Присадки и добавки для аккумулятора: восстанавливаем емкость, убираем сульфатацию

Причины сульфатации пластин аккумулятора автомобиля

Как было сказано выше, основной причиной сульфатации является глубокий разряд аккумулятора, но вовсе не единственной. Рассмотрим подробно все имеющиеся причины:

Глубокий разряд аккумулятора. Если проанализировать описанный выше процесс налипания на пластины аккумулятора «кристаллов», можно сделать вывод, что при глубоком разряде АКБ сульфатация возникает непременно. Исправить ситуацию позволит полный заряд аккумулятора, но даже при нем батарея немного потеряет в емкости

Важно знать, что допустив 1-3 раза полный разряд аккумулятора, можно сразу искать ему замену, поскольку больше необходимую емкость он набрать не сможет;

Низкие температуры и короткие поездки. Автолюбителям хорошо известно, что в морозную погоду нужно в первую очередь заботиться о сохранности аккумулятора

Как таковая низкая температура не сказывается на процессе сульфатации пластин, но она влияет косвенно. В холодное время года для пуска двигателя путем раскрутки стартера требуется больше энергии, чем при положительной температуре окружающей среды. Кроме того, в холод аккумулятор во время поездки хуже заряжается. Особенно данная проблема актуальна, когда речь идет о коротких поездках. По сути, при пуске двигателя водитель тратит большое количество энергии, после чего через 15-20 минут глушит двигатель, и автомобиль не успевает достаточно прогреться и зарядить аккумулятор;

Высокая температура. Не только низкая температура окружающей среды негативно сказывается на аккумуляторе, но и высокая. В жаркое время года аккумулятору приходится работать при температуре выше 60 градусов по Цельсию. Из-за столь высоких температур все химические процессы в нем протекают быстрее, в том числе и сульфатация. Поэтому в жаркое время года рекомендуется поддерживать аккумулятор максимально заряженным, чтобы на пластинах не образовывался налет;

Использование концентрированного электролита или серной кислоты. Некоторые водители пытаются устранить скопившийся на пластинах налет при помощи концентрированной серной кислоты или электролита. Так делать ни в коем случае нельзя. Таким образом не удастся «растопить» образовавшиеся «кристаллы», а только усугубится процесс их формирования;

Хранение разряженного аккумулятора. Еще одна оплошность, которой грешат неопытные водители. Как известно, химические процессы в аккумуляторе не останавливаются, даже когда он отключен от потребителя. Соответственно, если поставить батарею на хранение разряженной на несколько месяцев, она за это время потеряет некоторую емкость. Как мы выяснили выше, при потере емкости и происходит налипание на пластины сульфата свинца, то есть процесс сульфатации. А поскольку отсутствует заряд аккумулятора, «растапливаться кристаллы» не будут, и велик риск возникновения критической сульфатации, при которой восстановить емкость батареи более не удастся.

Как можно видеть из описанного выше, большая часть причин – это просто катализаторы сульфатации. По сути, она происходит в аккумуляторной батарее все время, но только при критической сульфатации ситуация становится практически необратимой для аккумулятора.

Основные признаки

Самым явным признаком того, что батарея не выдает нужный ток из-за сульфатации, является образование на пластинах серого сплошного налета. Рассмотреть его не всегда возможно из-за особенностей АКБ. Для обслуживаемых батарей, которые оснащены съемной крышкой, есть возможность открыть прибор и заглянуть в него.

В ином выполнении аккумулятора, если он полностью запаян, такая операция требует распила батареи, что небезопасно для человека.

Читать также: Сколько весит профнастил с10

Признаки сульфатации аккумулятора:

• Полностью заряженная батарея не способна запустить мотор транспортного средства
• Емкость батареи снизилась
• Показатели плотности электролита свидетельствуют о снижении номинального значения
• Быстро закипают банки прибора в процессе зарядки
• Аккумулятор неестественно быстро заряжается или разряжается

Для увеличения срока службы АКБ и возврата рабочего состояния необходимо правильно производить десульфатацию прибора.

А теперь разберемся в тонкостях процесса сульфатации

Электролит состоит на 65% из дистиллированной воды и 35% серной кислоты. В норме он имеет плотность 1,27 г/см3. Вот этот раствор как раз и заливает внутреннее наполнение банок аккумулятора (пластины). Подробно о электролите написано в статье «Что нужно знать об электролите для аккумуляторов»

При заряде на минусовой пластине накапливается свинец, а на положительной — окись свинца.

При заряде плотность растет из-за поглощения дистиллированной воды.

При разряде расходуются активные вещества, т.е. как раз восстановленные пластины начинают расходоваться и образуется сульфат свинца.

Образованию сульфатной пленки на поверхности свинца предшествует пересыщение ионами Pb+ приэлектродного слоя. В процессе анодной поляризации свинца его поверхность равномерно закрывается сульфатным слоем, что приводит к линейному падению емкости двойного слоя. Сульфатная пленка при малых размерах пор ведет себя как селективно-проницаемая мембрана, в результате чего затрудняется доступ сульфат-ионов к поверхности свинца. Это приводит к возможности роста рН электролита в порах пленки у поверхности металла, что в свою очередь создает условия для образования основных сульфатов свинца, дополнительно пассивирующих электрод.

Как устранить сульфатацию пластин

Под десульфатацией понимают воздействие на электроды и пластины различными способами, которые способствуют устранению образовавшегося налета солей кальция или свинца. Различаются такие виды очистки: механическую, химическую или с использованием неорганических присадок, электрохимическую с применением зарядного устройства.

Самым простым и быстрым способом десульфатации считается механическая очистка пластин от образовавшихся кристаллов соли. Батареи старого образца или обслуживаемые позволяют снимать крышку и получать доступ к пластинам и электродам.

Эти комплектующие извлекаются с батареи вручную и таким же образом очищаются – налет просто соскабливается с поверхности и щелей до полного устранения по мере возможности. Современные агрегаты чаще выпускаются необслуживаемого образца. Это не дает возможности попасть к банкам с электродами, чтобы их достать и почистить.

Для проведения очистки пластин севшей АКБ этим методом необходимо выполнить ряд операций:

Снять или срезать у обслуживаемых аккумуляторов верхнюю часть корпуса

Каждую из пластин зачистить вручную, осторожно, чтобы не повредить структуру электродов;

Установить очищенные пластины на их место в емкостях с соблюдением нужного зазора между каждой;

Сделать герметичным корпус, запаять снятую крышку;

Заполнить банки электролитом нужной плотности;

Провести проверку работоспособности АКБ, «подогнать» плотность жидкости к одному уровню во всех банках, не допуская разнос более, чем 0,01 кг/куб. см и концентрацию электролита не ниже 1,25, но не выше 1,31 кг/куб

см.

Для EFB батарей этот способ не применим, поскольку каждая группа электродов отдельно запаяна в сепаратор, предназначенный для предотвращения осыпания пластин.

В этой конструкции различается плотность электролита в банке и самом пакете (сепараторе), что испортит устройство после нарушения целостности. Этот фактор не дает провести механическую десульфатацию.

Химические присадки

Суть процесса заключается во введении в полость банок с электролитом специальных присадок с химическим составом, воздействующим на сульфаты кальция или свинца. В ходе зарядки растворы с присадками замедляют образование на электродах солевого налета, что возвращает до практически номинального заряда АКБ.

Чаще всего выбирают «Трилон-Б», однако не на всех батареях этот раствор одинаково эффективно срабатывает. Зависит реакция от особенностей конструкции аккумулятора, модели и технических параметров. Вероятность того, что химический способ десульфатации сработает — 50 на 50.

Состав «Трилона-Б» включает 5% аммиака, 2% кислоты органической производной от соли натрия, дистиллят. Эти компоненты к свинцу инертны, зато хорошо реагируют с налетом на электродах. В промышленности такой раствор применяется для превращения нерастворимых солей в растворимые.

Порядок проведения химической десульфатации:

• В соответствии с приведенными выше пропорциями готовится раствор «Трилон-Б»
• Аккумулятор заряжается полностью
• 2-3 раза производится промывка дистиллятом банок АКБ
• Не менее часа раствор должен провести в полости банок, чтобы закончились химические реакции и прекратились выделяться газы
• Неактивный раствор по завершению реакций сливается (откачивается без переворачивания устройства)
• 1-2 раза промывают с помощью дистиллированной воды внутреннюю часть банок
• Новый электролит, плотностью 1,25-1,27 кг/куб. см, заливается в каждую банку, проверяется его плотность и подгоняется к одному значению с разносом не более 0,01 кг/куб. см для каждой емкости
• АКБ заряжается полностью, корректируется концентрация жидкости

Читать также: Что такое реверс на мотоблоке

Электрохимический способ

Наиболее продуктивным способом десульфатации считается электрохимический, который осуществляется специальным зарядным устройством.

Суть электрической десульфатации заключается в пропускании через электролит тока с более высокими показателями, чем номинальные значения АКБ. Это приводит к естественному растворению в окружающей пластины жидкости скоплений свинцовых или кальциевых солей и растворение в ней, повышая плотность электролита. Это приводит показатели аккумулятора в норму.

Почему десульфатация АКБ не у всех заканчивается успехом?

На этот вопрос можно дать три адекватных ответа, каждый из которых претендует на правильный:

1. Сульфата свинца на пластинах слишком много.
2. Десульфатация выполняется неправильно.
3. Причиной потери емкости АКБ не является сульфат свинца.

Если случай сильно запущенный, то налет сульфата не удастся растворить полностью ничем – ни самым умным в мире зарядным устройством, ни препаратом «Трилон Б». О таких АКБ говорят, что они «отслужили свое», и кроме отправки в утиль им уже ничего не поможет. Десульфатация возможна только тогда, когда она выполняется своевременно, а также в качестве профилактики.

Неправильно десульфатация выполняется тогда, когда нет четкого понимания того, что именно надо делать. Некоторые по несколько раз полностью заряжают батарею, предварительно разряжая ее в ноль, чем безвозвратно уменьшают емкость и сокращают ресурс. Другие пытаются растворить сульфат якобы чудодейственными препаратами. Есть и такие, кто варварскими методами раскурочивает АКБ, и пытается удалить сульфатный налет механически.

И последнее – если причиной «смерти» АКБ не является сульфат свинца, то десульфатация не поможет. Именно поэтому никогда не заканчиваются успехом подобные «издевательства» над закороченными АКБ, в которых явно помутневший электролит, разрушенные регулярными кипячениями пластины и другие дефекты. Отслужившие более 5 лет аккумуляторы пытаться восстановить при помощи десульфатации – тоже бесполезно в 95% случаев.

Однако десульфатация, все же, вполне может помочь, если ваш АКБ не подпадает под один из трех пунктов из списка выше. Более того, выполнить ее можно несколькими способами. Самый дорогостоящий – это покупка зарядного устройства, в котором есть соответствующий режим. Стоимость таких зарядок сопоставима с покупкой двух-трех новых АКБ, потому о целесообразности их приобретения можно только задуматься.

Различные промывки, суперсредства и любимый многими «Трилон Б» здесь рассматриваться вообще не будут. Если вам не жалко денег и времени – попробуйте. К сожалению, другого способа убедиться в бесполезности подобных процедур нет.

Что же касается профилактики или десульфатации аккумулятора обычным зарядным с несущественным налетом на пластинах и без особых затрат, то этот метод действительно стоит внимания. О нем и поговорим.

Как устранить сульфатацию пластин

Под десульфатацией понимают воздействие на электроды и пластины различными способами, которые способствуют устранению образовавшегося налета солей кальция или свинца. Различаются такие виды очистки: механическую, химическую или с использованием неорганических присадок, электрохимическую с применением зарядного устройства.

Самым простым и быстрым способом десульфатации считается механическая очистка пластин от образовавшихся кристаллов соли. Батареи старого образца или обслуживаемые позволяют снимать крышку и получать доступ к пластинам и электродам.

Эти комплектующие извлекаются с батареи вручную и таким же образом очищаются – налет просто соскабливается с поверхности и щелей до полного устранения по мере возможности. Современные агрегаты чаще выпускаются необслуживаемого образца. Это не дает возможности попасть к банкам с электродами, чтобы их достать и почистить.

Для проведения очистки пластин севшей АКБ этим методом необходимо выполнить ряд операций:

Снять или срезать у обслуживаемых аккумуляторов верхнюю часть корпуса

Каждую из пластин зачистить вручную, осторожно, чтобы не повредить структуру электродов;

Установить очищенные пластины на их место в емкостях с соблюдением нужного зазора между каждой;

Сделать герметичным корпус, запаять снятую крышку;

Заполнить банки электролитом нужной плотности;

Провести проверку работоспособности АКБ, «подогнать» плотность жидкости к одному уровню во всех банках, не допуская разнос более, чем 0,01 кг/куб. см и концентрацию электролита не ниже 1,25, но не выше 1,31 кг/куб

см.

Для EFB батарей этот способ не применим, поскольку каждая группа электродов отдельно запаяна в сепаратор, предназначенный для предотвращения осыпания пластин.

В этой конструкции различается плотность электролита в банке и самом пакете (сепараторе), что испортит устройство после нарушения целостности. Этот фактор не дает провести механическую десульфатацию.

Химические присадки

Суть процесса заключается во введении в полость банок с электролитом специальных присадок с химическим составом, воздействующим на сульфаты кальция или свинца. В ходе зарядки растворы с присадками замедляют образование на электродах солевого налета, что возвращает до практически номинального заряда АКБ.

Чаще всего выбирают «Трилон-Б», однако не на всех батареях этот раствор одинаково эффективно срабатывает. Зависит реакция от особенностей конструкции аккумулятора, модели и технических параметров. Вероятность того, что химический способ десульфатации сработает — 50 на 50.

Состав «Трилона-Б» включает 5% аммиака, 2% кислоты органической производной от соли натрия, дистиллят. Эти компоненты к свинцу инертны, зато хорошо реагируют с налетом на электродах. В промышленности такой раствор применяется для превращения нерастворимых солей в растворимые.

Порядок проведения химической десульфатации:

• В соответствии с приведенными выше пропорциями готовится раствор «Трилон-Б»
• Аккумулятор заряжается полностью
• 2-3 раза производится промывка дистиллятом банок АКБ
• Не менее часа раствор должен провести в полости банок, чтобы закончились химические реакции и прекратились выделяться газы
• Неактивный раствор по завершению реакций сливается (откачивается без переворачивания устройства)
• 1-2 раза промывают с помощью дистиллированной воды внутреннюю часть банок
• Новый электролит, плотностью 1,25-1,27 кг/куб. см, заливается в каждую банку, проверяется его плотность и подгоняется к одному значению с разносом не более 0,01 кг/куб. см для каждой емкости
• АКБ заряжается полностью, корректируется концентрация жидкости

Электрохимический способ

Наиболее продуктивным способом десульфатации считается электрохимический, который осуществляется специальным зарядным устройством.

Суть электрической десульфатации заключается в пропускании через электролит тока с более высокими показателями, чем номинальные значения АКБ. Это приводит к естественному растворению в окружающей пластины жидкости скоплений свинцовых или кальциевых солей и растворение в ней, повышая плотность электролита. Это приводит показатели аккумулятора в норму.

Как определить сульфатацию аккумулятора

Причины появления белого отложения на пластинах аккумулятора, сульфатации, связаны с нарушением правильной эксплуатации. В период разряда кристаллы PbSO4 образуются всегда, но они малого размера. При зарядке АКБ они снова ионизируются, токопроводная поверхность очищается.

Сульфатация пластин аккумулятора происходит, если есть причины:

• Глубокий разряд приводит к укрупнению кристаллов, которые не разрушаются при зарядке.
• Низкие температуры приводят к хроническому недозаряду аккумулятора. Холодный электролит теряет скорость химической реакции. Если поездки короткие, простои длинные – все предпосылки для сульфатации аккумулятора.
• Высокая температура летом в подкапотном пространстве ускоряет все процессы, в том числе и образование больших кристаллов сульфата свинца в разряженной батарее.
• Хранение недозаряженного кислотного аккумулятора приведет к постепенному росту и уплотнению кристаллов в результате саморазряда. При этом подзарядка не производится, кристаллы не разрушаются.
• Низкий уровень электролита в банках, плохое качество электролита.
• Добавление концентрированной кислоты для уменьшения сульфатации только увеличит размер забитой поверхности.

Чем раньше определить появление сульфатации на пластинах кислотного аккумулятора, тем легче разрушить осадок, освободить доступ к приемнику заряженных частиц. Как это сделать?

Периодически необходимо осматривать банки необслуживаемого аккумулятора – коричневато-белесый налет на пластинах хорошо просматривается через открытую пробку. Сульфатация ведет к потере емкости. Явные признаки – зарядка автомобильного аккумулятора происходит в течение часа, банки кипят. После зарядки АКБ не запускает двигатель, быстро разряжается лампой подсветки. На корпусе, вокруг пробок, на клеммах, образуется белый налет, электролит кипит в аккумуляторе, установленном в гнездо. Емкость аккумулятора снижается, это можно установить замерами напряжения на клеммах хх и под нагрузкой.

Все перечисленные признаки сульфатации характерны и для кальциевых необслуживаемых аккумуляторов, но в большей степени. Два-три глубоких разряда, и кальциевая батарея придет в полную негодность. Здесь образуется не только свинцовый осадок, но гипс, что хуже. Проблема проявляет себя уменьшением емкости, малым временем зарядки.

Причины

Рассмотрим основные причины, которыми обусловлен процесс сульфатации.

Колебания температуры

Здесь имеется в виду не высокая или низкая температура электролита, а именно, её колебания. Сульфат свинца слабо растворяется в серной кислоте. Интенсивность растворения увеличивается с ростом температуры. Если увеличивать температуру электролита, то сульфата на электродах растворяется в нём. А при охлаждении PbSO4 выпадает из раствора и вновь оседает на поверхности пластин. Причём сульфат будет оседать в первую очередь там, где есть мелкие частицы кристаллического PbSO4.

При таких колебаниях температуры процесс будет повторяться и мелкие частицы сульфата будут постепенно расти. И в дальнейшем они уже не будут восстанавливаются при стандартной зарядке аккумулятора. Результатом этого является снижение ёмкости, поскольку сульфат исключает из процесса заряда-разряда часть активной массы. Обмазка электродных пластин под крупными кристаллами PbSO4 не может принять участие в описанной выше реакции.

Пониженный уровень электролита

Пластины аккумулятора всегда должны быть покрыты электролитом. Не допускается эксплуатация АКБ с оголёнными электродами. При уменьшении уровня электролита нужно доливать в аккумулятор дистиллированную воду. Если пластины длительное время будут находиться на открытом воздухе, произойдёт глубокая сульфатация оголённой части пластин. Не редкость, когда в этих местах осыпалась обмазка и разрушались решётки.

Если пластины находились на воздухе недолго, то после доливки они приходят в нормальное состояние. Особенно чувствительны к падению уровня электролита отрицательные пластины. В результате этого их обмазка превращается в жидкую субстанцию, которая выпадает в осадок на дно аккумулятора. Вернуться к содержанию

Длительное нахождение в разряженном состоянии

К сульфатации также приводит длительное нахождение аккумулятора в разряженном состоянии. Рекомендуется поставить АКБ на зарядку не позднее, чем через сутки после её разряда.

Образование сульфата свинца

Глубокий разряд

В процессе разряда аккумулятора можно контролировать ток разрядки и конечное напряжение. Для длительных режимов с меньшим током разряда выбирается конечное напряжение 10,8 вольта. А при коротких режимах разряда и высоком токе разряда 10,5 вольта. Более подробно эти условия можно посмотреть в ГОСТ 825 – 61 с указанием плотности и температуры электролита. При увеличенном токе разряда напряжение сильнее зависит от плотности и температуры электролита.

Согласно экспериментальным данным, наименьшая сульфатация наблюдается у АКБ, которые в процессе заряда-разряда не отдают ёмкость выше 75–80 процентов от номинала. Если аккумуляторная батарея используется в качестве буферной ёмкости, то после разряда её сразу нужно переводить в режим заряда. Вернуться к содержанию

Частый заряд высокими токами

Если заряжать АКБ током большой величины, то PbSO4 на поверхности пластин не успевает растворяться. Этот процесс требует длительного времени. Когда зарядный ток большой, то параметры, по которым определяется конец заряда, наступают раньше, чем происходит восстановление сульфата. Эти параметры ─ постоянное напряжение и плотность электролита.

Что такое десульфатация АКБ простыми словами?

Если аккумулятор часто находится в незаряженном состоянии, этого вещества на пластинах накапливается все больше и больше. Когда его становится слишком много, то при обычном цикле заряда батареи он не успевает весь растворится, так и оставаясь «висеть» на пластинах. Потом АКБ опять разряжается, и к старому налету добавляется новый слой. И так далее.

Чем же плох сульфат свинца? Вся проблема заключается в том, что его остатки закрывают собой активную поверхность пластин, в результате чего электрохимические реакции на этих участках прекращаются. В свою очередь это означает, что эти участки не работают, то есть, не накапливают и не отдают заряд.

На практике же наблюдается деградация АКБ.

1. Во-первых, из-за уменьшения площади активного свинца снижается реальная емкость батареи. В результате она заряжается быстрее, чем обычно, и ровно так же быстро разряжается.
2. Во-вторых, уменьшается сила пусковых токов, которые батарея способна отдавать на работу стартера. Последний крутится все хуже и неохотнее. А в сильно запущенных случаях, даже если АКБ полностью заряжена, не может сдвинуться и вовсе.

Происходит это по совокупности сразу нескольких факторов. Самый первый из них является злейшим врагом любой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. Это глубокий разряд. Когда АКБ сажается в ноль и находится в таком состоянии некоторое время, отложившийся сульфат свинца на пластинах потихоньку твердеет и утолщается.

Глубоко разряженную батарею, как правило, быстренько заряжают большими токами при помощи пуско-зарядных устройств. В результате по всем показателям (плотность, напряжение, потребляемый ток заряда) АКБ приводится в заряженное состояние за сравнительно короткий промежуток времени. Однако при таком заряде не весь сульфат свинца успевает раствориться.

Еще хуже обстоят дела, когда автомобиль с полностью севшим аккумулятором пытаются завести при помощи прикуривания. Двигатель запускается, начинает работать генератор, и батарея заряжается максимально большими токами, какие только она может принять. Цикл заряда проходит еще быстрее, чем в случае использования стационарного зарядного устройства. Результат – еще больше не растворившегося сульфата свинца на пластинах.

Следующий «враг» АКБ – выкипание электролита, в результате чего снижается его уровень в отсеках. Часть пластин остается вовсе без электролита, соответственно, при очередном цикле заряда в процессе не участвует. Вполне понятно, что накопившийся на этих участках сульфат так и остается на своих местах в полном объеме. Даже если в АКБ долить воды, то налет уже не успеет раствориться при очередном цикле заряда.

И последний важный момент – это постоянный недозаряд АКБ. По умолчанию система заряда аккумулятора в автомобилях отлажена таким образом, чтобы батарея не заряжалась до 100% никогда. Делается это для того, чтобы во время длительных поездок не начинался процесс «кипения». Для этого достаточно, чтобы напряжение бортовой сети поддерживалось на уровне 14,2 В. При таком напряжении АКБ будет поддерживаться в заряженном на 85-90% состоянии.

Соответственно, при такой эксплуатации на пластинах всегда остается сульфат, раствориться полностью которому не дает недостаток напряжения. Именно поэтому так настоятельно рекомендуется регулярно заряжать аккумулятор при помощи стационарного зарядного устройства, даже если он и так нормально работает, и никогда не подводит.

Также следует отметить, что далеко не на всех автомобилях напряжение бортовой сети поддерживается на уровне 14,2 В. Особенно, когда включены мощные потребители – освещение, печка, кондиционер и так далее. Многие просто не обращают на это внимания. А тем временем на АКБ не идет больше 13-13,5 В, которых критически не хватает для зарядки до более или менее нормального уровня.