Особенности заряда кальциевых аккумуляторов

07.02.2020

Что стоит знать о кальциевых аккумуляторах

Некоторые автолюбители считают, что пластины Са/Са аккумуляторов произведены из кальция, а не из традиционного свинца. Однако на самом деле это не так. Если бы пластины автомобильных аккумуляторов были изготовлены из кальция, то электрохимической реакции заряда — разряда от батареи мы бы просто не увидели. Поэтому пластины изготовлены из свинца, а кальций присутствует только в качестве добавки и то — всего лишь 0,07 процентов. В аккумуляторах, изготовленных по технологии Са/Са кальций добавляется как в положительные пластины, так и в отрицательные. В аккумуляторах Pb/Cа, которые иначе называются гибридными, кальций находится только в отрицательных пластинах.

Принцип действия, а также электрохимические реакции у кальциевых аккумулятором абсолютно идентичны традиционным свинцовым. Разница между ними — в наличии кальция, который в нормальных условиях не позволяет закипеть аккумулятору, а также способствует защите свинца от коррозии.

(Под нормальными условиями подразумевается эксплуатация аккумулятора в автомобиле, где он заряжается под напряжением примерно в 14,4 — 15 В, и, соответственно, не закипает). Также, за счет добавления кальция, свинцовые пластины становятся более прочными, что положительно влияет на срок службы. Благодаря технологии Са/Са, стало возможным делать более тонкие пластины (относительно пластин в свинцовых аккумуляторах). За счет этого увеличились площади поверхностей пластин, что, в свою очередь повлияло на рост так называемых пусковых токов.

Итог: аккумуляторы изготовленные по технологии Са/Са и Pb/Cа рассчитаны на эксплуатацию в автомобилях с напряжением бортовой сети до 15 В. При этом аккумулятор нормально заряжается, не кипит, ток саморазряда ниже, по сравнению с традиционными АКБ.
Кипение аккумулятора и повреждение пластин происходит при более высоких напряжениях, которых на исправном автомобиле не возникает.

Из свойств кальциевых аккумуляторов следует вывод — они проще в обслуживании и дольше сохраняют заряд.

Как правильно заряжать аккумулятор Са/Са

1. Если аккумулятор в вашем автомобиле не заряжается до конца (причины могут быть различными: низкие температуры на улице, короткие и нечастые поездки, проблемные генератор и т. д.), необходимо заряжать его с помощью обычного зарядного устройства
2. Напряжение заряда должно быть в диапазоне 14,4-15В
3. Ток заряда должен составлять не более 10 % от емкости вашего аккумулятора
4. Алгоритм заряда «CC/CV» стандартный для свинцово кислотных аккумуляторов; заряд постоянным током до порогового напряжения, затем заряд постоянным напряжением с понижением тока заряда.
5. Категорически противопоказано «кипячение» кальциевым АКБ. Так как в лучшем случае оно приводит к снижению технических характеристик прибора, а в худшем — к выходу устройства из строя.
6. Чтобы добиться более «плотного» заряда, лучшего растворения сульфатов и увеличения ресурса, необходимо производить заряд аккумулятора с наименьшим значением тока.

Сейчас на рынке появилось множество подделок. Чтобы отличить качественную АКБ от подделки, а также понять оригинальное устройство перед нами или нет — нужно обратить внимание на маркировку. На корпусе аккумулятора должны быть указаны следующие характеристики:

• стартовый ток
• значение напряжения
• значение номинальной емкости
• дата выпуска данного устройства
• подробная информация о производителе

Каждый вправе сам выбирать напряжение и ток заряда. Но Вы заметили, что мы не говорим о заряде напряжением 16 и более вольт? Эти АКБ заряжаются точно так-же, как и свинцово-кислотные.

Преимущества кальциевых аккумуляторов

1. Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
2. Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
3. Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
4. Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
5. Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
6. Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
7. Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
8. 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.

Аккумуляторы такого вида идеально подходят для установки в автомобили с полностью исправным электрооборудованием. Желательно, чтобы в транспортном средстве присутствовали системы, которые самостоятельно могут отключать музыку, габаритные огни, свет, в том случае, когда автомобилист забыл сделать это сам.

Недостатки кальциевых АКБ.

К сожалению, в нашей жизни не существует идеальных вещей. Поэтому и кальциевые аккумуляторы также имеют некоторый ряд недостатков.

1. Чувствительность к глубоким разрядам. Это главное отличие кальциевых батарей от их гибридных и сурьмянистых аналогов. Кальциевые аккумуляторы крайне не рекомендуется разряжать ниже напряжения в 12 В. Всего лишь при одном глубоком разряде такая АКБ потеряет пятую часть своей емкости. При однократном полном разряде батарея лишается половины емкости, в то время как устройство, которое пережило 9 -10 разрядов, становится абсолютно непригодным к эксплуатации.
2. Достаточно высокая стоимость. Что обусловлено дорогим, а также сложным процессом производства.
3. Не подходит для режима передвижений в «городском стиле». Длительные простои, в случае, если автомобилем пользуются нечасто и на короткие дистанции, негативно, и даже губительно влияют на кальциевые аккумуляторы.

Заметим, что кальциевые аккумуляторные батареи подходят только для использования в автомобилях. Советуем воздержаться от установки таких устройств в катер или лодку (там они могут подвергнуться глубокому разряду).

Неправильно — «правильная» зарядка кальциевых АКБ

Предположим, что у нас есть кальциевая АКБ. Подаем на нее стандартные 14,4 В и дожидаемся, пока ток, потребляемый батареей, не понизится до 0,1 А (вспоминаем, что это один из признаков, что аккумулятор зарядился). Далее отключаем зарядное устройство и измеряем плотность электролита. Плотность, при заряженном аккумуляторе, должна быть 1,27, однако при измерении мы не видим этой цифры. Что же делать? В интернет многие советуют в таком случае заряжать кальциевые АКБ напряжением 16,1 — 16,5 В. Давайте разберемся, что же будет, если мы последуем этим советам.

При зарядке таким напряжением, плотность все же повысится, как мы и хотели. Однако подав такое напряжение мы спровоцировали то самое кипение, с которым борется производитель.

В современных батареях реагирует преимущественно тот электролит, который находится в конвертах. Однако тот, который мы втянули ареометром, находится за пределами зоны электрохимической реакции, из чего делаем вывод, что плотность этого электролита совершенно не должна повышаться в одно время с зарядом батарее.
При подаче на клеммы 16 В — электролит на конвертах начинает «кипеть», благодаря чему он начал интенсивно смешиваться с тем, что находится над пластинами. Это и есть единственная причина того, что после повторного замера мы увидели плотность 1,27. Хотя эта плотность и так уже была достигнута внутри конвертов. В то время как мы кипятили АКБ, пластины деградировали, теряя часть свинца.
Предположим, мы все-таки зарядили кальциевую батарею методом из интернета и установили ее на автомобиль. Что же произойдет дальше? После первого запуска заряд, который был накоплен «кипячением», тратится на работу стартера. А далее АКБ подзаряжается под напряжением 14,5 В.

Подводя итоги

Чтобы правильно выбрать АКБ, которая подходит для вашего конкретного автомобиля, необходимо учитывать следующие параметры:

• совместимость аккумулятора с Вашей моделью транспортного средства
• условия и интенсивность эксплуатации

При возникновении каких-либо сомнений при выборе подходящей АКБ советуем обратиться за помощью и консультацией к специалистам. Также консультацию можно получить на нашем форуме https://forum.orionspb.ru/
Кальциевые аккумуляторы больше подходят автомобилистам, которые ездят часто и на дальние расстояния, а также предпочитают высокое качество езды. При своевременной подзарядке устройство будет эксплуатироваться в течение долгого времени — в течение срока, заявленного производителем и даже дольше.

Видео на тему:

Что убивает кальциевые аккумуляторы, и убивает ли? / Хабр

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».

Мнимый заряд — явление, при котором напряжение разомкнутой цепи свинцово-кислотного аккумулятора не соответствует реальному уровню заряженности при данной температуре и концентрации электролита. Составляющими мнимого заряда являются расслоение (стратификация) электролита, перенапряжение от которого восстанавливается после снятия нагрузки, и поверхностный заряд — совокупность явлений поляризации, создаваемое которыми перенапряжение не возвращается после отключения разрядного тока.

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.

Плюсы и минусы, Как заряжать и обслуживать

Аккумулятор — обязательный элемент любого автомобиля. Работая в жестких условиях повышенной вибрации, такие устройства подлежат замене намного раньше, чем многие узлы и агрегаты машины. Чтобы максимально увеличить срок службы аккумулятора, в производстве аккумуляторов используются новейшие технологии.

Автомобильные кальциевые аккумуляторы являются результатом таких усовершенствований, поэтому использование такой технологии позволяет значительно упростить обслуживание и снизить частоту замены.

Содержание

• Что такое кальциевая батарея?
• Используемые технологии
• Преимущества и недостатки
• Чем отличаются кальциевые батареи от других
• Где используются кальциевые батареи?
• Обслуживание кальциевого аккумулятора
• Срок службы
• Как выбрать память
• Видео: Как правильно зарядить кальциевый аккумулятор
• Как зарядить кальциевый аккумулятор
• Как восстановить кальциевый аккумулятор

Что такое кальциевая батарея?

Аккумуляторы CA/CA представляют собой обычные свинцовые аккумуляторы с пластинами, легированными кальцием. Этого металла очень мало, но даже при концентрации около 0,1% можно добиться более высокой производительности накопителя энергии.

В дополнение к кальцию, при производстве этого типа батареи может быть добавлено серебро. Несмотря на более высокую стоимость кальциевых аккумуляторов с серебром, можно значительно снизить процесс сульфатообразования на поверхности пластин. Таким образом значительно увеличивается эксплуатационный ресурс.

Используемые технологии

Технологический процесс производства кальциевых аккумуляторов имеет существенные отличия от способа изготовления легированных сурьмой аккумуляторов. В первую очередь пришлось отказаться от метода литья при формировании свинцовых пластин, из-за выгорания кальция в процессе плавки металла.

Пластины, легированные кальцием, изготавливаются методом штамповки. Это позволяет полностью исключить вероятность испарения металла. Принцип работы не отличается от обычного устройства, пластины которого обогащены сурьмой, но для эффективной зарядки аккумулятора потребуется использовать зарядное устройство с более высоким напряжением.

Преимущества и недостатки

Кальциевые аккумуляторы имеют как положительные характеристики, так и существенные недостатки.

К преимуществам этого типа накопителя энергии относятся:

1. Более длительный срок службы.
2. Чрезвычайно низкий саморазряд.
3. Значительно снижен уровень электролиза воды.
Плиты
4. более устойчивы к механическим воздействиям.
5. Низкий уровень внутренней коррозии.
6. Поддерживать длительную перезарядку.
7. Более высокий ток холодной прокрутки.
8. Большинство аккумуляторов с кальцием не требуют технического обслуживания.

Expanded Metal Technology Ca/Ca

К недостаткам кальциевых аккумуляторов можно отнести:

1. При частых глубоких разрядах аккумулятор со временем полностью выйдет из строя.
2. Из-за использования более сложного производственного процесса розничная стоимость аккумуляторов значительно выше, чем у аккумуляторов, изготовленных традиционным способом.
3. Длительные периоды простоя или при использовании аккумуляторов с постоянным недозарядом сокращают срок службы аккумулятора.

Несмотря на более высокую стоимость, при бережной эксплуатации можно существенно сэкономить, увеличив срок службы изделия до 8 — 9 лет. Если вы приобретаете необслуживаемую модель, то затраты времени на обслуживание аккумулятора сводятся только к периодической подзарядке.

Чем отличаются кальциевые батареи от других

Основные отличия кальциевых аккумуляторов от других моделей:

1. Аккумулятор большей емкости при том же весе.
2. Внутреннее сопротивление уменьшено, что позволяет добиться большей мощности разряда при пуске двигателя.
3. Выдерживают кратковременное повышение зарядного тока более 16 В.
4. Они дешевле по сравнению с гелевыми аккумуляторами.
5. Дороже гибридных и сурьмяных батарей.

Где используются кальциевые батареи?

Кальциевые батареи используются в качестве стартерных батарей в легковых и грузовых автомобилях. Если этот тип аккумуляторов необслуживаемый, то их можно использовать в качестве накопителя в мощных источниках бесперебойного питания.

При использовании данного типа аккумуляторов в самодельных инверторных установках необходимо обязательно установить систему безопасности, которая будет автоматически отключать аккумулятор при значительном разряде.

Обслуживание кальциевой батареи

При покупке обслуживаемой кальциевой батареи основным уходом за батареей будет своевременное добавление воды. Для этого в обслуживаемых устройствах достаточно снять крышку или открутить заливные пробки. Стоит отметить, что по сравнению с обычными батареями выполнять подобные действия потребуется не так часто. Испарение воды в этом типе аккумуляторов происходит очень медленно, поэтому только летом следует уделять особое внимание проверке уровня электролита.

В случае, когда батарея СА/СА длительное время не использовалась, потребуется дополнительная подзарядка батареи с помощью устройства, работающего от сети. Также может возникнуть необходимость восполнить потери электроэнергии при использовании автомобиля в ночное время на малых оборотах двигателя.

Если вовремя проводить, долив дистиллированной воды и правильную подзарядку аккумулятора данного типа, то такое обслуживание положительно скажется на сроке службы изделия.

Срок службы

Гарантийный срок эксплуатации кальциевых аккумуляторов 5 лет. При бережном обращении, а это, прежде всего, отсутствие глубоких разрядов, можно использовать аккумулятор с сохраненным уровнем пускового тока от 8 до 10 лет.

При неправильной эксплуатации срок службы с даты выпуска не может превышать 1 года, при этом, если батарея была продана в исправном состоянии в розничной сети, покупателю может быть отказано в возмещении убытков, если будет доказано, что неисправность неисправность вызвана нарушением правил эксплуатации.

Как выбрать память

Обычными зарядными устройствами восстановить емкость кальциевого аккумулятора до 100% не получится. Для качественной зарядки требуется напряжение в диапазоне 16 – 16,5 В. Также для активации процесса рекомендуется приобретать устройства, позволяющие осуществлять переменную зарядку и разрядку аккумулятора в определенной последовательности.

Хорошо зарекомендовали себя автоматические зарядные устройства для аккумуляторов СА/СА, которые самостоятельно регулируют параметры подаваемого напряжения и силы тока на протяжении всего цикла зарядки аккумулятора.

Видео: Как правильно зарядить кальциевый аккумулятор

Как зарядить кальциевый аккумулятор

Если вам нужно зарядить кальциевый аккумулятор регулируемым устройством, вам необходимо установить напряжение около 16 В и ток равный до 10% емкости батареи. Через 10 часов зарядки в этом режиме батарея восстановит свою полную емкость.

При использовании автоматического устройства для проведения зарядки достаточно подключить аккумулятор, соблюдая полярность. При значительном рекомендуется включить режим тренировки на зарядном устройстве, если есть такая функция.

Как восстановить кальциевую батарею

Если батарея разряжена более чем на 50%, это может привести к значительной потере емкости. При возникновении подобной ситуации необходимо немедленно восстановить аккумулятор. Для этого подготовьте зарядное устройство, напряжение которого можно регулировать. Как было сказано выше, для зарядки кальциевых аккумуляторов необходимо устройство с напряжением не менее 16 В.

Ремонт аккумуляторной батареи производится в следующей последовательности:

1. Зарядка аккумуляторной батареи в течение 24 часов током 0,1 А.
2. Затем продолжить зарядку в течение дня током 0,05 А.
3. Продолжать зарядку в течение 1-2 дней током 1 А.

Таким образом, можно полностью восстановить кальциевый аккумулятор при однократном глубоком разряде. Если процедуру проводить зимой, то температура в помещении должна быть не ниже +20 градусов. Также необходимо следить за температурой электролита, которая не должна быть выше 55 – 60 градусов Цельсия.

Остались вопросы о кальциевых батареях или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это сделает материал более полезным, полным и точным.

Чем и как заряжать кальциевый автомобильный аккумулятор? ― 130.com.ua

Сегодня во многих современных автомобилях используются так называемые «кальциевые аккумуляторы», которые имеют обозначение «Ca-Ca», или просто «Ca». Это современные аккумуляторы, которые имеют улучшенные характеристики, но имеют некоторые отличия от своих старших товарищей (гибридных и сурьмяных аккумуляторов). И именно зарядка этих типов аккумуляторов особенно отличается, то есть она происходит по-разному и обычный цикл, который используется в «старых» аккумуляторах, работать не будет! И зарядное устройство для кальциевых аккумуляторов тоже нужно специальное.

Из начала статьи видно, что на данный момент существует 3 способа изготовления аккумуляторов (кроме гелевых, AGM и других):

• Сурьма
• Кальций
• Гибрид

Каждый из вышеперечисленных методов отличается от других примесей в пластинах. Сурьмяные батареи добавляют химический элемент сурьму (металл) в очень малых объемах, кальциевые содержат кальций и немного серебра, а гибридные батареи включают кальций, сурьму и иногда даже серебро.

Когда следует заряжать аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор лучше всего заряжать пару раз в месяц вне зависимости от сезона. Лето или зима – любой период для батареи сложен.

Но бездумно заряжать не стоит, важно понимать в какой момент стоит заряжать аккумулятор. Проверить можно несколькими способами:

В первую очередь в любом аккумуляторе нужно измерить напряжение на клеммах аккумулятора. Нормальное напряжение аккумулятора составляет 12,7 В (заряд 100%). Если напряжение 11,7 В и ниже, то аккумулятор практически полностью сел. Напряжение 12,2 говорит о разряде пополам. В этом случае нужно срочно перезарядиться, иначе начнется процесс сульфатации пластин.

При обслуживаемом аккумуляторе процесс значительно упрощается. В этом случае нужно иметь «ареометр», измеряющий плотность электролита. Плотность должна быть в пределах 1,27 г/см³. В случае, когда значение меньше, батарею также следует подзарядить.

Ну и наверное самое простое-если аккумулятор не может прокрутить двигатель, то сначала нужно попробовать его зарядить.

Как бы то ни было, идеальных аккумуляторов не бывает, желательно следить за ним, хотя бы раз в месяц. Это значительно продлит срок его службы.

Стандартная зарядка

Если брать «сурьмяные» и «гибридные» аккумуляторы, то они заряжаются обычным способом. То есть зарядка происходит током, равным 10 процентам от емкости (для 60 А/ч требуется 6 А) и напряжением 13,8-14,5 В. Если ток заряда падает, значит батарея заряжена. При обслуженном аккумуляторе можно открутить пробки и посмотреть, есть ли сверху пузыри.

Что касается времени зарядки, то оно может быть разным. На подзарядку хватит нескольких часов, а многие выставляют ток 2 А, и оставляют устройство включенным на всю ночь. Полная зарядка минимальным током может длиться несколько дней. Купить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора в Киеве, Одессе, Харькове, а также с доставкой по Украине на 130.com .ua.

Кальциевая батарея и ее особенности

Эта технология имеет много преимуществ, таких как высокий пусковой ток, хорошая емкость, низкий саморазряд и другие. И они малообслуживаемые, то есть практически не испаряют электролит. Есть и минусы-плохая устойчивость к большим разрядам (если полностью разрядить 3-4 раза, то емкость упадет в разы), большая стоимость, и еще нужно уметь их правильно заряжать.

Кальциевый аккумулятор сделан для людей, которые не понимают, что делать в моторном отсеке и не заглядывают туда месяцами. Корпус такого аккумулятора непробиваемый, электролит не испаряется, а значит, устройство может работать годами.

Но проблема в том, что в наших условиях транспорт эксплуатируется в широком диапазоне температур — низкие температуры зимой приводят к недозаряду аккумулятора, а от высоких температур электролит еще можно уйти с помощью высоконапорного клапан, который имеется во всех необслуживаемых моделях. Поэтому важно понимать – кальциевый это или какой-либо другой аккумулятор, важно следить за ним раз в месяц, а то и чаще.

Но чаще всего практика показывает, что на аккумулятор смотрят только тогда, когда уже есть проблемы, например, напряжение падает до 11,8 В, а это почти полный заряд. То есть «кальциевую горелку» нужно подзарядить до 12,7 В; обычное зарядное устройство не может. Почему это?

Зарядка кальциевой батареи

Проблема в том, что для кальциевой батареи нужно специальное зарядное устройство, Мастер идеально подходит Watt BOT-30 с искусственным интеллектом. Также данное зарядное устройство должно выдавать зарядное напряжение 16,1-16,5 В. В этом случае можно зарядить аккумулятор «СА», «СА/СА» до 100 процентов. Если ваше зарядное устройство способно выдавать максимальное напряжение 14,8 В, а затем отключается электроника, то батарея будет наполняться всего на 45-50 процентов, если есть ограничение 15,5 В, то 70-80. Такие показатели будут никогда не помогает достичь плотности электролита 1,27 г/см³

Поэтому в первую очередь нужно найти зарядку, способную выдавать напряжение 16,1-16,5 В. Обычные устройства этого сделать не могут.

На данном этапе у вас может возникнуть вопрос, если для зарядки нужно такое большое напряжение, как с этим справляется генератор?

Действительно, генераторы даже автомобилей последних годов выпуска не выдают более 15 В, но на практике генератор просто не дает разрядиться такому аккумулятору.

Как зарядить кальциевый аккумулятор с помощью Master Watt BOT-30

Зарядное устройство BOT-30 заряжает все типы свинцово-кислотных аккумуляторов на 12 и 24 В и десульфатирует аккумуляторы жидким электролитом. Это относится и к кальциевым батареям.

Режимы работы

Во всех режимах вентилятор охлаждения может вращаться с переменной скоростью.

ДИАГНОСТИКА

Включается при старте любого режима. RFP определяет состояние аккумулятора и напряжение заряда. При этом по очереди мигают индикаторы «12В», «24В» и «Хранилище». Продолжительность этого режима составляет 8 секунд.

ЛЕТО/ЛАРИ

Может использоваться без отключения аккумулятора от автомобиля.

Режим предназначен для:

Зарядка гелевого (гелевого) аккумулятора;

Пускатели зарядные жидким электролитом при температуре окружающего воздуха выше 10°С;

Запуск двигателя автомобиля при температуре окружающего воздуха выше 10°С;

Этот режим разделен на 3 этапа. Количество и продолжительность стадий зависят от исходного состояния аккумулятора и его поведения при зарядке.

Когда батарея заряжена примерно на 70%, индикаторы «12V» или «24V» и «Storage» загораются по очереди. Это также означает, что аккумулятор готов к запуску двигателя. При нормальном завершении режима происходит автоматический переход на динамическое хранение. при этом индикатор «12В» или «24В» гаснет, а индикатор «Хранение» загорается. Если на каком-то этапе этого режима появляется индикация «Отказ», то данный аккумулятор имеет внутреннее повреждение (чаще всего короткое замыкание хотя бы в одной банке) или отсутствует.

ЗИМА/AGM

Может использоваться без отключения аккумулятора от автомобиля.

Режим предназначен для:

Зарядка аккумуляторов типа AGM;

Зарядные пускатели с жидким электролитом при температуре окружающего воздуха ниже 10°С;

Автоматический запуск двигателя при температуре окружающего воздуха ниже 10°С.; Этот режим аналогичен предыдущему.

Когда батарея заряжена примерно на 70%, по очереди горят индикаторы «12В» или «24В» и «Хранилище». Это также означает, что аккумулятор готов к запуску двигателя. При нормальном завершении режима происходит автоматический переход на динамическое хранение. При этом индикатор «12В» или «24В» гаснет и загорается индикатор «Хранилище».

«ДЕСУЛЬФАТАЦИЯ СТАЛИ»

Только для стартерных аккумуляторов, снять с автомобиля.

Этот режим предназначен для восстановления стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Режим включает в себя множество этапов, которые выполняются по нескольким алгоритмам: заряд малым током, заряд постоянным током, импульсный заряд и другие. При нормальном завершении режима происходит автоматический переход на динамическое хранение. индикатор «Работа» гаснет и загорается индикатор «Хранение». ВНИМАНИЕ! Этот режим нельзя использовать для гелевых и AGM-аккумуляторов.

Хранение

«Хранение» состоит из циклов зарядки и отдыха аккумулятора. Такой алгоритм защищает от сульфатации и коррозии пластин. Диагностика батареи в этом режиме отсутствует. «Хранилище» идеально подходит для работы в буферном режиме (например, в системе бесперебойного питания) или для длительного хранения аккумуляторов. Продолжительность режима во времени не ограничена. Этот режим активируется автоматически после нормального (неаварийного) прекращения работы других режимов или может быть вызван в течение 8 секунд после включения ЗП, минуя другие режимы, следующим образом:

На блоке питания, отключенном от сети и аккумуляторной батареи, установить режим «ПУСК СТАРТЕРА»;

Подключить зарядное устройство к аккумулятору и включить сеть 220В;

Во время мигания индикаторов «Авария», «12В или 24В», «Хранение» (первые 8 секунд после включения) перевести ЗП в режим «Зима/АГМ» — для работы с АГМ или Лето /GEL battery» — для работы с аккумуляторами типа «GEL».