Присадки к электролиту и пластинам: идеал или подвох?
Что главное в устройстве аккумулятора? От какой части напрямую зависит срок его жизни? Правильно! От пластин и электролита!
Что нужно знать о пластинах? Конечно, технология, по которой изготовлена решетка – знание важное. Но куда важнее знать, из чего состоит активная масса пластин. От нее зависят не только срок жизни аккума, но и электрические показатели, режим обслуживания и особенности эксплуатации. Разберем достоинства и недостатки существующих технологий производства пластин АКБ.
Pb+Sb (Свинец/сурьма)
Эта технология стара как мир: рыхлый и непрочный свинец легируется сурьмой. Есть у такого способа изготовления достоинства: производство недорого, а батарею, выполненную по технологии Pb+Sb, можно заряжать и разряжать, пока с пластин не обвалится вся активная масса. Ну, или до короткого замыкания. Или взрыва. Словом, на этом достоинства заканчиваются. Почему мы обмолвились о взрыве? Смесь свинца и сурьмы при напряжении в 12 В вызывает электролиз воды – ее распад на кислород и водород. Уже при нормальном рабочем напряжении АКБ в 14 В выработка этой горючей смеси идет с такой скоростью, что батарея может закипеть и даже взорваться – достаточно хорошей искры. Кроме того, во время электролиза кислород буквально разъедает положительные пластины, что сокращает срок службы батареи. Также свинцово-сурьмянистые аккумы тяжело переносят перезаряды и крайне токсичны – их можно только утилизовывать в специализированных центрах, а хранить в жилых помещениях нельзя ни в коем случае. Да их вообще хранить проблематично: полный саморазряд происходит примерно за 6 месяцев.
Зато Pb+Sb-аккумуляторы дают простор для творчества любого начинающего химика. Тут и работа с замером плотности жидкости, и добыча/доливка дистиллированной воды. Словом, если вы решите приобрести такой АКБ, соскучиться вам точно не удастся.
Ca-Ca (Кальций-кальций)
Эти аккумуляторы очень боятся глубоких разрядов. Новая кальциевая батарея, испытавшая один глубокий разряд (~10,8 В) теряет около половины своей емкости! Поэтому живут Ca-Ca батареи, как правило, недолго. Зато, в обслуживании они совершенно не нуждаются: электролиз воды начинается лишь при 16 В, поэтому от взрыва и «обезвоживания» эти АКБ защищены. Кроме того, Ca-Ca аккумуляторы стойки к перезаряду и весят меньше сурьмянистых. Наконец, простоя они не боятся: саморазряд кальциевых АКБ крайне низок, что позволяет заряжать аккумуляторы прямо на заводе и транспортировать в готовом к установке виде. Кстати, по поводу транспортировки: легированные кальцием пластины прочнее сурьмянистых, потому они гораздо более виброустойчивы.
Словом, такие батареи рекомендуются тем, кто ездит на дальние расстояния и внимательно следит за состоянием своего аккумулятора. Не стоит эксплуатировать кальциевые батареи в городском режиме пробок, на автомобилях с системой «старт-стоп», а так же при редкой и недолгой езде. Аккумулятор, при таком пользовании, просто будет разряжаться быстрее, чем заряжаться, поэтому скоро и бесповоротно придет в негодность.
Sb+Ca (Гибридная малосурьмянистая)
Положительные пластины такого аккума сделаны из свинца с незначительной присадкой сурьмы (2%), а отрицательные – из свинцово-кальциевого сплава. Поэтому, такие батареи являются золотой серединой между сурьмянистой и кальциевой технологией. Именно по этому рецепту выпускается большинство нынешних аккумуляторных батарей. Сурьмянистые батареи показали себя слишком опасными и ненадежными в эксплуатации, а кальциевые плохо «переваривали» городской режим движения. А ведь именно в городах сосредоточено большинство пользователей АКБ. Поэтому, обе технологии объединили под одной крышкой. Гибридные батареи имеют слабый саморазряд, устойчивы как к перезарядке, так и к глубоким разрядам. За счет этого, Sb+Ca батареи выдерживают большее количество цикличных разрядов, чем сурьмянистые, не говоря уж о кальциевых. Единственный минус этих батарей – им требуется регулярное техническое обслуживание. Не такое долгое и вдумчивое, как для сурьмянистых, но включить голову и руки придется.
Ca-Ca+Silver (Кальций легированные серебром)
Минус данной батареи на поверхности: даже незначительное содержание серебра в пластинах стоит больших денег. Поэтому, аккумуляторы, пластины которых изготовлены по этой технологии, стоят гораздо дороже предыдущих, иногда – в разы. Однако, для обеспеченных автомобилистов этот вид АКБ является предпочтительным. Такая батарея по всем параметрам затыкает кальциевую за пояс. Судите сами: низкий саморазряд, устойчивость к циклическим разрядам, необслуживаемость (для начала электролиза в свинцово-серебряном сплаве требуется больший вольтаж), к тому же еще и меньший вес. В общем, загвоздка только в цене.
Не только пластины
Оптимизировать аккумуляторы путем присадок к пластинам – идея старая. В последние годы на рынке появляется все больше батарей, в которых характеристики аккумуляторов повышаются за счет присадок к электролиту. Существует две таких технологии VRLA (valve-regulated lead–acid — «сковывание электролита»), расскажем и о них.
AGM VRLA (Адсорбированный электролит)
Эту технологию изобрели еще в начале 70-х, однако, долгое время из-за дороговизны применяли ее только в аккумуляторах военной техники. В последние годы AGM все активнее попадает в массы, а для большинства автолюбителей остается загадкой: где взять на это денег и как это работает? Если первый вопрос риторический, то на второй ответить несложно. В батареях AGM нет электролита в жидком виде. Им пропитаны пористые вкладки из стекловолокна, «втиснутые» между пластинами. Пропитываются вкладки не полностью: в пустых порах и будет происходить реакция рекомбинации газов.
Рекламируется данная технология чуть ли не в качестве панацеи. Действительно, AGM батареи рассчитаны на наибольшее число циклов заряда-разряда. Они герметичны, вибростойки и не нуждаются в дополнительном обслуживании. Но есть нюансы. При температурах ниже 30 С возможна кристаллизация электролита, что приведет к снижению срока службы аккума. Батареи AGM вообще заметно снижают напряжение на морозе при нагрузке, вопреки распространенному мифу.
Кстати, AGM-аккумулятор требует особой зарядки, так что попытка зарядить его дома обычным устройством приведет к безвременной кончине дорогого источника тока.
Gel (Гелевая)
Принцип действия GEL-аккумуляторов мало отличается от AGM. Отличие в том, что в данной конструкции статичность электролита достигается не стекловолоконной «губкой», а специальными присадками. Электролит становится желеобразным. Набор преимуществ и недостатков у этих АКБ практически одинаков, цена находится в одном диапазоне. Гелевые батареи работают чуть дольше, но их можно использовать только на авто, генератор которых выдает на аккумулятор напряжение не более 14,4 В. Чуть больше – и вязкость электролита разрушится, а батарея придет в негодность. Так же, гелевым батареям противопоказаны короткие замыкания и холода. В морозы вязкий электролит становится еще гуще, а производительность батареи падает чуть ли не вдвое. Впрочем, речь по-прежнему идет о температурах в районе -30 градусов.