Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Как правильно заряжать кальциевый аккумулятор». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Начинать стоит именно с этого, так многие автолюбители уже на этом этапе оказываются введенными в заблуждение. Некоторые даже думают, что у Ca/Ca аккумуляторов пластины изготовлены не из традиционного свинца, а из кальция. И это немудрено. Ведь до того, как на корпусах АКБ начали писать «Ca/Ca», были времена, когда писали Pb/Ca (да и сейчас такие тоже есть). Соответственно, на интуитивном уровне последнее воспринимается, как свинцово-кальциевый, а первое – как кальциево-кальциевый.
Особенности Ca/Ca АКБ
Кальциевый аккумулятор — конструктивно представляет собой классическую свинцово-кислотную батарею, но с одним отличием. Заключается оно в том, что пластины в АКБ легированы кальцием. То есть, они так же изготовлены из свинца, но покрыты микроскопической намазкой из кальция. Сделано это для того, чтобы предотвращать процесс электролиза воды, содержащейся в электролите.
Здесь и далее некоторые понятия и процессы описаны упрощено, чтобы каждый смог понять, о чём речь.
Электролиз — это, можно сказать, одна из главных проблем обычных аккумуляторов. Он начинается, когда батарея более-менее заряжена, а напряжение заряда превышает 14,5 В. В процессе электролиза вода разлагается на водород и кислород, безвозвратно покидая АКБ. Визуально этот процесс выглядит, как кипение воды в чайнике или кастрюле, из-за чего, собственно, и получил такое название. Хотя с классическим кипением воды электролиз не имеет ничего общего, кроме бурления и пузырьков.
В кальциевых аккумуляторах эта проблема была решена. И это необходимо было придумать, поскольку в процессе электролиза не просто вода разлагается на составляющие компоненты. Она уходит из аккумулятора, в результате чего снижается уровень электролита. Сам же электролит, при этом, стаёт более плотным. Концентрация кислоты в нём растёт, что не есть хорошо. Кроме всего прочего, электролиз пагубно сказывается на состоянии свинцовых пластин аккумулятора. Они постепенно осыпаются, разрушаются, повышая риск возникновения короткого замыкания. В общем и целом, ресурс АКБ сокращается. А благодаря кальцию — увеличивается.
Но это не всё, что нам в данный момент надо знать о кальциевых аккумуляторах. Дело в том, что так называемое кипение в классических АКБ было в некоторой степени полезным процессом. Благодаря нему электролит в банках перемешивался, а его плотность выравнивалась. Кальциевые же аккумуляторы в обычных условиях кипеть не могут. В процессе заряда более плотный электролит опускается ниже, а на поверхности остаётся менее плотный. Именно из-за этого при классическом подходе к зарядке кальциевого аккумулятора измеряемая ареометром плотность никак не может достигнуть желаемого уровня, а индикатор не зеленеет.
Кроме этого, в последнее время часто поговаривают о стратификации электролита. Это процесс его расслоения. Химию рассматривать не будем. Нам важно лишь три вещи. Во-первых, из-за стратификации мы никогда не сможем корректно измерить плотность электролита, так как в верхних слоях она будет занижена. Во-вторых, повышенная концентрация кислоты в нижней части АКБ пагубно сказывается на свинцовых пластинах.
В-третьих, если вдруг такой аккумулятор разрядится зимой более, чем до 30%, есть все шансы на то, что сверху будет чистая вода, а не электролит. Понятно, что при таком раскладе АКБ в буквальном смысле замёрзнет. Иногда замерзает так, что от расширения льда не выдерживает корпус батареи. Хотя это и не единственная возможная проблема.
Из всего вышесказанного следует, что заряжать кальциевый аккумулятор традиционным способом не эффективно. Моментально он от этого, конечно же, не скопытится. Но потенциальный пятилетний ресурс легко может сократиться до двух-трёх лет. Собственно, это все особенности, которые нужно знать об АКБ Ca/Ca, если ваша цель — заряжать его правильно и полноценно.
Что такое кальциевый аккумулятор
На самом же деле пластины у всех автомобильных аккумуляторов изготовлены из свинца. Более того, если их сделать из кальция, то никакой электрохимической реакции заряда-разряда мы бы от такой батареи не дождались бы. На самом деле этот металл присутствует в пластинах АКБ только в виде добавки. Причем, кальция в них всего каких-то 0,07%. То есть, если прикинуть, что вес пластин в средней АКБ около 12 кг, то Ca в них содержится всего-навсего 8 г. Вдумайтесь только – 8 грамм на 12 килограмм.
И то, столько «много» кальция содержится только в батареях, изготовленных по технологии Ca/Ca. В таких АКБ этот металл добавляется и в положительные пластины, и в отрицательные. В так называемых же гибридных аккумуляторах, которые именуются Pb/Ca, кальций имеется только в отрицательных пластинах.
В остальном – кальциевый аккумулятор абсолютно такой же, как и обычный традиционный свинцовый. Тот же электролит. Аналогичный принцип действия. Те же электрохимические реакции. Все, что «делает» в них нашумевший кальций – это защищает свинец от коррозии и немного «сдвигает» точку условного кипения. На этом и остановимся поподробнее.
Начнем с кипения, так как и тут много путаницы. Кипение АКБ не имеет ничего общего с кипением воды в электрочайнике, хотя визуально очень похоже. На самом деле пузырьки, которые поднимаются на поверхность электролита – это водород. Он начинает выделяться с тех участков пластин АКБ, которые «насытились». То есть – зарядились.
Поскольку в один момент времени вся площадь всех пластин прореагировать никак не может, то сначала этих пузырьков немного. Со временем, когда все большая и большая часть пластин «насыщается», пузырьков становится все больше и больше. При этом следует понимать, что, пока не насытившиеся участки заряжаются, зарядившиеся – деградируют. Безвозвратно.
Вернемся к кальцию. Именно эта добавка при нормальных условиях не позволяет аккумулятору кипеть. То есть, когда он заряжается, уже насытившиеся участки свинца не деградируют. Соответственно, нет и кипения. Добиться его можно как раз тогда, когда подать на клеммы АКБ те самые 16 В.
Под нормальными условиями, о которых сказано в предыдущем абзаце, следует понимать эксплуатацию АКБ по назначению – в автомобиле. Там он подзаряжается под напряжением около 14,4-14,8 В, соответственно, никогда не «закипает». А это уже большой плюс, поскольку кипение аккумуляторов под капотом ранее было огромной проблемой. Из-за этого и клеммы постоянно покрывались солевым налетом, и кузов растворялся в кислоте, и так далее.
Кипение, которое было устранено производителями АКБ с помощью кальция, это далеко не единственное назначение данной добавки. Поскольку нет кипения, то, само собой, никогда не будет и перезаряда. А это, к слову, не многим лучше, чем кипение. Все в купе это приводит к испарению воды из электролита, падению его уровня, и безвозвратной деградации пластин.
Деградация происходит потому, что оставшаяся без электролита часть пластин в процессе заряда не участвует. Это значит, что отложившийся на этих площадях сульфат свинца – не растворяется, а продолжает «крепчать». Твердеет в таких условиях он до такой степени, что даже после доведения уровня электролита до нормы – он так и останется на пластинах. Будет там закрывать собой свинец, и полезные электрохимические реакции проходить тут более не будут. То есть, грубо говоря – часть батареи превратится в мертвый груз, не более того.
На ряду с этими функциями кальциевая добавка делает свинцовые пластины более прочными. А в тех условиях, в которых эксплуатируются АКБ, это весьма существенно. Под воздействием вибраций пластины с кальцием не так легко осыпаются (теряя полезную для электролитической реакции площадь), а значит, теоретически способны служить дольше.
Еще технология Ca/Ca позволила производителю делать пластины более тонкими, чем в обычных свинцовых АКБ. Но не спешите думать, что это для экономии на производстве. Аккумуляторы то легче не стали. Соответственно, свинца в них столько же, сколько и раньше. А вот за счет того, что пластины стали тоньше, существенно увеличилась площадь их поверхности. В свою очередь, благодаря этому в современных батареях значительно выросли так называемые пусковые токи.
Максимальный ток, который (кратковременно) может отдавать аккумуляторная батарея, тем больше, чем большая площадь пластин. Именно по этой причине АКБ, у которых из-за неправильной эксплуатации пластины покрываются сульфатом, пусковые токи ослабляются, и запуск двигателя становится менее уверенным.
Еще принято считать, что у кальциевых аккумуляторов снижена склонность к саморазряду. Однако от наличия кальция в составе свинца это свойство мало зависит. Саморазряд больше проявляется по другим причинам. Например, когда батарея грязная (на корпусе есть пыль, пропитанная токопроводящим электролитом), то ее саморазряд будет повышенным независимо от технологии ее изготовления.
Вот и все, по сути, что нужно знать о кальциевых аккумуляторах. Разве что не лишним будет упомянуть еще об одной особенности современных АКБ. Речь идет о так называемых конвертах, в которых по отдельности расположены пластины. Поскольку пластин в кальциевых АКБ стало больше, расположены оны плотнее. Самое важное то, что во время разряда и заряда со свинцом реагирует преимущественно тот электролит, который в данный момент находится в этих конвертах. Позже станет понятно, почему это так важно.
Преимущества кальциевых аккумуляторов
- Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
- Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
- Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
- Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
- Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
- Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
- Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
- Прекрасный вариант для начинающих автомобилистов. Как мы уже говорили, в большинстве случаев, автомобильный аккумулятор Са/Са является необслуживаемым. Что позволяет водителю не проводить дополнительные действия, такие как измерение уровня и плотности электролита.
Особенности производства
Как вы уже знаете, технология Ca/Ca подразумевает применение в аккумуляторных батареях легирующей присадки в виде кальция. Это повышает прочность свинцовых пластин, их устойчивость к осыпанию, разрушению и сульфатации.
Если сравнивать технологию производства с сурьмянистыми АКБ, здесь есть весомое отличие.
Пластины с добавлением сурьмы производят путём литья сплавов. Изначально специалисты попытались применить аналогичный принцип, изготавливая свинцово-кальциевые решётки. Но это закончилось неудачей. При таких температурах кальций попросту выгорал.
Из-за этого решётки, то есть основу пластин, начали создавать методом штамповки. Суть процесса производства такова:
- создают сплав на основе свинца и кальция;
- придерживаются определённых пропорций;
- сплав представлен в виде ленты;
- эту ленту перфорируют, то есть создают необходимые отверстия.
Что такое кальциевый аккумулятор и чем он отличается от обычного
Начнём с определения, что же это такое кальциевые аккумуляторы для автомобиля. Обозначение Ca/Ca сбивает с толку непросвещённых водителей, заставляя их думать, что в таких источниках питания вместо традиционного свинца для изготовления пластин используется кальций. Это не соответствует истине.
Во всех автомобильных аккумуляторах основным материалом для пластин является свинец. Если его полностью заменить кальцием, то химическая реакция не начнётся никогда. Некоторое количество этого металла добавляется при изготовлении пластин, и только. По технологии их доля составляет не больше 0,07 % от общего количества. Проще говоря, в 12-килограммовой пластине присутствует 8 г кальция.
Даже это незначительное количество содержится только в тех источниках питания, которые изготовлены по технологии Ca/Ca. В этом случае обсуждаемый элемент имеется как в положительных, так и в отрицательных пластинах. И это их главное отличие от аналогов под аббревиатурой Pb/Ca, где кальций присутствует исключительно в минусовых пластинах.
Плюсы и минусы кальциевых автомобильных аккумуляторов
Любой тип автоаккумуляторов не является идеальным, поэтому имеет смысл рассмотреть основные характеристики всех трёх разновидностей:
| Кальциевые | Сурьмянистые | Гибридные |
| Маркировка | ||
| Са/Са | Sb/Sb | Sb/Ca |
| Старт процесса электролиза электролита, В | ||
| 15-16 | 12-12.5 | 14-15 |
| Тип батареи | ||
| Необслуживаемый/малообслуживаемый | Обслуживаемый | Обслуживаемый |
| Стоимость, усреднённый показатель | ||
| От 3000 рублей | От 2000 рублей | От 1500 рублей |
Гибридные и кальциевые АКБ считаются перспективными устройствами, поэтому по мере совершенствования технологии их изготовления и падения стоимости они будут постепенно вытеснять сурьмянистые, которые на данный момент остаются самыми распространёнными.
Кальциевый аккумулятор не так прост в обслуживании и работе, как кажется. Автолюбителю важно знать основные особенности работы и процесса зарядки, чтобы ненароком не сократить срок службы такого дорогостоящего АКБ. Особенно важно всегда поддерживать напряжение батареи на должном уровне.
Особенности и нюансы в работе таких аккумуляторов:
- Заряжать кальциевую батарею требуется при различных установках напряжения, от 13.2 вольт, до 16.5 вольт, и не всякое зарядное устройство поддерживает такое напряжение.
- Полная зарядка батареи происходит только при 16.5 вольт! при напряжении в 14 вольт степень зарядки будет менее 50%.
- Штатный генератор практически никогда не заряжает кальциевые батареи полностью! Ведь обычно их напряжение не превышает 15 вольт.
- Кальциевый аккумулятор требуется постоянно подзаряжать! При работе в городском цикле, на легковом автомобиле данный вид аккумулятор постоянно недозаряжается, поэтому необходимо проводить профилактическую зарядку раз в 1 — 2 месяца.
- Требуется регулярно проверять такие батареи, и ставить на подзарядку как только напряжение понизилось до 12 вольт, или ниже.
- АКБ уже не восстановит свою прежнюю ёмкость, если напряжение просело ниже 11.5 вольт.
- Практически все кальциевые АКБ являются необслуживаемыми.
Преимущества кальциевых аккумуляторов
- Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
- Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
- Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
- Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
- Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
- Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
- Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
- Прекрасный вариант для начинающих автомобилистов. Как мы уже говорили, в большинстве случаев, автомобильный аккумулятор Са/Са является необслуживаемым. Что позволяет водителю не проводить дополнительные действия, такие как измерение уровня и плотности электролита.
Технология изготовления Ca/Ca аккумуляторных батарей
Казалось бы, замена одного компонента другим не должна существенно сказаться на технологии изготовления пластин батареи, но это не так. Сурьмянистые изготавливаются методом литья, который достаточно прост и малозатратен. Замена сурьмы на кальций выявила существенную проблему: при литье кальций практически полностью выгорает. Пришлось изготавливать решётчатую основу пластин методом штамповки. В свинец добавляется кальций, сплав изготавливают в виде ленты, которая затем перфорируется в нужной пространственно-геометрической форме. Как оказалось, такие пластины оказались эффективнее традиционных.
Но основным сдерживающим фактором их повсеместного распространения как раз и является сложность производства, отражающаяся на стоимости кальциевых батарей.
Зарядка нового аккумулятора автомобиля в домашних условиях зарядным устройством
Зарядное устройство существует для того, чтобы преобразовывать электроэнергию в нужное напряжение. Состоит оно из трансформатора, диодного моста.
Работает просто — переменный ток в 220 вольт попадает в него, проходит через два этих прибора и преобразуется в постоянный с напряжением в 14 вольт.
От него и заряжается аккумулятор. Перед тем как заряжать батарею стоит проверить, насколько она разрядилась.
Делают это с помощью ареометра. Это такое устройство, которое отмечает уровень электролита в банке. Он должен быть по показателям прибора не меньше 1,28.
Что делать при утере водительского удостоверения в России смотрите в статье: что делать при утере водительского удостоверения. Где дешевле застраховать авто по ОСАГО, читайте здесь.
Измерять заряд необходимо в каждой банке. Только тогда показатели будут корректными. Приступать к зарядке можно сразу после получения результатов уровня заряда батареи.
Рекомендации по заряду аккумуляторной батареи
Состояние аккумулятора проверяют измерив напряжение разомкнутой цепи (НРЦ). Напряжение на клеммах батареи измеряется через 6 — 8 часов после остановки двигателя. Если НРЦ аккумулятора ниже 12,5 В аккумулятор необходимо зарядить. Такую проверку целесообразно производить раз в 3 -4 месяца.
Эффективность зарядки в первую очередь зависит типа и качества зарядного устройства. Более половины представленных в продаже зарядных устройств не способны полноценно зарядить современную аккумуляторную батарею. Зарядные устройства, предназначенные для работы в автоматическом режиме, нередко настраиваются на напряжение 14,4 – 14,5 В. При достижении этого напряжения загорается зеленый индикатор, сигнализирующий об окончании зарядки и происходит автоматическое снижение зарядного тока почти до 0. При покупке зарядного устройства обратите внимание на его характеристики. Зарядное устройство должно обеспечивать выходное зарядное напряжение 16,2 В. Прежде чем приступать к зарядке аккумулятора, внимательно изучите инструкцию зарядного устройства – в ней подробно должно быть описаны технические характеристики , все правила и порядок выполнения работы. Батарея считается заряженной при достижении плотности электролита во всех банках 1,27-1,28 г/см³, «кипении» электролита в конце зарядки и достижения температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С
Как часто подзаряжать автомобильный аккумулятор?
Частота подзаряда зависит от машины, погоды, условий поездок. Для автомобилей с хорошо отрегулированной системой пуска, в условиях мягкой зимы с ежедневными поездками на небольшие расстояния, сопровождающимися систематическим стоянием в пробках, достаточно проводить заряд где-то раз в месяц-два. Разумеется, если морозы подбираются к -30°, и каждый пуск сопровождается неоднократным включением стартера, то есть смысл чаще проверять уровень заряженности батареи.
И, разумеется, аккумулятор нужно немедленно поставить на зарядку, если вы разрядили его «в ноль» неудачными попытками запуска двигателя. Именно «немедленно», так как плотность электролита в разряженном состоянии низка и есть вероятность того, что он замерзнет, повредив батарею. С другой стороны пребывание свинцового АКБ в разряженном состоянии ведет к сульфатации пластин.
Основное различие между Свинцово-кислотными и Кальциевыми батареями заключается в том, что Свинцово-кислотная батарея имеет свинцовый электрод внутри батареи, тогда как свинцово-кальциевая батарея содержит кальций вместе со свинцом в качестве электрода внутри батареи. Из-за использования свинцово-кальциевого сплава для электрода в свинцово-кальциевых батареях они имеют низкий саморазряжающийся эффект и более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные батареи.
Состав Свинцово-кальциевой батареи
Свинцово-кислотные аккумуляторы — это самый старый тип аккумуляторов. Свинцово-кальциевые батареи являются производными от свинцово-кислотных батарей. Эти батареи содержат 0,1% кальция на свинцовых решетках, что даёт преимущество при использовании этой батареи при низких температурах.
Частота и условия необходимости проведения зарядки.
В идеале АКБ требуют подзарядки пару раз в месяц, вне зависимости от поры года. Однако опять же каждый конкретный случай нужно рассматривать в отдельности, исходя из следующих условий:
- Какое напряжение имеет ваша батарея?
О нормальном напряжении или условных 100% заряда можно говорить, когда мультиметр показывает 12,7 В. Более низкие значения означают, что напряжения недостаточно и батарейку следует зарядить: 12,2 В – наполовину; 11,6-11,7 В – полностью, т.к. он разряжен практически до нуля, а значит, скоро начнется процесс сульфатации пластин.
- Какова ее плотность?
Замерьте с помощью ареометра плотность электролита. Она должна находиться в пределах 1,27 г/см3. Если значение ниже – заряжаем.
- Хватает ли ей заряда, чтобы «раскрутить» двигатель?
Здесь все просто: если двигатель завелся – поехали, если нет, батарею нужно попробовать зарядить.
Чтобы понять принципиальные отличия данного типа аккумуляторов, коротко познакомимся с методикой их производства, которую также называют «кальциевой технологией». В свинцового-сурьмянистых АКБ решетки изготавливаются методом литья. Когда этот способ был использован для свинцово-кальциевого сплава, кальций попросту выгорал. Поэтому решетки для Са/Са аккумуляторов решили производить с использованием штамповки. Она позволяет производить пластины более сложной формы, сохраняя при этом их внешнюю рамку.
На сегодняшний день кальциевые АКБ не могут вытеснить с рынка традиционные сурьмянистые, и главная причина этого состоит именно в сложности изготовления решеток. Поэтому производители делают необслуживаемые АКБ обоих типов и нечто среднее между ними – гибриды.
Разберем плюсы и минусы кальциевого аккумулятора.
Мы с вами рассмотрели, как заряжать кальциевый аккумулятор с нуля. Естественно, если данная процедура проводится в профилактических целях, то первые два или даже три этапа можно исключить. Частота подзарядки зависит от ряда факторов: времени года, срока службы батареи и режима использования. В теплое время года с новым аккумулятором и периодическими поездками на дальние дистанции о подзарядке можно забыть на 1-2 месяца. И наоборот – зимой, если аккумулятор старый, а режим езды – преимущественно городской, подзарядка станет регулярной процедурой.
Чтобы определить частоту подзарядки лично для своего авто и аккумулятора, не стоит ждать, пока батарея разрядится. Это может произойти в самый неподходящий момент, когда у вас не будет возможности вернуть работоспособность авто, «прикурив» его от другой машины или поставив аккумулятор на зарядку. Как проверить АКБ? Для замера заряда рекомендуется использовать такой незамысловатый прибор, как мультиметр. Он и стоит недорого, и в хозяйстве нужен повсеместно. Осуществляя периодические замеры при разных погодных условиях и режимах эксплуатации, вы сможете понять, с какой частотой ваш аккумулятор нужно подзаряжать, и обезопасить себя от неприятной ситуации.