Как правильно заряжать кальциевый аккумулятор автомобиля

Зачем нужна добавка кальция в сплав электродов

Добавление кальция в электродный сплав в качестве армирующей добавки позволяет:

• снизить саморазряд;
• улучшить стойкость пластин к вибрации.

Когда достигается номинальный заряд, то батарея «не берет» ток, что позволяет выпускать необслуживаемые аккумуляторы. Технология делает батарею устойчивой к саморазряду в состоянии бездействия, с высокими стартовыми токами, при любых атмосферных колебаниях, а также повышенной защитой от последствий избыточной зарядки.

• За счет того, что пластины, содержащие кальций, тоньше и прочнее, их количество в корпусе банки увеличено.
• Свинцовые решетки, обработанные кальцием, отличаются прочностью, за счет чего повышается стойкость к коррозии, продлевается срок службы аккумулятора.
• Благодаря содержанию кальция вместо сурьмы снизилось негативное влияние электролизных процессов в АКБ, приводящее к потере воды из электролита.

Многие автовладельцы считают, что в аккумуляторах типа Ca/Ca пластины состоят из кальция, а не из свинца. На самом деле, все аккумуляторы свинцовые, чисто кальциевых не существует, а путаница произошла из-за маркировки, нанесенной на корпус источника питания в виде «Cа» или «Ca/Ca». Так как раньше изделие маркировалось Pb/Ca, и обозначало, что пластины в нем свинцово-кальциевые, соответственно, надпись Ca/Ca воспринимается, как кальциево-кальциевая.

Технология в Ca/Ca аккумуляторах

Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.

В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.

В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.

Особенности кальциевых аккумуляторов

Эти устройства обладают множеством преимуществ. Вот почему сегодня можно встретить эти аккумуляторы на многих иномарках. Однако нельзя игнорировать и минусы этих устройств. Для некоторых эти недостатки будут существенными, а для иных и вовсе сделают такие АКБ неприемлемыми.

Вот плюсы, характерные для кальциевых батарей:

• значительная емкость;
• меньшая коррозия за счет легирования свинцовых пластин;
• небольшой самозаряд;
• долговечность;
• неприхотливость в обслуживании;
• значительные токи запуска.

К минусам такого варианта относятся:

• дороговизна;
• относительная сложность зарядки;
• это плохой выбор для езды в пробках;
• это также плохой выбор для машин с системой «Старт-Стоп»;
• неустойчивость к глубоким разрядам.

Особенно стоит отметить последний пункт. Если глубокий разряд случится хотя бы три раза, то этого будет достаточно, чтобы емкость упала в разы. Нельзя закрывать глаза на такой недостаток, ведь это может быть критичным во многих ситуациях. Обычно, в городских условиях заряд кальциевых аккумуляторов нужно постоянно контролировать и поддерживать.

Впрочем, такие устройства отлично подойдут для условий использования, в которых нужна высокая виброустойчивость. Также эти батареи отлично подойдут людям, регулярно преодолевающим большие расстояния.

Советы по применению

Приобретая батарею, стоит задуматься о правильном ее использовании. Известно, что есть определенные секреты эксплуатации, которые помогут новичкам сохранить батарею в целости и сохранности.

1. Делайте профилактическую зарядку. Это хороший прием, если речь идет о городском стиле вождения и прерывистой нагрузке. Если говорить конкретнее, то для начала придется взять зарядное устройство. Рекомендуется не покупать дешевые аппараты, поскольку они не подойдут. Также стоит учитывать, что зарядку следует делать каждый месяц.
2. Контроль порогового напряжения. Саморазряд — это плохо, но повышенное напряжение также влечет за собой тяжкие последствия. Если оно составляет более 14.5 В, могут быть проблемы с емкостью.
3. Пользуемся вольтметром. Периодические проверки напряжения на клеммах могут увеличить срок эксплуатации товара. Зарядное устройство – это дополнительные расходы, однако без них никак. Напряжение в 12 В намекает на то, что нужно незамедлительно оставить аккумуляторы на зарядку.
4. Не заниматься восстановлением батареи. Для подготовки аккумулятора к зимнему периоду многие используют метод КТЦ (контрольно-тренировочного цикла). Не вдаваясь в подробности, стоит отметить, что он абсолютно неприменим к данным АКБ, поскольку происходят глубокие разряды. Нерастворимый остаток, который появляется на пластинах, никак не может проводить заряд. Как следствие, аккумулятор приходит в непригодность.
5. Скажите кипячению нет. Одним из давних способов восстановления батареи считается кипячение. Если не вдаваться в подробности, он заключается в разогреве блока, однако кальциевые элементы не могут этого выдержать. В них резко разрушается намазка, и пластины разъедаются. Не стоит говорить, что технические характеристики товара снижаются.
6. Обходим подделки стороной. Товары известные брендов активно подделываются, и их нужно сразу определять. Рядовой водитель в первую очередь должен осмотреть продукцию на наличие дефектов. Также придется удостовериться в том, что на корпусе имеется вся необходимая информация. Проверяются показатели и данные о производителе. Метод банальный, однако, как показывает практика, большой процент подделок не содержит всей информации на корпусе.

Способ производства

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.

Этапы процедуры

Зарядка кальциевого аккумулятора состоит из таких этапов:

1. Определение и очищение сульфатированных пластин. Перед тем как заряжать АКБ, ее нужно проверить на предмет сульфатации. Главным признаком данной проблемы является наличие на клеммах аккумулятора коричневатых образований. В случае с обслуживаемым аккумулятором идентифицировать сульфатацию можно путем осмотра пластин. Если они увеличились в размере и приобрели грязно-белый цвет, значит, сульфатация произошла. Убрать сульфаты с внешней поверхности пластин и восстановить емкость аккумулятора поможет импульсивная подача напряжения.
2. Проверка способности АКБ принимать энергию от зарядного устройства. Еще одна процедура, которую нужно проделать, перед тем как заряжать Ca/Ca аккумулятор. Принадлежность аппарата к работе с тем или иным видом АКБ должна быть написана на его коробке или в инструкции. Разумеется, осуществлять эту процедуру нужно только один раз, в процессе покупки зарядки. Эта стадия намеренно идет после очищения сульфатированных пластин, так как избавиться от сульфатов можно с помощью практически любых зарядных устройств.
3. Следующий этап — нужно производить зарядку максимальным током до тех пор, пока батарея не наберет до 80 % своей емкости.
4. Последние 20 % зарядки Ca/Ca аккумулятора производятся умеренным током. Это позволяет избежать того самого «закипания».
5. Восстановив батарею, нужно проверить, способна ли она удержать полученный заряд. Если АКБ быстро потеряет свою емкость, значит, пришло время заменить его на новый.

Виды автомобильных аккумуляторов

На большинстве современных автомобилей отечественного и иностранного производства используются аккумуляторные батареи, которые можно разделить по технологии изготовления и характеристикам на 4 основных типа:

• Малосурьмянистые (Sb/Sb). Старый вид АКБ, который используется преимущественно на отечественных автомобилях и старых, подержанных иномарках. Состоят из плотных свинцовых пластин с добавлением сурьмы (6-7 %!в составе), считаются обслуживаемыми, так как в них доливают воду через специальные отверстия (банки) на корпусе.
• Кальциевые (Ca/Ca). Самый распространенный вид необслуживаемых батарей, в которых свинцовые пластины в процессе производства легированы небольшим количеством кальция (макс. 0,1 %!от всего сплава).
• Гибридные. Универсальный тип аккумуляторов, в которых пластины на плюс и минус изготовлены из разных сплавов. Как правило, плюс состоит из свинца с добавлением сурьмы, кадмия или других подходящих металлов, а вторая часть выполнена с применением кальция или серебра.
• Гелевые(GEL) и AGM. Самые дорогие батареи, отличаются от обычных тем, что электролит в них не находится в жидком состоянии, а выполнен в качестве пропитки стекловолоконного состава или в виде геля с оксидом кремния.

Каждый из представленных типов аккумуляторов для автомобиля имеет свои преимущества и недостатки. Обычные сурьмянистые агрегаты с дистиллированной водой легко подзаряжаются специальными электрическими устройствами, при этом могут быть полностью разряженными, в отличие от гелевых или кальциевых батарей, допускать полного разряда которых категорически не рекомендуется.

Рекомендуем ознакомиться

• Как проверить аккумулятор мультиметром, нагрузочной вилкой и другими приборами?
• Как проверить утечку тока на автомобиле мультиметром – схема в 7 шагов
• Как проверить плотность электролита в аккумуляторе – учимся пользоваться ареометром

AGM, как и GEL батареи, обладают более высокой ценой, но при этом и большим сроком службы. Вопреки существующему мнению, что эти два типа АКБ идентичны, они имеют разные конструктивные особенности. Гелевые батареи оборудованы свинцовыми пластинами, между которыми залит силикатный гель. За счет большого количества пор он хорошо удерживает электролит, а твердая структура, которая связывает пластины, предотвращает возможность их осыпания и короткого замыкания.

В AGM вариантах связующий элемент между пластинами выполнен в виде абсорбирующей стеклоткани, которая способствует повышению емкости и стойкости к низким температурам. Срок службы AGM батарей самый высокий, но и цена приличной модели в 2-3 раза превышает стоимость АКБ с обычными характеристиками.

Однако самыми распространенными на рынке являются кальциевые аккумуляторные батареи. Сейчас такие агрегаты установлены практически на каждом втором автомобиле.

Повышение плотности электролита

Чтобы поднять плотность АКБ, следует начать со следующего:

1. Следует убедиться, что аккумулятор заряжен. Если батарея разряжена, то, надо подзарядить и провести замер плотности. Нельзя приступать к работе, если АКБ имеет низкий заряд, так как, при заливе корректирующего раствора, в АКБ может резко подняться концентрация H2SO4. Как итог – полное разрушение в банках пластин, после чего, аккумуляторную батарею можно только утилизировать.
2. Электролит в АКБ должен иметь температуру не менее 20, но не более 25 градусов цельсия.
3. В каждой банке уровень должен быть в норме.
4. Аккумулятор не должен иметь трещин и повреждений, особенно возле токовыводов. Часто возникает проблема снять клемму из-за того, что она прикипела или плотно закручена. Некоторые владельцы начинают расшатывать и стучать по токовыводу и клемме, что может целостность батареи.

При уровне не ниже 1,18, следует выполнять долив электролита с нормальной плотностью, чтобы увеличить, как минимум до 1,25. Долив выполняется для каждой банки отдельно. Через клизму-грушу берется забор старого, замеряется уровень и доливается свежий объемом не более половины от выкачанного. После этого, следует немного потрясти АКБ, чтобы дать жидкости возможность максимально перемешаться.

Что такое кальциевый аккумулятор

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.

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.

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.

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.

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

Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля

Перед как заряжать кальциевые автомобильные аккумуляторы необходимо приобрести зарядное устройство, подходящее по всем техническим параметрам. Температура батареи не должна быть ниже комнатного значения. Зарядник необходимо правильно подключить, не перепутав идущие к электродам провода . Само восстановление заряда происходит в два этапа.

Первый этап

В начальный период значение ток выставляют значением 0,1 от собственной емкости АКБ. Напряжение заряда са/са аккумуляторов устанавливается не ниже 16,1 В. В таком режиме источник питания восстанавливается до момента пока ток не упадет ниже 0,5 А, этот процесс может занять несколько часов.

Электролит может нагреваться и дойти до точки кипения, при закипании необходимо снизить значения тока зарядки. Кипение может привести к испарению воды из раствора с кислотой, уровень снизится, чего категорически нельзя допускать.

Второй этап

Особенностью второго периода заряда является изменение основных параметров в процессе восстановления заряда. При этом ток заряда выставляют на значение 3 А, а напряжение варьируется от 13,1 В до 16,1 В.

Второй этап зарядки обусловлен волновыми показателями, до момента набора восстановленного значения собственной емкости. Необходимо контролировать температуру электролита не допускать его закипания. В результате приближения конца заряда паузы в периоды подачи тока могут достигать значения менее минуты, когда перерыв будет длиться несколько секунд, зарядное устройство следует отключить. Емкость восстановлена, причем таким способом возможно добиться номинального напряжения в батарее до 13,4 В.

Восстановление, ремонт и десульфатация

Ремонта и восстановления кальциевого аккумулятора можно избежать тогда, когда при эксплуатации обращаетесь с ним достаточно аккуратно. Если вам досталась необслуживаемая батарея, мороки с таким АКБ практически нет. Летнее использование аккумулятора вообще практически возможно без оглядки на него.

Единственное условие, о котором надо помнить: кальциевые батареи не любят глубокой разрядки. Поэтому, если вы попали в условия, где аккумулятор на ваш взгляд излишне подсел, не поленитесь и измерьте напряжение на клеммах. Если оно 11,7 вольта или даже ниже, это значит, батарея пережила глубокую разрядку.

Срочно ставьте ее на подзарядку и старайтесь не допускать больше таких режимов эксплуатации. Потому как несколько таких случаев, и с батареей можно будет прощаться.

Если ваш аккумулятор обслуживаемый, надо следить за уровнем и плотностью электролита в том порядке, который принят для простых свинцовых батарей.

Причина выхода батареи из строя после долгого перерыва в работе — все та же сульфатация. Выпадение на пластине крупных кристаллов сульфата свинца усугубляется появлением налета сульфата кальция, который поддается удалению еще труднее. Но все не так безнадежно, говорят специалисты.

Способы восстановления

Если ваш кальциевый аккумулятор обслуживаемый, его можно реанимировать.

Предлагается как минимум четыре способа десульфатации и восстановления батареи:

1. механическая очистка пластин своими руками;
2. очистка с помощью присадки типа «Трилон – Б»;
3. десульфатация зарядным устройством;
4. использование соды в качестве десульфанта.

Очистка своими руками – дело крайне хлопотное и трудоемкое.

Для этого надо:

• срезать верхнюю часть корпуса батареи;
• вручную зачистить каждую пластину;
• вставить электроды и пластины на место;
• соблюсти все зазоры;
• запаять корпус;
• залить электролит нужной плотности;
• зарядить АКБ.

Надо сказать, что такое возможно в старых батареях, потому как в современных АКБ пластины упакованы в сепараторы, и вынуть их оттуда нельзя или весьма проблематично

Применение присадок типа «Трилон» — дело тоже хлопотное.

Это возможно только если батарея обслуживаемая.

• Присадку растворяют в пятипроцентном нашатырном спирте и дистиллированной воде.
• Раствор заливают в батарею. Можно увидеть реакцию пластин на залитую жидкость в виде легкого булькания.
• Через 30 – 40 минут раствор сливают и повторяют процедуру.
• После этого аккумулятор промывают кипяченой или дистиллированной водой несколько раз.
• Производится подзарядка.

Десульфатация с помощью зарядного устройства.

Суть метода такова:

• На первом этапе, который длится примерно 8 часов, батарею обрабатывают напряжением 14 вольт с током 1 ампер.
• За это время напряжение уменьшается до 10 вольт, а плотность электролита увеличивается.
• Если этих показателей не удалось достичь, значит сульфатация необратима. Если вы это сделали, отключите батарею на сутки.
• На следующем этапе подключаете зарядное устройство с напряжением 14 вольт и с током 2 -2,5 ампер. Опять выдерживаете 8 часов. Если все прошло нормально, то после этого времени можно забирать готовый аккумулятор с напряжением на выходе 12,7 – 12,8 вольт.

Оптимально, чтобы зарядное устройство делало все это в автоматическом режиме. Программа с доводкой позволяет более тонко регулировать напряжение и ток, делая их импульсными.

Если вы будете все это делать вручную, внимательно следите за тем, чтобы электролит не кипел интенсивно. Регулируйте процесс уменьшением напряжения и величины тока.

Увеличивая напряжение, мы вряд ли сумеем достичь того, чтобы аккумулятор восстановился на 100%. Этого еще никому не удавалось. Поэтому лучше принять 14 вольт и не давать электролиту выкипать. Даже если батарея восстановилась на 80-85%, этого вполне хватит для того, чтобы авто завелось.

Сода в качестве присадки.

Очень «домашний» способ восстановления кальциевого аккумулятора, если он, конечно, из числа обслуживаемых.

Делаем так:

• сливаем старый электролит
• делаем раствор соды из расчета три чайных ложки на 100 грамм воды
• нагреваем раствор до кипения
• заливаем горячий раствор в банки АКБ и ждем 30 – 40 минут
• сливаем «месиво» и трижды промываем батарею горячей кипяченой водой
• после этого заливаем электролит нормативной плотности (1,27 г/см3) и ставим на стандартную зарядку

Авторы этой методики утверждают, что таким способом спасали кальциевый аккумулятор от выброса в утиль.

Состояние разряженного аккумулятора

Следует отметить, что в зависимости от степени разрядки батареи, заряжать ее необходимо будет с некоторыми особенностями. Нерабочий АКБ, как правило, может находиться в двух состояниях:

• Долгое время без зарядки, что привело к процессу сульфатации;
• Короткий промежуток времени в теплом помещении без эксплуатации.

Первый вариант немного отличается от привычного процесса зарядки батареи. Дело в том, что кальциевый аккумулятор при нормальной подпитке преобразовывает кристаллы сульфата свинца в металлический свинец. В результате этого АКБ восстанавливается и его можно вновь использовать на своем автомобиле.

Если же произошла сульфатация пластин, то здесь уже все по-другому. Когда аккумулятор находиться долгое время с низким зарядом, то сульфат свинца начинает понемногу растворяться до тех пор, пока не наступит полное насыщение электролита. После этого он выходит на поверхность пластин, но уже в таком виде, который растворить не получится. Таким образом, возникший нарост отгораживает электролит от пластин, что приводит к значительному уменьшению емкости АКБ.

Заряжать кальциевую батарею в таком состоянии нужно в несколько ступеней:

• Начать процесс с током 10 % от общей емкости и использовать такой режим приблизительно 15 часов;
• Полностью разрядить АКБ любым способом;
• Повторить первую ступень до полной зарядки.

Во втором случае заряжать батарею кальциевого типа нужно по общим правилам, то есть током в 10 % от общей емкости АКБ. Например, для аккумулятора в 60 Ач, нужно применять ток в 6А и заряжать до плотности электролита 1,28 г/см³. Однако будьте готовы, что зарядка может потребовать приблизительно одни сутки. Контролировать показатели можно либо с помощью специальных датчиков на устройстве, либо с помощью специального прибора (ареометра). Понять, что заряжать аккумулятор уже хватит можно по тому, что электролит начнет немного кипеть, а внешняя часть АКБ нагреется до температуры 35-40 °С.