Почему в легковых авто нельзя использовать гелевые аккумуляторы
Чтобы добиться от самого распространенного на сегодняшний день свинцово-кислотной аккумуляторной батареи (АКБ) максимальной эффективности и долговечности, конструкторы придумали и внедрили ряд инновационных технологий.
Мы рассмотрим некоторые из них на примере продукции, выпускаемой на заводах известной словенской компании ТАВ. Она сегодня поставляет на российский рынок широкий спектр стартерных батарей (бренды TAB и Topla) для всех категорий транспорта, включая легковые автомобили, внедорожники, грузовики и самую разнообразную мототехнику.Один из этапов технологии ЕМТ — путем перфорации, а затем растягивания получают ленту для штамповки решетчатых пластин с требуемой конфигурацией ячеек.
ЗАЧЕМ БАТАРЕЕ «СЛЯБ»
Возвращаясь к технологиям, отметим, что она из целей, которые преследуют конструкторы — сделать свинцовые пластины аккумулятора как можно более тонкими и прочными. Здесь есть несколько способов. Так, например, литье по технологии непрерывной симметричной кристаллизации металла позволяет изготовить свинцовую ленту с заданными размерами. Далее эту заготовку, называемую «сляб», прокатывают, уменьшая ее толщину до 0,75−0,9 мм. После этого из полученной тонкой ленты методом специальной перфорации, а затем растягивания получают решетчатые пластины-электроды с требуемой конфигурацией ячеек, отличающиеся высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Эта технология, получившая название Expanded Metal Technology (ЕМТ), позволяет, к тому же, свести к минимуму разброс геометрических и физических параметров пластин.
В свинец, из которого изготавливают решетки современных аккумуляторных пластин, сегодня добавляют различные металлы, например, кальций и олово.
НЕ ТРЕБУЙТЕ ДОЛИВА…
Большинство современных автомобильных аккумуляторов практически не требуют никакого обслуживания, в том числе долива воды. Добиться этого удалось благодаря нескольким способам. Один из них — добавка в состав пластин кальция и олова. Такой шаг, помимо радикального снижения «выкипания» электролита, позволил замедлить саморазряд аккумулятора более чем в шесть раз. Слабость таких устройств в том, что они не любят глубокого разряда: несколько разрядок «в ноль» и емкость падает чуть ли не вдвое-втрое. Поэтому производители аккумуляторов придумали так называемую гибридную технологию, или систему «кальций плюс». Суть ее в том, что положительные пластины аккумулятора содержат немного сурьмы, а также кадмий, а отрицательные токоотводы — добавку кальция. В последнее время вместо сурьмы в свинец пластин стали добавлять олово, медь, селен и прочие элементы, в том числе, даже серебро.
Современные необслуживаемые АКБ оснащаются двойной лабиринтной крышкой, с помощью которой пары электролита конденсируются и возвращаются в работу.
Еще один способ предотвращения выкипания электролита, а также обеспечения пожарной безопасности аккумулятора, заключается в использовании так называемой двойной лабиринтной крышки. Она представляет собой конструкцию из двух пластиковых плоскостей, между которыми организована система спиралеобразных каналов и газоотводов. С их помощью улавливаются, конденсируются и возвращаются в работу выделяющиеся в ходе работы аккумулятора пары электролита. В то же время, накапливающийся при работе аккумулятора в незначительных количествах горючий водород безопасно удаляется через специальные клапаны. АКБ данного типа относятся к категории необслуживаемых герметичных батарей, в обозначении которых присутствует аббревиатура SMF.
Идет процесс приготовления активной массы, которая затем наносится на пластины батарей. Рецептура этой пасты — ноу-хау компании ТАВ.
ПОГОВОРИМ О МАССЕ
Эффективность аккумулятора в огромной степени зависит не только от конструкции решеток электродов, но и от так называемой активной массы, которой они покрыты. Напомним, что в качестве активной массы положительного электрода используется перекись свинца PbO2, а активная масса отрицательного электрода — чистый (губчатый) свинец.
Чтобы продлить срок службы электродов, в состав пасты добавляют диоксид кремния. Это замедляет осыпание активной массы с электродов, увеличивая срок службы батареи. С этой же целью некоторые производители добавляют в состав пасты специальным образом обработанные синтетические волокна. Они значительно улучшают электрический контакт и механическое сцепление активной массы с решеткой аккумуляторной пластины. Волокна также повышают способность массы к слипанию и химическому взаимодействию с электролитом.
От короткого замыкания между пластинами электродов предохраняют так называемые конверты-сеператоры. На данный момент большинство производителей используют сепараторы из высокопрочного тонкого полиэтиленового полотна. Оно обладает высокой прочностью на прокол — для предотвращения «пробоя» в случае повышенной сульфатации. Одновременно сепаратор обязан обладать высокой электролитической проницаемостью.
После нанесения активной массы на решетки пластин они «упаковываются» в специальные конверты-сепараторы.
START-STOP И EFB
Несколько особняком стоят аккумуляторы, предназначенные для работы на машинах, оснащенных системой Start-Stop. Имеются в виду автомобили, «умеющие» ради экономии топлива автоматически глушить мотор на остановках и запускать его вновь при трогании. Во время остановок питание бортовых электропотребителей происходит исключительно за счет АКБ. Стандартная батарея в подобном режиме «живет» крайне недолго. Поэтому был создан специальный тип автомобильных аккумуляторов, способных работать на машинах с системой Start-Stop.
От прочих кислотных АКБ батарея типа Start-Stop отличается увеличенным объемом электролита, более массивными пластинами отрицательных электродов. Свинцовый сплав, из которого они состоят, обязательно содержит олово, а площадь активной поверхности увеличена. Конверты-сепараторы отличаются от «собратьев» улучшенной микропористой структурой. Перечисленные особенности «старт-стопных» батарей нашли свое отражение в специальном буквенном индексе EFB, который указывается на этикетках этого типа АКБ. Пример — аккумуляторы Topla Тор EFB Stop&Go.
Для машин, оснащенных системой Start-Stop, предназначены аккумуляторы с индексом EFB. Пример — аккумуляторы Topla Тор EFB Stop&Go.
СТЕКЛОВОЛОКНО С КИСЛОТНОЙ ПРОПИТКОЙ
Относительно недавно на рынке получили массовое распространение «гелевые» аккумуляторы. Принцип работы такой АКБ не отличается от традиционного аналога. Разница лишь в том, что в «гелевых» аккумуляторах электролит находится не в жидком состоянии, а в виде своего рода «желе» (созвучно с «gel electrolite»). У него в обычный кислотный электролит добавлена двуокись кремния, которая и вызывает загустение. Такие аккумуляторы характеризуются более длительным циклическим ресурсом без существенных потерь емкости. Однако есть один важный момент, который стоит помнить всем автолюбителям — гелевые АКБ никогда не используются в качестве стартерных батарей. Их применяют только как тяговые источники питания.
Совсем другое дело — AGM-аккумуляторы, получившие название от технологии Аbsorptive Glass Mat. Кстати, именно АКБ этого типа часто по ошибке называют «гелевыми». Электролит в батареях этого типа задействуется не в привычном нам жидком состоянии, а в связанном (адсорбированном) — он находится в своеобразной «губчатой» структуре из тонких стекловолоконных матов, разделяющих пластины. Сами пластины в корпусе АКБ размещаются очень плотно, поэтому у батарей такого типа конструктивно исключено осыпание пластин в случае глубокого разряда. Еще плюс — саморазряд бездействующего AGM-аккумулятора очень мал. Кроме всего прочего, он безопаснее и экологичнее обычной батареи — в случае опрокидывания или механического повреждения корпуса AGM-аккумулятора электролит из него уже не вытечет. К достоинствам АКБ такого типа относят и большой срок службы — до 10−12 лет. Пример — батареи TAB EcoDry AGM Stop&Go.
Самые долговечные и жизнестойкие — это аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM. Пример — батареи TAB EcoDry AGM Stop&Go.
…Все перечисленные технологии производства АКБ успешно освоены на заводах компании ТАВ. Выпускаемые ею стартерные батареи брендов TAB и Topla традиционно пользуются хорошим спросом в нашей стране, что во многом обусловлено их отменным качеством, высокой надежностью и привлекательной ценой. Она, кстати, нередко оказывается дешевле некоторых отечественных аккумуляторов, обладающих аналогичными параметрами.
Источник
zabarankoi.mirtesen.ru
Как восстановить гелевый аккумулятор: правила ремонтирования АКБ
Срок службы гелевой батареи (АКБ), по утверждению производителей, — не менее 10 лет. На практике необходимость ее ремонта или замены становится очевидной спустя 3-4 года, когда наблюдается снижение емкости или высыхает электролитный раствор. Изделие относится к категории необслуживаемых элементов, но опытные владельцы транспортных средств знают, как восстановить гелевый аккумулятор в домашних условиях.
Схема: из каких частей состоит гелевый аккумулятор.
Принципиальные отличия гелевых аккумуляторов
От свинцово-кислотных аналогов такие АКБ отличаются рядом технических характеристик и составом электролита. Связующим раствором в нем служит дистиллированная вода с добавлением силикагеля, который наглухо запечатывает содержимое корпуса.
Это позволяет избежать испарений химических веществ, что сказывается на уровне экологичности устройства — его можно устанавливать не только в салоне машины, но и в жилых помещениях. Кроме того, благодаря отсутствию выброса газов обеспечивается их повторное участие в рабочем процессе и увеличивается срок службы изделия.
Еще одним преимуществом АКБ является возможность размещать ее в любом положении — на боку или вверх дном, в то время как кислотные батареи нуждаются в строго вертикальной фиксации.
Преимущества конструкции гелевого аккумулятора.
Аккумуляторы с гелевым электролитом не требуют глубокой подзарядки, быстро заряжаются и сохраняют ресурс в режиме ожидания в течение 2 лет.
Из-за увеличения количества циклов заряда-разряда возможно более интенсивное использование таких изделий.
Среди негативных особенностей подобных батарей отмечают:
- Неустойчивость к низкой температуре. При -50⁰C электролит замерзает и становится ломким.
- Быстрый выход из строя при подаче напряжения свыше 15 В.
- Высокую цену.
Как проверить гелевый аккумулятор
При отсутствии явных изъянов устройство проверяют с помощью вольтметра и нагрузочной вилки, в течение 3-4 секунд имитирующей работу стартера. Нагрузку подключают после установки значений напряжения на клеммах, а далее на короткий период подсоединяют импровизированный движок.
Темпы восстановления электродвижущей силы оценивают, наблюдая за стрелкой вольтметра, которая должна подниматься обратно.
Быстрое падение тока свидетельствует о том, что аккумулятор почти израсходовал свой ресурс, новое устройство заряжается долго. Если изменений не происходит, напряжение можно увеличить, прибавляя постепенно по 5 В. В ходе операции следует обратить внимание на то, чтобы температура прибора не превышала 40-45⁰С.
Подлежит ли гель восстановлению
Основанием для восстановления АКБ служит высыхание влаги в электролите. Для проверки уровня жидкости в банках крышку аккумулятора вскрывают ножом либо другим острым инструментом. При возвращении крышки в первоначальное положение необходимо убедиться в отсутствии на клапанах грязи.
Из-за нее они могут не закрыться, и гель будет высыхать быстрее. Кроме того, учитывают целостность корпуса устройства и его содержимого. Объем сохраненного в аккумуляторе заряда должен составлять не менее 30% от положенной величины.
Основные правила безопасной зарядки
Зарядку гелевого аккумулятора можно выполнять в домашних условиях. Главное — обеспечить поступление постоянного тока. Процедуру проводят с помощью зарядного устройства на 12В, которое применяется только для гелевых приборов.
Такие зарядки можно изготовить своими руками. От других изделий их отличает возможность контроля над поступающим напряжением. Этот показатель рекомендуется выставлять в размере 0,1 от мощности батареи, зарядное время при этом составит около 12 часов. Прибор, рассчитанный на устройства кислотного типа, использовать нельзя.
АКБ заряжается полностью и с низким уровнем энергии не эксплуатируется.
Долгое пребывание в разряженном состоянии приводит к снижению емкости. Предупредить эту ситуацию позволят регулярные подзарядки аккумулятора.
Как проводится восстановление аккумуляторной батареи
Процесс восстановления гелевого аккумулятора.Гелевые аккумуляторы более требовательны к обслуживанию, поэтому для их восстановления нужна большая аккуратность. В ходе процедуры используются следующие инструменты:
- шприц;
- пинцет;
- отвертка;
- зарядное устройство.
Для восстановления уровня электролита потребуется дистиллированная вода, ее можно купить в аптеке.
Заливка дистиллята
Аккумулятор разбирают, сняв с него верхнюю крышку, после чего пинцетом удаляют резиновые колпачки клапанов. Затем шприцем добавляют в каждую банку по 2 мл дистиллята. Заливать жидкость нужно постепенно, по мере впитывания воды в гель. Восстановленный уровень должен полностью покрывать свинцовые пластины, а излишек влаги откачивают тем же шприцем.
В ряде случаев вместо дистиллированной воды в АКБ заливают электролит. Это сработает, если АКБ старая и реанимировать ее нужно временно.
Восстановление с помощью длительной зарядки АКБ
После добавления дистиллированной жидкости клапаны возвращают на место и закрывают крышкой, которую фиксируют скотчем или клеем, а сверху укладывают груз. Это необходимо для того, чтобы предотвратить срыв клапанов под действием выделяющегося газа.
При подключении батареи к зарядному устройству на вольтметре выставляют значение 14-15 B и дожидаются, когда аккумулятор восстановит потребление тока (в течение 14 часов). Если этого не произошло, напряжение повышают до 20 B.
Важно не оставлять батарею без присмотра, поскольку восстановление электролита приводит к резкому падению нагрузки и может спровоцировать задымление и выгорание устройства. Поэтому, как только пойдет ток, уровень электродвижущей силы снижают до 14 B и продолжают заряжать АКБ в стандартном режиме, т. е. зарядом, равным 0,1 от ее номинальной емкости.
Циклическая зарядка
Метод используется при сильной потере емкости. Он предполагает проведение 3-4 повторяющихся циклов зарядки и разрядки.
Первые две проводятся под высоким напряжением в 25-30 B, которое по мере увеличения потребления тока постепенно снижается до 14 B. Для разрядки используют лампочку на 5-10 Вт, при этом необходимо следить за тем, чтобы разность потенциалов не оказалась ниже отметки 10,5-11 В.
После восстановления батарею заряжают в стандартном режиме. Если вернуть аккумулятору всю мощность не удалось, его используют с неполным зарядом либо приобретают новую модель.
Как продлить устройству период работы
Применение технологий GEL (Gelled Electrolite) и AGM (Absorptive Glass Mat) для необходимости обслуживания гелевого аккумулятора.Срок службы гелевого аккумулятора зависит от условий эксплуатации и ухода за ним. Не рекомендуется допускать полной разрядки батареи.
Если это произошло, применяют ограниченную схему восполнения заряда — не в 10%, а в 5% от заявленной емкости — и вдвое увеличивают время процесса. Потери энергоемкости при таких действиях меньше, чем при стандартном способе.
Для того чтобы не было подобных ситуаций, следует приобрести мультиметр. В профилактических целях регулярно проверяют правильность крепления клемм и 1 раз в квартал производят полный цикл зарядки батареи.
В каких случаях восстановление АКБ нецелесообразно
Аккумуляторы утилизируют:
- При вздутии банок, которое вызывается отслоением геля от пластин. Подобный дефект определяют визуально.
- При разрушении содержимого корпуса в результате продолжительного воздействия высокой температуры. Если во время осмотра АКБ из нее доносятся посторонние звуки, элемент «оживить» нельзя. Можно также просветить отверстия банок и убедиться в том, что свинцовые пластины утратили первоначальный внешний вид.
Правильным решением в таком случае будет покупка новой гелевой батареи.
3batareiki.ru
Устройство гелевого аккумулятора — все о них
Для успешной эксплуатации изучать устройство гелевого аккумулятора обычному пользователю совсем необязательно. Конструкция продумана так, что даже в неосторожных и неумелых руках АКБ будет продолжать безотказно работать. Однако, только зная устройство, можно понять, откуда взяты те самые преимущества и особенности технологий GEL и AGM, о которых говорят производители и продавцы.
Как определить гелевый аккумулятор
Распознать гелевый аккумулятор можно достаточно просто несколькими способами. Самые простые и «безболезненные» — по форме корпуса и по маркировке. Разобрав аккумуляторную батарею, тоже можно узнать, гелевым он был, или нет. Но именно «был», так как разборка в данном случае не предусмотрена производителем.
Однако начать стоит, все же, с разборки, пусть и воображаемой. Это поможет быстрее понять, чем отличается гелевый аккумулятор от не гелевого. Освободив батарею от пластикового корпуса, можно увидеть традиционные для свинцово-кислотных АКБ пластины и сепараторы. Однако классического кислотного электролита в жидком виде здесь нет. Его заменяет гелеобразная субстанция, не обладающая текучестью.
Способы определения гелевого аккумулятора
Гораздо разумнее, и без вреда для самого аккумулятора, распознавать его по маркировке на корпусе. Как узнать гелевый аккумулятор по надписям? Очень просто. На корпусах таких АКБ обязательно красуются три большие буквы – либо AGM, либо GEL. Не заметить их невозможно, так как производитель намеренно пытается донести до пользователя информацию о том, что аккумулятор именно гелевый, а значит – может стоить так дорого.
Узнать по форме корпуса
Следующий способ определения гелевого аккумулятора – по форме корпуса. Большинство автомобильных батарей имеют совсем не традиционную прямоугольную форму. Корпус сделан в виде бочкообразных отсеков. Каждая такая «бочка» – это привычная всем банка, или отсек аккумулятора, который способен выдавать номинальные 2,1 вольта.
Мотоциклетные и скутерные гелевые аккумуляторы тоже определить достаточно просто. Они, как правило, непрозрачные, и не имеют пробок для контроля уровня и плотности электролита. Конструкция именно такая потому, что жидкого электролита, за которым надо следить, в гелевых аккумуляторах нет. Там необслуживаемый гель.
Устройство разных гелевых аккумуляторов
Гелевые аккумуляторы имеют разную конструкцию, хотя базовые принципы взяты из традиционной и всем привычной технологии. Это все те же свинцовые пластины и разделяющие их сепараторы. Это и тот же пластиковый корпус с клеммами «+» и «-». Однако отличия, все же, есть. Причем, разными бывают и сами гелевые аккумуляторы.
Это интересно! Технология гелевых аккумуляторов была придумана вовсе не в век нанотехнологий, как заверяют некоторые производители. Батареи с гелем в прямом смысле этого слова бороздили просторы космоса еще на заре эры его покорения человеком. Технологию с гелем просто пришлось придумать, так как в условиях невесомости жидкий электролит опасен и малоэффективен. В военной сфере гелевые аккумуляторы тоже служат давно, так как не боятся ни тряски, ни переворачивания. Более того, продолжают работать даже тогда, когда в них попадает пуля.
Для автомобилей и прочей крупной техники более распространенными являются гелевые аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM. В них между пластинами из свинца расположен пористый стекловолоконный материал, пропитанный гелеобразным электролитом. Пакеты с пластинами и стекловолокном плотно сжаты, за счет чего обеспечивается надежный контакт свинца и электролита, что и позволяет проходить электрохимическим реакциям заряда и разряда.
Автомобильные аккумуляторы AGM бывают двух основных конструкций. Первая – классическая, выполненная в прямоугольном корпусе. Пластины в них имеют привычную квадратную форму, и сложены с сепараторами в виде бутерброда.
Вторая разновидность, о которой упоминалось выше, это АКБ, заключенные в корпусе в виде бочкообразных отсеков. Такую форму они имеют потому, что свинцовые пластины в них завернуты рулоном. Производители заявляют, что в таких аккумуляторах они уместили больше свинца и электролита, за счет чего существенно повышена емкость и пусковой ток. Однако на практике повысилась только цена. Принципиально какого-либо ощутимого для пользователя преимущества такая компоновка не дает. Пластины хоть в бутерброде, хоть в рулоне – занимают одно и то же пространство в корпусе. Больше, чем позволяет внутренний объем корпуса, туда не поместишь даже с помощью нанотехнологий.
По поводу бочкообразных аккумуляторов AGM есть ряд и других якобы преимуществ, которые были получены за счет такой формы. Однако все они, по большому счету, просто маркетинговый ход, позволяющий еще больше повысить ценник.
Это интересно! Технология производства гелевых аккумуляторов сама по себе немного дешевле, чем выпуск АКБ с жидким электролитом. Однако стоят они на порядок дороже традиционных. Это вовсе не значит, что производители нагло наживаются на доверчивых пользователях.
Есть также третья разновидность гелевых аккумуляторов, которые немного отличаются от АКБ AGM. Речь о технологии GEL. В данном случае уже нет никакого стекловолокна, пропитанного гелеобразной субстанцией. Гелеобразный электролит в таких аккумуляторах заполняет все пространство в корпусе, не занятое свинцовыми пластинами. Он и заливается туда изначально в жидком виде, но за счет модификатора превращается в гель. Такие аккумуляторы можно увидеть на мотоциклах, скутерах, мотоблоках, мини-тракторах и даже в китайских фонариках.
Вывод
В целом, гелевые аккумуляторы отличаются от классических только консистенцией электролита. Это все та же кислота, только со специальным модификатором. Принцип выработки и накопления электроэнергии гелевыми аккумуляторами абсолютно такой же, как и у тех, которые заполнены жидким электролитом.
avtobond.ru