Какой газ выделяется при зарядке аккумулятора

Вся правда о кислотных и гелевых аккумуляторных батареях

Перед всеми производителями АКБ стоит основная задача — повысить КПД батарей. Чтобы КПД повысить — необходимо снизить внутреннее сопротивление в батарее. Чем меньше сопротивление, тем быстрее АКБ принимает ток (заряжается) и лучше отдает (разряжается). Для достижения данной цели очень важно в производстве АКБ использовать высококачественные очищенные материалы.

Принцип работы свинцового аккумулятора:

Конструкция гелевых и кислотных АКБ идентична. Одно различие, что в гелевых батареях в электролит добавлен загуститель SiO2. Зачем это надо? Ведь добавление примеси в электролит повышает сопротивление, а значит, снижает КПД батареи. Это тенденция времени, клиент хочет поставить АКБ, например, на поломоечную машину и больше о ней не думать. Исходя, из потребности времени, был и создан некий переходной вариант необслуживаемой батареи ГЕЛЕВЫЕ. Почему переходной? Производители уже вплотную занимались и занимаются разработкой батарей типа OPTIMA. Конструкция батарей OPTIMA, кардинально отличается от кислотных и гелевых.

Конструкция батарей OPTIMA:

Так как на момент создания гелевых батарей, батареи OPTIMA были дорогие и технологии не до конца проработаны, были и сделаны гелевые батареи. А значит гелевые батареи это временное решение, которое будет заменено в ближайшем будущем необслуживаемыми, герметичными батареями OPTIMA. Либо же потребитель будет использовать кислотные батареи.

Кислотные батареи при зарядке выделяют вредные газы. В кислотных батареях прошлого века можно было об этом говорить, сегодня же кислотные батареи не выделяют вредных газов. С чем это связано? В производстве батарей для связки активной массы раньше использовалось такое вещество, как СУРЬМA (Sb), оно действительно выделяло газы, кстати, это же вещество использовалось и в производстве гелевых батарей. Сегодня ни один серьезный производитель не использует СУРЬМУ (Sb), а вместо этого используется Кальций (Са), который не выделяет газов. Что происходит во время зарядки батарей? Из позитивно заряженных эл. пластин (Диоксид свинца — PbO2) выделяется водород, из негативно заряженных эл. пластин (Свинец — Pb) выделяется кислород. А значит, из кислотной батареи во время зарядки выделяется кислород в очень малых количествах. Малые выделения газов достигнуто, благодаря тому что: a. СУРЬМA (Sb) заменена на кальций, b. используются импульсные зарядки, которые заряжают АКБ малыми токами и не дают закипать электролиту, закипание происходит лишь в последней стадии зарядки и продолжается не более 5—10 минут.

Гелевый АКБ герметичен и не выделят газов. Это не правда. Так как конструкция АКБ точно такая же, как и у кислотных и реакция происходит точно такая же. И газы водорода и кислорода тоже вырабатываются, газы поднимаются в верхний отсек АКБ, там конденсируются (превращаются в воду и попадают опять в гель). Но если повысить зарядные токи (например зарядное устройство работает неправильно), что произойдет — начнется вырабатываться большое количество водорода, он будет накапливается, а так как в гелевом АКБ нет вентиляционных отверстий как в кислотных АКБ, при большом скоплении газа может произойти взрыв газа в АКБ. Что бы этого не произошло, АКБ оснащен выпускным клапаном, который в случае, если давление в АКБ превысит 2 атмосферы, должен открыться и выбросить наружу избытки газа. В кислотных АКБ такие опасные ситуации (взрыв, концентрированный выброс газа) исключены.

Кислотные батареи требуют постоянного ухода. Это занимает много времени. Это также не правда. Как уже было сказано выше, на сегодняшний день для зарядки АКБ применяются импульсные зарядные устройства, которые получая информацию от АКБ о степени заряда, подают именно тот ток, который необходим. Зарядные устройства оснащаются термодатчиками, которые не допускают закипания электролита. А значит, электролит не выкипает. Исходя из практики периодичность доливки воды в тяговые кислотные батареи не чаще чем раз в пол года. А значит, раз в пол года вам надо потратить 10 минут, что бы долить воду и все.

Гелевый АКБ купил и забыл. Это правда, купил, поработал максимум год и выбросил. Стандартная гелевая АКБ рассчитана на 400, дорогая максимум 700 циклов зарядки и разрядки. Что это значит, что при правильной эксплуатации, АКБ проработает максимум 2 года. Еще раз подчеркиваю при правильной. Правильная эксплуатация гелевой батареи. Гелевую батарею обязательно надо разряжать на 80% и потом заряжать 12 часов не менее. Почему? Так как в АКБ находится гель, он обладает значительной плотностью, а это значит, что водороду и кислороду сложно добраться до сепаратора, на это нужно много времени. Для полной зарядки, например АКБ 70Ач для поломоечной машины необходимо 12 часов. На таких АКБ поломоечная машина работает 60 минут, а потом снова на зарядку и снова на 12 часов. Если мы систематически не до заряжаем АКБ что происходит? АКБ (гелевый) заряжается сверху вниз. Если мы заряжаем АКБ например 5 часов, то заряд в нижней и верхней части АКБ различается, верхней части АКБ заряжен, а в нижней разряжен. Со временем серная кислота преобразуется в сульфат свинца и нижняя часть АКБ уже не заряжается, до нее не доходят газы водорода и кислорода. АКБ посылает информацию зарядному устройству, что он заряжен и зарядка отключается. После чего мы наблюдаем, что АКБ не работает 60 минут (чего и так очень мало), а 40 минут, потом, 30 и все, про АКБ можно действительно забыть, сделать с ним уже ничего нельзя. Так как он не обслуживаемый. Данная ситуация не может иметь место в кислотных АКБ, так как плотность воды низкая и газы без особых усилий за короткое время доходят до сепаратора, и батарея заряжается полностью. Поэтому кислотные АКБ можно до заряжать, ничего с ними не будет. Преимущество кислотных АКБ также в том, что количество циклом заряда и разряда доходит до 1500 (4 года). А это значит, что кислотный АКБ прослужит вам в 2 а то и в 3 раза больше чем гелевый. А если вдруг что, всегда можно слить электролит, залить новый с необходимой плотностью и работать дальше.

Сводная таблица

Параметр	Кислотные (110 Ач)	Гелевые (70Ач)
Емкость	Аналогичный по размеру (Д/Ш/В). Низкое сопротивление из за жидкого электролита. Большее количество рамок с активным веществом	Аналогичный по размеру (Д/Ш/В). Значительное сопротивление из за геля. Меньшее количество рамок с активным веществом
Время работы на одной зарядке	180 мин	60 мин
Выброс газов	Незначительное выделение кислорода при зарядке.	При перезаряде концентрация водорода, может или взорваться в АКБ, или же произойдет концентрированный выброс газа через выпускной клапан.
Количество циклов заряда разряда	1500 (4 года)	От 400 (1 год) до 700 (2 года)
Обслуживание	Один раз в 3—6 месяцев долить дистиллированную воду	Необслуживаемый
Запуск АКБ	АКБ полностью готов к работе	Необходимо провести минимум 4 цикла заряда и разряда АКБ, что бы активизировать гель
Время зарядки АКБ	12 часов	12 часов
Возможность краткосрочной до зарядки АКБ,	Да	Нет (эффект памяти, если систематически до заряжать гелевый АКБ, время его работы значительно сократится)
Стоимость	Низкая	Высокая

Вывод

Исходя из всего вышеперечисленного относительно кислотных и гелевых АКБ, решать Вам! Купить ли вам дорогие, но очень привередливые гелевые АКБ, либо относительно не дорогие, но по всем характеристикам существенно превосходящие кислотные АКБ.

Вся информация основана на материалах семинара, организованного 06.06.12 компанией «БатАвтоТрайд». Семинар проводил Инженер ведущего мирового производителя Аккумуляторных батарей «Jonson Controls», выпускающие такие АКБ, как VARTA, BOSCH, OPTIMA и др.

Что необходимо знать о зарядке аккумуляторов в квартире или доме

Необходимость в дозарядке аккумуляторной автомобилей батареи возникает достаточно часто. Это обусловлено городскими условиями эксплуатации, когда на машине совершаются непродолжительные поездки.

Хотя в теории компенсировать утраченную ёмкость АКБ должен генератор, в реальных условиях этого не удаётся добиться. Потому возникает необходимость использования зарядных устройств.

Далеко не у всех в распоряжении есть собственный гараж. Из-за этого автомобиль обычно находится во дворе, под окнами квартиры, на стоянке. Если возникла необходимость зарядить АКБ, сделать это прямо на улице вряд ли получится, поскольку зарядное устройство требует подключения к сети на 220 В. И тут возникает логичная идея отнести батарею в дом или квартиру, где и провести зарядку.

Только не все знают, можно ли заряжать автомобильные аккумуляторы дома и в чём потенциальная опасность такого решения.

Почему заряжать АКБ в жилых помещениях опасно

Следует более детально изучить вопрос о том, можно ли на самом деле заряжать автомобильный аккумулятор в квартире или в частном доме. Принципиальной разницы здесь нет, поскольку речь идёт о помещениях внутри здания.

Современные стартерные АКБ являются одной из разновидностей свинцово-кислотного аккумулятора. То есть в их основе лежит набор из свинцовых пластин с различным покрытием, а также жидкая среда, состоящая из серной кислоты и дистиллированной воды.

Это вызывает закономерный интерес: можно ли на самом деле заряжать аккумулятор в жилой комнате дома. Тут не особо важно, будет это дом или квартира. В обоих случаях подразумевается комната, в которой находятся люди. Логично спросить, окажется ли потенциально вредный аккумулятор действительно опасным для здоровья или жизни человека. Или, если зарядить АКБ, ничего страшного не произойдёт, это банальные выдумки.

Можно выделить несколько основных причин, почему заряжать автомобильный аккумулятор в доме или квартире на самом деле нельзя:

• возгорание водорода;
• выделение вредных газов;
• кислота.

Теперь про каждый пункт отдельно. Это даст понять, насколько вредно и опасно на самом деле заряжать аккумулятор у себя дома.

Водород

Есть множество примеров и рассказов о том, как при зарядке взрывались аккумуляторные батареи.

Наиболее предрасположенными к взрывам являются классические обслуживаемые свинцово-кислотные АКБ, где электролит представлен в виде прозрачной жидкости.

Электролит состоит из серной кислоты и дистиллированной воды, которые смешиваются между собой в пропорциях около 1 к 3. Пока АКБ не зарядится полностью, ничего с рабочей жидкостью происходить не будет. Но если заряд продолжает поступать, хотя батарея уже зарядилась, начнётся процесс кипения.

Электролит кипит не из-за нагрева до 100 градусов Цельсия. Закипание – лишь условное название, поскольку по факту происходит электролиз из-за воздействия тока на жидкость. Это провоцирует распад воды на водород и кислород, что и влечёт за собой выделение пузырьков.

Внешне это напоминает кипение воды, хотя в действительности закипание электролита возможно уже при 40–45 градусах Цельсия.

Если говорить о том, можно ли заряжать аккумулятор у себя дома, важно понимать, что выделяющийся из АКБ газ является крайне взрывоопасным.

Потому одна из главных причин, почему в помещениях зарядку проводить не рекомендуется, это именно вероятность возгорания водорода.

Водород может воспламениться даже от незначительной искры или раскалённой лампы, включенной в комнате.

Чем дольше электролит бурлит, тем больше газа выделяется. Повышая концентрацию, взрывоопасность смеси увеличивается. Минимальная искра провоцирует возгорание газа, а за ним следует взрыв.

Если тщательно следить за процедурой зарядки и не позволять электролиту кипеть, удастся минимизировать угрозу возможного воспламенения «гремучей смеси».

Вредный для здоровья газ

Решив зарядить АКБ дома, не стоит забывать про выделение вредных для здоровья, а иногда и для жизни, газов при зарядке.

При зарядке аккумуляторов выделяются испарения электролита в виде сернистого газа. Увеличение концентрации может спровоцировать головокружение, головные боли, приступы тошноты и общую слабость.

Действительно, очень опасно находиться в помещении, где заряжается АКБ. Здесь обязательным условием будет наличие эффективной принудительной вентиляции либо просто хорошего проветривания.

Если сернистый газ начал выделяться и человек почувствовал недомогание, следует незамедлительно покинуть помещение, постараться открыть все окна и двери, что позволит вредным испарениям выветриться.

При первой же возможности отключите зарядное устройство, чтобы прекратить процесс дальнейшего выделения газа.

Если нарушить технологию зарядки, сернистый газ будет выделяться как из обслуживаемых, так и необслуживаемых аккумуляторных батарей.

Казалось бы, если необслуживаемые АКБ полностью герметичные, как здесь может выделяться вредный газ? Всё просто. Конструкцией предусмотрен специальный предохранительный клапан. Он необходим для того, чтобы в корпусе не образовывалось избыточное давление. Этот клапан сброса и будет источником выделяющегося сернистого газа.

Опасности удастся избежать, если выбрать хорошо проветриваемое помещение, а также не допускать перезаряда.

Кислота

Не стоит забывать и о вероятности выплёскивания опасной кислоты при неаккуратном обращении с аккумуляторной свинцово-кислотной батареей.

АКБ требуют постоянного ухода и периодической дозарядки. Если на улице тепло, заняться обслуживанием можно и на открытом воздухе. Речь идёт о доливке дистиллированной воды, очистке клемм от окислов, замеров рабочих параметров мультиметром и пр.

Но когда на улице мороз, заниматься обслуживанием на открытом воздухе как минимум некомфортно. Плюс заряжать АКБ при отрицательных температурах и вовсе опасно.

При сильном разряде и низкой температуре электролит может замёрзнуть. При подключении такой АКБ к зарядному устройству есть высокая вероятность замыкания, разрыва корпуса батареи и травмирования людей, расположенных поблизости.

Помимо выделяющихся газов, важно не забывать об опасности самого электролита. Несмотря на то, что серная кислота разбавлена водой, концентрация кислоты всё равно очень высокая. Потому при проливании рабочей жидкости можно столкнуться с различными последствиями:

• если электролит окажется на коже, это спровоцирует появление серьёзных ожогов;
• попадание жидкости в глаза может частично или полностью лишить человека зрения;
• пролив электролит на одежду или какие-то предметы, можно их испортить.

Прежде чем брать в руки аккумулятор, чтобы перенести его из машины в дом или наоборот, обязательно нужно надеть перчатки, защитную одежду, использовать специальные очки.

Нет уверенности в том, что старая АКБ не имеет на своём корпусе повреждений. А ведь через них может выделяться кислота. Даже непродолжительный контакт рук автомобилиста с кислотой потенциально влечёт за собой серьёзные последствия.

Как выбрать место для зарядки

Зарядка АКБ в домашних условиях потенциально опасна. Да, если придерживаться всех правил и быть предельно внимательным, ни о каких взрывах или ожогах переживать не придётся.

Но лучше всего перестраховаться. Для этого:

• под аккумулятор, заряжаемый дома, подложите устойчивый к кислоте материал, чтобы не испортить напольное покрытие;
• внимательно изучите руководство по эксплуатации и определите оптимальные условия для зарядки АКБ, подавая соответствующее напряжение, ток заряда и пр.;
• отдавайте предпочтение современным автоматическим зарядным устройствам, которые сами прекратят подачу заряда по завершении процесса;
• чтобы избежать разрыва корпуса, перед началом зарядки открутите немного, но не до конца пробки на всех банках обслуживаемого аккумулятора;
• в качестве помещения для зарядки лучше использовать сравнительно безопасное место, такое как балкон или лоджия;
• перед началом зарядки следует обеспечить постоянный приток свежего воздуха и его циркуляцию.

Разместив АКБ на балконе или в лоджии, откройте окна. Самому автомобилисту, как и членам его семьи, рекомендуется минимизировать нахождение в том помещении, где заряжается батарея. Но нельзя забывать периодически подходить, чтобы контролировать процесс и своевременно отключить зарядное устройство.

А вот жилые комнаты для таких задач как зарядка АКБ лучше не использовать. Это делается в крайнем случае. И только при условии, что комната хорошо проветривается (открыты окна или работает вытяжка), а внутри никто не находится.

Какие АКБ безопасно заряжать дома

Если акцентировать внимание на безопасности, то зарядка АКБ в домашних условиях будет не самой лучшей идеей. Предпочтительнее выбрать какое-то более безопасное место.

Вопрос ещё и в том, распространяются ли эти ограничения на все разновидности автомобильных аккумуляторных батарей, или существуют исключения.

Эксперты сходятся во мнении, что АКБ, изготовленные по современным технологиям, будут безопасными и безвредными, даже если их заряжать в доме или в квартире.

Это касается аккумуляторов, изготовленных по технологиям AGM и GEL.

AGM батареи не используют привычный жидкий электролит, поскольку жидкость заключена в специальные стекловолоконные маты. А гелевые батареи представлены в виде АКБ с гелеобразным электролитом. В обоих случаях состав не может закипеть, а потому и испарения исключены.

Но и тут необходимо строго придерживаться установленных производителем рекомендаций и инструкций по зарядке. Для них подходят исключительно автоматические зарядные устройства, функционал которых предусматривает работу с AGM и GEL аккумуляторами.

По возможности старайтесь избегать зарядки в жилых помещениях. Оптимально для таких целей использовать гараж либо балкон.

Как предотвратить взрыв водорода в тяговом аккумуляторе

У взрыва аккумуляторов обидные причины — спешка, неаккуратность водителей, ошибки в обслуживании. При этом у свинцово-кислотных батарей есть одна особенность, которая повышает риск взрыва — это выделение водорода при зарядке. О тонкостях работы с такими аккумуляторами рассказывает Александр Логинов, генеральный директор компании «Энергоэлемент», которая продает и обслуживает все типы тяговых аккумуляторов.

Водород настолько взрывоопасен, что при концентрации в воздухе более 4% способен сдетонировать без внешнего воздействия, сам по себе. Столько водорода накопится за 2 часа, если мы возьмем пять самых ходовых батарей 48 В 500 А·ч и поставим заряжаться без вентиляции в типовой зарядной комнате. Но на деле такой концентрации не потребуется: достаточно тонкой струйки газа и искры — и аккумулятор рванет.

Почему образуется водород

Выделение водорода в свинцово-кислотных аккумуляторах — естественный процесс. Однако при ошибках в обслуживании этот газ образуется сверх меры. Чтобы разобраться, что это за ошибки, рассмотрим сначала, откуда вообще берется водород в батарее.

Зарядка аккумулятора проходит в три фазы. Первая — основной заряд, вторая — дозаряд и третья — перемешивающий или уравнительный заряд.

В первой фазе батарея принимает ток высокой мощности, а напряжение постепенно растет. Вся энергия поступает в пластины электродов и идет на восстановление свинца.

Вторая фаза начинается, когда напряжение достигло нужного уровня. Далее оно остается постоянным, а ток падает, пока батарея не зарядится до 100%. Сколько бы тока мы ни вливали после этого, пластины уже не смогут его принять.

Излишек тока будет уходить в воду и запустит ее электролиз — вода начнет разлагаться на молекулы кислорода и водорода. Аккумулятор «закипит» и будет выделять огромное количество энергии. Это и есть третья фаза.

Считается, что такого кипения нужно избегать. На деле не совсем так. Непродолжительное кипение аккумулятора необходимо: пузырьки газа поднимаются вверх и перемешивают разные по плотности слои электролита, чтобы выровнять. А вот затягивать кипение нежелательно.

Что усиливает выделение водорода

Зарядка трансформаторными устройствами с профилем WoWa. У зарядных устройств есть коэффициент перезаряда — он показывает, какой излишек энергии идет на третью фазу. Современные высокочастотные устройства подают разный ток в зависимости от фазы, а их коэффициент перезаряда равен 1,03—1,07. В отличие от них трансформаторные зарядные устройства WoWa подают ток постоянной мощности. Коэффициент перезаряда таких устройств составляет 1,2, то есть третья фаза начинается раньше, а водорода выделяется больше.

Зарядка горячей батареи также приводит к раннему началу третьей фазы. Чем выше температура, тем ниже напряжение, при котором начинается электролиз воды. Фактически из-за этого в не успевшей остыть батарее третья фаза начнется одновременно с первой. Батарея критически нагревается — до 90 градусов, это ведет к коррозии электродов и перерасходу воды. Если после заряда открыть крышку для долива воды, капли горячего электролита полетят наружу.

Зарядка аккумулятора без одного из элементов. Зарядное устройство подает ток высокой мощности, пока не получит нужное напряжение. Так как прибор заряжает не отдельные аккумуляторные элементы, а батарею в целом, нужное напряжение равно сумме напряжения всех элементов. Это число записано в профиле зарядного устройства, и прибор не может сделать перерасчет, если какого-то элемента нет. В итоге оставшиеся элементы получают перенапряжение, а избыток энергии идет в электролиз воды.

Работа на старых аккумуляторах более одного разряда в день. На новом аккумуляторе литр воды испаряется за пять-семь циклов работы, а на старых — за один-два. Чем ниже уровень электролита, тем больше внутри элемента пространства для скапливания водорода. Это особенно опасно для техники с высокими аккумуляторами, например, узкопроходных высотных штабелеров.

Как происходит взрыв

В крышках для долива воды в аккумулятор есть отверстия диаметром 2 мм — через них водород выходит их элемента. Это удобнее, чем каждый раз открывать крышку с риском выплеснуть кислоту на корпус.

После зарядки водород еще какое-то время выходит наружу и скапливается в пазухах крышек. Если не дождаться полного выветривания, газ может взорваться. К взрыву приводят искры, сильный нагрев, открытое пламя, а также короткое замыкание — из-за коррозии перемычек, оголенных проводов, трещин в пластиковой обшивке.

Чаще всего изоляция разрушается, когда водители торопятся приступить к погрузке и забывают об аккуратном обращении. Например, тянут силовой кабель не за коннектор, а за провод, из-за чего место соединения оголяется. В спешке забывают поправить провода и придавливают их батареей или сидушкой — пара таких ударов и изоляция лопается.

Мы занимаемся обслуживанием аккумуляторов и не раз сталкивались с последствиями взрыва водорода. Вот некоторые случаи из нашей практики.

Пример 1. У узкопроходных высотных штабелеров и погрузчиков с грузоподъемностью от двух тонн через аккумулятор идет ток мощностью 1000 А·ч. Опасность в том, что он может раскалить всю проводку батареи. К тому же у такой техники высокие аккумуляторы и места для скопления водорода много.

В этом примере у штабелера из-за коррозии перегревалась одна из перемычек батареи. Водитель не выждал паузу и начал работу, когда концентрация водорода под крышкой была максимальной. Перемычка перегрелась и водород сдетонировал. Взорвался один элемент. На поставку нового из Европы ушло четыре недели — все это время батарея простаивала.

Пример 2. К замыканию привело использование неизолированной траверсы для подъема аккумулятора. Когда изоляция изнашивается со временем, возрастает риск попасть деталями траверсы на оголенные элементы «+» и «−» батареи, например, в этом случае — на поврежденные болты.

Пример 3. Когда водители ставят аккумулятор в технику, то в спешке забывают о мерах безопасности. Складская техника массивная, а места для батареи впритык — можно пережать провода.

При установке аккумулятора в электропогрузчик водитель не рассчитал высоту подъема и угол наклона тележки. Провода прижало к корпусу и взорвалось 12 элементов. Куски пластика с кислотой разлетелись вокруг и только случайно не попали в водителя.

Пример 4. Водитель ричтрака не поправил силовой кабель, когда задвигал аккумулятор. Провода попали между ним и бортом ричтрака, и их срезало. Произошло короткое замыкание и 6 элементов взорвались. Ситуацию усугубило то, что батарею почти не обслуживали, уровень электролита был низкий, а места для водорода много.

Пример 5. Во время заряда аккумулятор находился в тягаче и был закрыт сидушкой с герметичной крышкой — инженер забыл ее поднять. Водород накапливался под крышкой, да еще сверх меры, потому что батарею заряжали без одного элемент. Взрыв произошел прямо под водителем, когда он включил зажигание. Парень получил контузию, из ушей пошла кровь. К работе он смог вернуться только через две недели. А аккумулятор стоимостью 11 тысяч евро вышел из строя.

Иногда к взрыву приводит халатность механиков, например, когда начинают чистить клеммы, не отключив батарею от зарядного устройства. Такая забывчивость — все равно что уехать с заправки, не вынув пистолет из бака.

При работе со свинцово-кислотными батареями важно соблюдать требования ГОСТа по утилизации водорода из зарядной комнаты. Как правило, к недостаточной вентиляции приводит плохая вытяжка или одновременная зарядка слишком многих аккумуляторов. Однако вместо того, чтобы устранить нарушения, компании порой предпочитают откупиться от пожарного надзора.

Мы рекомендуем установить в зарядной комнате датчик водорода, следить за состоянием изоляции всех элементов батареи и делать паузу в 15 минут после заряда. Надеемся, наш опыт поможет компаниям предотвратить чрезвычайные ситуации.

Как проверить зарядку аккумулятора в домашних условиях?

Внимание: Зарядку автомобильного аккумулятора производить в хорошо проветриваемом помещении, при заряжании аккумулятора выделяется взрывоопасные газы (кислород и водород).

Химическая реакция в аккумуляторе

Аккумуляторная батарея может заряжаться и разряжаться много раз. Приведем четыре этапа зарядки/разрядки аккумулятора.

• Заряжен. Полностью заряженный аккумулятор содержит в положительной пластине(электроде) губчатый свинец (Pb), а в отрицательной диоксид свинца (PbO2) и электролит состоящий из серной кислоты (H2SO4) и воды (H2O)
• Разряжение. Когда аккумулятор разряжается, электролит становится разбавленным, а пластины сульфицируются. Электролит разделяется на водород (H2) и на сульфат (SO4). Водород (H2) соединяется с кислородом (O) из положительной пластины и формирует больше воды. Сульфат соединяется с свинцом (Pb) и формирует сульфат свинца (PbSO4)
• Разряжен. При полном разряде обе пластины покрыты сульфатом свинца (PbSO4) и плотность электролита мала, разбавлена водой (H2O)
• Заряжение. При заряде происходит обратный процесс. Сульфат (SO4) покидает пластины и соединяясь с водородом (H2) формирует серную кислоту (H2SO4). Освобожденный кислород (O2) объединяется с свинцом (Pb) и формирует диоксид свинца (PbO2). Происходит активное формирование пузырьков газов, с положительных пластин пузырьков водорода, а с отрицательных пузырьков кислорода.

Этапы зарядки автомобильного аккумулятора

Для зарядки аккумулятора используется метод постоянного тока и постоянного напряжения (CC/CV). При этом методе регулируемое напряжение на клеммах достигает своего предела и затем падает в результате насыщения.

1. Первый этап наполнение (BULK). Зарядка постоянным током, силой тока 10% Ah от емкости аккумулятора. Дает большую часть заряда и занимает почти половину времени. Аккумулятор получает около 70% заряда в течении 5-8 часов (с использованием автоматической зарядки). В конце этого этапа в аккумуляторной батарее напряжение будет 14,1- 14,8 В. при температуре 26,7 градусов, и скорость поглощения тока уменьшится.
2. Второй этап впитывание (ABSORPTION) (Добавочная зарядка). Происходит при постоянном напряжении и меньших токах. Он обеспечивает равномерное распределение заряда и насыщенность. Сила тока уменьшается до 2% от емкости и уменьшается кипение. Например, если аккумулятор емкостью 50 Аh, то остаточная сила тока, будет 1 Аh, при этом аккумулятор получает оставшиеся 30% заряда. Это очень важный этап для состояния аккумуляторной батареи, он обеспечивает стабилизацию заряда и электролита. Если не проводить добавочную зарядку, то свинцовые электроды (пластины) будут сульфатированы и со временем не смогут брать полный заряд
3. Третий этап поддерживание (FLOAT) является опциональным. Он поддерживает напряжение в аккумуляторе на уровне 13,0-13,8 В. Режим силы тока будет 1% от емкости аккумулятора. Поддержание заряда FLOAT может длится бесконечно
4. Этап стабилизация заряда (EQUALIZATION) опциональный, проводится для уравновешивания плотности электролита и выходного напряжения в каждой ячейке аккумулятора. Стабилизация поможет убрать расслоение электролита, выпадение концентрированной кислоты вниз ячейки. Также помогает бороться с сульфатацией свинцовых пластин. Вам следует провести стабилизацию если:

• Разность плотности электролита ячеек составляет больше 0.03 с учетом температурной компенсации
• Если в одной из ячеек в электролите больше воды чем в других
• Если уровень зарядаSoC измеренный ареометром не соответствует уровню зарядаSoC измеренному вольтметром или мульти метром

Стабилизация заряда EQUALIZATION проводится в течении 1-3 часов

Производим стабилизацию заряда аккумулятора

Перед началом следует внимательно прочитать инструкцию производителя аккумуляторной батареи, раздел Этап стабилизация (Equalization). Обязательно убедитесь, что производитель разрешает процесс стабилизации (AMG, гелевые и необслуживаемые)

Требуемые инструменты: зарядное устройство с регулируемой силой тока и регулируемым напряжением, ареометр, термометр, дистиллированная вода.

• Проверьте уровень электролита, он должен полностью накрывать пластины
• Аккумулятор должен быть полностью заряжен
• Выкрутите крышки, для ослабления внутреннего давления
• Следуйте указаниям производителя какое выставить напряжение
• Если не доступно, то выставите напряжение по таблице ниже
• Ставим уровень постоянного тока 5% от емкости АКБ
• После подключения, начнется сильное закипание в ячейках и обильное выделение газов
• Измеряйте температуру корпуса аккумулятора, не допускайте превышения температуры 51,5 градусов для «мокрых» ячеек и 37,8 градусов для гелевых и AMG аккумуляторов (При превышении температуры отключите и дайте остыть аккумулятору)
• Проверяйте каждый час плотность в каждой ячейке
• Остановите процесс, когда кипение ячеек станет равномерным и плотность перестанет расти
• Следите за процессом выкипания воды, доливайте дистиллированную воду если будут обнажаться пластины, но не переливайте

Добавочная зарядка типов аккумуляторов при постоянном напряжении

Впитывание

Поддерживание

FLOAT

Стабилизация EQUALIZATION

* уточнить у производителя

Типы бытовых зарядных устройств

Существуют два основных типа бытовых зарядных устройств. Автоматические и с ручной регулировкой. Автоматические зарядки имеют встроенные программы зарядки и защиту от перезаряда аккумулятора. Зарядные устройства с ручной регулировкой дешевле и просты в использовании, но требуют постоянного контроля при зарядке. Автоматические зарядные устройства дороже, но предпочтительнее по техническим и потребительским качествам. По видам они делятся на:

• С ручной регулировкой постоянного тока. Самый распространённый тип, ниже приведен пример использования данного устройства. Недостаток этих устройств, в том, что они перезаряжают АКБ. Не рекомендуется использовать с AMG, гелевыми и некоторыми необслуживаемыми аккумуляторами. Требуют постоянного контроля.
• С ручной регулировкой постоянного тока и постоянного напряжения. Дороже, но лучше первых. Ниже приведен пример использования. Есть возможность использовать двух этапный режим зарядки АКБ. Постоянным током и постоянным напряжением. Имеют тот же недостаток что и первые. Требуют постоянного контроля. Не рекомендуется использовать с AMG, гелевыми и некоторыми необслуживаемыми аккумуляторами.
• Автоматические постоянного тока. Дороже первых. Имеют автоматическую программу двух этапной зарядки АКБ, после которой выключаются. Не требуют контроля. Недостатком является не возможность выбирать напряжение, некоторые производители AMG, гелевых и необслуживаемых аккумуляторов рекомендуют свое напряжение для безопасности.
• Автоматические «умные» зарядные устройства. Самые дорогие, но являются оптимальным выбором для бытового использования. Имеют микропроцессор и обычно дисплей вывода информации. Имеют несколько встроенных программ, некоторые образцы могут быть запрограммированы пользователем. Поддерживают все этапы зарядки АКБ. Имеют защиту от перезаряда и перегрева. Не требуют постоянного контроля.

Использование зарядного устройства с ручной регулировкой постоянного тока

Ниже приведена таблица зарядки полностью разряженного АКБ с помощью зарядного устройства с ручной регулировкой при постоянном токе. Рекомендуется заряжать аккумулятор при медленном (щадящем) режиме зарядки

Не забудьте выключить устройство после зарядки, перезаряд очень опасен для АКБ

Характеристики отечественных аккумуляторов. Какой зарядный ток использовать.

20-ти часовом цикле,

Медленная и быстрая зарядка при постоянном токе

Рекомендуемая зарядка в два этапа устройством с ручной регулировкой при постоянном токе и постоянном напряжении

Применяется для зарядки частично разряженного аккумулятора. При использование зарядного устройства постоянного тока с ручной регулировкой производится два первых этапа зарядки (BULK и ABSORPTION). Зарядка производится в хорошо проветриваемом помещении. Внимание: при заряжании аккумулятора выделяется взрывоопасные газы (кислород и водород).

Требуемые инструменты: зарядное устройство с регулируемой силой тока и напряжения, вольтметр или мульти метр, дистиллированная вода

• Выкрутите крышки
• Проверяем уровень электролита в аккумуляторе. Он должен накрывать свинцовые пластины
• Ставим силу тока 10% от емкости аккумулятора
• Оставляем на 8 часов (зарядка сильно разряженного аккумулятора может длится 9-12 часов)
• Затем замеряем напряжение, оно должно достигнуть 14,4 В (При измерении вольтметром или мульти метром выключаем зарядное устройство)
• Если напряжение меньше, оставляем и проверяем каждый час

Второй этап при достижении 14,4 В:

• Уменьшаем силу тока до 2% от емкости аккумулятора
• Оставляем на 3 часа

При зарядке и измерении напряжения следует учитывать температурную компенсацию электролита, рекомендованную производителем. Если не доступно замерьте температуру электролита, напряжение в аккумуляторе и найдите значение в таблице ниже. Если аккумулятор находился в течении 4 часов при одной температуре, не заряжался и не разряжался, то можно взять температуру окружающего воздуха. Например, если температура электролита -6,7 градусов и напряжение в аккумуляторе 15,008 В, просто отнимите температурная компенсация 1,008 В (в соответствие с таблицей ниже) и вы получите 14,4 В, что является нормой для АКБ при 27,6 градусов.

Температурная компенсация напряжения

электролита

Напряжение

Проверка полного заряда аккумулятора

• Снимите поверхностный заряд
• Замерьте напряжение и температуру аккумулятора
• При температуре 26,7 градусов напряжение должно быть не меньше 14,4 Вольт
• Замерьте плотность
• Сравните с уровнем заряда SoC

Опасность перезаряда аккумулятора

Избегайте перезаряда АКБ, не давайте перегреться аккумулятору выше 51,5 градусов. Доливайте воду. Перезарядка может значительно сократить работоспособность АКБ и даже может вывести из строя. В процессе перезаряда активное вещество с положительных пластин может осыпаться. Перезарядка может уменьшить емкость аккумулятора. Ваш аккумулятор перезаряжен если:

• Выкипел электролит и обнажились свинцовые пластины
• Резкий запах серы (протухших яиц) из-за испарения серной кислоты
• Черные отложения внутри корпуса и на нижней стороне крышек горловин
• Коричнево мутный или черный цвет электролита

• Рекомендации какой аккумулятор купить

• Приобретайте аккумулятор с выкручивающимися горловинами (мало обслуживаемые), если позволяет руководство эксплуатации автомобиля. При должном техническом обслуживании и правильной зарядке АКБ прослужит долго
• Приобретите зарядное устройство, ареометр, мульти метр (вольтметр) и термометр. Они стоят не очень дорого, но значительно упростят вам техническое обслуживание аккумулятора. В конечном счете они сберегут ваши деньги из-за увеличения срока службы аккумулятора
• Выбирая зарядное устройство подумайте о своем комфорте и времени. Лучшим выбором будет приобрести автоматическое зарядное устройство проверенного бренда. Хорошая зарядка переживет много аккумуляторов
• Не забывайте про аккумулятор. Проверяйте раз в месяц АКБ. Неприятности лучше предупредить, чем бороться с ними. Большая часть сдаваемых в утиль аккумуляторов еще работоспособна.

Почему нельзя заряжать автомобильный аккумулятор дома?

Низкие температуры по ночам вынуждают автомобилистов снимать старые батареи с машин и нести домой, чтобы оставить на ночевку в тепле. Насколько вреден кислотный аккумулятор для домочадцев?

Конструкция аккумуляторной батареи (АКБ) довольно сложна и требует аккуратного обращения. В ней есть сложная система свинцовых пластин катода и анода с ячейками разной полярности, разбитых на несколько блоков. Внутри батареи залит электролит на основе водного раствора серной кислоты, проводящий электрический ток. Если уронить тяжелую батарею или сильно ударить о что-нибудь твердое, то внутри нее могут начаться негативные процессы.

Участки поврежденных пластин замыкаются, появляется дугообразный разряд, повышающий температуру, вследствие чего возникают очаги перегрева. В общем, аккумулятор будет стремительно терять часть заряда. Поэтому ежедневная переноска аккумулятора от места парковки автомобиля до дома сама по себе небезопасна для АКБ.

Где заряжать АКБ?

Кроме того, пополнение батареи электрическим зарядом — это непростой процесс, необходимо производить его только в специально подготовленных помещениях. Спальня, детская игровая комната, кухня с продуктами питания или туалет для этого мало подходят.

При зарядке аккумулятора протекает как минимум 60 различных реакций, в том числе и без участия электролита. Во время разряда восстанавливается диоксид свинца на катоде и окисляется свинец на аноде. При зарядке протекают обратные реакции. В редких случаях на покрытых налетом старых пластинах начинается электролиз воды и на положительном электроде (аноде) выделяется кислород, а на отрицательном (катоде) — водород, который смешивается с воздухом и в пропорции 1:4 — 1:7, получается гремучий газ. Это взрывоопасное вещество, которое легко воспламеняется.

Чем старше аккумулятор, тем больше вероятность опасных испарений. Газ накапливается в корпусе батареи, а затем просачивается через отверстия под клеммы и выходит наружу. Выходит газ не один, а вместе с испарениями электролита, которые оседают снаружи. Поэтому, если батарея сверху покрыта белым осадком на клеммах, то заряжать ее в домашних условиях категорически нельзя.

При курении поднесенная сигарета может вызвать воспламенение газа. Кроме того, неправильное использование зарядного устройства рождает риск проскакивания искры между креплениями проводов и клеммами. По этой причине чаще всего и возникают пожары аккумуляторов.

Бывает, что одна из банок батареи с накопленным гремучим газом может лопнуть от легкого взрыва. Тогда кислотный раствор способен попасть на человека или предметы вокруг. Защититься от него можно с помощью раствора соды и воды, который нейтрализует кислоту и спасает кожу от сильных ожогов.

Поэтому, чтобы обезопасить себя во время принудительной зарядки аккумулятора, необходимо соблюдать технику безопасности и перед снятием кабеля с клемм отключать зарядное устройство от источника электропитания. Курение и использование открытого огня рядом с АКБ не допускается. Заряжать батарею рекомендуется в нежилом прохладном помещении с хорошей вентиляцией и — желательно — противопожарной подготовкой.

Где хранить АКБ?

Также опасно долгое время хранить аккумуляторы у себя дома. Во время простоя химические реакции внутри корпуса продолжаются. Серная кислота испаряется, идет сульфатизация на электродах с выделением гремучего газа. Этот процесс усиливается под прямыми солнечными лучами. Поэтому хранить АКБ на подоконнике или на балконе тоже не рекомендуется.

Нельзя оставлять аккумулятор и рядом с источниками тепла в квартире. Радиатор отопления должен быть не ближе 1 метра, иначе химические реакции внутри батареи усилятся.

Если необходимо оставить АКБ на несколько месяцев без использования, то предварительно нужно ее полностью зарядить. В течение 12 месяцев заряд будет оставаться, после чего потребуется новая подзарядка. Если этого не делать, то в разряженной батарее может усилиться процесс сульфатизации свинца. Нельзя и сливать электролит, так как емкость батареи резко снизится.

Новые аккумуляторы нужно хранить в темном и хорошо проветриваемом нежилом помещении при температуре 0-10 градусов.