Правда об аккумуляторах
Небольшое вступление:
Автомобильный аккумулятор (стартерная аккумуляторная батарея) – химический источник тока. Электрический ток в батарее вырабатывается за счет взаимодействия электролита и активной массы электродов, нанесенной на решетку (токоотвод). Основным компонентом активной массы положительного электрода является диоксид свинца, отрицательного – губчатый свинец. В момент разряда, серная кислота взаимодействует с соединениями свинца, входящими в состав активной массы, в результате чего на поверхности и внутренних слоях обоих электродов образуется сульфат свинца (этот процесс называется сульфатацией). При заряде батареи, происходит обратная реакция – под действием электрического тока серная кислота выделяется в электролит в результате превращения сульфата свинца в активную массу, и на электродах вновь образуются диоксид свинца и губчатый свинец. Срок службы аккумулятора определяется многими факторами: коррозией положительных электродов, оплыванием активной массы, оголением электродов в результате снижения уровня электролита, загрязнением электролита различными примесями, замерзанием электролита в результате хранения батареи в разряженном состоянии, сульфатацией электродов по причине постоянной эксплуатации батареи в не полностью заряженном состоянии, коротким замыканием между электродами и др.Понятия «гарантийный срок» и «срок службы» аккумулятора разные.
«Гарантийный срок» ввели производители батарей. Он начинает исчисляться с даты производства АКБ. Это срок, в течение которого производитель гарантирует безотказную работу батареи при соблюдении требований руководства по эксплуатации. В течение этого срока не требуется доливка дистиллированной воды в электролит, достаточно заводского запаса. Теоретически, при исправной работе электрооборудования автомобиля, при мягком климате, при достаточном ежедневном пробеге автомобиля (когда батарея успевает полностью зарядиться от генератора), в течение гарантийного срока можно забыть про обслуживание аккумуляторной батареи (за исключением содержания ее в чистом виде). Но на практике эти факторы совпадают редко.
Покупатели неверно расценивают это понятие и обычно считают, что если в течение гарантийного срока с батареей случилась какая-либо проблема, батарею можно вернуть по гарантии. Это не так! Заводская гарантия распространяется только на заводские дефекты, которые обычно всплывают в первые несколько месяцев эксплуатации. Если у вас аккумуляторная батарея проработала 1,5 года, и начались проблемы, в первую очередь ищите причину в автомобиле и в корректности эксплуатации АКБ.
«Срок службы» - это расчетное понятие, означает, сколько в принципе будет работать аккумулятор при идеальных условиях эксплуатации без нарушений требований руководства по эксплуатации. Срок службы аккумулятора, в первую очередь, ограничен износом электродов, который зависит от условий эксплуатации АКБ, а только затем от особенностей технологии производства. При нормальных условиях эксплуатации расчетный срок службы свинцово-кальциевых аккумуляторов (произведенных по кальциевой технологии) для легковых автомобилей – в среднем 5-6 лет. У нас есть подтверждённые факты, когда наши аккумуляторы работали 8-10 лет. Для грузовых автомобилей, как правило, применяют гибридные или малосурьмянистые батареи, в связи с более жесткими условиями эксплуатации. Срок службы таких батарей составляет в среднем до 4 лет. Аналитические агентства при расчете емкости рынка берут средний срок службы – 3 -3,5 года.
Почему гарантийный срок исчисляется с даты производства, а не с даты продажи?
Напомним, что аккумулятор – химический источник тока, а значит, химические и электрохимические реакции в нем протекают непрерывно, с момента схода батареи с конвейера. С повышением температуры окружающей среды при хранении и эксплуатации скорость химических и электрохимических процессов (а значит, и саморазряд, и износ) возрастает, с понижением температур – падает.От чего зависит срок службы аккумулятора.
Срок службы аккумулятора определяется многими факторами: коррозией положительных электродов, оплыванием активной массы, оголением электродов в результате снижения уровня электролита, загрязнением электролита различными примесями, замерзанием электролита в результате хранения батареи в разряженном состоянии, сульфатацией электродов по причине постоянной эксплуатации батареи в не полностью заряженном состоянии, коротким замыканием между электродами и др.Процедура «прикуривания» потенциально опасна.
Основная опасность процедуры «прикуривания» состоит в том, что современные автомобили оснащены большим количество электроники, которая может выйти из строя из-за скачков напряжения и тока в цепи. Но даже если прикуривать старый автомобиль, при некорректном выполнении прикуривания можно навредить и одной, и другой аккумуляторной батарее, проводке автомобиля, а иногда даже вызвать взрыв, сопровождающийся разбрызгиванием опасного электролита (серной кислоты). Более подробные рекомендации по ссылкеТоки, указываемые на этикетке, являются потенциалом аккумулятора.
У свежих только что сошедших с конвейера батарей пусковые токи имеют почти максимальное значение. После установки батареи на автомобиль и выполнении серии чередующихся разрядов-зарядов (разрядов при запуске двигателя и зарядов от генератора при движении), будет происходить разрабатывание активной массы электродов, что может увеличить емкость и ток холодной прокрутки в среднем на 5%. Если же батарея не используется по назначению, а хранится в магазине или на складе, то начинается неизбежный процесс саморазряда (у кальциевых батарей он минимальный, у гибридных и малосурьмяных выше). В результате величины тока, емкости и напряжения понижается. Причем, чем выше температура окружающей среды, в которой хранится батарея, тем выше скорость саморазряда. В процессе эксплуатации батареи электроды постепенно изнашиваются (происходит деградация активной массы и коррозия решеток), что сопровождается ростом внутреннего сопротивления в несколько раз, и батарея уже не выдает указанные на этикетке токи. То есть, в большинстве случаев на этикетках указан ток, который выдаст новая аккумуляторная батарея при 100%-ной степени заряженности и температуре не ниже -18 градусов Цельсия.
На этикетке «Форса» указаны токи, соответствующие 80-85%-ной степени заряженности батареи, т.е. в полностью заряженном состоянии фактическое значение тока холодной прокрутки выше величины, указанной на этикетке.
Конструкция аккумуляторов принципиально не менялась с 19 века
Считается, что первая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея была создана в 1860 г. Гастоном Планте. Аккумуляторы такой батареи состояли из свинцовых листов, наложенных один на другой с прокладкой из грубого поролона. Эти листы сворачивались спиралью, к каждому из них припаивалась свинцовая лента для подвода тока. Такие блоки были погружены в разбавленный раствор серной кислоты. В 1880 г. ученик Планте Фор запатентовал изготовление электродов свинцового аккумулятора путем нанесения на свинцовые листы пасты, приготовленной из окислов свинца и серной кислоты. Сейчас свинцово-кислотные стартерные аккумуляторы имеют схожую конструкцию: блок электродов состоит из положительных и отрицательных электродов, изготовленных методом пастирования, и помещен в ячейку моноблока, заполненную сернокислым электролитом. Между электродами находится сепаратор из диэлектрического материала. Основным веществом положительного электрода является диоксид свинца, а отрицательного – губчатый свинец, как и во времена Планте. Однако усилиями многих ученых с 19 века удалось существенно повысить коэффициент полезного действия электродов свинцового аккумулятора за счет применения высокоэффективных добавок для свинцовой пасты, разработки специальных сплавов свинца и конструкции решетки, а также применения высокопористых, устойчивых к окислению сепараторов.Глазок-индикатор не врет только в течение первого года эксплуатации АКБ.
Работа глазка-индикатора основана на разнице плотности цветного поплавка и плотности электролита. Но уже через 1-1,5 года показаниям «глазка» нельзя доверять, так как: плотность электролита может увеличиться по следующим причинам:
- на поплавок могут налипнуть микрочастицы активной массы, которые уносятся образующимися при работе батареи газами,
- большинство производителей батарей используют в технологическом процессе специальную пастирующую бумагу, которая под действием серной кислоты постепенно разрушается и затем остается в электролите в виде мелких взвешенных частиц, способных также нарушать работу поплавка,
- постепенно при работе аккумуляторной батареи происходит стратификация электролита – расслоение, в результате чего в верхней части батареи остается электролит с меньшей плотностью, а в нижней части – с большей,
- при понижении температуры окружающей среды в зимний период плотность электролита, как и любой жидкости будет увеличиваться, а в летний период – наоборот, уменьшаться. При оценке плотности электролита принято приводить ее значение к 25°С, поплавок не способен выполнять эту операцию, поэтому при температурах отличных от 25°С будет показывать не совсем корректное значение,
- при работе аккумуляторной батареи в результате электролиза происходит разложение воды с выделением кислорода и водорода, что приводит к постепенному снижению уровня электролита. Через определенный период времени уровень электролита становится слишком низким для работы поплавка, хотя при этом остается нормальным для функционирования батареи.