Расслоение электролита в аккумуляторе что это
Перейти к содержимому

Расслоение электролита в аккумуляторе что это

  • автор:

Три основные причины выхода аккумулятора из строя.

Три основные причины выхода аккумулятора из строя.

При разрядке батареи образуются кристаллы сульфата свинца. Если немедленно не зарядить батарею, кристаллы начнут быстро расти и ёмкость батареи уменьшится.

ВАЖНО! Если периодически не проводить десульфатизацию батареи, на пластинах нарастают кристаллы сульфата свинца, и батарея начинает постепенно терять свою ёмкость, что приводит к её преждевременному выходу из строя.

Зарядные устройства CTEK обеспечивают десульфатизацию свинцовых пластин, растворяя крупные кристаллы сульфата свинца. После десульфатизации ёмкость батареи частично или полностью восстанавливается.

Если обычные батареи Ca/Ca разряжены более чем на 40–50%, происходит расслоение электролита, что означает, что кислота и вода образуют отдельные слои. В этом случае ёмкость и срок службы батареи резко сокращаются.

ВАЖНО! Предлагаемая СТЕК функция специально разработана для восстановления батарей с расслоением электролита, позволяя вернуть их первоначальную ёмкость и продлить срок службы.

Разработанная CTEK функция RECOND (восстановление) позволяет перемешивать электролит, возвращая ему равномерную плотность. Равномерная плотность электролита обеспечивает лучшую зарядку батареи, «оживляет и освежает» её, что позволяет продлить срок службы.

При зарядке батареи слишком высоким напряжением произойдет перезарядка батареи, и она будет терять воду в результате испарения. Верхняя часть пластин высыхает, что ведёт к неустранимым повреждениям.
Зарядные устройства CTEK повышают напряжение до максимального, а затем автоматически снижают силу тока во избежание перезарядки.

ВАЖНО! При использовании зарядных устройств, в которых используется устаревшая технология, процесс выкипания ускоряется и перезарядка батареи становится более вероятной.

Рекомендации по обслуживанию АКБ

При обслуживании аккумуляторной батареи необходимо понимать и помнить, что зарядно-разрядное устройство любой сложности и любой функциональности – это всего лишь инструмент в руках мастера. Как и любой инструмент он может быть хорошим и удобным или плохим и неудобным, но результат в любом случае будет зависеть от действий человека, работающего с этим инструментом. Ни одно зарядное, разрядное или зарядно-разрядное устройство не способно на 100% избавить от ошибок в обслуживании АКБ, не способно восстановить сильно потерявшую ёмкость АКБ, для этого в любом случае потребуется вмешательство человека: правильная диагностика состояния аккумулятора и выбор метода восстановления. Качественное зарядно-разрядное устройство позволяет существенно облегчить работу аккумуляторщика. Например, вовремя прекратить разряд или заряд, не требуя от аккумуляторщика постоянного контроля, предотвратить аварийный разогрев АКБ, не допустить глубокий разряд, позволит проводить и заряд и разряд, не переключая источник/нагрузку, не будет требовать постоянной корректировки тока при разряде, а также смены этапов при заряде, обеспечит точное измерение тока и напряжения, может стабилизировать как ток, так и напряжение и точно выполнять заданный профиль заряда/разряда. Но выбор, что надо сделать с АКБ для его восстановления, каким профилем его заряжать или разряжать, в любом случае остается за человеком, и никакое даже самое качественное и многофункциональное ЗРУ не способно его заменить.

ВНИМАНИЕ. Все инструкции носят рекомендательный характер. Пользователь должен понимать, что ответственность за работу с аккумуляторной батареей он несёт самостоятельно. При работе с аккумуляторной батареей необходимо помнить, что АКБ является источником повышенной опасности.

ВНИМАНИЕ. При работе с АКБ все соединения должны быть надежными, исключающими искрение! Не допускается открытый огонь (например, при ремонте или контроле уровня электролита)! Аккумулятор выделяет взрывоопасный гремучий газ!

ВНИМАНИЕ. Необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с кислотой! Используйте средства индивидуальной защиты! Позаботьтесь о наличии медицинских средств первой помощи!

1. Основные причины потери ёмкости

Можно выделить несколько основных причин потери ёмкости кислотной аккумуляторной батареи:

  1. Поверхностная сульфатация пластин.
  2. Частичное или полное замыкание пластин.
  3. Потеря электролита.
  4. Стратификация электролита.
  5. Замыкание между аккумуляторами батареи.
  6. Разрушение решёток и/или осыпание обмазок пластин.

Поверхностная сульфатация – это появление сульфата свинца на поверхности пластин, препятствующее контакту пластины с электролитом. При полной блокировке пластины сульфатом аккумулятор может практически полностью прекратить приём зарядного тока. Потеря ёмкости приводит к заряду увеличенными токами (паспортными токами заряда, при этом АКБ уже потерял часть ёмкости и не может принимать такой ток заряда), что приводит к увеличенной скорости выпадения частичек намазки и частичному замыканию пластин.

Частичное или полное замыкание пластин как правило вызвано засорением электролита шламом из частичек намазки. Попадание шлама между пластинами приводит к короткому замыканию пластин. Выпадение частичек намазки – естественный процесс, однако он чрезмерно ускоряется и приводит к замыканию пластин на неотработавших свой ресурс батареях при заряде и разряда АКБ повышенными токами.

Потеря электролита – вызвана как правило неправильно зарядкой АКБ с постоянным электролизом воды («кипением») и как следствие уменьшением объёма электролита. Следствием потери воды является увеличение плотности электролита, что в свою очередь приводит к сульфатации пластин, следствием которой является потеря ёмкости и заряд повышенными токами, приводящими к усиленному выпадению частичек намазки и засорению АКБ шламом.

Стратификация электролита – расслоение электролита. Возникает при постоянном не глубоком разряде АКБ, либо при длительном хранении АКБ без проведения контрольно-тренировочных циклов. В этом случае происходит оседание более тяжёлой кислоты в нижней части АКБ и подъём более лёгкой воды в верхнюю часть АКБ. Увеличение плотности электролита в нижней части аккумулятора приводит к более быстрой сульфатации нижней части пластин.

Замыкание между аккумуляторами батареи – характерно для батарей в которых аккумуляторы расположены в общем корпусе. В случае потери герметичности между аккумуляторами происходит сообщение электролита в соседних аккумуляторах батареи, таким образом аккумуляторы перестают быть соединены последовательно, а становятся общим единым аккумулятором удвоенной ёмкости, что приводит к уменьшению суммарного напряжения неисправных аккумуляторов вдвое.

Обрыв или разрушение пластин вызвано механическими повреждением самой пластины. При постоянном саморазряде или заряде с постоянным электролизом, образуется кислород, вступающий в реакцию со свинцом. В результате окисления свинца он становится хрупким и разрушается даже от небольших механических воздействий на батарею. Также потеря активного слоя пластин возможна в результате заряда или разряда сверхбольшими токами, либо естественной потери намазки в результате длительной эксплуатации АКБ по истечению срока его службы. Ещё одной причиной осыпания намазки является глубоки разряд и хранение глубоко разряженной АКБ. При глубоком разряде свинец становится хрупким и может разрушиться даже при небольшом механическом воздействии на батарею.

Восстановлению подлежат как правило аккумуляторы, имеющие первые 4 причины потери ёмкости: поверхностная сульфатация, частичное замыкание пластин, потеря электролита, стратификация электролита. Как правило, проблему не замечают сразу, и появление одной проблемы приводит к появлению других, т.е. причина выхода из строя батареи комплексная и требует соответствующих комплексных действий при восстановлении АКБ.

2. Диагностика

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких последовательно соединённых аккумуляторов. Как правило в батарее выходит из строя один или несколько аккумуляторов. Выход из строя даже одного элемента делает батарею негодной и приводит к ускоренному износу остальных элементов.

Самым простым способом определения выхода из строя является сравнение показателей всех аккумуляторов (элементов) в батарее.

Порядок анализа аккумуляторов:

  1. Провести контрольно-тренировочный цикл (далее по тексту КТЦ) и полностью зарядить батарею (см. п.5).
  2. Записать ёмкость батареи.
  3. Дать отстояться батарее более 4 часов.
  4. Измерить и записать напряжение на батарее.
  5. Провести визуальный осмотр.
  6. Измерить и записать напряжение на всех элементах (аккумуляторах) батареи.
  7. Измерить и записать плотность всех элементов (аккумуляторов).
  8. Получить расчётное напряжение элементов по формуле: «плотность+0.84».

Далее необходимо проанализировать полученные данные. Если в результате осмотра пластины аккумулятора покрыты коричневым налётом и имеются следы газовыделения (появления пузырьков) – то данный аккумулятор имеет признаки саморазряда (замыкание пластин).

Если в некоторых элементах пластины отличаются по цвету, а именно имеют более светлый окрас вплоть до образования явно белых участков – это сульфатация АКБ и требуется проведение десульфатации АКБ.

Далее необходимо проанализировать напряжение и плотность. Рассчитываем опорное напряжение по формуле Uопорное=UАКБ/Nэлементов.

Разброс напряжений относительно опорного напряжения не должен превышать более 0.01В, а плотность не должна отличаться более чем на 0.01г/см 3 .

Если разброс напряжений менее 0.02В и разброс плотности менее 0.02г/см 3 , то данный аккумулятор считается исправным, для такого аккумулятора рекомендуется провести контрольно-тренировочный цикл.

В случае выявления элементов, отличающихся от Uопорное на 0.02В, данная батарея требует профилактики или ремонта.

Если разбаланс не превышает 0.03В, то необходимо проанализировать плотность. Если на всех элементах разброс плотности не превышает 0.02 г/см 3 , а напряжение соответствует формуле U±0.02=ρ+0.84, то для данной АКБ можно провести уравнительный заряд.

Если есть элементы с напряжением менее 1В, при этом плотность выше 1.9г/см 3 – то данные элементы имеют саморазряд и требуют промывки.

Если выявлены элементы с низкой плотностью (отличие составляет более 0.03 г/см3), при этом напряжение выше 1.5В, то это является признаком сульфатации пластин, т.к. часть сульфата остаётся на пластинах и не может раствориться в электролите, чтобы поднять плотность до нормального уровня. В данном аккумуляторе необходимо дополнительно провести визуальный осмотр на предмет наличия кристаллов сульфата свинца на поверхности пластин. При поверхностной сульфатации пластины становятся более светлыми, вплоть до образования явно белых участков, см рисунок:

В этом случае необходимо провести десульфатацию.

После проведения ремонта рекомендуется сделать контрольно-тренировочный цикл.

3. Профилактика

Для долгой и надёжной работы АКБ необходимо соблюдать правила заряда АКБ при ежедневной эксплуатации, а также периодически проводить профилактику АКБ.

3.1 Ежедневная эксплуатация

  1. При ежедневной зарядке АКБ не стоить применять методы ускоренного заряда без крайней необходимости, т.к. это приводит к разрушению вещества пластин и ускоренному старению аккумулятора.
  2. При ежедневной эксплуатации стоит применять методы, не допускающие обильного электролиза воды («кипения»). При электролизе воды происходит выделение кислорода, который оседает на плюсовой пластине. Кислород вступает в реакцию со свинцом, с сильным тепловыделением, а также делает свинец хрупким. Оптимальными для ежедневного заряда аккумуляторной батареи подходят методы: «Заряд с десульфатацией» и «Заряд кислотный». В первом методе заряд делается импульсами ассиметричного тока. Данный метод позволяет заряжать АКБ наиболее безопасно, т.к. за импульсом подачи энергии следует пауза с подачей небольшого тока обратной полярности. Данный алгоритм практически полностью исключает электролиз воды за счёт того, что энергия подаётся небольшими порциями и успевает «усвоиться». Метод «Заряд кислотный» заряжает в два этапа постоянным током, на последнем этапе допускается небольшое газовыделение.
  3. Режимы ежедневной зарядки минимизируют электролиз «кипение», поэтому со временем происходит расслоение (стратификация) электролита. При применении импульсных методов этот процесс несколько замедляется, но не исключается полностью. Поэтому периодически необходимо проводить профилактику АКБ.
  4. При заряде автоматическими методами на ЗРУ необходимо указывать реальную ёмкость АКБ, полученную при проведении КТЦ, а не паспортную ёмкость, указанную на этикетке АКБ.

3.2 Периодическое обслуживание

Для продления срока службы желательно 1 раз в месяц (если применялись методы заряда постоянным током) или 1 раз в 3 месяца (если применялись методы заряда импульсным током), проводить контрольно-тренировочные циклы (см.п.5), при которых происходит выравнивание плотности электролита и измеряется реальная ёмкость АКБ, которую следует указывать при ежедневном обслуживании. Периодическое проведение КТЦ устраняет стратификацию электролита за счёт того, что в данном режиме на последнем этапе заряд делается с электролизом «кипением». Также проведение КТЦ позволит выяснить реальную ёмкость и заряжать АКБ токами, соответствующими реальной ёмкости АКБ, исключая заряд повышенными токами.

После проведения КТЦ рекомендуется сделать диагностику состояния АКБ (см. п.2).

Если диагностика состояния АКБ не проводилась, то рекомендуется после проведения КТЦ запустить уравнительный заряд. При значительном разбалансе ёмкостей аккумуляторов в батарее, наиболее слабый (с самой маленькой ёмкостью) аккумулятор начнёт наиболее быстро терять ёмкость из-за постоянного перезаряда (особенно при заряде постоянным током), что впоследствии при отсутствии диагностики может привести к выходу из строя всей батареи и существенному снижению ёмкости соседних аккумуляторов в батарее.

3.3 Длительное хранение

При длительном хранении АКБ обязательно необходимо 1 раз в 3 месяца проводить контрольно-тренировочные циклы, т.к. при длительном хранении происходит стратификация (расслоение) электролита. Разная плотность электролита в верхних и нижних слоях аккумулятора приводит к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь вызывают сульфатацию пластин, которая в свою очередь, еще больше увеличивает уравнительные токи.

4. Контрольно-тренировочный цикл

Контрольно-тренировочный цикл служит для измерения реальной ёмкости АКБ, устранения стратификации электролита за счёт наличия последнего этапа электролиза («кипения») выравнивающего плотность АКБ. Также данная процедура позволяет устранить лёгкую сульфатацию АКБ.

Для запуска КТЦ необходимо на ЗРУ выбрать метод «КТЦ кислотная».

В этом режиме ЗРУ выполнит заряд АКБ в импульсном режиме, затем проведёт перемешивание электролита за счёт газовыделения. После заряда последует пауза 4 часа и разряд АКБ с контрольным измерением ёмкости. После разряда сразу последует заряд АКБ импульсными токами до 100%.

По окончании КТЦ рекомендуется проверить плотность электролита и при необходимости сделать его корректировку.

ВАЖНО. Корректировку плотности допускается производить только на полностью заряженной АКБ.

5. Уравнительный заряд

Данный метод применяется для выравнивания ёмкостей всех аккумуляторов (элементов) в составе батареи.

Метод производит заряд до 100% импульсным током, после чего включается пауза на 2 часа. Далее следует заряд постоянным током равным 0,01C до начала газовыделения (роста и стабилизации напряжения), затем следует пауза на 2 часа, потом опять заряд током 0,01С и т.д. 5 циклов.

Для запуска этого метода необходимо выбрать метод «Уравнительный кислотной». Запускать метод можно как на разряженной, так и на частично или полностью зараженной батарее.

6. Десульфатация

Сульфатация пластин – это естественный процесс для свинцовой кислотной аккумуляторной батареи. При заряде сульфат растворяется в электролите, повышая его плотность. Однако, при неправильной эксплуатации кристаллы сульфата свинца могут становиться слишком крупными и покрывать значительные участки пластин аккумулятора. Так как сульфат – это диэлектрик, то через засульфатированный участок пластины прекращается протекание тока, и как следствие, этот участок пластины не участвует в химической реакции. Снижение площади пластин приводит к уменьшению ёмкости АКБ, а так как часть сульфата остаётся на пластинах и не растворяется, то происходит снижение плотности электролита. Сульфат может превращаться в крупные нерастворимые кристаллы при постоянном недозаряде АКБ и при хранении АКБ в разряженном виде. Также поверхностная сульфатация происходит при повышенной плотности электролита (при неправильном его приготовлении и заливке), а также при повышении плотности электролита в нижней части аккумулятора при стратификации.

В зависимости от степени сульфатации необходимо производить различные операции по растворению сульфата.

ВАЖНО. Как правило, сульфатация становится причиной появления дополнительных причин потери ёмкости, таких как выпадение большого количества шлама и частичного замыкания пластин. В этом случае стоит проводить комплексный ремонт аккумулятора со сменой электролита.

Самый лучший способ борьбы с явлением сульфатации – это правильно эксплуатировать батарею, не допуская её постоянного недозаряда и регулярно проводить КТЦ.

6.1 Небольшая сульфатация

Небольшую (потеря ёмкости менее 30%) сульфатацию пластин можно устранить, применяя импульсный метод заряда «Заряд с десульфатацией». Желательно применять этот метод при ежедневной зарядке АКБ. При отсутствии такой возможности рекомендуется производить десульфатацию выполняя КТЦ. При проведении КТЦ происходит заряд реверсными токами, которые способствуют растворению сульфата, а также производится глубокий заряд АКБ, который также способствует растворению сульфата. В процессе газовыделения на последнем этапе часть сульфата может сбиваться пузырьками газа.

Для достижения положительного эффекта процедуру следует проделывать несколько раз. Если после первого цикла ёмкость АКБ начала возрастать, значить имеет смысл продолжить процедуры. Если КТЦ не приводит к росту ёмкости, то значит сульфатация уже значительна и её следует проводить другими методами.

Также небольшую сульфатацию пластин можно устранить при выполнении метода «Уравнительный заряд». Для этого на этапе паузы допускается немного (на 0.01-0.02г/см 3 ) понизить плотность электролита. При понижении плотности электролита процесс растворения сульфата пойдёт немного интенсивней. После окончания уравнительного заряда, обязательно надо провести корректировку плотности, либо заменить электролит.

6.2 Сильная сульфатация

При сильной сульфатации пластин полностью восстановить аккумулятор без замены электролита практически невозможно.

Для начала стоит провести подготовку к десульфатации. Для этого необходимо полностью зарядить АКБ. Сложности представляют батареи, которые сульфатированы настолько, что полностью перестали принимать заряд. Для таких батарей перед началом десульфатации необходимо запустить процесс химических реакций, проще говоря открыть от сульфата хотя бы часть пластин.

Для первоначальной подготовки сильно сульфатированного аккумулятора служит метод «Лечение».

ВНИМАНИЕ. Данный метод НЕ предназначен для полного восстановления АКБ, а служит лишь для первоначального сбивания сульфата и запуска химических реакций заряда в батарее. Если батарея с потерей ёмкости всё ещё принимает заряд, применять этот метод не следует.

В случае успешного запуска процесса заряда на АКБ следует провести промывку батареи в соответствии с п.4. После промывки в батарею необходимо залить дистиллированную воду.

ВНИМАНИЕ. Нельзя оставлять АКБ без воды или электролита. После промывки батареи следует незамедлительно залить дистиллированную воду.

Дать отстояться батарее с водой в течении 2-3 часов.

Далее необходимо выбрать метод «Десульфатация этап 1» и запустить заряд. Контролировать отсутствие бурного газовыделения. Допускаются небольшие пузырьки газа. Заряд проводить с постоянным контролем плотности, до плотности не более 1.1 г/см3. Если плотность достигла 1.1 г/см3, при этом заряд

длится менее 72 часов, то приостановить заряд, нажатием кнопки «пауза» и заменить воду. После смены воды продолжить заряд. Если по истечении 72 часов плотность продолжает расти, то дождаться роста плотности 1.14 г/см3 и контролировать начало бурного газовыделения («кипение»). После начала бурного газовыделения прекратить заряд. Выбрать метод «Десульфатация этап 2» и запустить этот метод. На втором этапе проводится разряд АКБ с последующим повторным зарядом. В процессе заряда необходимо контролировать плотность – если плотность к началу газовыделения увеличилась относительно прошлого раза, то необходимо запустить «Десульфатация этап 2» повторно. Повторять до тех пор, пока при заряде и бурном газовыделении плотность не перестанет увеличиваться.

Если плотность больше не увеличивается, то необходимо откорректировать плотность кислотой: долить кислоту понемногу, перемешивая. В процессе доливки кислоты будет наблюдаться небольшой нагрев – это нормально. Плотность электролита необходимо делать выше нормы на 0.02 г/см3.

ВНИМАНИЕ. Соблюдайте правила техники безопасности при работе с кислотой.

После корректировки плотности провести КТЦ в соответствии с п.5.

Расслоение электролита в аккумуляторе что это

Добрый день, друзья! Нам написал клиент, столкнувшийся с типовой ситуацией расслоения электролита в акб. С его ведома мы приводим здесь переписку, поскольку она может оказаться для многих простым и понятным руководством по восстановлению акб Са/Са с жидким электролитом.

Клиента зовут Михаил. Вот, что он написал:

Добрый вечер! Решил дозарядить АКБ с плотностью 1.25 (напряжение после суток отстоя на машине при нуле градусов — 12.61-12.62В), разрядил до плотности 1.20 (напряжение на клеммах около 12.24).
Поставил заряжать на первую программу. Заряд шел около 12 часов, после заряда появилась индикация о полном заряде (моргал). Померил напряжение на АКБ после зарядки — 14.2В. Дал отстояться 10 часов. Померил напряжение — 14.4, но плотность 1.21!
Сделал разряд фарами около 30 мин, напряжение стало 12.8, и поставил заряжать на 2-ю программу. Заряд шел 5 часов, напряжение на АКБ после заряда 15.05, плотность 1.22.
После заряда на второй программе, включил третью. Третья программа длилась 3 часа, напряжения на АКБ 15.5В и плотность 1.23. Дал отстояться сутки, но ничего не изменилось с напряжением и плотностью. Четвертую программу не запускал. Заряжал первый раз при температуре АКБ +23, остальные программы при +5.
Что я сделал ни так? Как поднять плотность не ниже 1.26? Почему такое высокое напряжение на клеммах АКБ после суточного отстоя? Можно ли долить воду в АКБ, т.к. над пластинами около 5-7мм.?
Если Вас не затруднит, то по пунктам расписать, как правильно заряжать. Спасибо!

Картина выглядит жутко. Но вот, что было дальше:
Добрый день, Михаил!
Это классика. У Вас было расслоение электролита. И Вы его усугубили разрядом. Высокое напряжение из-за того, что в нижней части пластин акб высокая плотность.
Вот похожая история, измеренная одним из клиентов: https://vk.com/lb_electro?w=wall-33960091_365_r368
Вам надо перемешать электролит.
Вариантов 2:
1. Перемешивается сам при движении. Но, при довольно сильном, как у Вас расслоении надо километров 100 по грунтовке. Может больше. Вряд ли Вам подойдёт. Хотя действует, я проверял.
2. Электролиз (кипячение). С нашим устройством реализуется примерно так: Поездили днём по делам, вечером на 4-ю программу до зелёного мигания. Если генератор хороший и поездки достаточно длинные, акб хорошо заряжается, то перед зарядом вечером 5 мин. разряд фарами. Дольше не надо.
Можно и без поездок 5-10 мин. фарами и на 4-ю программу до зел. мигания, несколько раз.
На 4-й программе реализуется допустимого уровня электролиз (такой, чтобы пластины не сыпались).
В Вашем случае потребуется несколько таких процедур. Очень подробно с графиками эта история есть на форуме oil-club.
Не рекомендую кипятить напряжением выше 16 В, как это любят ютуберные эксперты – дилетанты, действующие по принципу – «чем толще, тем лучше». Перемешается, конечно, но будут пластины сыпаться и вода расходоваться.
Посмотрите ещё здесь, чтобы была более понятна суть дела: https://lb-electro.ru/terms.html

Михаил пишет через три дня:
Плотность в крайних банках поднялась до 1.25. В остальных 1.26. Далее заряжать на 4ой программе до 1.27-1.28?

Михаил, добрый день!
Да, можно. Вреда от этих процедур не будет.
Можно сделать перерывы. Покататься недельку другую. Чтобы перемешивалось естественно. Потом ещё поделать.
Увидите, будут изменения или нет.

Прошло ещё 10 дней:

Александр, добрый день! Отвечаю, как и обещал. В помещении ноль, поездки короткие (не более 50 км), заряд каждый вечер на 4ой программе в течение четырех дней после работы, т.е. с 18.00 до 6.30. Плотность не замерял. Неделя перерыва и далее ещё три раза на 2ой программе и один на 3ей. Получил 12.7 Вольт после суток простоя при нуле, аккумулятор подключен, машина закрыта штатно с ключа. Сторонней сигнализации нет. Померил плотность, начиная от плюсовой банки. Померил в 3х банках, т.к. к остальным доступ затруднён. Измерения на фото.
Ваше мнение? И нужно ли выравнивать плотность по банкам? Аккумулятору 6 лет. Фото прилагается.

Михаил, добрый день!
Результат ожидаемый.
1. 12,7 Вольт на подключенной к авто акб, это нормально.
2. Если температура акб была «ноль», то плотность приведённая к 25 гр. получится 1,27-1,28. Тоже хорошо.
3. Разница в плотности в «+-» 0,01 вообще не вопрос. Нечего выравнивать.
4. Если воду не доливали, то наверное надо, строго одинаково во все банки. По 50 мл., точно можно. Потом две три процедуры для перемешивания этой воды. Она ведь лёгкая.
Когда будет теплее, проверите плотность (расчёты расчётами . ). Для зимы хорошо.
А дальше, просто поддерживайте акб заряженной. Это предотвратит образование расслоения. 50 км в день хватит для перемешивания, если нет сильного расслоения. Ну, в общем, как и рекомендуют производители: заряжать регулярно акб, не допускать глубокого разряда. )))

Зарядные устройства
нового поколения

Перемешивается ли электролит в аккумуляторе при движении автомобиля?

Привет, Хабр! Серная кислота почти вдвое тяжелее воды, и её водные растворы, в том числе аккумуляторный электролит, склонны к расслоению: тяжёлая кислота вытесняет лёгкую воду вверх и опускается вниз. Как это влияет на работу аккумуляторной батареи, и насколько эффективно перемешивает электролит тряска при движении транспортного средства? Проведём эксперимент с видео и показаниями приборов.

▍Перед началом опыта, вспомним известные факты о расслоении электролита:

Основная токообразующая реакция в свинцовом аккумуляторе, — двойная сульфатация по Гладстону-Трайбу, — требует для заряда воды, которая расходуется из электролита с выделением кислоты, а при разряде наоборот, расходуется кислота и выделяется вода.

Обязательными условиями заряда участка активной массы являются наличие в этом участке воды, а также электрический потенциал не ниже необходимого для преодоления термодинамической электродвижущей силы — ЭДС — на этом участке. ЭДС тем выше, чем выше концентрация кислоты.

Следовательно, повышенная концентрация электролита в нижней части банок и глубине намазок пластин АКБ — аккумуляторной батареи — ведёт к тому, что для преодоления термодинамической ЭДС требуется более высокое напряжение на клеммах. При недостаточном напряжении заряд участка активной массы (АМ) с повышенной концентрацией кислоты не произойдёт никогда. Также препятствует заряду и недостаток воды в данном участке АМ.

И заряд, и разряд активных масс ведут к расслоению электролита, так как выделяющаяся при заряде кислота стремится вниз, а образующаяся при разряде вода — вверх. Таким образом, если не предпринять специальных мер, при любой глубине циклирования или просто саморазряде АКБ расслоение электролита прогрессирует.

Современные типы АКБ характеризуются плотными сепараторами, препятствующими оплыванию активных масс и короткому замыканию. Они повышают надёжность, виброустойчивость и срок службы АКБ, но и препятствуют перемешиванию электролита, усугубляя тенденцию к расслоению.

Чем более прогрессирует расслоение электролита, тем большая доля активных масс при штатном зарядном напряжении не заряжается, то есть, остаётся в виде сульфата свинца, склонного переходить в труднорастворимую форму. Это явление называется сульфатацией. Не следует путать с двойной сульфатацией п. 1 — нормальной токообразующей реакцией. Сульфаты имеют меньшую плотность, чем заряженные АМ — губчатый свинец отрицательных пластин и оксид свинца положительных, потому сульфатированные намазки увеличиваются в объеме, что ведёт к разрушению конструкции аккумулятора и коротким замыканиям. П. 5 этому препятствует, но при отсутствии периодического выравнивающего заряда АКБ с расслоением и сульфатацией теряет ёмкость, токоотдачу и концентрацию кислоты в верхних слоях электролита.

Электролит с низкой концентрацией кислоты замерзает при более высокой («менее минусовой») температуре, потому расслоение электролита ведёт к выходу аккумулятора из строя в зимнее время.

По просторам Всемирной Паутины с давних времён гуляет множество мифов о губительности «кипячения» , — заряда с перенапряжением и выделением водорода и кислорода, пузырьки которых перемешивают электролит, для автомобильных АКБ. Многие руководствуются этими мифами при заряде АКБ и выборе для этого зарядных устройств — ЗУ.

Отчасти поэтому, во многих моделях ЗУ производители ограничивают напряжение на уровне, не допускающем «кипения» электролита, в других моделях предоставляют пользователю выбор максимальных напряжений заряда путём ступенчатого переключения или плавной регулировки, даже если ЗУ представляет собой не просто источник питания со стабилизацией тока и напряжения (СС/CV), а имеет алгоритмы автоматического управления напряжением и током согласно табличным значениям профиля или на основании измерения характеристик АКБ.

Водород, аэрозоль серной кислоты и сероводород, могущие выделяться при заряде аккумулятора, действительно опасны, потому заряжать следует в проветриваемом помещении, адекватно управлять током, напряжением и временем заряда, изучить и соблюдать технику безопасности.

В сегодняшнем эксперименте посмотрим, насколько перемешают электролит пара современных отечественных ЗУ, и насколько это требуется от ЗУ вообще, применительно к стартерной аккумуляторной батарее. Ведь она монтируется на автомобиле (мотоцикле, снегоходе, катере. ), а тот испытывает ускорения и вибрации при движении. Некоторые авторы считают, что поездки перемешают электролит, потому в функции зарядного устройства это не входит. Давайте попробуем, и узнаем.

Подопытным будет аккумулятор АКОМ +EFB 6СТ-60VL . Со времени предыдущего стационарного обслуживания он использовался на автомобиле 4 месяца. График работы владельца автомобиля — сутки через трое, каждая поездка занимала 20 минут. Стартер и сигнализация за трое суток простоя в каждом таком цикле расходовали примерно 3 ампер*часа.

Начнём с измерения параметров текущего состояния. И как всегда, в первую очередь вымоем корпус и зачистим клеммы.

Напряжение разомкнутой цепи — НРЦ, оно же ЭДС без нагрузки, по показаниям трёх приборов 12.48, 12.50, 12.52 В.

Плотность электролита по банкам колеблется от 1.22 до 1.23. В крайних банках плотность ниже, в средних выше. Это тенденция, обычная для свинцовых батарей.

Итак, наблюдаем расхождение: НРЦ соответствует уровню заряженности выше 80%, плотность электролита при котором должна быть 1.24, а по плотности уровень заряженности получается 75%, НРЦ должно быть 12.4 В. Причиной такого несоответствия как раз является расслоение электролита за 4 месяца эксплуатации под капотом. Повышенная концентрация кислоты в нижней части банок создаёт завышенное НРЦ. АКБ в таком состоянии необходим стационарный заряд.

Напряжение под нагрузочной вилкой не падает ниже 10 вольт, аккумулятор способен крутить стартер. Но если почитать инструкцию от производителя, то там чётко и ясно написано: если плотность ниже 1.25, аккумулятор требуется зарядить до плотности 1.28. Также в инструкции сказано, что можно оценить степень заряда по напряжению, и рекомендуется производить стационарный заряд при НРЦ ниже 12.5, но если имеется доступ к электролиту, то лучше проверить его плотность.

Приступаем к заряду зарядным устройством BL1204 на программе 2.

Заряд длился 9 часов. Плотность по банкам составила от 1.23 до 1.24.

По графику напряжения на клеммах, видно, что ЗУ производит основной заряд с подачами и паузами разной продолжительности, а затем три этапа непрерывного дозаряда, после чего последовали тест АКБ и буферный режим 13.65 В. Однако для кальциевой АКБ до 14.8 вольт происходит лишь основной заряд, потому продолжим заряд на программе 4.

Время заряда составило 1 час 16 минут плюс 20 часов в режиме буферного хранения. Плотность поднялась ещё на одну сотую и составила от 1.24 до 1.25. Сделаем ещё один проход на 4-й программе.

Время заряда снова 1 час 16 минут. Плотность поднялась всего на 0.005. Перезапустим программу 4 в третий раз.

Третий проход длился те же 1 час 16 минут. Плотность снова поднялась на 0.005. Отключаем ЗУ от АКБ. После отстоя продолжительностью 18 часов 20 минут НРЦ 13.20 В. При плотности 1.25 это говорит об очень сильном расслоении электролита. Запустим программу 4 ещё раз.

Заряд длился на этот раз около 50 минут. Плотность электролита не поднялась. Попробуем воспользоваться другим ЗУ.

Возьмём Бережок-V, установим 15.9 В — то же максимальное напряжение, что у BL1204.

Ток изменяется от -0.2 до 4.5 ампер. Отрицательное значение тока — не ошибка токовых клещей, а разрядные импульсы в асимметричном (реверсивном) заряде.

Заряд длился 4 часа, за которые ЗУ сделало две длительные паузы, и затем перешло в режим хранения — не поддержание буферного напряжения, как BL1204, а периодический подзаряд.
В пиках напряжение достигает тех же 15.9.

Плотность в 5 банках составила 1.26 или чуть выше, и в одной 1.255. Оставим АКБ на ночь дозаряжаться в режиме хранения.

По прошествии 15 часов, импульсы тока доходят до 5 А, снижаясь менее чем за секунду до 1 А.
Для отбора проб электролита из глубины банок воспользуемся удлинённой пипеткой, гибкий наконечник которой может пройти сбоку от пластин. Короткой пипеткой произведём отбор, как обычно, из верхнего слоя.

Плотность верхнего слоя составила 1.26, нижнего почти 1.31. Это весьма значительное расслоение, обуславливающее высокое напряжение разомкнутой цепи при недозаряженных и сульфатирующихся нижних частях пластин. Ни одно из применённых ЗУ при заряде нашего аккумулятора до 15.9В с расслоением не справилось.

Устранят ли поездки такое расслоение? Для непосредственной проверки установим АКБ под капот, для чего пришлось удлинить провод массы.

Для лучшего перемешивания прибавим напряжение бортовой сети с 14.3 до 14.8 В, так как это позволяет сделать трёхуровневый регулятор напряжения.

Приборная панель Gamma GF-618 позволяет регистрировать данные поездок, что тоже очень пригодится в нашем эксперименте.

Пробег за трое суток в городском режиме составил 143.7 километра. Большое количество разгонов и торможений должно способствовать перемешиванию электролита.

Израсходовано 12.8 литров бензина.

После таких поездок плотность на глубине составила 1.29.

Плотность сверху 1.27. Предписываемого инструкцией значения 1.28 так и не достигли. Расслоение до сих пор присутствует. Покатаемся ещё трое суток, на этот раз, не только по городу, но и по трассе.

Итого за 6 суток автомобиль двигался восемь с половиной часов.

Общий пробег за это время 377.8 км.

Бензина затрачено 28.8 литра.

Плотность электролита наверху и внизу, наконец, уравнялась, и составила чуть ниже 1.27.

Итак, чтобы устранить расслоение в Ca/Ca EFB аккумуляторе после нескольких перезапусков стационарного заряда до 15.9 вольт, понадобилось почти 378 километров пробега и 29 литров бензина при напряжении бортсети 14.8 В. Сделаем выводы:

Q: Перемешивается ли электролит в современном кальциевом аккумуляторе с высокой плотностью сепараторов и упаковки пластин при движении транспортного средства?

Да , действительно перемешивается.

Q: Насколько такое перемешивание эффективно?

— Мягко говоря, не очень. При более низком напряжении бортовой сети и более коротких поездках расслоение электролита продолжило бы прогрессировать

Q: Остались ли после всех стараний в испытуемом аккумуляторе недозаряд и сульфатация?

Да, остались. Чтобы считать данную АКБ заряженной, мы должны получить плотность верхних слоёв не менее 1.28.

Q: Проявляют ли EFB аккумуляторы, вместе со склонностью к расслоению электролита, заявленную стойкость к длительному недозаряду (PSoC, partial state of charge, состояние частичной заряженности) и циклированию с глубокими разрядами?

Да, как показывают другие наши исследования, которые продолжаются, уже выложено несколько видео, и готовятся следующие видео и статьи.

Q: Тем не менее, будут ли ёмкость, токоотдача и устойчивость к замерзанию электролита деградировать если не предпринимать периодических регламентных процедур по полному стационарному заряду?

Будут, у любого свинцово-кислотного аккумулятора, потому что препятствует замерзанию концентрация кислоты в растворе, полезная ёмкость обеспечивается количеством заряженных (десульфатированных) активных масс, а способность отдавать ток полезной нагрузке и оперативно восполнять затраченную энергию от генератора автомобиля или иного зарядного устройства — действующей площадью активных масс. На ёмкость и токоотдачу влияет доступность воды для заряда и кислоты для разряда, т.е. расслоение электролита напрямую вредит этим ключевым для химического источника тока параметрам.
Теперь давайте всё-таки продолжим заряд данной аккумуляторной батареи. На этот раз начнёт Бережок-V, при том же напряжении окончания заряда 15.9 В.

Заряд продолжался около 4 часов, плюс 4 часа в хранении.

Плотность поднялась с чуть ниже 1.27 до 1.275. Передаём эстафетную палочку BL1204.

Заряд длился около часа, и далее 14 часов в режиме хранения.

Плотность осталась 1.275.

Установим на Бережке-V ограничение напряжения 16.7 вольт и запустим заряд.

По прошествии 4 часов ЗУ автоматически перешло в режим хранения. Плотность и над пластинами, и на глубине чуть выше 1.28. Электролит перемешан, расслоение устранено.

Адекватный стационарный заряд не только перемешивает электролит эффективнее, чем ускорения и вибрации при движении транспортного средства, но и позволяет более полно зарядить аккумуляторную батарею, устранить сульфатацию, поднять эксплуатационные характеристики.

Спустя сутки, имеем следующие показания тестера:
Здоровье 100% , внутреннее сопротивление 4.81 мОм , ток холодной прокрутки 574 из 560 А по стандарту EN. НРЦ 12.80 В соответствует плотности 1.28 . Расслоения нет, АКБ в полном порядке , можно ставить под капот.

Статья составлена в сотрудничестве с аккумуляторщиком Виктором VECTOR , осуществившим описанные опыты.

  • сульфатация
  • электролит
  • заряд
  • аккумуляторы
  • аккумуляторные батареи
  • аккумулятор выкипел
  • автомобильный аккумулятор
  • зарядные устройства
  • зарядное устройство для автомобиля
  • свинцово-кислотные аккумуляторы
  • десульфатация
  • восстановление аккумуляторов
  • efb-аккумуляторы
  • расслоение электролита
  • аком
  • ruvds_статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *