Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля

10 мифов о кальциевых аккумуляторах

Речь пойдёт об очень распространённых сегодня свинцово-кислотных аккумуляторах с добавкой кальция в материал пластин. Аккумуляторные батареи (АКБ) с кальцием в минусовых решётках и сурьмой в плюсовых называют гибридными (Ca+, Sb/Ca), с кальцием во всех решётках — кальций-кальциевыми (Ca/Ca), те и другие — просто кальциевыми. Также в технические сплавы для кальциевых аккумуляторов может добавляться серебро (Silver, Ag), потому иногда говорят о «серебряных» АКБ.

Чаще всего кальциевыми являются автомобильные стартерные аккумуляторы с жидким (свободно плещущимся) электролитом, которые для краткости будем называть наливными, даже если пробки заливных горловин защищены от открывания или вообще отсутствуют. Однако кальций всё чаще встречается и в тяговых (циклируемых, глубокого цикла), а также резервных (для систем бесперебойного питания) аккумуляторах. Таковые часто выполнены по технологиям AGM (впитывающие маты-сепараторы из стекловолокна) и GEL (загущённый силикагелем электролит), причём может сочетаться то и другое, так что название AGM-GEL — не всегда ошибка.

Кальций, серебро, гель кремниевой кислоты в таких АКБ — не действующие вещества токообразующей реакции, а вспомогательные для улучшения технических характеристик, потому кальциевые, «серебряные» и гелевые — разновидности свинцово-кислотных аккумуляторов, в отличие от других химических источников тока, в которых электродом может быть серебро и так далее.

При упоминании напряжений будем считать, что говорим о наиболее распространённых АКБ — 12-вольтовых, т.е. состоящих из шести последовательно соединённых ячеек (банок). Зарядный ток выражается в процентах от ёмкости. Например, 10-часовой ток, он же 0.1С, он же 10%, — это 6 ампер для 60 А*ч.

В ходе внедрения кальциевых аккумуляторов в жизнь, т.е. в работу устройств, изначально рассчитанных на сурьмянистые, сложились и распространились мифы и заблуждения, несколько из которых мы сегодня рассмотрим.

Миф 1: чтобы полностью зарядить кальциевую АКБ, её надо «кипятить» напряжением 16 вольт током 10% ёмкости

Реальность: этапы дозаряда с перенапряжением до 16В и выше предусматриваются только после завершения основного заряда до достижения некоторого напряжения (чаще всего в диапазоне 14-15В) и снижения зарядного тока при стабилизации напряжения на этом уровне до некоторой величины. Сила тока на этапах «высоковольтного» (далее без кавычек) дозаряда не должна превышать 5% номинальной ёмкости. Исключения составляют умные ЗУ, осуществляющие заряд импульсами или модулированным током сложной формы, в т.ч. асимметричным (реверсивным). Благодаря электронному управлению, амплитудные и средние (интегральные) значения токов и напряжений при этом могут быть без вреда и опасности выше, чем при заряде просто источником питания со стабилизацией (ограничением) тока и напряжения.

Миф 2: кальциевую АКБ нельзя заряжать напряжением выше 15 (плюс-минус десятые доли) вольт

Реальность: совершенно верно, нельзя заряжать АКБ полутораступенчатым (стабилизация тока, затем напряжения) профилем с параметрами из мифа 1, (если не стоит цель намеренно навредить батарее и тому, что её окружает). Чтобы полностью зарядить кальциевый аккумулятор, необходимо соблюсти многоступенчатый профиль заряда, либо вручную наблюдая за его ходом и управляя стабилизированным источником питания с регулировкой напряжения и тока, либо используя автоматическое зарядное устройство (ЗУ), реализующее нужный профиль. Но один только первый этап до 15 вольт для полного заряда кальциевой АКБ недостаточен.

Миф 3: простым пользователям не сообщают тонкостей и секретов, которыми пользуются профессионалы

Реальность: простым пользователям сообщают то, что они могут безопасно применить с помощью имеющихся у них инструментов и знаний.

Миф 4: перемешивание электролита бесполезно и вредно. Вся кислота должна быть в глубине намазок, там от неё больше всего пользы

Реальность: при разряде аккумулятора губчатый свинец отрицательных активных масс (АМ) и оксид свинца положительных превращаются в сульфат свинца, c затратой серной кислоты из электролита и выделением воды. При заряде наоборот: затрачиваются электроэнергия и вода, выделяется кислота, сульфат разряженных активных масс преобразуется в металл и оксид заряженных. Это двойная сульфатация Гладстона-Трайба — основная токообразующая реакция. Её общеизвестное уравнение описывает далеко не все процессы в АКБ, зато даёт ключи к их пониманию.

Серная кислота тяжелее воды, потому применительно к свинцовому аккумулятору концентрация и плотность электролита — синонимы.

ЭДС — электродвижущая сила электрохимической ячейки свинцового аккумулятора — пропорциональна концентрации кислоты, температуре и, конечно же, степени заряженности, то есть, доле заряженных активных масс в их общем объёме. ЭДС без нагрузки называется НРЦ — напряжением разомкнутой цепи.

Если заряженные активные массы окружены электролитом с избытком воды и недостатком кислоты, они не смогут адекватно отдавать при разряде ток (амперы) и полезную ёмкость (кулоны, ампер*часы), так как недостаёт кислоты для превращения свинца и его оксида в сульфат. Также при этом снизится ЭДС под нагрузкой и соответственно полезная мощность и энергия (ватты, ватт*часы).

Если разряженные АМ окружены электролитом с недостатком воды, то они не смогут заряжаться, т.к. без воды неоткуда взять водород для превращения сульфат-иона в серную кислоту и кислород для образования оксида свинца. Для осуществления электрохимических превращений должен идти зарядный ток, а для его протекания источнику (зарядному устройству) необходимо преодолеть ЭДС электрохимической ячейки. Локальный избыток кислоты при расслоении создаёт повышенную ЭДС, чем препятствует заряду.

По высоте банки аккумулятора может наблюдаться неравномерность и концентрации кислоты, и заряженности активных масс, причём последние имеют пористую объёмную структуру. Потому существует как вертикальное расслоение электролита, обуславливаемое гравитацией, (серная кислота тяжелее воды и стремится вниз, выталкивая воду вверх), так и горизонтальное, в порах активных масс и сепараторов — диэлектрических перегородок и конвертов, препятствующих короткому замыканию и разрушению пластин.

В итоге, реальный свинцовый аккумулятор имеет в своих банках участки повышенной и пониженной концентрации электролита, а также заряженных и разряженных активных масс. Электрически в каждой банке все участки активных масс каждого полублока пластин соединены параллельно, потому подключенный к перемычкам вольтметр покажет общее напряжение, могущее сильно отличаться от действительной ЭДС в разных местах банки.

Повышенная концентрация кислоты внизу банки и в глубине активных масс, а также пузырьки газов в порах и распределение ионов, диффузии которых мешает структура АМ и сепараторов, ведут к завышенным НРЦ банки и батареи. При этом значительная часть АМ может быть разряженной и сульфатированной, полезная ёмкость снижена. Это явление называется «мнимым зарядом».

Там, где недостаёт кислоты, заряженные АМ не будут адекватно разряжаться на пользу потребителю, а где недостаёт воды, разряженные не будут заряжаться при приложении зарядного напряжения. При этом в других участках может наблюдаться газовыделение, из чего можно сделать ошибочный вывод о том, что аккумулятор полностью заряжен.

От концентрации кислоты зависит и температура замерзания электролита. Если при низкой температуре в банке окажется слой электролита пониженной плотности, он замёрзнет и при этом расширится, так как плотность льда меньше плотности воды и объём соответственно больше, что ведёт к разрушению аккумуляторной батареи.

Но устранение расслоения электролита необходимо и в тёплое время, иначе будут прогрессировать саморазряд, сульфатация и снижение эксплуатационных характеристик АКБ вплоть до выхода из строя.

Миф 5: кальциевые аккумуляторы боятся глубоких разрядов, потому что при таких разрядах образуется нерастворимый и не проводящий ток сульфат кальция — гипс, необратимо «запечатывающий» активные массы, а стало быть, ёмкость и токоотдачу

Реальность: кальция в кальциевом аккумуляторе на самом деле мало. Это дорогой и агрессивно взаимодействующий с другими веществами, особенно кислотами, щёлочноземельный металл, и применяется он как легирующая присадка, причём в материале не активных масс, испытывающих химические превращения, а решёток, выполняющих несуще-токоведущую функцию. Никакой гипс на рабочей поверхности активных масс при разряде не образуется.

Но почему же тогда на практике глубокий разряд действительно сильно снижает эксплуатационные характеристики кальциевой АКБ, а то и вообще делает её применение невозможной: батарея отказывается заряжаться и от генератора автомобиля, и от зарядного устройства?!

Дело в том, что при глубоком разряде аккумулятора возникает сильное расслоение электролита, плотные сепараторы современных кальциевых аккумуляторов, особенно EFB и им подобных, мешают его перемешиванию и диффузии ионов, а кальций препятствует выделению водорода, особенно в нижней части пластин, где перемешивание особенно необходимо. В итоге, при недостаточном зарядном напряжении, подаваемом генератором автомобиля или ЗУ для классических сурьмянистых АКБ, значительная часть АМ не заряжается, т.к. не соблюдены условия реакции Гладстона-Трайба, и электролит не перемешивается. АКБ не функционирует должным образом, её деградация прогрессирует.

Заряд такого аккумулятора профилем, адекватным его материалу и конструкции, позволит вернуть его в строй, но после следующего глубокого разряда, или некоторого времени при частичном недозаряде, такое обслуживание потребуется снова, иначе АКБ опять перестанет выполнять штатные функции.

Миф 6: электролит прекрасно перемешивается при движении автомобиля, потому перемешивание при стационарном заряде не нужно

Реальность: для перемешивания электролита в современной наливной стартерной АКБ требуется довольно значительный пробег транспортного средства с соответствующей затратой топлива, потому целесообразно полностью перемешать электролит в ходе стационарного обслуживания. К тому же, как уже упоминалось, расслоение мешает заряду, т.е. там, где остались локальные аномалии концентрации кислоты, активные массы останутся недозаряженными и сульфатированными.

Миф 7: выравнивающий дозаряд даёт очень незначительный прирост отдаваемой полезной ёмкости, потому им лучше пренебречь, чтобы не расходовать напрасно электроэнергию, время и ресурс аккумуляторной батареи

Реальность: АКБ с неустранёнными недозарядом, сульфатацией и расслоением электролита будет хуже отдавать и восполнять заряд, будут прогрессировать упомянутые проблемы плюс саморазряд.

Миф 8: высоковольтный дозаряд постоянным током или импульсами желательно производить как можно чаще

Реальность: всё хорошо в меру. Лучше производить выравнивающий дозаряд с перенапряжением не часто, но полностью, чем часто и не в полной мере.

Миф 9: добавлять кальций придумали вредители, чтобы снизить срок службы и наживаться на продажах новых АКБ

Реальность: применять кальциевые сплавы и улучшенные сепараторы придумали для повышения прочности и долговечности пластин, снижения расхода воды. Но современный аккумулятор, созданный по таким (Ca/Ca, EFB и т.д.) технологиям требует соответствующих параметров обслуживания и оборудования для их обеспечения (зарядных устройств), отличных от предназначавшихся для малосурьмянистых аккумуляторов прошлых поколений.

Миф 10: высоковольтный дозаряд предназначен только для наливных стартерных АКБ

Реальность: как минимум два производителя тяговых аккумуляторов рекомендуют осуществить этап заряда напряжением до 16.02В, но током 1% ёмкости, не более 2 часов, после завершения основного заряда и двух этапов дозаряда, и при условии, что основной заряд продолжался более 3 часов, т.е. аккумулятор имел значительную глубину разряда. Что интересно, это рекомендуемые производителями профили для гелевых АКБ — Chilwee EVF и Tianneng TNE.

Зарядка, обслуживание и особенности эксплуатации кальциевых аккумуляторов

Продолжительность службы АКБ напрямую связана не только с изначальным качеством батареи, но и с её правильным обслуживанием, содержанием и эксплуатацией.

Поскольку большинство водителей проживают в городе и крайне редко без остановок могут проехать хотя бы 50–100 км, периодически аккумулятор приходится заряжать. И тут стоит акцентировать внимание на том, какой именно источник питания используется в машине.

Достаточно популярными стали кальциевые АКБ. При этом не все понимают, что это такое, как их производят и в чём особенности зарядки и обслуживания подобных аккумуляторов.

Понятие о кальциевых АКБ
Особенности производства
Преимущества и недостатки
Правила зарядки
Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации

Понятие о кальциевых АКБ

Первым делом стоит разобраться с особенностями кальциевых аккумуляторов и понять, что это вообще такое.

В действительности кальциевые АКБ изготавливаются по WET технологии. То есть это свинцово-кислотная батарея с жидким электролитом внутри корпуса. Пластины изготовлены на основе свинца.

Отличительной особенностью кальциевых АКБ является применение кальция в качестве легирующей присадки. Их маркируют обычно Ca/Ca.

Что интересно, доля кальция здесь минимальная. В процентном соотношении это буквально 0,1% от общей массы батареи. Потому справедливо называть такие АКБ свинцово-кальциевыми.

Просто стала популярной традиция называть аккумуляторы в зависимости от того, какая легирующая добавка в них используются. Те же сурьмянистые АКБ являются ярким и наглядным примером.

Сурьма применяется с целью защитить свинец от разрушения. Но его эффективность оказалась не такой высокой. Проводились различные эксперименты. Оказалось, что кальций отлично справляется со своими задачами, превосходя сурьму. В результате появился новый тип аккумулятора, который именуется как кальциевый.

Теперь вы знаете, что представляет собой тот самый кальциевый аккумулятор и чем он отличается от других WET батарей для автомобиля. Но это в полной мере не даёт понять все его особенности, сильные и слабые стороны.

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.

Это привело к созданию решётки с достаточно сложной структурой, эффективность которой оказалась выше старой технологии. Внешняя рамка за счёт штамповки при этом сохраняется.

Несмотря на своё превосходство, кальциевые технологии ещё уступают сурьмянистым по распространённости и популярности. Основная причина в сложности производства, что влияет на конечную стоимость продукта.

Параллельно появляются другие технологии. В их числе и кальциевые, к которым добавляют небольшое количество серебра.

Преимущества и недостатки

Основными конкурентами батарей Ca/Ca считаются сурьмянистые и гибридные АКБ. Во втором случае применяются сурьма и кальций. Такие аккумуляторы обслуживаемые и недорогие.

Что же касается кальциевых, то их создают необслуживаемыми или малообслуживаемыми. Стоят они в среднем на 30% дороже конкурентов.

Гибридные и кальциевые технологии продолжают развивать и совершенствовать. Их считают перспективными и способными вытеснить с рынков сурьмянистые классические источники питания. Но всё это в будущем.

Чтобы оценить перспективы технологии Ca/Ca, стоит изучить плюсы и минусы кальциевых аккумуляторов.

К сильным сторонам относят:

увеличенный ресурс: при соблюдении правил эксплуатации батарея может прослужить 5–6 лет;
небольшой саморазряд: если сравнивать с сурьмянистыми аналогами, у кальциевых саморазряд меньше на 50–70%;
механическая прочность, здесь речь идёт о прочности пластин, потому они хорошо переносят удары и вибрации;
минимальный электролиз, из-за него сурьмянистые АКБ требуют частой доливки дистиллированной воды, а кальциевые аналоги такой проблемой не страдают, потому большинство аккумуляторов необслуживаемые;
низкая интенсивность коррозии, это улучшило характеристики батарей, продлило срок их службы;
защита от перезарядов – кальций позволяет пластинам выдерживать до 14,8 В;
уменьшение толщины пластин, это даёт возможность сделать батарею легче, компактнее и мощнее;
необслуживаемый корпус: оптимальное решение для тех, кто не хочет следить за уровнем электролита, регулярно добавлять в банки дистиллированную воду, пыхтеть над ареометром и пр.

Подобные АКБ лучше использовать на современных и сравнительно новых машинах. Чем она новее, тем выше вероятность наличия системы автоматического отключения случайно оставленных потребителей.

Но не всё так идеально.

В случае с кальциевыми аккумуляторами имеются и свои недостатки.

Чувствительность к разряду. Эти батареи очень не любят, когда происходит глубокий или полный разряд. Эта характеристика считается основным минусом технологии. Потому настоятельно рекомендуется поддерживать заряд на уровне 12,7–12,9 В и не давать опускаться ниже 12 В. Если произойдёт глубокий разряд, батарея потеряет около 15–20% своей ёмкости. Если это будет полный разряд, придётся попрощаться с 50% ёмкости. В итоге кальциевые АКБ выдерживают не более 10 глубоких разрядов.
Стоимость. Цена этих аккумуляторов действительно выше в сравнении с конкурентами. Связано это с особенностями производства самих пластин.
Снижение ресурса в городском режиме. Кальциевая технология не любит, когда машина долго стоит без дела либо постоянно находится в пробках. Это негативно сказывается на сроке службы.

Кальциевые АКБ позиционируются сугубо как автомобильные батареи. Их не рекомендуют использовать на иных видах транспорта, особенно на лодках и катерах.

Правила зарядки

Теперь непосредственно о зарядке кальциевых аккумуляторов. Здесь тоже есть свои нюансы.

Многие автомобилисты привыкли использовать классическую схему зарядки, когда применяется зарядный ток 10% от ёмкости АКБ, а также выходное напряжение около 13,8–14,5 В. Как только зарядный ток падает, это говорит о восполнении заряда.

Но эта технология отличается от того, как нужно заряжать кальциевые аккумуляторы. Здесь не только применяется иная схема, но и может потребоваться другое зарядное устройство.

Для работы с кальциевыми АКБ требуется зарядное устройство, способное выдавать выходное напряжение на уровне 16–16,5 В.

Если вы используете зарядное устройство, выдающее только 14,8 В, для кальциевых аккумуляторов оно не подойдёт.

Нет, частично компенсировать заряд можно. Если напряжение на выходе ЗУ не превышает 14,8 В, зарядка составит до 50–60%. Если это 15 В, тогда ждите до 80%.

Если у вас в распоряжении Ca/Ca АКБ, нужно знать, как её заряжать.

Для начала позаботьтесь о приобретении, аренде или просто одолжите у товарища подходящее зарядное устройство. Множество устаревших моделей ЗУ для таких задач не подходят.

Следует подробнее рассказать о том, как правильно и безопасно заряжать аккумулятор своего автомобиля, если он кальциевый. Для этого нужно:

Выставить выходное напряжение на отметке 16,1 В.
Поставить ток заряда на 10% от ёмкости АКБ. Если у вас аккумулятор на 60 Ач, тогда зарядный ток будет 6 А.
В таком режиме нужно запустить в работу ЗУ. Зарядка закончится, когда ток заряда упадёт примерно до 0,5 А. При сильном разряде на этот этап уходит до 3 часов.
Далее идёт этап подзарядки. Здесь тоже следует понимать, каким напряжением потребуется заряжать свой кальциевый автомобильный аккумулятор.
На современных ЗУ есть возможность выбора нескольких режимов. Требуется выбрать режим, где напряжение заряда составляет 16,1 В, а также режим с отметкой 13,2 В. Ток заряда для кальциевого автомобильного аккумулятора на этапе подзарядки будет 3 А.
При таком режиме заряд сначала будет расти до 16,1 В при выставленном постоянном токе 3 А. Потом он начнёт снижаться до 13,2 В. А ток заряда при этом упадёт до нуля.
Затем снова переключайтесь в режим 16,1 В.
Зарядка будет считаться законченной тогда, когда время заряда составит буквально несколько секунд, а время падения тока заряда увеличится до нескольких минут.

Выбирая зарядное устройство, убедитесь, что оно подходит для зарядки кальциевых аккумуляторов. Не у всех ЗУ есть такая функция.

Важно добавить, что АКБ нового поколения типа Ca/Ca могут получать полный заряд и при напряжении до 15 В. Это позволило увеличить ресурс источника питания.

Как правильно заряжать кальциевые аккумуляторы

Более того, своими суждениями по этой теме даже успели отметиться отдельные зарубежные и отечественные производители батарей (АКБ). Одной из главных точек противоречий, напомним, стал вопрос о том, какое максимальное напряжение должно быть при заряде так называемых кальциевых аккумуляторов. Одни утверждают, что оно не должно превышать 14,6 В, другие говорят, что его значение может быть и 14,8 В, а третьи и вовсе считают, что заряжать АКБ надо при напряжении не менее 16 В. Так кто же прав?

Чтобы прояснить позицию по данному вопросу, мы решили выслушать мнение специалистов фирмы TAB (Словения), одного из ведущих европейских производителей автомобильных батарей. Напомним, что эта компания ежегодно поставляет в нашу страну примерно с полмиллиона АКБ, среди которых особое место занимают популярные аккумуляторы Topla и TAB. Подавляющее большинство словенских источников питания — как раз кальциевые АКБ, о чем говорят соответствующие символы Ca/Ca на этикетках этих батарей. Что же они собой представляют?

Легированы кальцием

Итак, сегодня кальциевые стартерные аккумуляторы — наиболее распространенный тип автомобильных АКБ. Их используют в большинстве современных легковых автомобилей, легких грузовиках, минивэнах, микроавтобусах и других вариациях малого коммерческого транспорта. Это разновидность традиционных кислотно-свинцовых аккумуляторов, пластины которых изготовлены из свинца, легированного кальцием. Его доля в общей массе пластины составляет доли процентов, поэтому правильнее стоило бы называть такие АКБ «свинцово-кальциевые батареи».

Однако в обиходе используется упрощенная бытовая формулировка «кальциевые», под которой подразумевают обычные современные АКБ с обозначением Ca/Ca, у которых положительные и отрицательные пластины легированы кальцием. Что касается конкретно аккумуляторных брендов TAB и Topla, то решетки пластин у этих батарей изготавливают по прогрессивной технологии Expanded Metal Technology (ЕМТ), которая позволяет свести к минимуму разброс геометрических и физических параметров пластин, а также улучшить их антикоррозионые и прочностные свойства. Достоинство ЕМТ еще и в том, что он позволяет делать свинцовые пластины аккумулятора как можно более тонкими и прочными. Решетки делают из тонкой ленты, сначала методом специальной перфорации, а затем путем растягивания. В итоге получают решетчатые пластины-электроды с требуемой конфигурацией ячеек, отличающиеся высокой прочностью и коррозионной стойкостью.

По типу использования все современные автомобильные батареи делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Банки обслуживаемых АКБ в ходе эксплуатации и при зарядке приходится периодически открывать, проверять плотность электролита, доливать в них воду. Необслуживаемые АКБ (обозначаются индексом SMF), которые оснащены герметичной двойной лабиринтной крышкой с системой возврата конденсата и отвода газов, при правильной эксплуатации вообще не требуют долива воды. Соответственно, и порядок заряда обслуживаемых и необслуживаемых АКБ по некоторым моментам различается. Подробнее об этом и других важных особенностях заряда кальциевых аккумуляторов можно узнать из видеоролика, который мы приводим ниже

Но есть и общие обязательные правила, касающиеся этой процедуры. Одно из них состоит в том, что заряд АКБ должен проводиться при плюсовой (оптимально — это +20….+25 градусов) температуре, причем в хорошо проветриваемом пожаробезопасном помещении. Что касается самой процедуры заряда, то очевидно, что заряжать автомобильные АКБ проще всего с помощью автоматических зарядных устройств. Если используется автоматическое ЗУ, то его зажимы закрепляются на клеммах АКБ согласно полярности, после чего устройство подключают к бытовой электросети. Контроль заряда осуществляется в соответствии с инструкцией применения конкретного ЗУ. Обычно для этих целей применяется соответствующая световая индикация. В случае применения автоматических или ручных «зарядок», имеющих режимы предустановки максимального зарядного тока и напряжения, на аппарате нужно сначала выставить требуемые значения этих параметров.

Предварительная установка отмеченных параметров необходима для обеспечения оптимального алгоритма заряда. Для традиционных (то есть с жидким электролитом) свинцово-кальциевых батарей максимальное значение зарядного напряжения не должно превышать 14,8 Вольт, а максимальное значение зарядного тока — одной десятой емкости батареи, указанной на ее этикетке. То есть, если емкость АКБ равна 60 А*ч, то максимальный ток заряда должен быть выставлен на значение 6 Ампер. Окончанием заряда можно считать момент снижения тока до 0,4–0,8 А (зависит от конкретной модели АКБ) и его стабилизацию в течение двух часов. Аккумулятор считается полностью заряженным, если напряжение на его клеммах, измеренное через 8–12 часов после отключения от ЗУ, будет составлять не менее 12,8 В.

Правильно заряжаем кальциевый аккумулятор для вашего автомобиля

С каждым годом на рынке появляются новые АКБ, которые в обслуживании и восстановлении несколько отличны от тех, что были ранее. Так и с кальциевыми аккумуляторами. Легирование пластин кальцием добавляет элемент новизны в эксплуатацию батареи. Изменились и характеристики работы, а вместе с ними, и специфика их обслуживания.

Каждый год появляются все новые и новые виды автомобильных аккумуляторов, которые по своим эксплуатационным свойствам отличаются от традиционных моделей. Так называемые кальциевые АКБ обслуживать уже несколько сложнее. Чтобы не вывести новый аккумулятор из строя, надо иметь представление о том, чем кальциевые аккумуляторы отличаются от предыдущих моделей свинцовых АКБ.

Основные особенности

Кальциевый аккумулятор не так прост в обслуживании и работе, как кажется. Автолюбителю важно знать основные особенности работы и процесса зарядки, чтобы ненароком не сократить срок службы такого дорогостоящего АКБ. Особенно важно всегда поддерживать напряжение батареи на должном уровне.

Особенности и нюансы в работе таких аккумуляторов:

Заряжать кальциевую батарею требуется при различных установках напряжения, от 13.2 вольт, до 16.5 вольт, и не всякое зарядное устройство поддерживает такое напряжение.
Полная зарядка батареи происходит только при 16.5 вольт! при напряжении в 14 вольт степень зарядки будет менее 50%.
Штатный генератор практически никогда не заряжает кальциевые батареи полностью! Ведь обычно их напряжение не превышает 15 вольт.
Кальциевый аккумулятор требуется постоянно подзаряжать! При работе в городском цикле, на легковом автомобиле данный вид аккумулятор постоянно недозаряжается, поэтому необходимо проводить профилактическую зарядку раз в 1 — 2 месяца.
Требуется регулярно проверять такие батареи, и ставить на подзарядку как только напряжение понизилось до 12 вольт, или ниже.
АКБ уже не восстановит свою прежнюю ёмкость, если напряжение просело ниже 11.5 вольт.
Практически все кальциевые АКБ являются необслуживаемыми.

Важно! Кальциевые аккумуляторы очень чувствительны к глубокой разрядке. Они не очень подходят для езды в городском режиме.

Выбор зарядного устройства

Для старых свинцовых аккумуляторов подойдет любое ЗУ. Для кальциевых батарей нужно иметь зарядное устройство с определёнными характеристиками.

Желательно, чтобы в нем вручную устанавливалисьпараметры тока.
Хорошо если устройство имеет режим десульфатации, проверки емкости и работоспособности аккумулятора.
У них должен программироваться алгоритм на определенные функции.
Крайне желательно наличие нескольких автоматических режимов зарядки.

Промышленность выпускает большое количество зарядных устройств. Если выбирать между импульсным устройством и трансформаторным, то импульсное предпочтительнее. Хотя трансформаторное более надежное.

Если обобщить, то зарядное устройство для кальциевого аккумулятора должно быть:

программируемое;
с автоматическими режимами;
с функцией десульфатации;
с режимом проверки работоспособности АКБ;
с показателем емкости, взятой аккумулятором.

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

На этом этапе заряд идет волнообразно до полного набора емкости:

Чтобы поддерживать заданный интервал, напряжение доводим до 13,1 вольта. По мере того, как заряд АКБ приблизится к 100%, периоды зарядки будут уменьшаться, а паузы станут увеличиваться. Если заряд идет всего несколько секунд, значит, батарея зарядилась.

Полезное видео

Подробный разбор методики заряда кальциевого аккумулятора:

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.

Важно! Не допускайте длительного простоя АКБ. Если она не работала полгода и более, сразу можно покупать новую.

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:

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

Очистка своими руками – дело крайне хлопотное и трудоемкое.

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.

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.

Заключение

В заключение хотелось бы отметить, что появление на рынке более современных аккумуляторов совсем не означают революцию в деле производства автомобильных АКБ. Они как были свинцово-кислотные в своей основе, так и остаются. Легирование пластин различными металлами придают им некоторую специфику, но не более того.

Поэтому и эксплуатация таких батарей, как правило, кардинально не отличается от того, что было ранее. Просто берегите свои аккумуляторы от глубоких разрядов, выкипания воды и механических повреждений. И чаще измеряйте напряжение на клеммах, особенно зимой и перед ее наступлением.

Особенности заряда кальциевых аккумуляторов

Что стоит знать о кальциевых аккумуляторах

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

Принцип действия, а также электрохимические реакции у кальциевых аккумулятором абсолютно идентичны традиционным свинцовым. Разница между ними — в наличии кальция, который в нормальных условиях не позволяет закипеть аккумулятору, а также способствует защите свинца от коррозии. (Под нормальными условиями подразумевается эксплуатация аккумулятора в автомобиле, где он заряжается под напряжением примерно в 14,4 — 15 В, и, соответственно, не закипает). Также, за счет добавления кальция, свинцовые пластины становятся более прочными, что положительно влияет на срок службы. Благодаря технологии Са/Са, стало возможным делать более тонкие пластины (относительно пластин в свинцовых аккумуляторах). За счет этого увеличились площади поверхностей пластин, что, в свою очередь повлияло на рост так называемых пусковых токов.

Итог: аккумуляторы изготовленные по технологии Са/Са и Pb/Cа рассчитаны на эксплуатацию в автомобилях с напряжением бортовой сети до 15 В. При этом аккумулятор нормально заряжается, не кипит, ток саморазряда ниже, по сравнению с традиционными АКБ.
Кипение аккумулятора и повреждение пластин происходит при более высоких напряжениях, которых на исправном автомобиле не возникает.
Из свойств кальциевых аккумуляторов следует вывод — они проще в обслуживании и дольше сохраняют заряд.

Как правильно заряжать аккумулятор Са/Са

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.

Преимущества кальциевых аккумуляторов

Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
Прекрасный вариант для начинающих автомобилистов. Как мы уже говорили, в большинстве случаев, автомобильный аккумулятор Са/Са является необслуживаемым. Что позволяет водителю не проводить дополнительные действия, такие как измерение уровня и плотности электролита.

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

Недостатки кальциевых АКБ.

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

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

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

Неправильно — «правильная» зарядка кальциевых АКБ

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

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

Подводя итоги

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

совместимость аккумулятора с Вашей моделью транспортного средства
условия и интенсивность эксплуатации

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