо попалась плохая (изношенная, умирающая, неудачная, поддельная) батарея, (почему тогда тестер и вилка показали хорошее здоровье?), либо заряд производился неадекватно.

Сурьмянистый аккумулятор, кальциевый аккумулятор, — это всё тот же свинцово-кислотный аккумулятор. Раньше для прочности в свинцовый сплав пластин добавляли сурьму, и газовыделение начиналось при низком напряжении, что вело к потере воды и необходимости её доливать несколько раз в год. После долива дистиллированной воды следовало заряжать АКБ, что обременяло и огорчало автолюбителей. Зато газовыделение способствовало перемешиванию электролита.

В целях снижения расхода воды при эксплуатации аккумулятора, чтобы он меньше нуждался в обслуживании, производители стали переходить на кальциевую технологию. Добавка кальция в сплав не только повышает прочность пластин, но и снижает саморазряд, позволяет повысить пусковые характеристики, уменьшает газовыделение, так как разложение воды из электролита на кислород и водород происходит при более высоком напряжении, чем в сурьмянистом аккумуляторе.

В результате, при эксплуатации расходуется меньше воды, её приходится доливать реже. Пробки можно закрыть этикеткой, либо вообще запаять крышку, упразднив доступ к электролиту, если расход воды настолько мал, что её заводской заправки хватает на весь срок службы батареи. Для отвода газов в обоих случаях делается лабиринт в крышке.

Но снижение газовыделения означает ухудшение перемешивания электролита. Насколько это важно, и к чему ведёт?

Прошёл час с момента завершения заряда после четвёртого цикла. Напряжение разомкнутой цепи 13.45 В.

Снимем так называемый поверхностный заряд вилкой 200 ампер. ЭДС просела до 10.6 В. Это лучший результат, чем в начале, но ёмкость АКБ, тем не менее, упала.

С момента прекращения заряда прошло 18 часов. НРЦ 13.3 В. Как видим, оно завышенное.
Просадка под вилкой до 10.55.

Прошло больше часа. НРЦ 13.25. Запомним это напряжение после циклов с максимальным напряжением заряда 14.4 В. Далее произведём выравнивающий восстановительный цикл по методике аккумуляторщика Виктора, и сравним два значения НРЦ.

Первый этап заряда — до падения тока ниже 100 мА при напряжении 14.7 В.

Второй этап — до 16.2 В током 1/30 номинальной ёмкости (для 60 А*ч это 2 ампера) до неснижения тока в течение 2 часов.

В таком режиме отдано всего 5.1 ампер*часов, потому продолжим дозаряд до 16.5 В для качественного перемешивания электролита.

За 5 часов батарее сообщено почти 10 А*ч. Это оказалось необходимым вследствие сульфатации и расслоения электролита.

Ночью процесс дозаряда не завершился, остановим и возобновим с утра. Показания тока в районе 1.2 А держатся в течение часа. Понаблюдаем ещё час.

Час почти прошёл, ток не снижается. Останавливаем заряд.

Обратим внимание на НРЦ. Прошло более полутора часов, напряжение 13.25 В.

ЭДС под нагрузкой 200 А просела до 10.65, затем поднялась до 10.7 В. Результат лучше всех предыдущих в этом эксперименте.

Прошло 18 часов, НРЦ 13.06 В.

Итак, после нескольких часов «кипячения» при 16.5 вольтах мы получили напряжение разомкнутой цепи ниже, чем после заряда до 14.4. Получается, аккумуляторная батарея теперь заряжена хуже, и правы те, кто утверждает: «кипятить» не нужно и вообще вредно?

В напряжение разомкнутой цепи и ЭДС под малой нагрузкой делает свой вклад не только термодинамическая ЭДС активных масс, несущих полезный заряд, но и целое множество других факторов.

Во-первых, пузырьки газов в порах активных масс имеют свою электродвижущую силу. На этом эффекте основан топливный элемент, в котором электролиз идёт наоборот: происходит синтез воды из подаваемых водорода и кислорода с выработкой электрической энергии. Потому НРЦ свинцово-кислотной ячейки, или вообще любой пары электродов в каком-нибудь электролите с пузырьками выше, чем без них.

Во-вторых, потенциал той или иной точки в электрическом поле зависит от расстояний между носителями заряда в пространстве. В банке аккумулятора носителями заряда являются ионы, главным образом, сульфат-ион и гидроксоний, или попросту протон H+, ядро атома водорода.

В школьном опыте мы берём какой-нибудь материал, трём его о ткань или бумагу, подносим к шару электроскопа, и ничего не происходит. Стрелка не отклоняется, искр не видно и не слышно, не пахнет озоном. Всё потому, что заряженные тела не разнесли в пространстве.

Оторвав предмет от бумаги или ткани, мы своей мускульной силой преодолеваем электростатическое притяжение, а работа этой силы преобразуется в электрическую энергию. Получаем заряд, отклоняющий стрелку электроскопа, и энергию, способную, например, зажечь неоновую или ртутную лампу, произвести коронный или искровой разряд с выделением теплоты, света, звука, преобразованием кислорода в озон, и так далее.

Для получения разности потенциалов и энергии потребовалось не просто соприкосновение материалов с разными свойствами, но разнести носители заряда в пространстве. В современном свинцовом аккумуляторе имеется губчатая структура активных масс и плотные сепараторы. Всё это мешает дрейфу ионов, в виде которых находится серная кислота в жидком водном растворе, и эти ионы в пространстве создают электрическое поле, то есть, градиент потенциала, влияющий на разность потенциалов электродов.

Наконец, термодинамическая ЭДС свинцово-кислотной электрохимической ячейки зависит от концентрации кислоты, а она тяжелее воды и стремится вниз. При расслоении даже недозаряженные участки активных масс внизу банок дают НРЦ как у заряженных и даже выше.
Потому уровень заряженности одним только вольтметром не определить. Чем выше НРЦ — не факт, что лучше. Более того, завышенное НРЦ чаще всего свидетельствует о расслоении электролита и недозаряде. Адекватные тестеры аккумуляторных батарей при НРЦ сверх нормы рекомендуют снять поверхностный заряд, фарами, и повторить тест.

Все вышеописанные паразитные перенапряжения имеют общее свойство: «мнимый» заряд не способен давать значительный ток, в отличие от «честного» заряда активных масс. Потому под адекватной нагрузкой ЭДС проседает до уровня, адекватного истинному уровню заряженности. Разрядный ток снимает поляризацию, но не устраняет расслоение электролита. В этом различие расслоения и поверхностного заряда — поляризации. То и другое часто называют «мнимым зарядом».

Нагрузочная вилка 200 А после заряда по методу Виктора через 20 часов показывает точно такую же просадку с 13.10 до 10.65 и подъём до 10.70 В, как и 18 часов назад. Это очень хороший результат.

Тестер показывает ток холодной прокрутки 605 из 540 А по EN, внутреннее сопротивление 5.13 мОм, здоровье АКБ и уровень заряженности 100%. Сделав выравнивающий восстановительный заряд, мы вернули аккумулятору былую молодость.

В процессе разряда кислота по всему объёму и всей высоте банок АКБ уходит на химическую реакцию Гладстона-Трайба. В процессе заряда кислота по всему объёму и всей высоте выходит из сульфатов и возвращается в электролит. Но законы природы не обмануть. Чистая серная кислота имеет плотность 1.84 грамма на кубический сантиметр, что почти вдвое тяжелее воды. Выделяясь, она стремится уйти вниз и выталкивает воду наверх. При 14.4 В на клеммах газообразование в банках кальциевого аккумулятора отсутствует или пренебрежимо мало, потому не происходит перемешивания электролита. Губчатая структура активных масс и плотные сепараторы усугубляют проблему.

Для осуществления реакции в направлении заряда необходима вода, потому в нижней части банок и глубине активных масс заряд прекращается раньше времени, тогда как в верхней части и на поверхности средней части пластин он ещё идёт. Потому низ пластин и глубина активных масс испытывают прогрессирующую сульфатацию: всё больше активных масс выходят из полезной работы. Взглянем ещё раз на таблицу контрольно-тренировочных циклов до 14.4В, где хорошо видна эта плохая динамика.

При заряде по методу Виктора с активным перемешиванием электролита по всей высоте и всему объёму, в нижней части пластин концентрация кислоты снизилась, поступила вода, и пошёл процесс заряда. Сульфат стал постепенно растворяться, и после восстановительного заряда ранее сульфатированные активные массы вернулись в работу.

Прошёл ещё час с момента теста нагрузочной вилкой. НРЦ по вольтметру Кулона-912 12.98, по вольтметру вилки НВ-03 13.00. Запускаем разряд.

Спустя 12 минут разряда, под нагрузкой 2.4 А ЭДС 12.66 В.

Ёмкость разряда до 12 вольт под этим током составила 29.11 А*ч. Ставим на заряд.

Основной заряд длился 6 часов 20 минут, батарее сообщено 27.28 А*ч. Обратим внимание: это ниже 29.11, отданных при разряде. Потому без дозаряда прогрессирует недозаряд, (на что слово дозаряд прозрачно намекает).

Прошло 8 часов дозаряда, показания тока не менялись 2 часа. Пора завершать.

13 вольт — нормальное НРЦ здорового заряженного аккумулятора.

Показания тестера ещё немного улучшились: EN 607 A, 5.11 мОм. Два заряда с «кипячением» при 16.5 В улучшили все характеристики аккумуляторной батареи, тогда как при ограничении до 14.4 наблюдали падение ёмкости, (зато аномальный рост НРЦ вследствие прогрессирующего расслоения электролита).

Существуют таблицы для определения степени заряженности АКБ по напряжению разомкнутой цепи, но они не учитывают поляризации — поверхностного заряда, а также аномального завышения НРЦ вследствие расслоения электролита. Потому применительно к современным кальциевым аккумуляторам такие таблицы, а также реализующие их индикаторы уровня заряда на базе простейшего вольтметра, не дают адекватных показаний.

Отсутствие адекватного дозаряда в первых циклах нашего опыта привело к деградации параметров АКБ, но эта деградация не стала необратимой, а была исправлена путём адекватного выравнивающего восстановительного дозаряда с десульфатацией и перемешиванием электролита. Генератор автомобиля и зарядные устройства, не реализующие перемешивание и десульфатацию при повышенном напряжении, осуществить такой дозаряд не могут.

Потому очень многие сдают в утиль исправный, работоспособный аккумулятор, параметры которого можно восстановить путём адекватного дозаряда, что и произошло в описанном эксперименте.

Напоследок отметим, что этапы дозаряда при 16 и более вольтах актуальны не только для кальциевых АКБ с жидким электролитом, но входят в рекомендации таких производителей, как Chaowei (Chilwee) и Tianneng для… гелевых кальциевых тяговых АКБ с углеродными добавками в активные массы! Ещё один шах и мат страшилкам и мифам. Разумеется, фирменная документация содержит параметры каждого этапа, включая временные рамки, их очерёдность и условия, при которых запускать тот или иной этап, либо пропустить и перейти к следующему.

Встречается и вульгарная версия «кипячения» в один этап током 10% ёмкости, напряжением 16 вольт. Такой заряд аккумулятору и всему вокруг него действительно навредит, поскольку не учитывает кинетики физических и химических процессов в аккумуляторной батарее, в соответствии с которой разработаны многоступенчатые профили заряда. Большим током можно производить основной заряд до невысокого напряжения, и переходить к этапам высоковольтного дозаряда только после того, как ток основного заряда снизился до заданной величины. Существуют умные ЗУ со сложными алгоритмами, использующие токи и напряжения выше стандартных профилей для повышения эффективности этапов, но там реализованы обратная связь в реальном времени и микропроцессорный контроль.

Вульгарное одноэтапное «кипячение» как раз и породило миф о губительности 16 и даже 15 вольт, тогда как неспособность более низкого напряжения обратить вспять прогрессирующие недозаряд и сульфатацию мифы о мнимых недостатках кальциевых аккумуляторов. Разумеется, при недозаряде ёмкость и токоотдача будут падать, пластины разбухать от сульфатов вплоть до коробления и короткого замыкания, активная масса отвалится, а электролит замёрзнет. Но виной тому не заговор или недобросовестность производителей, а игнорирование особенностей современных аккумуляторов при их эксплуатации.

Статья составлена в сотрудничестве с автором видео, осуществившим описанный эксперимент.