Особенности заряда кальциевых аккумуляторов

Что стоит знать о кальциевых аккумуляторах

Некоторые автолюбители считают, что пластины Са/Са аккумуляторов произведены из кальция, а не из традиционного свинца. Однако на самом деле это не так. Если бы пластины автомобильных аккумуляторов были изготовлены из кальция, то электрохимической реакции заряда — разряда от батареи мы бы просто не увидели. Поэтому пластины изготовлены из свинца, а кальций присутствует только в качестве добавки и то — всего лишь 0,07 процентов. В аккумуляторах, изготовленных по технологии Са/Са кальций добавляется как в положительные пластины, так и в отрицательные. В аккумуляторах Pb/Cа, которые иначе называются гибридными, кальций находится только в отрицательных пластинах.

Принцип действия, а также электрохимические реакции у кальциевых аккумулятором абсолютно идентичны традиционным свинцовым. Разница между ними — в наличии кальция, который в нормальных условиях не позволяет закипеть аккумулятору, а также способствует защите свинца от коррозии. (Под нормальными условиями подразумевается эксплуатация аккумулятора в автомобиле, где он заряжается под напряжением примерно в 14,4 — 15 В, и, соответственно, не закипает). Также, за счет добавления кальция, свинцовые пластины становятся более прочными, что положительно влияет на срок службы. Благодаря технологии Са/Са, стало возможным делать более тонкие пластины (относительно пластин в свинцовых аккумуляторах). За счет этого увеличились площади поверхностей пластин, что, в свою очередь повлияло на рост так называемых пусковых токов.

Итог: аккумуляторы изготовленные по технологии Са/Са и Pb/Cа рассчитаны на эксплуатацию в автомобилях с напряжением бортовой сети до 15 В. При этом аккумулятор нормально заряжается, не кипит, ток саморазряда ниже, по сравнению с традиционными АКБ.
Кипение аккумулятора и повреждение пластин происходит при более высоких напряжениях, которых на исправном автомобиле не возникает.
Из свойств кальциевых аккумуляторов следует вывод — они проще в обслуживании и дольше сохраняют заряд.

Как правильно заряжать аккумулятор Са/Са

1. Если аккумулятор в вашем автомобиле не заряжается до конца (причины могут быть различными: низкие температуры на улице, короткие и нечастые поездки, проблемные генератор и т. д.), необходимо заряжать его с помощью обычного зарядного устройства
2. Напряжение заряда должно быть в диапазоне 14,4-15В
3. Ток заряда должен составлять не более 10 % от емкости вашего аккумулятора
4. Алгоритм заряда «CC/CV» стандартный для свинцово кислотных аккумуляторов; заряд постоянным током до порогового напряжения, затем заряд постоянным напряжением с понижением тока заряда.
5. Категорически противопоказано «кипячение» кальциевым АКБ. Так как в лучшем случае оно приводит к снижению технических характеристик прибора, а в худшем — к выходу устройства из строя.
6. Чтобы добиться более «плотного» заряда, лучшего растворения сульфатов и увеличения ресурса, необходимо производить заряд аккумулятора с наименьшим значением тока.

Сейчас на рынке появилось множество подделок. Чтобы отличить качественную АКБ от подделки, а также понять оригинальное устройство перед нами или нет — нужно обратить внимание на маркировку. На корпусе аккумулятора должны быть указаны следующие характеристики:

• стартовый ток
• значение напряжения
• значение номинальной емкости
• дата выпуска данного устройства
• подробная информация о производителе

Каждый вправе сам выбирать напряжение и ток заряда. Но Вы заметили, что мы не говорим о заряде напряжением 16 и более вольт? Эти АКБ заряжаются точно так-же, как и свинцово-кислотные.

Преимущества кальциевых аккумуляторов

1. Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
2. Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
3. Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
4. Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
5. Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
6. Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
7. Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
8. Прекрасный вариант для начинающих автомобилистов. Как мы уже говорили, в большинстве случаев, автомобильный аккумулятор Са/Са является необслуживаемым. Что позволяет водителю не проводить дополнительные действия, такие как измерение уровня и плотности электролита.

Аккумуляторы такого вида идеально подходят для установки в автомобили с полностью исправным электрооборудованием. Желательно, чтобы в транспортном средстве присутствовали системы, которые самостоятельно могут отключать музыку, габаритные огни, свет, в том случае, когда автомобилист забыл сделать это сам.

Недостатки кальциевых АКБ.

К сожалению, в нашей жизни не существует идеальных вещей. Поэтому и кальциевые аккумуляторы также имеют некоторый ряд недостатков.

1. Чувствительность к глубоким разрядам. Это главное отличие кальциевых батарей от их гибридных и сурьмянистых аналогов. Кальциевые аккумуляторы крайне не рекомендуется разряжать ниже напряжения в 12 В. Всего лишь при одном глубоком разряде такая АКБ потеряет пятую часть своей емкости. При однократном полном разряде батарея лишается половины емкости, в то время как устройство, которое пережило 9 -10 разрядов, становится абсолютно непригодным к эксплуатации.
2. Достаточно высокая стоимость. Что обусловлено дорогим, а также сложным процессом производства.
3. Не подходит для режима передвижений в «городском стиле». Длительные простои, в случае, если автомобилем пользуются нечасто и на короткие дистанции, негативно, и даже губительно влияют на кальциевые аккумуляторы.

Заметим, что кальциевые аккумуляторные батареи подходят только для использования в автомобилях. Советуем воздержаться от установки таких устройств в катер или лодку (там они могут подвергнуться глубокому разряду).

Неправильно — «правильная» зарядка кальциевых АКБ

Предположим, что у нас есть кальциевая АКБ. Подаем на нее стандартные 14,4 В и дожидаемся, пока ток, потребляемый батареей, не понизится до 0,1 А (вспоминаем, что это один из признаков, что аккумулятор зарядился). Далее отключаем зарядное устройство и измеряем плотность электролита. Плотность, при заряженном аккумуляторе, должна быть 1,27, однако при измерении мы не видим этой цифры. Что же делать? В интернет многие советуют в таком случае заряжать кальциевые АКБ напряжением 16,1 — 16,5 В. Давайте разберемся, что же будет, если мы последуем этим советам.

При зарядке таким напряжением, плотность все же повысится, как мы и хотели. Однако подав такое напряжение мы спровоцировали то самое кипение, с которым борется производитель.
В современных батареях реагирует преимущественно тот электролит, который находится в конвертах. Однако тот, который мы втянули ареометром, находится за пределами зоны электрохимической реакции, из чего делаем вывод, что плотность этого электролита совершенно не должна повышаться в одно время с зарядом батарее.
При подаче на клеммы 16 В — электролит на конвертах начинает «кипеть», благодаря чему он начал интенсивно смешиваться с тем, что находится над пластинами. Это и есть единственная причина того, что после повторного замера мы увидели плотность 1,27. Хотя эта плотность и так уже была достигнута внутри конвертов. В то время как мы кипятили АКБ, пластины деградировали, теряя часть свинца.
Предположим, мы все-таки зарядили кальциевую батарею методом из интернета и установили ее на автомобиль. Что же произойдет дальше? После первого запуска заряд, который был накоплен «кипячением», тратится на работу стартера. А далее АКБ подзаряжается под напряжением 14,5 В.

Подводя итоги

Чтобы правильно выбрать АКБ, которая подходит для вашего конкретного автомобиля, необходимо учитывать следующие параметры:

• совместимость аккумулятора с Вашей моделью транспортного средства
• условия и интенсивность эксплуатации

При возникновении каких-либо сомнений при выборе подходящей АКБ советуем обратиться за помощью и консультацией к специалистам. Также консультацию можно получить на нашем форуме https://forum.orionspb.ru/
Кальциевые аккумуляторы больше подходят автомобилистам, которые ездят часто и на дальние расстояния, а также предпочитают высокое качество езды. При своевременной подзарядке устройство будет эксплуатироваться в течение долгого времени — в течение срока, заявленного производителем и даже дольше.

Видео на тему:

Правильная зарядка кальциевого аккумулятора

Многие автомобилисты считают приобретение автомобильного аккумулятора «слепой» покупкой: если повезёт, батарея прослужит как минимум положенный срок, если нет – то уже через год приходится снова планировать поход в автомагазин. На самом деле длительность срока службы АКБ зависит от условий ёё эксплуатации, правильного ухода и, конечно же, от типа батареи.

В последнее время много говорят о кальциевых аккумуляторах как о серьёзной альтернативе обычным батареям. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Что собой представляют кальциевые аккумуляторы

Основное отличие этой разновидности автоаккумуляторов заключается в добавке в свинцовые пластины кальция. Такие батареи обычно обозначаются Ca/Ca. Долевая часть кальция в свинце весьма незначительная – по массе это всего 0,1%, так что было бы правильно назвать такие АКБ свинцово-кальциевыми.

Впрочем, традиция давать название типу аккумуляторной батареи по легирующей добавке не нова. Самые распространённые сурьмянистые автоаккумуляторы – типичный пример, но поскольку сурьма оказалась не идеальной добавкой, на протяжении многих лет велись интенсивные исследования, направленные на поиск нового, более эффективного вещества. Как оказалось, на эту роль неплохо подходит кальций.

Впрочем, и кальциевые АКБ не лишены недостатков, о которых мы поговорим позже. Отметим только, что добавление серебра в свинцово-кальциевые пластины практически нивелирует эти минусы, но и стоимость таких батарей, обозначаемых Ca/Ag, намного выше.

Технология производства кальциевых АКБ

Технологический процесс изготовления аккумуляторов с добавлением кальция существенно отличается от методики производства классических сурьмянистых батарей.

Пластины последних изготавливаются методом литья. Перенос такой технологии для производства свинцово-кальциевых решёток потерпел полное фиаско: оказалось, кальций в этом случае просто выгорает.

Поэтому основа пластин, её решётка, изготавливается посредством штамповки. Технология процесса заключается в следующем: сначала изготавливается сплав свинца с кальцием в необходимой пропорции в виде сплошной ленты, которая впоследствии подвергается перфорации. Применение такого способа позволило получить пластины с более сложной пространственной структурой, которая оказалась эффективнее традиционной. При этом внешняя рамка свинцово-кальциевой пластины в процессе штамповки сохраняется.

На данный момент кальциевым батареям не удалось вытеснить сурьмянистые – основным препятствием является сложность технологии их изготовления, что непосредственно сказывается на стоимости кальциевых автоаккумуляторов. Так что в продаже сегодня можно найти АКБ обеих типов, вдобавок появились гибридные батареи, представляющие собой нечто среднее между сурьмянистыми и кальциевыми аккумуляторами.

Плюсы и минусы кальциевых автомобильных аккумуляторов

Любой тип автоаккумуляторов не является идеальным, поэтому имеет смысл рассмотреть основные характеристики всех трёх разновидностей:

Гибридные и кальциевые АКБ считаются перспективными устройствами, поэтому по мере совершенствования технологии их изготовления и падения стоимости они будут постепенно вытеснять сурьмянистые, которые на данный момент остаются самыми распространёнными.

Достоинства кальциевых автомобильных батарей:

• гораздо больший ресурс. Если придерживаться правил эксплуатации таких устройств, то средний срок службы автоаккумулятора кальциевого типа составит порядка пяти лет;
• невысокий показатель саморазряда. По сравнению с классическими сурьмянистыми АКБ у кальциевых аналогов этот показатель почти на 70% ниже;
• высокая механическая прочность пластин, что положительным образом сказывается на их способности противостоять вибрациям и ударам;
• минимизация электролиза воды. Как известно, из-за этого процесса сурьмянистые батареи должны обеспечивать возможность долива технической жидкости. У кальциевых аналогов этот процесс практически исключён, что позволило сделать их конструкцию цельной и полностью герметичной, то есть необслуживаемой;
• добавление кальция позволило уменьшить интенсивность коррозионных процессов, тем самым увеличив срок эксплуатации автоаккумулятора;
• защита от перезаряда. Батареи кальциевого типа способны выдерживать напряжение заряда до 14,8 В;
• прогрессивная технология изготовления пластин позволила уменьшить их толщину. В результате появилась возможность увеличить их количество, то есть суммарную мощность батареи;
• необслуживаемый аккумулятор – идеальный вариант для тех автомобилистов, кто не склонен заниматься манипуляциями, связанными с уходом за ним (регулярное измерение плотности электролита и его уровня). Особенно актуально это для новичков, которые могут забыть о существовании автоаккумулятора, за исключением случаев, когда требуется его подзарядка.

Важно! Кальциевые аккумуляторы желательно устанавливать на новые машины, которые оборудованы системой, в автоматическом режиме отключающей потребителей электроэнергии после определённого интервала времени простоя автомобиля (если автовладелец забыл выключить магнитолу, свет или габариты). Кальциевые батареи требуют наличия полностью исправного электрооборудования – любые неполадки являются дестабилизирующим фактором. Впрочем, это актуально для любых типов автоаккумуляторов.

А теперь перейдём к рассмотрению недостатков кальциевых аккумуляторов, которые, увы, тоже присутствуют:

• высокая чувствительность к полным или глубоким разрядам. Это считается главным недостатком батарей данного типа. В отличие от сурьмянистых и гибридных аналогов, крайне не рекомендуется разряжать аккумуляторы до значений ниже 12 вольт. Один глубокий разряд независимо от его причины, приведёт к падению ёмкости примерно на 20%. При полном однократном разряде ёмкость АКБ уменьшится примерно наполовину. Таким образом, 9-10 глубоких разрядов – и аккумулятор можно будет выбросить;
• высокая стоимость, которая объясняется сложностью технологического процесса производства пластин;
• уменьшение ресурса при преимущественной эксплуатации автомобиля в мегаполисе. На кальциевый автоаккумулятор губительным образом влияют длительные простои (когда автовладелец использует машину преимущественно для того, чтобы ездить на работу и домой, а в остальное время она простаивает), а также езда в городских пробках, для которой характерен режим «старт-стоп».

Отметим, что использование АКБ типа Са/Са не в автомобилях нежелательно. В частности, установка их на ложках/катерах – это высокий риск подвергнуть устройство глубокому разряду, что в силу вышеописанных причин крайне нежелательно.

Как правильно заряжать кальциевый аккумулятор

Подзарядка сурьмянистых батарей или их гибридных аналогов производится по классической, годами отработанной схеме: батарея заряжается током, уровень которого составляет порядка 10% от ёмкости (например, 60-амперный аккумулятор необходимо заряжать током в 6 А), при этом выходное напряжении зарядного устройства должно находиться в пределах 13,80-14,50 В.

Когда ток зарядка упадёт, это означает, что АКБ зарядилась. Убедиться в этом можно, выкрутив пробки: электролит должен «кипеть», то есть на поверхности жидкости буду появляться пузырьки.

Впрочем, ток зарядка может варьироваться, всё зависит от того, насколько быстро вы хотите выполнить подзарядку. Скажем, если вы не торопитесь. Можно оставить батарею заряжаться на ночь, выставив ток зарядки в районе 2 А. Но токи, превышающие упомянутые 10%, нежелательны, поскольку они действуют на пластины разрушающе.

Поскольку автоаккумуляторы типа Са/Са изготавливаются по иной технологии, для их правильной зарядки нужно использовать иной алгоритм и даже другое зарядное устройство. Отличный вариант – подзарядка «Вымпел-55», в которой используется функционал программируемого цикла.

Как правильно заряжать кальциевый автомобильный аккумулятор? Используемое зарядное устройство должно обеспечивать выходное напряжение порядка 16,0-16,5 В. Те устройства, которые выдают 14,8 В (максимальное напряжение, ограничиваемое электроникой), смогут зарядить батарею не более чем наполовину. Если выходное напряжение ограничено значением 14,8-15,0 В, то уровень заряда не превысит 75-80%, поскольку достигнуть необходимой плотности электролита в 1,25-1,27 г/см 3 не удастся.

Так что если вы приобрели прогрессивную аккумуляторную батарею, стоит озаботиться и о наличии подходящего зарядного устройства, обеспечивающего необходимый вольтаж. Большинство старых аппаратов для этих целей малопригодны.

Итак, мы разобрались, каким напряжением нужно заряжать кальциевый АКБ. Но тогда возникает закономерный вопрос: если для полноценной зарядки необходимо не менее 16 вольт, то как в таком случае происходит подзарядка автоаккумулятора в движении от генератора? Ведь при условии включения других потребителей электроэнергии (а этого не избежать), такое напряжение генератор выдавать не сможет – обычное значение для большинства современных моделей не превышает 15 В.

Действительно, на практике оказывается, что генератор обеспечивает поддержку заряда аккумулятора на достаточном уровне (но не на максимальном), не давая ей разряжаться. В тёплое время года проблемы обычно не возникают, но при отрицательных температурах, когда значительная часть электроэнергии, вырабатываемой генератором, тратиться на подогрев и работу других устройств, АКБ всё же теряет заряд. Именно поэтому, несмотря на термин «необслуживаемый», кальциевый автоаккумулятор всё же нуждается в периодической проверке его заряда.

Рассмотрим алгоритм подзарядки кальциевого аккумулятора зарядным устройством «Вымпел-55» от компании «Орион»:

• выставляем выходное напряжение на уровне 16,1 В, а ток зарядка – в зависимости от ёмкости АКБ (для 60-амперной – 6 А, для батареи с характеристикой 55 Ah – 5,5 А). Зарядка в таком режиме продолжается, пока ток заряда не упадёт до значения 0,5 А. В случае сильного разряда аккумулятора этот этап может занять до 3 часов времени;
• далее необходимо организовать режим подзарядки, именуемый «качелями». На ЗУ «Вымпел-55» имеется возможность установки нескольких режимов. Нам нужен первый (с выходным напряжением 16,1 В и третий с 13,2 В), значение тока заряда устанавливаем в 3 А. При таких условиях зарядки кальциевого аккумулятора напряжение сначала растёт до указанный 16,1 В при постоянном токе в 3 ампера, а затем начинает понижаться до 13,2 В, при этом ток заряда падает до нулевого значения. В этом режиме, называемом «передышкой», напряжение будет изменяться плавно, после чего последует переключение в первый режим, и так будет происходить в цикле, что видно из следующего рисунка.

Из него видно, что временные интервалы между определёнными фазами циклами становятся всё короче, а между противоположными – длиннее. Об окончании процесса зарядки будет свидетельствовать сокращение времени заряда до нескольких секунд при увеличении времени падения уровня тока до нескольких минут.

Как видим, алгоритм достаточно простой, но при приобретении ЗУ внимательно следите за тем, чтобы на зарядке имелась надпись о возможности использования устройства для кальциевых (необслуживаемых) автоаккумуляторов. Не обязательно это должен быть аппарат с ручной настройкой режимов. Современные автоматические зарядные устройства способны обеспечивать оптимальный режим зарядки в зависимости от состояния АКБ, являясь интеллектуальными ЗУ.

Отметим, что кальциевые батареи последнего поколения могут заряжаться токами с напряжением порядка 14-15 Вольт, что ещё больше способствует увеличению их ресурса.

Особенности обслуживания и эксплуатации

Поскольку продолжительность жизни АКБ типа Са/Са зависит от того, поддерживается ли уровень её заряда на должном уровне, автовладельцам будет небезынтересно знать об особенностях эксплуатации и обслуживания кальциевых батарей по отношению к устройствам других типов:

• если вы – типичный городской житель, и используете машину для преимущественных поездок по городу, вашему автоаккумулятору не помешает профилактическая подзарядка. Примерная периодичность использования подходящего зарядного устройства – раз в месяц. При эксплуатации авто с поездками на относительно небольшие расстояния дли длительных простоях подобный режим позволит содержать АКБ в полной боевой готовности. При более активном использовании транспортного средства сроки подзарядки можно сократить вдвое;
• уровень заряда современных батарей свинцово-кальциевого типа составляет 14,4 В. Регулярно измеряйте напряжение на его клеммах (например, с помощью вольтметра). Если оно падает до 12 В и ниже – требуется немедленная подзарядка, в противном случае потери ёмкости аккумулятора не избежать;
• глубоких разрядов нужно обязательно избегать. При таком состоянии в пластинах начинается необратимая реакция, сопровождающаяся образованием сульфата кальция, выпадающего в виде нерастворимого осадка. Отметим, что десульфатация кальциевого аккумулятора, известная как процедура КТЦ, только усугубит его состояние – она применима только в отношении сурьмянистых аналогов;
• режим «кипения» для свинцово-кальциевых автоаккумуляторов также противопоказан. Дело в том, что у необслуживаемых батарей дренажные отверстия для выпуска газов имеют недостаточную пропускную способность, что приведёт к разрушению верхнего рабочего слоя пластин;
• ареометр для измерения плотности электролита в кальциевых аккумуляторах не подходит, поскольку рабочая жидкость в таких батареях обычно расслоена: вверху, ближе к поверхности банок, расположена более водянистая фракция, внизу же скапливается более плотный электролит;
• контрафактная продукция проникла и на рынок кальциевых АКБ. Чтобы не стать жертвой обмана, необходимо знать, как отличить оригинал от подделки. «Правильная» продукция маркируется соответствующим образом, с указанием стартового тока, уровней номинальной ёмкости и напряжения. Должна присутствовать информация о дате производства и о самом производителе. Старайтесь выбирать аккумулятор известной марки, даже если вас соблазнит более привлекательная стоимость noname-изделия.