Виды аккумуляторов, особенности зарядки, мифы о батареях

Рынок аккумуляторной продукции очень разнообразен как в ценовом диапазоне, так и по эксплуатационным возможностям. Наиболее распространённый вид источников постоянного питания — свинцово-кислотный. Он состоит из пластикового корпуса, разделённого на отсеки, которые заполняют электролитом. К таким относятся маломощные и грузовые аккумуляторы, которые используют в легковых и габаритных транспортных средствах. 

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

АКБ этого типа могут быть как обслуживаемыми, так и необслуживаемыми. Суть действия: водный раствор серной кислоты заполняет пространство между плоскими решётчатыми свинцовыми пластинами. В ячейки решёток впрессованы порошки окиси свинца (анод) и металлического свинца (катод). Плотность электролита варьируют от 1,26 до 1,31 г/см³ в зависимости от температуры окружающей среды.

Agm-аккумулятор — разновидность батарей свинцово-кислотного типа, которые отличаются тем, что в качестве электролита используют абсорбированное сухое вещество. 

Кроме невысокой стоимости, обычный и Agm-аккумулятор отличаются высокой практичностью. При зарядке не нужно контролировать время, так как у батарей нет эффекта памяти. Agm-аккумулятор удобен для использования в походных условиях, на лодочных двигателях.

Характеристика других видов аккумуляторов

В качестве автомобильных батарей широко применяют никель-кадмиевые, кальциевые и гелевые аккумуляторы. 

Никель-кадмиевые АКБ

Особенность их эксплуатации — необходимость полной периодической разрядки, что помогает избежать появления на пластинах кристаллических отложений.

Технические преимущества Ni-Cd батарей:

• быстрая и доступная зарядка;

• долговечность: при правильной эксплуатации аккумулятор способен проходить до тысячи зарядных циклов;

• готовность к нагрузкам и эксплуатации в низкотемпературном режиме;

• доступная стоимость.

К недостаткам относят высокий показатель саморазрядки во время хранения, уязвимость перед кристаллизацией, относительно низкую энергоёмкость, токсичность ингредиентов.

Аккумуляторы кальциевого типа

Кальциевый аккумулятор — батарея, электроды которой обработаны кальцием, легированы. Преимущество такой технологии — то, что свинцовые пластины защищены от перенасыщения энергией, окисления и коррозии. За счёт тонкости элементов увеличивается их количество в батарее.

Аккумуляторы кальциевого типа считают самыми долговечными. Их рекомендуют устанавливать на автомобили и автобусы для езды по дальним маршрутам. Они виброустойчивы, стабильно выдерживают избыток зарядных нагрузок. Чтобы батарея полностью отработала свой потенциал, нельзя допускать её полной разрядки. Один разряд до конца — это потеря 50% ёмкости батареи. Буквально за три-четыре глубоких разряда можно убить АКБ.

Характеристика гелевых источников питания

Гелевый аккумулятор — это разновидность свинцово-кислотного устройства с гелеобразным электролитом. Такое состояние жидкости получается за счёт добавления силиконовой примеси в серную кислоту. Достоинство химического состава — то, что у батареи повышенный циклический восстановительный ресурс и меньший процент саморазрядки.

Перед кислотными устройствами у гелевых есть конструкционные преимущества:

• целостный запаянный корпус, который не требует технического обслуживания;

• в случае повреждения корпуса электролит не просачивается

Из таких аккумуляторов не выделяются ядовитые испарения.

Особенности батарей гибридного типа

Гибридные АКБ объединяют лучшие конструкционные, функциональные и технические характеристики батарей разных типов. Они включают минимальную саморазрядку, отсутствие необходимости профилактики и периодической дозаправки электролита. Решена проблема избыточности зарядки для тех, у кого автомобиль часто простаивает. Узнать этот тип аккумулятора можно по маркировке производителей Calcium Plus или Ca+.

Особенности зарядки

Зарядка разных АКБ, в частности, кальциевых, AGM и гибридных, требует особого подхода. Отличия в технологии и химическом составе батарей обуславливают собственные алгоритмы зарядки. Это следует учитывать при использовании и обслуживании.

Кальциевые АКБ

Такие батареи чувствительны к условиям эксплуатации и требуют зарядки с более высоким напряжением по сравнению с обычными свинцово-кислотными. Здесь всё просто, нужно запомнить следующее. Для зарядки кальциевых АКБ используют устройство, способное поднимать напряжение до 14,4–15 В. Это помогает восстанавливать ёмкость и предотвращает сульфатацию пластин.

Оптимальная схема зарядки для кальциевых батарей предполагает трёхступенчатый режим. Сначала зарядка при постоянном токе. Затем при постоянном напряжении. Третья стадия — завершение режима низкого тока, который устраняет остаточные заряды и поддерживает батарею в рабочем состоянии.

AGM-аккумуляторы

Такие АКБ подходят для автомобилей с системой Start-Stop, которые требуют быстрого восстановления заряда. AGM аккумуляторы заряжают с использованием особого алгоритма, который предполагает более низкие значения напряжения, чем для кальциевых батарей, так как перегрев может повредить электролит.

Для AGM часто используют трёхступенчатую зарядку:

• сначала силой тока в 10% от ёмкости при напряжении 14,2–14,8 В;

• с минимальной силой тока в 0,3 В;

• с напряжением устройства от 13,2 до 13,8 В.

Использование «умного» зарядного устройства с возможностью установки профиля зарядки для AGM-АКБ — простой и оптимальный выбор для сохранения их характеристик и долговечности.

Гибридные АКБ

Их зарядка требует балансировки напряжения и электрического тока. Неправильный режим приводит к потере ёмкости и большому износу пластин. В этом случае оптимальна ступенчатая зарядка с начальным импульсным током и дальнейшим постепенным понижением напряжения для максимального восстановления ёмкости без перегрева батареи.

Советы по обслуживанию АКБ

Для любого типа аккумуляторов нужно соблюдать несколько основных рекомендаций по обслуживанию. Это просто — регулярный сервис и проверка уровня заряда поддерживают батарею в оптимальном состоянии:

• для AGM и гибридных АКБ используйте только совместимые зарядные устройства, так как стандартные наносят вред этим типам аккумуляторов;

• периодически выполняйте «выравнивающую» зарядку для кальциевых АКБ, которая помогает предотвратить большое накопление сульфатов на пластинах и поддерживает ёмкость.

Хранить аккумуляторы лучше в прохладном и сухом месте. Особенно если не используете их в течение длительного времени. Это снижает скорость саморазряда и сохраняет ёмкость.

Выбор аккумуляторов в зависимости от климата

Разные температурные условия влияют на эксплуатацию и долговечность аккумуляторов и их способность обеспечивать достаточную мощность для запуска двигателя.

Холодный климат

В регионах с суровыми зимами нужны батареи, которые устойчивы к низким температурам и с высоким показателем тока холодной прокрутки (CCA). Последний определяет способность АКБ поставлять необходимую мощность для запуска двигателя при низких температурах. Чем выше CCA, тем лучше батарея работает в условиях холода.

Популярный выбор для зимы — аккумуляторы AGM. Благодаря своему строению и плотному электролиту, они устойчивы к разряду и сохраняют стабильную производительность в холоде, обеспечивают надёжный запуск двигателя даже при значительных отрицательных температурах. AGM-батареи также имеют низкий уровень саморазряда, что полезно, если автомобиль долгое время находится в неактивном состоянии.

Для более суровых условий можно рассмотреть аккумуляторы с технологией EFB. Она сочетает хорошую устойчивость к низким температурам и стойкость к циклическим нагрузкам. Хотя такие АКБ могут стоить немного дороже, их стабильность и долговечность оправдывают затраты.

Тёплый климат

В регионах с жарким климатом аккумуляторы подвергаются высокому уровню саморазряда и износа из-за нагрева, что снижает срок службы. Здесь подходят кальциевые аккумуляторы. Они менее подвержены коррозии при высоких температурах. Их плотные пластины предотвращают испарение электролита, что помогает поддерживать ёмкость даже при интенсивной эксплуатации. Кальциевые батареи отличаются устойчивостью к перегреву.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO₄) также можно рассматривать для тёплого климата. Они выдерживают высокие температуры и могут служить дольше. Но пока их стоимость выше, чем у традиционных АКБ.

Устойчивость к перепадам температуры

Для регионов с большим перепадом температур, где летом бывает жарко, а зимой — холодно, оптимальным выбором будут AGM или гибридные аккумуляторы. Первые хорошо работают и в морозных, и в жарких условиях, поддерживают стабильную мощность. Гибридные аккумуляторы с добавлением кальция и серебра также устойчивы к перепадам температуры. В них кальций уменьшает испарение, а серебро предотвращает коррозию.

Будущее аккумуляторных технологий

Эксперты уверены, что автомобилистов ждут значительные изменения в вопросах применения АКБ. В основном благодаря твердотельным и литий-железо-фосфатным батареям. Эти новые типы аккумуляторов способны изменить подход к автомобилям на электрической тяге и гибридным моделям, улучшить их надёжность, безопасность и эффективность.

Твердотельные аккумуляторы привлекают внимание благодаря твёрдому электролиту, что заменяет жидкий, который используют в традиционных литий-ионных батареях. Основное преимущество этой технологии — высокая плотность энергии. Твердотельные батареи хранят больше энергии на единицу массы, что позволяет существенно увеличить запас хода электромобилей, не добавлять веса.

У твердотельных аккумуляторов повышенная безопасность. Их электролит снижает риск возгорания или короткого замыкания. Эти батареи устойчивы к экстремальным температурам, перезаряжаются большее количество раз, чем обычные литий-ионные. Основная сложность — высокая стоимость производства. Технология пока не достигла массового выпуска. Исследователи и компании-производители прогнозируют снижение цены в ближайшие 5–10 лет.

Литий-железо-фосфатные батареи уже используют в электромобилях и других устройствах, которые требуют надёжного источника энергии. Их преимущество в высокой устойчивости к перегреву и долговечности. Эти аккумуляторы реже теряют ёмкость при регулярных циклах зарядки и разрядки, что делает их подходящими для долгосрочной эксплуатации.

В отличие от литий-ионных батарей, литий-железо-фосфатные аккумуляторы безопаснее. Они менее подвержены возгоранию и не требуют сложных систем охлаждения. По плотности энергии они уступают твердотельным батареям. Но устойчивость и более низкая стоимость делают их отличным вариантом для массового производства электромобилей.

Ожидают, что в будущем внедрение новых типов аккумуляторов приведёт к производству более доступных, долговечных и экологичных транспортных средств. Твердотельные батареи, скорее всего, станут стандартом для премиальных электромобилей: обеспечат большие запасы хода и безопасность, особенно в спортивных и мощных моделях.

С другой стороны, LiFePO₄-батареи подойдут для массовых автомобилей, они обеспечивают экономичность и долговечность. Особенно они будут полезны водителям в городских условиях, где ежедневные поездки не требуют высокого запаса хода, но важны надёжность и низкие эксплуатационные расходы.

Как видим, будущее аккумуляторных технологий обещает разнообразие вариантов для различных сегментов автопрома, от недорогих по цене и надёжных батарей до высокотехнологичных решений для премиум-класса.

Разбор мифов об аккумуляторах

Существует множество заблуждений об аккумуляторах, которые могут сбивать с толку автовладельцев и негативно сказываться на эксплуатации батарей. Рассмотрим несколько популярных мифов, опровергнем их и объясним реальное положение дел.

Миф 1: полная разрядка аккумулятора продлевает его срок службы

Одно из распространённых заблуждений — полная разрядка аккумулятора помогает «откалибровать» его и продлить срок службы. Многие слышали это утверждение. На самом деле, полная разрядка свинцово-кислотных аккумуляторов приводит к сульфатации пластин и уменьшению ёмкости. Особенно это актуально для AGM и кальциевых АКБ, которые страдают от глубоких разрядов. Исследования показывают, что лучше поддерживать уровень заряда в пределах 40–80%. Это поможет избежать повреждений и продлит срок службы батареи.

Миф 2: чем больше ёмкость, тем лучше

Многие потребители полагают, что высокая ёмкость аккумулятора всегда предпочтительнее. Хотя она и может обеспечивать более долгую работу устройства, это не всегда лучший выбор для автомобиля. Важно учитывать совместимость с генератором и потребностями системы. Слишком мощный аккумулятор сильно нагрузит электронику и создаст дополнительные проблемы. Выбирайте АКБ, который соответствует спецификациям производителя автомобиля.

Миф 3: любая зарядка подходит для всех аккумуляторов

Ещё одно заблуждение заключается в том, что зарядные устройства универсальны и подходят для всех типов аккумуляторов. На самом деле, разные типы АКБ (свинцово-кислотные, AGM, литий-ионные) требуют различных алгоритмов зарядки.

Использование неподходящего зарядного устройства приводит к повреждению АКБ или даже к её выходу из строя. Например, AGM-батареям нужны более специфичные режимы зарядки, чтобы избежать перегрева и перегрузки.

Миф 4: современные аккумуляторы не требуют никакого обслуживания

Конечно, инновационные батареи требуют меньше внимания. Но регулярные проверки уровня заряда и чистоты клемм всё равно им необходимы. Пыль и коррозия существенно снижают эффективность работы батареи. Кроме того, для традиционных свинцово-кислотных АКБ важно следить за уровнем электролита.

Миф 5: все аккумуляторы одинаковы

Стопроцентное заблуждение, что все аккумуляторы одинаковы и могут быть взаимозаменяемы. В реальности у каждого типа АКБ свои характеристики. Использование неподходящего устройства приведёт к проблемам с запуском и работой электроники. Выбирайте АКБ, которые соответствуют спецификациям вашего автомобиля, учитывайте климатические условия и стиль вождения.

Опровержение мифов об аккумуляторах помогут владельцам машин принимать более обоснованные решения. Это способствует продлению срока службы батарей и улучшению их производительности. Следуйте рекомендациям и обращайте внимание на характеристики аккумуляторов.

В интернет-магазине Колёса Даром каждый автовладелец сможет ознакомиться с полным ассортиментом АКБ от ведущих мировых производителей, а затем и приобрести аккумулятор, который подходит по своим характеристикам. Мы работаем каждый день — позвоните, и наши сотрудники проконсультируют вас по вопросам, связанным с аккумуляторными батареями всех типов.