Типы аккумуляторов и их отличия друг от друга

Сравнительный анализ разных видов батарей

У автомобилистов иногда возникает вопрос, какой аккумулятор лучше для установки на авто – свинцово-кислотный, гелевый или AGM. У каждого из этих видов есть недостатки и преимущества, поэтому однозначно определить, какой лучше, невозможно.


Если вы владелец старого авто, вам нет смысла тратить деньги на дорогую покупку. Будет лучше для автомобиля «в возрасте» приобрести агрегат свинцово-кислотного типа. Он обойдётся недорого и будет добросовестно выполнять свою задачу при условии, что вы им правильно пользуетесь и обеспечиваете своевременную профилактику.

Если у вас современная модель авто, лучше выбрать либо гелевый, либо AGM. Какой лучше подойдёт для вашего авто – решать вам.

Преимущества AGM:

  • Герметичность конструкции и наличие клапанной регулировки, отсутствие опасности утечки кислоты и коррозии.
  • Безопасный режим работы – отсутствует опасность взрыва или выделения токсичных веществ.
  • Большая величина разряда.
  • Стабильность и устойчивость к воздействию низких температур.
  • Короткое время подзарядки.
  • Высокая устойчивость к вибрациям.

Схема AGM аккумулятора

Преимущества гелевой конструкции:

  • Электролит не вытекает.
  • Устойчивость к вибрации.
  • Долговечность и надёжность – электролит не разлагается, пластины не разрушаются через некоторое время эксплуатации.
  • Стабильность в диапазоне температур от -35С до +55С.
  • Разрешается кратковременный переразряд.
  • Долговечность – гелевые устройства служат в два раза дольше, чем другие.
  • Отсутствует испарение электролита.
  • Стабильность в условиях повышенной влажности.
  • Одинаково работает и в стартерном, и в крутящем режиме.

Теперь давайте поговорим о недостатках каждой конструкции – даже наилучшие изделия не обходятся без них.

Начнём с батарей AGM:

Малое количество электролита становится причиной крайней чувствительности к превышению лимита заряда.

У гелевых конструкций отмечают следующие минусы:

  • Нагрузочные характеристики гелевых конструкций ниже, чем у других видов.
  • Выдвигаются серьёзные требования к стабильности напряжения при подзарядке.

Если сравнивать количественно и качественно преимущества и недостатки этих конструкций, делаем вывод, что лучшая по характеристикам – это гелевая. Однако высокая стоимость гелевой группы делает её доступной далеко не для всех. Кроме того, когда стоит вопрос, что лучше выбрать для данного автомобиля, не всегда оптимальным вариантом будут самые лучшие батареи – иногда хватает просто хороших характеристик. Не покупайте за большие деньги самый лучший АКБ – приобретите конструкцию, которая станет полноценно выполнять свою задачу в заданных условиях.

Если составить сравнительный рейтинг конструкций по видам, он будет выглядеть следующим образом:

  • Гелевые конструкции – самые лучшие, однако и самые дорогие. Их цена для большинства служит препятствием. Поэтому, автомобилисты выбирают их как элемент тюнинга.
  • AGM-конструкции – они уступают по характеристикам гелевым, однако водители чаще выбирают их из-за доступной цены.
  • Свинцово-кислотные конструкции – это хорошие «рабочие лошадки», которые стоят дешевле гелевых и AGM, однако утрачивают востребованность из-за устаревшей конструкции и большого перечня недостатков.

Типы автомобильных аккумуляторов

С тем, что такое современные щелочные аккумуляторные батареи, мы разобрались, теперь узнаем, какие бывают разновидности.

В настоящее время автомобильный рынок предлагает потребителям несколько типов АКБ для транспортных средств:

  1. Обслуживаемые. Такие типы аккумуляторов глубокого разряда сегодня встречаются довольно редко, их очень сложно найти. Их невостребованность обусловлена определенными недостатками, в первую очередь — это то, что положительный заряд устройства постепенно переходит в отрицательный. Это способствует более глубокому и быстрому разряду. Помимо этого, при регулярной езде по суровым российским дорогам устройство очень трясет, в результате чего из него может понемногу выходить электролит. А такое действие также ведет к полному и глубокому разряду устройства. Тем не менее, несмотря на свои недостатки, современные обслуживаемые АКБ имеют и определенные преимущества. К примеру, их можно не только быстро разрядить, но и без проблем зарядить в домашних условиях.
  2. Необслуживаемые виды аккумуляторов для машин не обладают вышеуказанными недостатками. К таким устройствам относятся гелевые АКБ. Гелевые АКБ не нуждаются в доливке, поскольку в целом такая конструкция достаточно плотная, в ней исключается возможность просачивания. Поэтому необслуживаемые устройства можно устанавливать в любом положении, которое будет удобно автомобилисту, это ни коим образом не повлияет на его функциональность. Следует отметить, что существуют также АКБ типа AGM — в этих устройствах сгущение кислоты достигается благодаря применению стекловолокна. Необходимо учитывать, что данный тип батарей достаточно чувствительно относится к негативному влиянию сломавшегося оборудования, поэтому всегда нужно следить за его состоянием (автор видео — avtozvuk).

Помимо этого, следует выделить и другие виды батарей:

  1. Малосурьмянистые. В состав этих конструкций входят свинцовые пластины. Как показывает практика, такие батареи достаточно быстро разряжаются в результате того, что в них выкипает жидкость, которая находится в электролите.
  2. Гибридные АКБ. Гибридные аккумуляторы состоят из положительных пластин малосурьмянистых батарей, а также отрицательных свинцово-кальциевых пластин. Гибридные варианты сегодня являются одними из самых распространенных в автомобиле строении. Как показывает практика, гибридные батареи разряжаются значительно медленнее, то есть достичь глубокого разряда будет очень сложно.
  3. Кальциевые. Также довольно популярными являются кальциевые батареи. Кальциевые аккумуляторы состоят как из отрицательных, так и положительных пластин. На практике глубокий разряд кальциевых пластин на 70% меньше, по сравнению с малосурьмянистыми. Но следует отметить, что после глубокого разряда зарядить кальциевую батарею будет достаточно сложно.

Емкость свинцового АКБ

Это один из основных параметров АКБ. Определяет электроэнергию, которою возможно получить от максимально заряженной батареи, разряжая ее до напряжения, определенного изготовителем.

Показатели емкости выражаются произведением количества тока (в амперах) на временной интервал в часах. Номинально, автомобильная АКБ емкостью 60 Ah должна в течение часа разряжаться током в 60A при напряжении 12v.


Можно предположить, что при изменении силы тока длительность функционирования изменится пропорционально. То есть при токе в 120A время работы составит порядка 30 мин. Что не соответствует действительности, так как сила тока при разряде напрямую влияет на емкость свинцово кислотных аккумуляторов. Например, при стартерных нагрузках в 255A емкость уменьшается более чем в два раза и для батареи в 60 Ah составит всего 25Ah. Что касается малых токов (2,75A), здесь будет наблюдаться незначительный прирост (примерно +5 Ah).

Помимо силы разрядного тока, емкость свинцово кислотных АКБ зависит от следующих факторов:

  • Плотность электролита (процентное содержание серной кислоты). Более плотный электролит увеличивает емкость положительных электродов, но несколько снижает у отрицательных (особенно при низких температурах). К тому же ресурс положительных пластин сокращается из-за более интенсивных коррозионных процессов на их поверхности. Плотность электролита должна соответствовать совокупности требований, для которых создавалась конкретная батарея. Например, для автомобильных АКБ, работающих в условиях умеренного климата, оптимальной считается плотность 1,26–1,28 г/см3.
  • Пористость рабочей поверхности пластин. Повышенная пористость позволяет увеличить фактическую площадь электрода, участвующую в электрохимической реакции и, как следствие – повысить емкость. Однако у этого показателя тоже есть свои ограничения (46% — 60%), так как чрезмерная пористость ускоряет деструкцию покрытия, что приводит к преждевременному выходу батареи из строя.
  • Толщина пластин электрода. Более толстые электроды положительно влияют на емкость только при низких разрядных токах. При стартерных нагрузках внутренние элементы активной массы пластин не успевают среагировать с электролитом. Это в значительной степени уменьшает разницу между батареями с различной толщиной электрода и одинаковой активной площадью.

Корпус и крышка

Основа работы любой АКБ заключена в электролите, частью которого является серная кислота, хоть и разбавленная. Стало быть, и материалы должны быть соответствующими. То есть корпус и крышка изготавливаются из того сырья, который нейтрален по отношению к воздействию электролита.

В частности для изготовления современных источников могут применяться такие материалы:

  • Пропилен — обладает стойкостью к кислоте, не проводит ток.
  • Вулканизированный каучук или эбонит — этому материалу характерны такие качества, как высокая прочность на растяжение, упругость, хрупкость (ниже стекла). Обычно из такого материала делаются переносные корпуса.
  • Кислотоупорные пластмассы — оптимальный вариант.
  • Металл — в редких случаях все выглядит как металлический бак с резиновым чехлом.
  • Термопласт — его особенность в том, что при нагревании он размягчается, а охлаждаясь, переходят в твердое состояние.

Крышка изготавливается из того же материала что и корпус. Для соединения этих деталей воедино используется мастика.

Электроды

Они выполнены из свинца, причем не только положительные, но и отрицательные, хоть с небольшим отличием:

  • катод — пористый или губчатый свинец;
  • анод — диоксид свинца.

В целях повышения эффективности и срока службы свинцовые пластины легируются кальцием.

Изоляция

В пространство между токопроводящими пластинами помещены сепараторы. Для изготовления этого микропористого изоляционного слоя используется эбонит или ревертекс. Оба варианта производятся из каучука и внешне имеют сходство с резиной.

Функция сепараторов заключается в том, что изолировать положительные и отрицательные пластины между собой. Тем самым исключается их короткое замыкание друг на друга. Не будь их, это бы произошло, в результате вибраций силового агрегата. А без них просто не обойтись, так как это обусловлено спецификой работы двигателя.

Исходом короткого замыкания является выход из строя бортового компьютера, а также прочего электрооборудования и то в лучше случае. Нельзя исключать риска возгорания машины. К тому же огонь по автомобилю распространяется очень быстро.

Клеммы

Сами контакты изготовлены тоже из свинца. Именно они обеспечивают связь с электрической бортовой сетью транспортного средства. При этом существуют самые разные вариации (в скобках указан стандарт):

  • Исходя из размеров:
    • Тип A: диаметр положительной клеммы — 19,5 мм, отрицательной — 17,8 мм. (европейский).
    • Тип B: размеры плюсового контакта — 12,7 мм, минусового — 11,1 мм (азиатский).
  • По конструкции:
    • Винтовые — тип E — европейский стандарт, F — американский стандарт.
    • Под болт — тип G — американский стандарт, T — российский стандарт.

Также можно встретить другие типы — C, D, H, которые отличаются друг от друга формой исполнения. Клеммы типа A и B имеют коническую форму, причем у АКБ для отечественных автомобилей плюсовой контакт заметно больше минусового. Это не позволит сбиться в случае чего, надо только запомнить. Тип «под болт» рассчитан на грузовой транспорт.

Перемычки

Соединительные перемычки тоже свинцовые, поскольку их задача кроется в объединении банок в один блок. В итоге получается общая конструкция, которые выдает необходимые 12 вольт.

Электролит

Это раствор, состоящий следующих компонентов:

  • серная кислота — 35%;
  • дистиллированная вода — 65%.

В этой жидкости электрический ток свободной перетекает от отрицательных пластин к положительным. На рынке можно найти более дорогие изделия, где электролит выглядит как гель, что исключает его испарение и растекание. В связи с этим, такой вариант считается необслуживаемыми.

Полезное дополнение

Внутри работающего источника электрической энергии протекают химические процессы с образованием газа. В целях снижения его пагубного влияния ряд производителей делает в корпусах газоотвод. При этом отвод выполняется в определенную сторону, исходя из конкретного типа изделия, и его расположения.

Назначение аккумуляторных батарей

Автомобильная аккумуляторная батарея выступает как источником электрического тока, необходимого для пуска двигателя, так и резервным источником питания, в случае, если энергии, вырабатываемой генератором, оказывается мало для электроснабжения авто. Аккумуляторная батарея действует как стабилизатор напряжения, так как она выполняет роль накопителя электроэнергии, отдающего во время пуска двигателя за короткое время большой ток, и пополняемого постепенно генератором автомобиля в процессе подзарядки.

В каких сферах используется

Аккумуляторные батареи используются как дополнительный или основной источник питания. Надежность, простота в использовании позволяет применять батареи в различных областях:

  • автомобильная промышленность;
  • освещение в аварийном состоянии;
  • переносное электрооборудование;
  • медицинское оборудование;
  • игрушки;
  • сигнализация в разных сферах применения;
  • телекоммуникационное оборудование.

Применение батареи в игрушках

Роль акб в работе приборов не оспорима. Применение источника энергии практически во всех отраслях доказывает значимость и необходимость знаний о внутреннем содержимом батарей. С использованием в автомобилях широкого разнообразия электроприборов, кондиционеров, мультимедийных центров, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка энергией поступает от АКБ, который кроме этого выполняет основную функцию, обеспечивает электроэнергией стартер двигателя. Водителю необходимо знать, как устроен аккумулятор, чтобы выявить сбои в работе источника энергии, назначение аккумулятора, чтобы правильно использовать ресурс, подобрать батарею к условиям эксплуатации и автомобилю. О способах и рекомендациях как проверить аккумулятор читай тут.

Области применения литиевых аккумуляторов. Основные производители литиевых аккумуляторов

Применение. Литий-ионные аккумуляторы широко применяется как в общегражданской технике, так и в изделиях специального назначения. Наибольшее количество аккумуляторов используется в сотовых телефонах. Так, по данным на 2000 г. 67 % всех литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов было предназначено для сотовых телефонов, 24 % — для портативных персональных компьютеров (ноутбуков) и 9 % приходилось на все остальные области применения. Годовое производство литий-ионных аккумуляторов для сотовых телефонов в 2000—2005 гг. приблизительно будет равно 250— 400 млн штук. Хотя для питания сотовых телефонов наряду с литий-ионными широко используются также никель-металлогидридные аккумуляторы, доля первых значительно возрастает. Уже сейчас около 98 % всех мобильных телефонов, производимых в Японии, оснащены литий-ионными аккумуляторами. Из других портативных устройств, в которых используются литиевые и литий-ионные аккумуляторы, следует назвать портативные радиостанции (хотя их рынок несравненно меньше рынка сотовых телефонов), ноутбуки, электронные записные книжки, видеокамеры, фотоаппараты, в частности цифровые, и т.п. Литий-ионные аккумуляторы все шире используется в промышленных товарах, в том числе, в автомобилях, где они входят в состав гибридных энергетических установок, а также обеспечивают энергоснабжение многочисленных систем автомобиля. Литий-ионные аккумуляторы используются на железнодорожном, водном и воздушном транспорте, в космической и военной технике. В связи с широким распространением литиевых аккумуляторов весьма серьезную проблему представляет их утилизация. Сами по себе аккумуляторы представляют определенную экологическую опасность. Проблема их утилизации до сих пор не решена окончательно, хотя уже разработаны технологии извлечения и вторичного использования лития, литиевых солей и органических растворителей.


Основные производители

Основное производство литий-ионных аккумуляторов сосредоточено в настоящее время в Японии. По данным на 2000 г. объем производства (в стоимостном выражении) литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов распределялся следующим образом: Sanyo — 27 %; Sony — 19 %; Matsushita — 18 %; Melcotec — 13 %; Toshiba — 10 %; остальные — 13 %.

В последние годы, однако, серьезную конкуренцию японским производителям могут составить многочисленные китайские компании («Лишен», «Шен-Жен Олип», «Руфер», «HYB Бэттери», «BYD Бэттери», «Пауэр Тек Интернешнл», «Аллитек», «Ухань Лизинь Пауэр Соурсез», «Пасифик Энержитек» и др.), а также солидные производители в ФРГ (Varta), Франции (SAFT), США (Eagle-Picher, Eveready Battery, Energizer Power Systems, Rayovac, Bellcore, Yardnay и др.), Канаде (Moli Energy).

В России основным производителем и дистрибьютором промышленных аккумуляторов является компания ССК, которая производит качественные промышленные аккумуляторы

Различие номинальной и реальной емкости аккумулятора

Электрическая емкость аккумуляторной батареи состоит из номинальной и реальной.

Номинальная электрическая емкость — это то количество энергии, которым батарея теоретически должна обладать в заряженном состоянии.

Данный параметр аналогичен емкости, например, стакана. Так же как в стандартный граненый стакан можно налить 200 мл воды, так и в батарею можно «закачать» лишь вполне определенное количество энергии. Но определяется это количество энергии не в момент заряда, а при обратном процессе (при разряде батареи) постоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента достижения заданного порогового напряжения.

Измеряется емкость в ампер-часах (А/ч или мА/ч) и обозначается буквой С. Значение номинальной емкости батареи, как правило, зашифровано в ее обозначении.

Реальное значение емкости новой батареи на момент ввода ее в эксплуатацию колеблется от 80 до 110% номинального значения и зависит от фирмы-изготовителя, условий и срока хранения, а также от технологии ввода в эксплуатацию. Нижний предел (80%) обычно рассматривается как минимально допустимое значение для новой батареи.

Теоретически батарея, например, номинальной емкостью 1000 мА/ч может отдавать ток 1000 мА в течение 1 ч, 100 мА — в течение 10 ч, или 10 мА — в течение 100 ч.

Практически же при высоком токе разряда номинальная емкость не достигается, а при низком токе — превышается. В процессе эксплуатации емкость батареи уменьшается. Скорость уменьшения зависит от типа батареи, технологии обслуживания в процессе работы, используемых зарядных устройств, условий и длительности эксплуатации.

Внутреннее сопротивление батареи определяет ее способность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внутреннего сопротивления батарея способна отдать в нагрузку больший пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на ее выводах), а значит, и большую пиковую мощность, в то время как высокое значение сопротивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах батареи при резком увеличении тока нагрузки. Это приводит к тому, что внешне хороший аккумулятор не может полностью отдать запасенную в нем энергию в нагрузку.

Правильная эксплуатация АКБ

Обслуживание и уход за аккумулятором

Проводите регулярный внешний осмотр. Это позволить вовремя обнаруживать появившиеся изъяны в следствие эксплуатации (особенно в зимнее и летнее время). Серьезно относитесь к мерам безопасности при «прикуривании». Подключайте провода к клеммам в строго определенной последовательности: cразу «минуc», потом «плюс», а снимать стоит в обратном порядке. Так же оставлять включенное зажигание на «доноре» не рекомендуется, ведь такая ошибка может повлечь за собой выход из строя электрики. Нужно следить за состоянием электрооборудования. Какая либо неисправность генератора, реле или других узлов, стоящих в цепи с аккумулятором, может приводить к разряду.

Критическое просаживание АКБ сокращает строк службы. Старайтесь не оставлять на длительное время свет в салоне, включенные фары или пользоваться другим электрооборудованием при не работающем двигателе!

Хорошо закрепляйте батарею, чтобы вовремя движения по неровностям дорожного покрытия тряска не повредила аккумулятор. Клеммы АКБ и корпус должны быть всегда чистыми

С особым вниманием отнеситесь к появлению окиси. Онa поможет свидетельствовать o недостаточно хорошем контакте клемм. При запуске двигателя не крутите стартером белее 20-30 ceк

за раз.

Периодически производите зарядку устройством, даже если видимы причин на то нет. Поскольку как правило, в городском режиме, автомобилем пользуются на коротких дистанциях, и малых оборотов, при таких кратких поездках, недостаточно чтобы восстановить емкость АКБ от генератора.

Как устроена АКБ?

Выше мы коротко рассмотрели, что такое и для чего нужна АКБ — это устройство для запасания и отдачи электричества, пока мотор не работает. Далее познакомимся с устройством аккумуляторных батарей.

Конструктивно батарея представляет собой несколько блоков электродов, имеющих разный электрический потенциал. Электроды помещены в герметичную емкость с жидким электролитом. В зависимости от необходимой силы тока и напряжения, этих блоков может быть несколько. В стандартном автомобильном аккумуляторе для легковых машин этих блоков 6 – по 2 Вольта в каждом. В грузовых аккумуляторах 12 блоков-ячеек.

Виды и типы автомобильных аккумуляторов

Традиционная аккумуляторная батарея со свинцовыми пластинами и раствором серной кислоты в качестве электролита относится к классу свинцово-кислотных или WET («мокрых» в зарубежной терминологии) аккумуляторов. В автомобилях такой тип аккумуляторов используется давно и пережил уже несколько этапов эволюции, связанных с трудоёмкостью технического обслуживания.


Дело в том, что в процессе циклов заряда и разряда происходит образование дополнительного количества воды, которая испаряясь, меняет плотность электролита. Кроме того химическая реакция в электролите сопровождается не только образованием сульфата свинца и воды, но и выделением газов (водорода и кислорода) и образованием паров самого электролита.

Особенно активно процесс газообразования происходит во время интенсивной езды и заряда аккумулятора большими токами – тогда говорят что АКБ «кипит».

Испарение части электролита не только меняет плотность, но и оголяет верхнюю часть пластин, ухудшая эффективность работы аккумулятора и его долговечность. Вот почему ещё в недалёком прошлом свинцово-кислотные аккумуляторы помимо контроля над уровнем заряда требовали постоянной проверки плотности и уровня электролита, а периодическое обслуживание являлось неотъемлемой частью эксплуатации.

Помимо сульфатации и испарения электролита у аккумуляторов этого типа материал пластин взаимодействует с водой, образуя окислы свинца – источники коррозии и постепенного разрушения пластин.

Совершенствование аккумуляторов предусматривало в первую очередь снижение отрицательного эффекта от этих трёх факторов, а основные пути решения проблем – в применении новых материалов.

Так, использование сурьмы для увеличения долговечности пластин было известно давно. Современные технологии позволили уменьшить процентное содержание этого элемента и за счёт этого добиться заметного снижения интенсивности «кипения». Время на обслуживание батарей значительно сокращается, и их уже называют малообслуживаемыми.

Следующий шаг к совершенствованию автомобильных аккумуляторов – использование в свинцовом сплаве кальция – позволил еще больше снизить интенсивность газообразования и повысить напряжение саморазряда. Теперь аккумуляторы можно было дольше хранить в разряженном состоянии, а процесс выкипания электролита стал играть настолько несущественную роль, что аккумуляторы перешли в класс необслуживаемые (хотя это не совсем так: зарядка АКБ – это одна из операций обслуживания).

«Необслуживаемые» аккумуляторы для легковых автомобилей уже почти не выпускаются. А вот «малообслуживаемые» (иногда их причисляют к «необслуживаемым») вполне разумно использовать на тех машинах (особенно с пробегом), в которых бортовая сеть нестабильна: эти АКБ устойчивы к перепадам нагрузки.

Промежуточное положение между малосурьмянистыми и кальциевыми аккумуляторами занимают гибридные АКБ. В них пластины положительных электродов выполняют с малым содержанием сурьмы, а отрицательные содержат кальций. Такое решение позволяет сочетать в какой-то степени достоинства обоих вариантов, но, увы, и недостатки тоже. Дело в том, что «кальциевые» аккумуляторы как раз чувствительны к перепадам бортовой сети.

Следующими важными шагами в совершенствовании автомобильных аккумуляторов стали конструкторско-технологические решения, обеспечившие переход электролита из жидкого состояния в гелеобразное. Аккумуляторы, изготовленные по технологии, предусматривающей в качестве электролита гель, а не жидкость стали называть гелевыми.

Применение геля позволило решить сразу несколько задач:

  • безопасности – раствор серной кислоты чрезвычайно опасен и для человека и для окружающей среды, а вероятность утечек существует всегда;
  • ориентации – гелеобразное состояние позволяет эксплуатировать аккумулятор под любым наклоном линии горизонта – электролит в нём надёжно зафиксирован;
  • вибростойкости – гелиевому наполнителю не страшна тряска на ухабах – он закреплён по отношению к электродным пластинам, исключается вероятность оголения части поверхности электрода.

Одной из разновидностей гелевых (хотя по этому поводу идут терминологические споры) стали AGM аккумуляторы (AGM – аббревиатура Absorbent Glass Mat – абсорбирующий стекломатериал), названные так по соответствующей технологии. Особенность AGM в том, что между пластинами находится специальный пористый материал, удерживающий электролит и дополнительно предохраняющий пластины от осыпания.

Аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется загущённая до консистенции геля жидкость, в легковых автомобилях не применяются.

Что такое АКБ

Аккумулятор – важнейший компонент электрооборудования автомобиля. Он служит для обеспечения запуска двигателя. Кроме этого аккумулятор является поставщиком электрической энергии в бортовую сеть автомобиля.

Как правило, аккумулятор состоит из корпуса, который разделен перегородками на ячейки. В этих ячейках, их еще называют банками, находятся несколько соединенных между собой специальных блоков. 12-вольтовый автомобильный аккумулятор имеет 6 таких ячеек. Каждый из этих блоков содержит набор положительных и отрицательных электродов. Между разнополюсными электродами, состоящими из свинцовых решеток, обмазанных активным веществом, устанавливаются сепараторы, изготовленные из не проводящего ток материала. При приведении аккумулятора в рабочее состояние вовнутрь банок наливают электролит (смесь серной кислоты и воды), после чего его заряжают с помощью специального зарядного устройства. В процессе заряда повышается плотность электролита, внутри аккумулятора происходят определенные химические реакции, в результате которых происходит накопление энергии. 

Принцип действия аккумуляторной батареи Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде.

Энергия возникает в результате окисления свинца серной кислотой до сульфата. Электрод из оксида свинца мог бы быть графитовым с выделением водорода. Оксид свинца нужен только, чтобы предотвратить выделение водорода на электроде. Водород реагирует с кислородом оксида и образует воду, восстанавливая оксид до металла и возможно дает дополнительный выход энергии из-за окисления водорода.

Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном. В итоге получается, что при разряде аккумулятора расходуется серная кислота с одновременным образованием воды (и плотность электролита падает), а при заряде, наоборот, вода «расходуется» на образование серной кислоты (плотность электролита растёт). В конце заряда, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При заряде не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо её долить. 

Как работает аккумулятор?

Автомобильная аккумуляторная батарея работает следующим образом. Внутри герметичного корпуса находятся электролит и две пластины-электрода. В качестве электролита используют раствор дистиллированной воды с серной кислотой. В качестве активных веществ выступают двуокись свинца и губчатый свинец. В процессе подключения тока к клеммам батареи, происходит химическая реакция и эти вещества выделяются.

Принцип действия в двойном преобразовании. Вначале при помощи зарядного устройства электричество преобразуется в химическую реакцию с выделением двуокиси свинца и пористого свинца. Затем при разряде уже химическая энергия будет преобразована в электрический ток. АКБ – это не самостоятельный источник электричества. Он может только накопить определенную порцию энергию и затем преобразовать ее в электрический ток.

В процессе воздействия на контакты аккумулятора тока, кислота распадается на водород и кислород. После соединения двух веществ образуется вода. Свинец соединится с тем, что осталось после распада кислоты и в результате реакции образуется сернокислый свинец. Это принцип работы классической свинцово-кислотной батареи. АКБ – это расшифровка аккумуляторной батареи. Существуют и другие виды. Об этом расскажем ниже.

Как работает аккумуляторная батарейка, её отличие от обычной

Итак, мы рассмотрели классические «пальчиковые» и «мизинчиковые» элементы питания и знаем, что срок службы большинства из них строго ограничен (что бы там ни говорили именитые производители). Но как же быть с так называемыми АКБ – элементами питания аккумуляторного типа, способными не только расходовать энергию в процессе реакции, но и накапливать её и сохранять в течение долгого времени?

Для того чтобы понять принцип работы АКБ, необходимо обратиться к химии. В качестве примера возьмём… Обычный костёр на углях. Как бы красиво и завораживающе ни выглядело пламя, любой химик, наблюдая его, знает, что данный процесс представляет собой всего лишь длительную реакцию окисления топлива. Горящий уголь взаимодействует с кислородом и в качестве результата такой реакции мы получаем:

  • углекислый газ;
  • свет;
  • тепло.

И если последние два пункта способны согреть душу и тело, то вот как-либо использовать углекислый газ мы не можем, ведь это побочный продукт реакции, являющийся, по сути, её отходом. Реакция окисления прекращается тогда, когда заканчиваются исходные элементы: кислород и уголь. Остановка реакции в батарейке происходит точно так же, когда исходные вещества полностью себя исчерпывают и остаются только «отходы».

В АКБ, подключенной к сети, реакция протекает в обратном направлении, и ток идёт от «плюса» к «минусу», а не наоборот. Как результат – продукт реакции образует исходные вещества, а хозяин АКБ получает доступную «восстановленную» энергию в портативном формате. Вот и всё!


С этим читают