Схема для восстановления автомобильного аккумулятора

Что такое сульфатация и десульфатация АКБ

Несмотря на то, что сегодня существует много химических батарей, и новые типы становятся коммерчески жизнеспособными с течением времени, есть свинцово-кислотные, AGM и гелевые типы. Типичная свинцово-кислотная батарея имеет два типа пластин: один из свинца и один из диоксида свинца, оба контактируют с сернокислотным электролитом в виде жидкости, поглощенной матом (AGM), или геля.


Пластина из диоксида свинца (PbO 2 ) реагирует с электролитом серной кислоты (H 2 SO 4 ) с образованием ионов водорода и ионов кислорода (которые образуют воду) и сульфата свинца (PbSO 4).). Свинцовая пластина реагирует с электролитом (серная кислота) и оставляет сульфат свинца (PbSO 4 ) и свободный электрон.

Разряд батареи (позволяющий электронам покинуть батарею) приводит к накоплению сульфата свинца на пластинах и растворению кислоты в воде. Удельный вес электролита, измеренный с помощью ареометра в затопленных батареях, указывает на его относительный заряд (прочность) или уровень разбавления (разряд). Обратимость этой реакции объясняет пользу свинцово-кислотной батареи.

Для чего необходима десульфатация

Зарядка аккумулятора полностью изменяет процесс, описанный выше, и включает в себя воздействие на аккумулятор напряжений, превышающих его существующее напряжение. Чем выше напряжение, тем выше скорость зарядки, с учетом некоторых ограничений. Следует учитывать необходимость выделения газа, и настоящие гелевые батареи имеют более низкое пиковое зарядное напряжение, поскольку в геле могут образовываться пузырьки, которые не рассеиваются и приводят к повреждению батареи и вызывают процесс, который называется сульфатация АКБ.

Подробнее об этом в руководстве по зарядке. Кристаллы сульфата свинца разрушаются (более или менее успешно) в цикле зарядки. Иногда некоторые кристаллы остаются, или иногда батарея остается частично разряженной, где кристаллы сульфата свинца затвердевают, и уменьшают емкость заряжаемой батареи. Вот что такое десульфатация АКБ.

Сульфатация пластин аккумулятора – как устранить?

Итак, главная беда свинцовых аккумуляторов с электролитом из серной кислоты, сульфатация. Пока налет незначительный, его можно снять в домашних условиях. Кристаллы забили пористую поверхность свинца. Извлечь их можно, только разложив на ионы и направив на разные электроды. Используется:

  • воздействие реверсивными токами или восстановление АКБ импульсными зарядами;
  • десульфатация током малой величины длительное время;
  • химические растворители осадка;
  • механическое удаление накипи на пластинах.

В домашних условиях для устранения сульфатации аккумулятра можно использовать длительное воздействие на батарею током силой 2-3 А, не допуская закипания банок. Процедура проводится в течение 24 часов и далее, пока плотность электролита не будет стабильной в течение 5-6 часов. Проведение 2-3 тренировочных циклов может вернуть емкость до 80 % не до конца забитой батарее.

Хорошо растворяется осадок сульфата железа в растворе этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б). Свинец в соли заменяется ионом натрия, и она становиться растворимой. Раствор готовят в соотношении 60 г порошка трилона Б + 662 мл NH4OH 25% + 2340 мл дистиллированной воды.

Чтобы снять сульфатацию, раствор в аккумулятор заливать на 60 минут, сразу после удаления электролита. Реакция в банках бурная, с нагреванием и кипением. После раствор слить, 3 раза промыть полости дистиллированной водой и залить свежий электролит. Если свинцовые пластины не разрушатся, произойдет полная очистка пластин.


Слабый налет может быть удален с использованием дистиллированной воды. Содержимое банок необходимо удалить полностью, слив в эмалированную посуду. Если в содержимом банки есть угольные крошки, он не восстановится, разрушены пластины.

Залить банки электролитом, оставить пробки открытыми, подключить ЗУ, установить напряжение 14 В. Добиться, чтобы кипение в банках было умеренным, и оставить на неделю – две под нагрузкой. Растворившийся осадок превращает воду в слабый электролит. Чтобы избавиться от сульфатации процедуру повторить несколько раз. Закончить очистку, как только растворится весь осадок на пластинах аккумулятора.

Одинарная и двойная переполюсовка используется в случаях, когда остальные методы очистки не помогли. Смена заряда пластин поможет растворит осадок за счет изменения направления движения электронов. Но этот способ разрушит батарею с тонкими свинцовыми обкладками. Для современных бюджетных моделей китайского производства не применяется.

При использовании специальных присадок, растворяющих осадок, необходимо точно следовать инструкции, работы проводить в вентилируемом помещении, пользоваться средствами личной защиты.

2.3. Формирование пастированных пластин

Пластины электрохимически окисляются и восстанавливаются в обыкновенной разбавленной серной кислоте или в сульфатном растворе. Пластины положительные ставятся в формировочных баках анодами, а отрицательные катодами. Формирование в приложении к поверхностным пластинам обозначает образование слоя губчатого свинца на поверхности отрицательных пластин и двуокиси свинца на положительных. Эти активные материалы образуются из свинца самой же пластины серией зарядов и разрядов. С другой стороны, формирование пастированных пластин обозначает окисление или восстановление свинцовых окислов или других материалов, вмазанных в решетки. Положительные и отрицательные пластины формируются вместе в баках, приспособленных для удобного размещения пластин и изоляции между пластинами разной полярности. Формировочные баки могут быть стеклянными, эбонитовыми или деревянными, выложенными свинцом. Некоторые заводы предпочитают собирать пластины до формировки в блоки и формировку производить в сосудах самих элементов. В этом случае предполагается, что время, необходимое для формирования положительных и отрицательных пластин, примерно одинаково. Время формирования может регулироваться составом пасты и в некоторой степени крепостью формировочного раствора. Положительные пластины более чувствительны к вредным воздействиям перезаряда, чем отрицательные пластины. Поэтому желательно, чтобы процесс формирования отрицательных пластин заканчивался раньше. Некоторые особенности процесса формирования пластин описаны ниже. Количество кислоты; расходуемой при формировании, и ее крепость зависят от предыдущей обработки пластин. Обычно применяются растворы удельного веса 1,050—1,150. Увеличение крепости раствора увеличивает время, потребное для формирования положительных пластин. Поэтому растворы удельного веса 1,200 и выше нормально не должны применяться за исключением специальных процессов, требующих повышенную крепость раствора. Сухие пластины, а также влажные пластины после намазки, погруженные в формировочный раствор, начинают сульфатироваться, и крепость раствора быстро понижается. Вода, содержащаяся во влажных пластинах, обусловливает дальнейшее разжижение раствора. Сухие пластины перед началом формировочного заряда должны довольно длительное время выдерживаться в растворе, чтобы последний мог проникнуть в поры пластин. При заполнении пластинами большого количества формировочных баков пластины, помещенные в баки первыми, естественно, будут находиться в растворе дольше, чем пластины, загружаемые последними. Некоторые заводы поэтому после заполнения пластинами последнего бака дают «выстояться» всей группе баков в течение часа или более. Пластины, подвергавшиеся перед формированием обработке серной кислотой, содержат сравнительно большое количество сульфата. Поэтому они в начале формирования не вызывают значительного изменения крепости формировочного раствора; в процессе же формирования этих пластин крепость раствора за счет восстановления сульфата заметно повышается. В силу этого начальная крепость формировочного раствора не должна быть высокой. Формировочный ток может включаться немедленно после заполнения баков пластинами. Формирование, несомненно, начинается с области, где плохо проводящая паста граничит с хорошо проводящими ребрами решетки. Поэтому активная масса ячеек, в особенности у пластин, подвергавшихся обработке в сернокислотном растворе, быстро формируется по краям ячейки, в то время как центральная часть еще содержит белую твердую сердцевину. Для предупреждения переформовки и размягчения активной массы положительных пластин следует формирование прерывать и перед его возобновлением разряжать пластины. Аналогичный эффект обеспечивается снижением крепости раствора и уменьшением плотности формировочного тока. Окончание процесса формирования пластин определяется по следующим признакам: 1) цвет активной массы делается чистым и однородным; 2) пластины нормально газируют; 3) замеры с кадмиевым электродом дают постоянные значения напряжений, нормальные по величине.

Профилактика сульфатации

Есть несколько простых правил, следуя которым можно добиться профилактики появления такого вредного явления как сульфатация. Первое и основное требование — периодически подзаряжать аккумулятор с помощью зарядного устройства. Особенно это актуально для зимнего периода, когда температура воздуха снижается ниже ноля по Цельсию. Летом можно просто подзаряжать его от генератора, выполняя хотя бы раз в неделю поездки длительностью минимум 30…40 минут.

Следующее правило — регулярно контролируйте уровень электролита в аккумуляторе. Это касается обслуживаемых АКБ. При падении его уровня в него необходимо доливать дистиллированную воду до уровня, когда свинцовые пластины будут полностью покрыты электролитом, и делать еще небольшой запас (для вибрации и поворотов автомобиля в движении). Что касается необслуживаемых аккумуляторов, то там нужно всегда придерживаться алгоритма заряжания (зависит от типа АКБ — гелевые, кальциевые, гибридные и так далее, поскольку одни из них не любят перезаряда, другие — глубокой разрядки). Соответственно, нельзя допускать, чтобы электролит в них выкипел или его уровень упал до критического значения.

Сульфатацию можно предупредить еще на стадии покупки аккумуляторной батареи. В частности, необходимо покупать аккумулятор с емкостью, немного большей, чем она необходима для конкретного автомобиля. Особенно это актуально в двух случаях. Первый — для дизельных двигателей. Второй — когда у машины есть много дополнительного электрооборудования, берущего большое количество электроэнергии (например, мощная аудиосистема, дополнительные осветительные приборы и так далее). В последнем случае необходимо провести дополнительные расчеты касательно того, какую именно мощность будет брать дополнительная аппаратура, и на основании полученных значений покупать новый аккумулятор.

Однако установка более емкого аккумулятора имеет и свои недостатки. В частности, если генератор не рассчитан повышенный ток (а в большинстве случаев так и есть), то при езде на машине в городском цикле необходимо периодически дополнительно подзаряжать аккумулятор с помощью внешнего зарядного устройства. Если же машина больше используется для езды на большие расстояния, то вполне достаточно следить за исправностью регулятора напряжения.

Большинство аккумуляторов (разных типов) боятся так называемого глубокого разряда. Некоторым из них достаточно от одного до трех таких ситуаций, чтобы не только получить глубокую сульфатацию, но и полностью выйти из строя. Поэтому не нужно эксплуатировать разряженные батареи. А если АКБ долго стоял на хранении, то перед использованием его нужно обязательно зарядить с помощью внешнего зарядного устройства.

Также необходимо помнить, что каждый аккумулятор имеет свой срок эксплуатации, который может колебаться от 1…2 до 7…9 лет в зависимости от их типа, производителя, условий эксплуатации и так далее. И под конец этого срока появление сульфатации — достаточно распространенное явление, и если от нее не удалось избавиться, значит, батарею пора утилизировать, то есть, сдать в специально предназначенные для этого пункты.

Просто так выбрасывать аккумуляторные батареи всех типов категорически запрещается, поскольку они содержат вредные для экологии вещества!

Заключение

Процесс выполнения десульфатации несложный, и с ним может справиться даже начинающий автолюбитель. Для этого необязательно использовать автоматические зарядные устройства, специально предназначенные для этого. Такие приборы имеет смысл приобретать для специальных автосервисов, где восстановлением аккумуляторов мастера занимаются на постоянной основе. Это обусловлено их высокой ценой. Рядовой же автолюбитель может самостоятельно избавиться от кристаллов сульфата свинца при помощи обыкновенной аккумуляторной зарядки, однако выполняя описанные выше алгоритмы.


И помните, что не все аккумуляторы подлежат восстановлению. Это зависит от их состояния, а также срока и условий эксплуатации. Еще, полезно выполнять нехитрые рекомендации, помогающие не только предотвратить появление сульфатации, но и в целом продлить срок службы аккумуляторной батареи.

Механическим способом

Импульсная технология предотвращает накопление сульфатации путем удаления сульфатных отложений с пластин. Затем сульфаты свинца возвращаются в аккумуляторную кислоту в качестве активного электролита. При регулярном подключении системы обслуживания аккумуляторов также предотвращают накопление сульфатов. Десульфатировать можно и вручную.

Чистые пластины помогают батарее работать с максимальной эффективностью, а срок ее службы значительно увеличивается. Признание заряда выше, поэтому аккумулятор заряжается быстрее и с лучшим качеством. Это означает, что батарея заряжается до полной емкости, так что больше энергии доступно для автомобиля. Зарядный потенциал при этом не пострадает.

Причины

Причин сульфатирования много. Ниже — некоторые из них:

  1. Неполный заряд аккумулятора. Если он долгое время будет просто подзаряжаться, кислотная составляющая не перемешается, а это очень вредно для устройства. Начало возникновения процесса бывает непросто определить, поэтому аккумулятор нужно иногда проверять уравнительным зарядом.
  2. При долгом хранении АКБ в разряженном виде также возникают свинцовые кристаллики. Со временем налет увеличивается, что в конечном итоге приводит к закупориванию пор активной массы. АКБ не стоит долго держать в разряженном виде.
  3. Недостаточный уровень электролита. Если верхняя часть пластин не покрыта рабочей жидкостью, это скоро приведёт к сульфатированию.
  4. Некоторые неопытные водители после обнаружения кристалликов свинца добавляют в банки кислоту. Так нельзя — это приводит к ускорению и усилению процесса.
  5. Не рекомендуется использовать плотный электролит. Плотность рабочей жидкости не должна превышать 0,015 г/см.
  6. Процесс распространения кристалликов свинца ускоряется при высокой температуре. Особенно это касается батареи, которая уже некоторое время стоит без дела. Все пораженные элементы отличаются пониженным напряжением и невысокой плотностью рабочей жидкости.

Покрытые свинцовым налетом отрицательные пластины приобретают слоистую структуру. Ее состав становится крупнозернистым, напоминающим песок. Это можно почувствовать, если потереть пораженную поверхность пальцами. Осматривать пластины нужно только после полной зарядки, так как в незаряженном виде они всегда немного сульфатированы.

Качественная пластина на ощупь упруга. Если по ней стукнуть предметом из металла, будет слышен металлический звук. Зараженная положительная пластина становится коричневой.

Неисправности АКБ

Внешние

Ниже перечислены внешние неисправности и способы их устранения:

  • Повреждён пластиковый корпус аккумулятора. Такое повреждение (трещина, отверстие) может быть вызвано как внешним воздействием, так и в результате процессов в самой АКБ (вздутие, перегрев и т. п.). Здесь нужно понимать, что в случае больших пробоин, ремонтом заниматься не следует и лучше покупать новую АКБ. А если трещина небольшая, то можно заделать её с использованием пластика и паяльника. Перед проведением работ весь электролит сливается. Когда трещина будет заделана, нужно залить новый электролит и провести зарядку аккумулятора;
  • Клеммы АКБ окислились. Здесь задача по восстановлению значительно проще. Нужно лишь очистить мелкой наждачной бумагой и тряпкой слой окислов. Ту же операцию неплохо провести и на клеммах подключаемых проводов. После этого можно смазать клеммы небольшим количеством машинного масла.

Внешние неисправности аккумулятора

Окисление аккумуляторных клемм

Внутренние

Теперь рассмотрим основные неисправности аккумулятора, вызванные внутренними причинами. Некоторые устранить довольно просто, другие сложнее, а часть неисправностей являются неисправимыми. Для начала перечислим их:

  • Сульфатация пластин аккумулятора. Это наиболее распространённая внутренняя неисправность аккумулятора и ей мы посвятим большую часть рекомендаций по восстановлению. На ранних стадиях сульфатации её можно устранить без проблем, на поздней гораздо сложнее или невозможно. Как оживить аккумулятор автомобиля при сульфатации, будет рассказано ниже;
  • Осыпание угольных пластин. Диагностировать данную неисправность можно по цвету электролита. В этом случае он потемнеет. Здесь восстановление крайне проблематично и нужно готовиться к приобретению новой АКБ;
  • Замыкание пластин в одной из банок аккумулятора. Как понять, что у вас именно эта неисправность? Это можно определить по чрезмерному нагреву одной из банок и вскипанию в ней электролита. Неисправность можно устранить заменой свинцовых пластин, но целесообразность этого под вопросом. В этом случае разумным будет купить новую батарею, поскольку такой ремонт аккумулятора автомобиля крайне проблематичен. Хотя, ниже рассмотрим метод, как восстановить автомобильный аккумулятор при замыкании;
  • Замерзание электролита и повреждение элементов АКБ. К такому результату может привести неправильная эксплуатация устройства (систематическая недозарядка, глубокий разряд). В результате нахождения разряженного аккумулятора на сильном морозе электролит может замёрзнуть и повредить пластины, корпус. В этом случае восстановление автомобильного аккумулятора нецелесообразно.
  • Свежий электролит;
  • Дистиллированная вода;
  • Зарядное устройство для аккумулятора;
  • Ареометр (измерение плотности электролита);
  • Средства защиты (очки, перчатки);
  • Десульфатирующая присадка и некоторые другие химикаты.

Способы десульфатации пластин

Если при диагностике установлено, что причина поломки — в сульфатации, можно начинать восстановление. Способов несколько.

Механическая очистка

Это наименее эффективный способ, к плюсам которого относят безопасность. К этому методу прибегают, если не останется иного выхода. Способ непростой, требует определенных навыков. Аккумуляторную батарею разрезаем, извлекаем из неё пластины. Затем пакетники пластин разбираем, чтобы счистить образовавшийся на них налет.

После этого к батарее возвращается работоспособность. АКБ собираем вновь, заливаем в нее электролит и заряжаем. Эти работы лучше проводить в резиновых перчатках и защитных очках.

Для EFB АКБ этот способ применить не получится, так как электродные группы в них запаяны в сепаратор, предотвращающий осыпание пластин. Конструкция подразумевает наличие разницы плотности электролита в сепараторе и банке — это делает механическую десульфатацию аккумулятора невозможной. Кстати, неаккуратность может привести к полной поломке батареи.

Химические присадки

В электролит вводятся химические присадки. Они разрушают сульфат кальция. Присадки должны замедлять процесс образования налета на электродах. Есть много присадок, но самым большим спросом у водителей пользуется «Трилон-Б». Этот раствор по-разному действует на различные виды АКБ и не всегда даёт результат.

Производители некоторых АКБ наносят на пластины специальную пасту, которая должна увеличить срок службы агрегата. В такие батареи присадки лучше не добавлять, так как их химический состав постепенно разрушит защитный слой.

Электрохимический способ

Применяют устройство, проводящее через электролит ток с завышенными показателями. Это приводит к постепенной нейтрализации кальциевых солей. Растворяясь, они повышают плотность электролита, доводя показатели АКБ до нормы.

Зарядным устройством

Десульфатация АКБ может быть выполнена зарядником, который продается в любом специализированном магазине. Зарядное устройство очищает пластины от кальция. Это современный и самый эффективный способ. Десульфатор дорогой, поэтому использовать его не всегда целесообразно, однако процедура проверки пластин с ним серьезно упрощается. Все просто: берем АКБ, к ней подключаем зарядную станцию и запускаем процесс десульфатации, который продлится несколько дней.

Схема работы станции проста: батарея получает необходимое напряжение для заряда, потом разряжается. По завершении работ зарядная станция показывает, на сколько емкость АКБ была восстановлена. Такой процесс десульфатации требует постоянного контроля

Важно обеспечить такие условия:

  1. Процедуру производить в проветриваемом помещении.
  2. При подключении батареи к заряднику сила выставляемого тока — 0,8-1 А, напряжение — 13,9-14,3 В.
  3. АКБ отключается от зарядника и выдерживается в течение 24 часов. Затем процедура повторяется.
  4. После повторения процедуры параметры батареи меняются. Электролит получает плотность 1,12 г/куб. см, напряжение доходит до 12,8 В. Это говорит о запуске процесса десульфатации.
  5. Батарея разряжается до 9 вольт. Процесс разрядки нужно контролировать, так как остаточное напряжение не должно упасть ниже отметки 9 В.

Потом эти действия повторяют вновь, что в результате приводит к повышению плотности электролита до 1,16 г/куб. см. Длиться работы могут до 14 дней. Аккумулятор при этом восстанавливает свою работоспособность на 80%.

Десульфатизация — обратный сульфатации процесс, при котором повышаются плотность электролита и напряжение на клеммах батареи. Эту процедуру можно проводить и самостоятельно, но все же привлечь специалиста рекомендуется

Автолюбителю важно помнить и о том, что необслуживаемый аккумулятор долго работать не будет

Причины сульфатации

Основная причина сульфатации пластин аккумулятора, которой подвержены все кислотные батареи, – нарушение правил эксплуатации.

Факторов, способных привести к развитию этого явления, множество:

Неправильное обслуживание

Есть АКБ обслуживаемые и необслуживаемые, но существуют общие правила поддержания их на протяжении длительного времени в рабочем состоянии:

Хранить снятый с транспортного средства источник энергии следует в заряженном состоянии, не допуская полной утраты заряда. Нельзя заливать концентрированную кислоту

Это, наоборот, ускорит процесс сульфатного нароста на пластинах. При регулярном передвижении на короткие расстояния важно следить за уровнем восстановления ёмкости, при необходимости доводить её величину до нормы, используя зарядное устройство. При малых пробегах авто генератор просто не успевает в полной мере восстановить затраты энергии аккумуляторной батареи.

Низкая температура


Данная проблема весьма актуальна в зимнее время года. Во-первых, при отрицательных температурах воздуха батарея намного быстрее утрачивает заряд. Во-вторых, для запуска двигателя в этих условиях требуется больше её энергетического заряда. Ну, и, в-третьих, заряд намного медленнее накапливается в холодном аккумуляторе.

В итоге имеем постоянно недозаряженную АКБ – отличный вариант для активизации сульфатационных процессов.

Высокая температура

В летнюю жару температура в рабочей зоне аккумуляторной батареи – под капотом поднимается существенно. А как известно из школьного курса химии, это способствует ускорению протекания химических реакций. Не стала исключением и сульфатация – образование кристаллов сульфата происходит намного быстрее. При слабозаряженном источнике энергии активность пагубного явления может привести к полной закупорке пластин – отложения скроют их целиком.

Глубокий разряд

Суть глубокого разряда заключается в полной потере АКБ накопленной энергии. Как уже говорилось выше, при расходовании заряда имеет место химическая реакция, в результате которой образуется сульфат свинца. Его кристаллы занимают место активного вещества на пластинах – электродах. Затяжная реакция ведёт к появлению в большом количестве крупных сульфатных кристаллов, которые в буквальном смысле закупоривают пластину, создавая непреодолимое препятствие для восполнения заряда.

Даже при качественной зарядке батареи с использованием зарядного устройства не удаётся полностью избавиться от образовавшегося нароста.

Пониженный уровень электролита

Когда часть жидкой среды батареи по каким-то причинам испаряется, происходит «оголение» пластин, что недопустимо. Недолгий контакт поверхности электродов с воздухом не приведёт к критическим последствиям. А вот если на протяжении длительного времени материал пластин будет подвергаться воздействию воздушных масс, то глубокая сульфатация, вплоть до разрушения и осыпания электродов, гарантирована.

Частый заряд высокими токами

Чем это опасно?

Во-первых, зарядка происходит ускоренными темпами, не оставляя времени на формирование активных веществ на электродной поверхности.

Во-вторых, скопившиеся на ней кристаллики сульфата также не успевают полностью разложиться.

В-третьих, существенное повышение значения зарядного тока приводит к резкому росту плотности электролита. А это в свою очередь благоприятная среда для мгновенного растворения сульфатных образований, которые при последующей разрядке батареи выпадают уже в виде неразрушимых хлопьев. Таким образом, концентрация сульфата быстро нарастает, а ёмкость – падает.

В-четвёртых, высокий ток провоцирует возрастание температуры внутри корпуса АКБ и, как следствие, активацию химических реакций.

Вывод: использовать для зарядки аккумулятора высокое значение тока стоит исключительно в экстренных случаях и крайне редко.


С этим читают