Свинцево-кислотні акумулятори - «класика», ось вже більше 150 років функціонує майже в усіх легкових, а також вантажних транспортних засобах. Принцип, з одного боку, досить простий, а з іншого - навпаки. У чистій теорії електрику виникає за допомогою перетворення оксиду свинцю (PbO2) в сульфат свинцю (PbSO4). При даній реакції виділяється 2 електрона: вони і дають електрику. Але це лише чиста теорія: в реальності ж автомобільні батареї розроблялися і модернізувалися суто експериментально. Тільки в 60-і роки було з'ясовано, що замість однієї хімічної реакції в них в один і той же момент може протікати 60 і більше різних взаємодій хімічних речовин.
Зарядка-розрядка і сульфатация
У той момент, коли ми заводимо автомобіль або слухаємо в салоні музику, взаємодія кислоти та оксиду свинцю стає причиною появи сульфатів - тонких кристалів з солі свинцю. При зарядці спостерігається протилежний процес: кристалики сульфату «розчиняються» в кислоту, осідають на електродах акумулятора у вигляді оксиду свинцю, на аноді, в свою чергу окислюється свинець, і, нарешті, на катоді він відновлюється.
Зазвичай в батареях, які найчастіше використовуються в нормальному режимі, частина ємності йде на формування кристалів фосфату в невеликі голочки, які при зарядці цілком розчиняються. В окремих випадках цей процес не відбувається: сульфати осідають на електродах в формі щільних «шматків», нерозчинних в стандартному режимі зарядки. Це і є сульфатация батареї.
Ємність акумулятора прямо пропорційна площі свинцю на пластинах: чим більше металу омивається кислотою, тим більшою електричної ємністю має акумулятор. І саме через сульфатации акумулятор поступово втрачає свою ємність.
Як боротися з сульфатація і що робити з повністю сів акумулятором?
Майже всім власникам автотранспорту відомо, що акумулятор ніколи не можна піддавати повній розрядці. Це пов'язано з тим, що в цьому випадку акумулятор, що володіє напругою в звичайні 8-9В після цієї "процедури" ніколи не буде мати своєї початкової ємності. Це пов'язано з явищем сульфатации: акумуляторні пластини мають форму драбинки, для максимальної площі, що омивається кислотою. При глибокої розрядки на цій «драбинці» з'являється осад з сульфату. В результаті окрема пластина ризикує опинитися повністю ізольованою від кислоти, і ніякі умови зарядки, навіть найсприятливіші, не зможуть розчинити плівку сульфату.
Як приклад відновлення наведемо алгоритм роботи зарядних пристроїв марки CTEK, визнаних на сьогоднішній момент найбільш високотехнологічними. Прості зарядні пристрої заряджають акумулятор невисокою силою струму, близько 1-2А, що є постійною. Такого струму досить для забезпечення зарядки технічно справного акумулятора, для пластин ж, покритих щільним шаром сульфату, такої сили струму мало. Тому СТЕК починає процес зарядки сіли акумуляторів з «імпульсного» режиму відновлення: короткими імпульсами з силою струму до 5 А з поверхні пластин «збивається» сульфат. Цією сили струму досить, щоб розчинити сульфат, а імпульсні режим не дає відбуватися гідролізу води, який може бути небезпечний при зарядці акумуляторних батарей більш високими струмами.
Після закінчення режиму відновлення пристрій СТЕК починає м'яку зарядку. У цей момент сила струму залишається постійною, в той час, як напруга плавно зростає. За 6 годин м'якою зарядки акумулятор, в ідеалі, повинен набрати мінімум 10,5, інакше йому вже навряд чи вийде допомогти, і пристрій вимушено відключається, переходячи в такий режим, як «несправність». У разі, якщо акумулятор проходить це випало йому випробування, починається процес основний зарядки, що відбувається при вже постійній напрузі і плавно знижується силі струму. Далі, після завершення зарядки, пристрій знову переходить в імпульсний режим: на клеми подаються імпульси до 5А. Раз в приблизно 10 хвилин пристрій заміряє напругу на акумуляторних клемах, і, якщо воно падає в порівнянні з цифрою після процесу основний зарядки, знову подається короткий імпульс. Описаний режим підтримує потрібну ємність, плюс додатково очищає пластини акумулятора від залишків сульфатів, що не пішли на попередніх етапах зарядки. Так, на докладному прикладі пристрою СТЕК, повинна виглядати зарядка звичайного акумулятора від «сів» до повністю зарядженого стану.
Сульфатація зазвичай відбувається в разі повної розрядки акумулятора, особливо це проявляється в зимовий час. Одна єдина некоректно проведена процедура зарядки може привести акумулятор в непридатний стан. Правильна і грамотна зарядка, навпаки, дозволяє повернути навіть досить старому акумулятора ємність, яка буде близька до первісної.
Матеріал статті надано сайтом СТЕК.ru.