Перейти к содержимому

Как выбрать автомобильный аккумулятор. Аккумуляторы. Устройство аккумулятора. Емкость аккумулятора .

акбТо, что аккумуляторы являются одной из основных деталей для многих устройств – это уже ни для кого не секрет, но вот какие лучше и как их использовать правильно, это до сих пор является предметом для дискуссий. Но для начала все-таки надо представить, а что это за зверь такой – аккумулятор.

Для этого обратимся сначала к истории.

Если взять две независимые (изолированные) пластины и погрузить их в раствор электролита, то на этих пластинах возникает разность потенциалов, т.е. напряжение. Такой элемент, преобразующий энергию химической реакции в электрическую энергию, назвали элементом Даниэля-Якоби, который состоял из медной и цинковой пластин погруженных в электролит. Ресурс его был мал, т.к. цинк быстро растворялся, да и отдача электрической энергии была тоже смехотворна.

С тех пор прошло много времени и химические элементы усовершенствовались, они стали более энергоемкими и малогабаритными, причем их ресурс стал во много раз выше и они обрели возможность перезаряжаться, т.е. восстанавливать свой заряд. Однако общий признак остался.

Давайте же заглянем внутрь кислотного аккумулятора, что там есть, из чего и для чего.

Устройство аккумулятора

Итак, рассмотрим основные элементы.

А всё начинается с корпуса, который удерживает содержимое и объединяет элементы в единое целое. Кстати, после такого объединения сие устройство начинает носить название – аккумуляторная батарея. Таким образом выражение «аккумулятор» не совсем корректно в отношении батареи. Аккумулятор – это устройство, состоящее из одного элемента (банки).

Например, аккумуляторная батарея (АБ) на 12 В содержит 6 элементов (аккумуляторов), следовательно, 6 секций в едином корпусе. Однако, бывают и отдельные аккумуляторы по 2 В, но это, как правило, элементы с большой емкостью (тысячи ампер часов).

Автор не советует распиливать вашу аккумуляторную батарею для проверки и изучения ее устройства, т.к. это опасно для вас и смертельно для вашего аккумулятора!

Корпус должен быть кислотоустойчивым, достаточно прочным и выдерживать достаточно широкий диапазон температур. Большинство современных корпусов для АБ изготавливают из полипропилена. Состоит он из основания (собственно в него и укладываются пакеты пластин, а также заливается электролит) и крышки с пробками. В полностью необслуживаемых батареях пробок в крышке нет. А вместо них предусмотрена система улавливания и конденсации аэрозоля и каналы для вентиляции (дренажа), выводящие излишний газ наружу. Кроме того, поддерживается атмосферное давление внутри АБ.



В ячейки корпуса, как их в быту назвали – банки, устанавливают пакеты пластин. Эти пакеты состоят из множества пластин чередующейся полярности. Я думаю, вы догадались, что в каждой банке установлено множество параллельно соединенных пластин. А для чего? Емкость аккумулятора можно увеличить либо увеличением габаритных размеров пластин, либо увеличением их числа. Оба способа приводят к одному эффекту – к увеличению площади пластин. Что приводит к немедленному увеличению контактирующей поверхности. Опережая события, скажу, что увеличение контактирующей поверхности приводит не только к увеличению емкости аккумулятора, но и к уменьшению его внутреннего сопротивления, следовательно, к увеличению максимально отдаваемого им тока.

Пластины состоят из свинца и имеют ячеистую структуру для нанесения на нее активной массы. Активная масса представляет из себя основной реагент в работе аккумулятора. Наносится она намазыванием, поэтому такие аккумуляторы называются – аккумуляторы с пластинами намазного типа. Как это повлияет, расскажу чуть позже. По этому принципу разделяют аккумуляторы на три типа:

с намазными пластинами;

с пластинами из панцирной сетки;

с пластинами повышенной площади.

В автомобилях применяют только первые.

Между пластинами, для предотвращения их замыкания между собой установлены сепараторы. Они выполнены из электролитически проводящего пластика. Эта конструкция собрана в пакет и стянута бандажом. Бандаж препятствует расхождению (разваливанию) пластин, а также их взаимному перемещению. Дело в том, что в процессе работы пластины могут перемещаться под действием вибраций, либо деформироваться под действием электродинамической силы тока, например, при стартировании.

Выводы пластин попарно (плюсы и минусы) соединены токосборниками, которые выводят электроэнергию к выводным борнам. К этим борнам и подключаются клеммы вашего авто.



Пакеты пластин установлены не на самое днище корпуса, а чуть выше, что образует так называемый шламовый промежуток. В процессе работы аккумулятора, активная масса может отслаиваться (оплывать), также образуются продукты окисления свинца. Всё это как раз осаждается в этот промежуток. Если бы его не было, то этот бы шлам замкнул нижние торцы пластин.

Типы кислотных батарей

С первого взгляда казалось бы всё просто – свинец, да и свинец, чего тут особенного, но это не так.

Сам по себе свинец в чистом виде применить нельзя, т.к. при такой толщине пластин он достаточно хрупок и будет крошиться. Поэтому применяют легирующие добавки. И до недавнего времени применяли натуральный яд – сурьму. Конечно, технология совершенствовалась, и количество сурьмы уменьшалось, но это полностью не избавило АБ от недостатков этого метода.

А недостатки сурьмянистых батарей весьма существенны. Во-первых, сурьма – это сильный яд и это делает утилизацию еще более сложной. Во-вторых, наличие сурьмы приводит к началу электролиза воды уже при 2 В/эл., что для 12-ти вольтовой батареи равняется 12 В. Таким образом с этого значения до полного заряда (14,4 В) необходимо АБ набрать 2,4 В, это по времени достаточно много. А что тут страшного, спросите вы? А вот что. Электролиз воды приводит к ее разложению на водород и кислород, что увеличивает опасность взрыва образующегося при их смешивании гремучего газа. А выделение кислорода ведет к интенсивному окислению положительных пластин, где он собственно и выделяется, т.к. имеет отрицательный заряд (О-). На минусовых пластинах выделяется водород (Н+), который, как известно, прекрасный восстановитель, что сохраняет молодость катодам до самой старости АБ. Это обстоятельство заставляет увеличивать ресурс анодов путем увеличения их толщины, а это существенно увеличивает массу и габариты. Также достаточно большим минусом таких батарей можно считать их высокий саморазряд.

Но, к счастью, есть и плюсы. Во-первых, это более низкая стоимость, во-вторых, способность до определенного предела безболезненно переносить глубокие разряды. Однако, в силу сказанного ранее, перезаряда они не выдерживают. Это ведет к их интенсивному старению и повышенному расходу воды.

А какую же альтернативу тогда можно предложить? Сейчас всё большее распространение получают так называемые кальциевые батареи. В них в качестве легирующей добавки используют кальций (Са), но не везде.

МирСоветов обращает ваше внимание, что есть разные типы таких аккумуляторных батарей. Есть кальциево-сурьмянистые, где первым легированы только аноды, а катоды остаются малосурьмянистыми. Это некий компромисс в стоимости. Применением кальция тут частично спасаются аноды от раннего разрушения. Но от всех проблем они не избавлены.

Есть и полностью кальциевые АБ, они еще называются кальций-кальциевые (Са/Са). В них все пластины легированы кальцием. Такая конструкция более дорога, но лишена недостатков батарей предыдущих типов. Характеризуются такие АБ низким уровнем саморазряда; повышенным напряжением начала электролиза воды (около 16 В – 2,67 В/эл.); меньшей массой и габаритами при эквивалентной емкости. Аккумуляторные батареи этого типа, в отличие от малосурьмянистых, становятся уже малообслуживаемыми, а в ряде случаев необслуживаемыми вовсе, что снижает затраты средств, а самое главное – времени.

Имеются и недостатки. Это, как уже говорилось, более высокая стоимость, а в техническом плане – нетерпимость к глубоким разрядам. Ресурс таких АБ сильно страдает, если их разряжать на 50% и более. Уже после 3-4 таких разрядов емкость может существенно уменьшиться даже на совершенно новом аккумуляторе. Хорошо, что есть панацея – не допускать таких разрядов (следить за электрикой вашего авто).

Неплохой особенностью является способность кальциевых батарей освобождаться от лишнего заряда, они его просто не принимают. Это исключает возможность их перезаряда.

А вот уже несколько раз применялся термин перезаряд. А что это? В данном случае под перезарядом понимается не возможность многократного заряда, а поступление лишней емкости в АБ. В общем, некий оверклок.

А чем же страшен перезаряд? Тут есть несколько неприятных моментов. Во-первых, как и говорилось для малосурьмянистых АБ, это усиленное окисление анодов. Во-вторых, повышенный расход воды. В-третьих, усиленное старение активной массы с ее отслаиванием от поверхности пластин. Кроме того, повышается температура, что еще более накаляет обстановку.

Хорошо, так какую же АБ все-таки выбрать. В настоящее время я бы выбрал полностью кальциевую (Са/Са).

Вот рисунки, где видны преимущества Са/Са батарей наглядно. На рисунках кривые: 1 – Са/Са; 2 – Гибридная (Са/Сурьма); 3 – Малосурьмянистая; 4 – Сурьмянистая.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.