Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Зарядка, обслуживание и особенности эксплуатации кальциевых аккумуляторов». 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.
Официальная инструкция
Как заряжать кальциевый аккумулятор нам рекомендуют производители? Они обычно прилагают к нему краткую инструкцию, в которой без каких-либо понятных объяснений пишут, что как делать. Одна из таких официальных инструкций сейчас лежит на столе, и мы возьмём из неё ключевые моменты.
Значит, написано в ней следующее:
- Заряжать кальциевый аккумулятор следует током, равным 10% ёмкости.
- При достижении напряжения заряда 14,4 В ток надо уменьшить в два раза и заряжать так в течение 10 часов.
- По завершению заряда необходимо проверить плотность электролита и, в случае высокой концентрации скорректировать её путём доливки воды.
- Каждый раз после корректировки плотности батарею надо ставить на заряд при напряжении 16 В, и проводить его в течение 40 минут.
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.
О «специальных» зарядных устройствах для Ca/Ca
В статье про зарядку кальциевых АКБ просто нельзя не упомянуть об этих устройствах. Они пачками покупаются доверчивыми автолюбителями. Ведь если их делают, значит и в самом деле есть прок от зарядки АКБ Ca/Ca напряжением 16,1 В. Вполне логично, что производитель, зная о наличии таких батарей, решает выпускать и специальные зарядные устройства под них. А поскольку на производствах просто не могут работать дураки и неучи, то и недоверия к таким устройствам быть не может по умолчанию.
На самом же деле картина далеко не такая радужная и однозначная. «Специальные» зарядные устройства для кальциевых АКБ появились на рынке не потому, что они жизненно необходимы этим АКБ. Они были придуманы потому, что на рынке появился на них спрос. А спрос и необходимость – это разные вещи.
А спрос на них появился после того, как в Интернете начала обсуждаться проблема с зарядкой АКБ Ca/Ca. Ну никак не получалось у купивших это чудо достичь 100 % заряда. Аккумуляторы упорно не хотели кипеть, а плотность не доходила до 1,27. Умные и предприимчивые люди увидели эти проблемы, и придумали, как на этом заработать.
Не кипит АКБ? Не повышается плотность? Вот вам специальное зарядное устройство, которое закипятит ее. И плотность повысится. А если еще к такому устройству добавить парочку «умных» функций наподобие десульфатации, тренировки и зарядки по принципу качелей – продажи пойдут в гору. А уж убедить пользователя, что без этого зарядного устройства кальциевая АКБ долго не прослужит – это как два пальца…
Большой удачей для этих самых предпринимателей послужило еще одно обстоятельство. Дело в том, что несколько лет назад на официальном сайте одного производителя кальциевых АКБ появилась информация, что их продукцию надо заряжать напряжением 16 В. И понеслось. Ссылаясь на эту официальную информацию, продавцы специальных зарядных устройство еще быстрее повысили уровень продаж.
И неважно, что та самая информация касалась только одной единственной линейки аккумуляторов, которые через пару лет сняли с производства. Наплевать на такую же официальную информацию, которую предоставил тот же производитель – он пояснил, что 16 В нужны были той партии батарей, и на сегодняшний день это неактуально.
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.
Как правильно выполнять зарядку
Особенность зарядки кальциевых АКБ в том, что для этой операции требуется несколько иное зарядное устройство, например, типа «Орион». Дело в том, что в ходе зарядки приходится часто корректировать напряжение и величину подаваемого тока. Поэтому надо иметь такое зарядное устройство, которое обеспечит напряжение 16,8 вольт. А обычные автоматические зарядники способны выдать не более 15 вольт.
К тому же зарядники типа «Орион» имеют встроенные программы для разного назначения, в том числе и для десульфатации. Естественно, кроме этой модели их в продаже великое множество. Это ЗУ указано всего лишь в качестве ориентира.
Благодаря конструктивным особенностям кальциевых аккумуляторов, они требуют особой методики зарядки. Важно то, каким напряжением и как именно заряжать автомобильный кальциевый аккумулятор.
Алгоритм зарядки кальциевого аккумулятора состоит из двух этапов.
Первый:
- Согреть батарею до комнатной температуры;
- Выставить ток до 0,1 от нормативной емкости аккумулятора (если емкость 55 ампер в час, то выставляется 5.5 ампера;
- Выставляем напряжение 16,1 вольта (некоторые авторы рекомендуют напряжение 14 вольт);
- Заряжаем до того момента, пока ток зарядки не упадет ниже 0,5 ампер (это произойдет примерно через несколько часов);
Важно! Электролит будет слегка кипеть. Если интенсивность кипения увеличивается, надо немного убавить напряжение. Уровень электролита не должен уменьшаться.
Второй
- устанавливаем ток 3 ампера
- выставляем границу напряжения 16,1 – 13,1 вольт
- следим за электролитом и не даем ему кипеть
Как правильно заряжать аккумулятор Са/Са
- 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
- Напряжение заряда должно быть в диапазоне 14,4-15В
- Ток заряда должен составлять не более 10 % от емкости вашего аккумулятора
- Алгоритм заряда «CC/CV» стандартный для свинцово кислотных аккумуляторов; заряд постоянным током до порогового напряжения, затем заряд постоянным напряжением с понижением тока заряда.
- 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.
- 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.
Как правильно зарядить АКБ Са/Са
Уже упоминалось, что химические процессы в батарее Ca/Ca не отличаются от процессов в обычной батарее. Поэтому этот аккумулятор можно заряжать с помощью обычного зарядного устройства, включая автоматическое зарядное устройство. Его зарядное напряжение не превышает 14,5 вольт; когда зарядный ток падает ниже установленного уровня, он отключается.
Но если изучить техническую документацию батареи, то некоторые производители утверждают, что напряжение зарядки кальциевой батареи составляет 15,5…16 В. Эта информация обычно расплывчата, никогда не обоснована, и иногда чувствуется неточность перевода. Кроме того, интернет «эксперты», которые считают, что Ca/Ca батарея всегда должна заряжаться при таком напряжении, приводят мнение гаражного электрика в качестве аргумента в лучшем случае.
Кроме того, генератор переменного тока автомобиля «не знает», какой тип аккумулятора установлен под капотом, и выдает напряжение для поддержания заряда аккумулятора, указанное производителем. Правда, скорее всего, заключается в том, что кальциевые источники тока позволяют работать в этом режиме, не переходя в режим электролиза (не начиная «кипеть»). Поэтому зарядка повышенным напряжением ускоряет процесс восполнения энергии, но не является необходимым условием.
Чтобы получить максимальную отдачу от кальциевой батареи, можно приобрести источник, допускающий зарядку повышенным напряжением. Например, популярный у автовладельцев «Вымпел-55», который имеет возможность реализации этого режима.
Во время зарядки ток батареи следует контролировать так, чтобы в начале процесса он составлял около 0,1 от емкости — такой режим оптимален для батареи с точки зрения баланса между скоростью зарядки и сохранением ресурса.
Также можно приобрести «умное» зарядное устройство, которое позволяет производить зарядку в несколько этапов (сначала со стабилизацией напряжения, а затем со стабилизацией тока) и проводить техническое обслуживание. К ним относятся регенерация глубоко разряженной батареи, цикл проверки и тренировки и т.д. Это позволит несколько продлить срок службы батареи, но стоимость такого устройства довольно высока.
Если в инструкции производителя конкретной батареи не указано, что ее можно заряжать при более высоком напряжении, в стандартном режиме зарядки батарею следует заряжать при напряжении 14,5 В или ниже.
Как правильно заряжать аккумулятор Са/Са
- 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
- Напряжение заряда должно быть в диапазоне 14,4-15В
- Ток заряда должен составлять не более 10 % от емкости вашего аккумулятора
- Алгоритм заряда «CC/CV» стандартный для свинцово кислотных аккумуляторов; заряд постоянным током до порогового напряжения, затем заряд постоянным напряжением с понижением тока заряда.
- 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.
- 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
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.
Что собой представляют кальциевые аккумуляторы
Основное отличие этой разновидности автоаккумуляторов заключается в добавке в свинцовые пластины кальция. Такие батареи обычно обозначаются Ca/Ca. Долевая часть кальция в свинце весьма незначительная – по массе это всего 0,1%, так что было бы правильно назвать такие АКБ свинцово-кальциевыми.
Впрочем, традиция давать название типу аккумуляторной батареи по легирующей добавке не нова. Самые распространённые сурьмянистые автоаккумуляторы – типичный пример, но поскольку сурьма оказалась не идеальной добавкой, на протяжении многих лет велись интенсивные исследования, направленные на поиск нового, более эффективного вещества. Как оказалось, на эту роль неплохо подходит кальций.
Впрочем, и кальциевые АКБ не лишены недостатков, о которых мы поговорим позже. Отметим только, что добавление серебра в свинцово-кальциевые пластины практически нивелирует эти минусы, но и стоимость таких батарей, обозначаемых Ca/Ag, намного выше.
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.
Когда нужно подзаряжать ваш АКБ?
В идеале батарею нужно подзаряжать несколько раз в месяц, неважно зима это или лето, и тот и другой период являются сложными для АКБ.
Но прежде чем бездумно заряжать, нужно понять – а стоит ли это делать? И тут есть несколько способов проверки:
- Самое первое и это не зависит от технологии батарей, замер напряжения на клеммах АКБ. Нормальное напряжение равняется – 12,7В., это своего рода 100% заряда. Если напряжение у вас 11,6 – 11,7В., это уже разряженная батарея, почти до нуля. А напряжение в 12,2 говорит о разряде в 50%! Срочно нужно подзарядить иначе включается процесс сульфатации пластин.
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
Различия в аккумуляторах, какой лучше
Гибридный вариант подойдет для водителей со стажем, которые умеют ухаживать за прибором, могут измерить плотность и раз в квартал добавить дистиллированной воды. Такой можно использовать на бывших в употреблении автомобилях, поскольку они долго могут сопротивляться разрядам. Приятной является и цена. Подходят для многих современных автомобилей.
Кальциевые необслуживаемые, подойдут для начинающих водителей и тех, кто часто ездит на большие расстояния. Большие токи запуска делают зимний пуск уверенным, но важно контролировать заряд, и не допускать глубоких разрядов. По стоимости они дороже всех.
Кальциевые хорошо переносят перезаряды, и даже постоянные, идеально подойдут для автобусов и грузовиков. Запрещено использовать в кофе-машинах, катерах и лодках.