Виды аккумуляторов

Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля

Перед тем как выбрать автомобильный аккумулятор, следует определиться с разновидностями данных устройств.

Выделяют следующие:

1. Свинцово-кислотные. Такие АКБ созданы первыми. Этот вариант самый простой. Представляет собой 6 банок, в них пластины из свинца находятся в жидкости с серной кислотой. Подобные обслуживаемые модели дешевые. Еще одно преимущество — электролит можно заменять, поэтому устройство снова заработает. Но существуют и необслуживаемые батареи, в которых не получится достать пробки из банок. Их можно перезарядить. Но нужно помнить, что если элементы сильно разрядятся, то может быть утрачена емкость либо пластина разрушится.
2. Гелевые. Они отличаются тем, что вместо жидкости используется густой наполнитель. У АКБ срок службы дольше, а также она герметична, за счет чего способна и дальше функционировать при любом наклоне. Такие устройства самые дорогие.
3. Созданные по технологии AGM. Это комбинированный вариант, в котором сочетаются детали от стандартной батареи и гелевой. То есть применяется электролит в форме раствора, чтобы пропитывать наполнитель, расположенный между пластинами. Подобное устройство отличается устойчивостью к вибрации, может работать при сильном наклоне. Но при этом аккумулятор чувствителен не только к сильному разряжению, но и к перезарядке.

Для старых российских отечественных машин подойдет и дешевый вариант, т.е. свинцово-кислотные батареи. Для новых легковых фирменных автомобильных батарей рекомендуются AGM-устройства. Они обладают высоким пусковым током и быстро восстанавливают заряд. Гелевые (из-за их дороговизны) применяют редко.

Устранение сульфатации электродов

Образование кристаллов сульфата свинца в электродах аккумулятора при разряде — явление нормальное, заключенное в принципе работы свинцового аккумулятора. Разрядная структура активной массы электродов представляет собой мелкокристаллическую форму сульфата свинца (PbS04), равномерно покрывающую токообразующую поверхность электродов, включая поверхность пор. При несвоевременной постановке на заряд или неполном заряде мелкие кристаллы нормальной разрядной структуры становятся центрами кристаллизации, происходит рост кристаллов. Чем дольше времени аккумулятор находятся без заряда, тем больше размеры растущих кристаллов. Происходит закупорка пор, уменьшается эффективная поверхность электродов, резко снижается ёмкость батарей. В конечном итоге процесс сульфатации становится необратимым.

В процессе эксплуатации аккумуляторов необходимо учитывать, что растворимость кристаллов сульфата свинца обратно пропорциональна их размерам. Только при своевременном заряде сульфат свинца легко преобразуется в диоксид свинца (РЬО2) на положительном и в губчатый свинец на отрицательном электроде.

Основными причинами повышенной сульфатации являются:

1.  Длительное время нахождения батареи без подзаряда;
2.  Короткие замыкания в элементах;
3.  Систематические недозаряды;
4.  Повышенная плотность электролита;
5.  Высокая температура электролита;
6.  Глубокие разряды;
7.  Частые заряды большими токами;
8.  Наличие вредных примесей в электролите.

Признаки сульфатации следующие:

1.  Падение плотности электролита в сравнении с начальной;
2.  Повышенное напряжение в начале заряда, достигающее 3В на элемент.

Подробнее о сульфатации и десульфатации Вы можете почитать здесь.

Анализ причин сульфатации свидетельствует, что при грамотной эксплуатации аккумуляторных батарей она может быть полностью исключена.

При не очень глубокой сульфатации всей батареи её следует длительно заряжать токам 0,1÷0,3 нормального зарядного тока, равного 0,10С10. Признаком окончания десульфатации является рост плотности электролита ж» первоначальной, равной 1,21г/см3 для батарей типа СК и её стабильности в течение не менее 3 часов. Случаи, когда засульфатирована вся батарея, весьма редки. Чаще приходится иметь дело с отдельными «отстающими» элементами, количество которых в батарее обычно не превышает 5%. Отставание таких элементов предопределяет наличие в них каких-то конкретных, ранее перечисленных неисправностей.

После выявление и устранения неисправностей элементов, рекомендуется проводить десульфатирующий дозаряд этих элементов путем наложения стороннего источника на ток подзаряда аккумуляторной батареи. Для этой цели целесообразно использовать переносные элементные или многоканальные подзарядные устройства, имеющие плавную регулировку Основным признаком окончания десульфатации является рост плотности электролита до первоначальной, косвенным — рост напряжении до величины 2,55-2,7 В на элемент. При сильном газировании элементов снижать ток дополнительного источника с увеличением длительности процесса. Такая методика позволяет обеспечить восстановление элементов бед вывода аккумуляторной батареи из работы. При этом она является альтернативой проведению уравнительного заряда, при котором исправные элементы получают значительный перезаряд с соответствующим сокращением срока службы.

Литиево-ионные

Это самые популярные на сегодня источники электротока. Литиево-ионные АКБ превосходят иные типы аккумуляторов по выдаваемому напряжению. Они обладают большой удельной емкостью и невысокой степенью саморазряда.

Но у них имеются и минусы:

• При падении температуры до минусовых значений, сила тока сильно понижается.
• Емкость постепенно снижается, за два года может уйти около двадцати процентов емкости.
• Неустойчивы к глубокой разрядке.

Подобные типы аккумуляторов часто выступают в качестве зарядного устройства для ноутбуков, компьютеров и тому подобного. Также их широко используют в автомобилях, накопительных системах энергии и современной электротехнике. То есть сегодня практически нельзя обойтись без литиево-ионных моделей.

Химическими элементами данных устройств являются ионы лития. Производство положительных пластин осуществляется из лития с фосфатом либо кобальтом, так как этим материалы безвредные для организма, недорогие и малотоксичные. Если разработчики сумеют устранить основные минусы таких АКБ, в будущем они могут полностью вытеснить кислотные батареи. Но сегодня цена их производства существенно превышает создание иных типов батарей.

Аккумуляторы имеют несколько существенных различий с никелевыми приборами, например, они почти на сорок процентов дороже в изготовлении.

Как снизить расход батареи?

Если вы еще думаете над тем, какая емкость аккумулятора лучше для смартфона, тогда стоит знать на какие нюансы тратится основной заряд батареи.

Основные потребители заряда:

• дисплей;
• передача данных;
• сотовая связь.

Советы по уменьшению потребления заряда энергии на современных моделях:

• Включайте передачу данных только тогда, когда вам необходимо. После использования — выключайте.
• Снизьте яркость дисплея.
• Удаляйте неиспользуемые приложения. Это могут быть как открытые на данный момент, так и скачанные, но редко используемые.
• Выключайте телефон на ночь или же используйте функцию “В самолете”.
• При разрешающих настройках телефона включайте режим экономии заряда.

Также на нашем портале вы найдете много полезных советов, как увеличить время работы батареи телефона.

Лучшие варианты

Понятие лучшего элемента питания абстрактно: то, что хорошо для игрушек, может не подойти для серьёзного оборудования. Поэтому элементы питания, попавшие в обзор, просто выделяются каким-либо выдающимися характеристиками, ценой либо благосклонностью пользователей.

Robiton Ni-MH PR44 40mAh (40BVH)

Данный аккумулятор — это самый миниатюрный и дешёвый перезаряжаемый элемент питания в продаже. Всего 40 мА-ч, зато и размеры — не больше булавочной головки. Область применения весьма специфическая — слуховые аппараты. Люди с нарушениями слуха сталкиваются с необходимостью подзарядки очень редко, ведь энергопотребление этих устройств минимальное.

Perfeo AA 2700 мА/ч Ni-MH

Эти перезаряжаемые батарейки являются одними из самых дешёвых в пальчиковом типоразмере. Четыре полноценных элемента, да ещё и с пластиковым кейсом менее, чем за 500 рублей. Ёмкость каждого элемента 2700 мА-ч, что позволяет их использовать в различных приборах, характеризующихся высоким энергопотреблением.

Camelion R20, 1.2 В, 4500 мАч, NiCd BL2

Батареи китайского производства Camelion пользуются популярностью не только в России, но и на рынках Европы, Индонезии, Латинской Америки. Они занимают позицию посередине — между такими брендами, как Duracell или Panasonic, и совсем дешёвым «ноунеймом». Размер D и приличная ёмкость позволяют использовать эти батареи в мощной аппаратуре, а никель-кадмиевая технология адаптирована под высокий зарядный ток

GP Rechargeable 1000 Series AAA Ni-Mh 950 мА·ч

Батарейки и аккумуляторы GP стали в России самым продаваемым брендом, опередив более дорогие. Причина — умеренная цена, продуманная маркетинговая политика, а главное — правильное выстраивание отношений B2B. Обеспечивая выгодные условия торговым сетям, GP активно внедряет свои устройства на полки магазинов. Качество приведённых в обзоре аккумуляторов вполне сносное, а ёмкость в 1000 мА-ч является золотой серединой для большинства устройств.

Energizer Accu Recharge Power Plus 9V Крона Ni-Mh 175 мА·ч

Типоразмер PP3 от известной американской компании Энерджайзер. Производство, естественно, Китай. Качество на высоте, а низкая по сравнению с пальчиковыми ёмкость обусловлена выходом тока в 9 вольт. Хороший вариант для замены обычной батарейки соответствующих устройствах, несмотря на цену.

ROBITON 18650-3400 Protected, 3,7 V Li-Ion 3400 мА·ч

Помимо доступных решений в никель-металлгидридном исполнении, компания Robiton выпускает недорогие литий-ионные аккумуляторы в классическом формате АА — в данном случае маркировка 18650. Аккумулятор характеризуется большой ёмкостью, а главное, оснащён электронным блоком, предохраняющим от перезаряда и выхода из строя.

DURACELL Rechargeable HR03-4BL, 850мAч, AAA

Компания по праву считается лидером среди производителей как батареек, так и аккумуляторов. Акцент делается на самые ходовые форматы АА и ААА. Например, комплект из четырёх мизинчиковых аккумуляторов ёмкостью 850 мА-ч каждый придётся выложить больше тысячи рублей. Что поделаешь, за качество нужно платить.

Panasonic eneloop AAA Ni-Mh 750 мА·ч

Пример эволюции стандартного никель-металлогидридного аккумулятора. Производитель гордо заявляет о 2100 циклах перезарядки. Вряд ли обычные пользователи могут проверить этот показатель. Но даже исключив маркетинг, можно отметить почти полное отсутствие саморазряда и возможность длительного хранения серии Eneloop.

Гелевые

В начале 21-го века на автомобильном рынке появился новый тип АКБ – гелевые автомобильные аккумуляторы. Отличительная особенность гелевых аккумуляторов — применение гелеобразного (киселеобразного) электролита. Данная технология позволила снизить текучесть электролита, в котором содержится агрессивная серная кислота.

В случае небрежного обращения с аккумулятором возможны повреждения кожи от контакта с электролитом. Чтобы электролит приобрел гелеобразное состояние в него добавляют кремний. К преимуществам гелевых АКБ можно отнести низкую скорость саморазряда. Гелевые батареи относятся к необслуживаемым.

Какие же недостатки имеют гелевые батареи?

• При заряде АКБ напряжение более 14в приводит к вспучиванию оболочки.
• Применение данного типа АКБ для автомобилей не рекомендуется, как и то, что для зарядки необходимы специальные ЗУ, имеющие функцию заряда в щадящем режиме.
• Гелевые батареи не переносят низких температур из-за загустевания электролита и снижения ёмкости аккумулятора.

К сожалению, не смотря на все достоинства, гелевые батареи не являются «вечными», наполненные гелеобразным электролитом они могут беспроблемно работать от восьми до десяти лет, а при правильной эксплуатации и соответствующем обслуживании – и до двенадцати. На гелевые аккумуляторы наносится специальный знак, с включением в него аббревиатуры «GEL».

EFB — «улучшенная жидкозаполненная батарея». Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, в следствии чего увеличивается их ёмкость. Каждая пластина запечатана в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом. Преимущества аккумуляторов EFB:

• работают при температуре от -50 до +60°С;
• стойко выдерживают глубокий разряд;
• минимальное испарение электролита;
• способны выдерживать большое количество циклов заряда-разряда.

АКБ по технологии EFB довольно безопасны и требуют минимального обслуживания. Их можно заряжать в домашних условиях, поскольку электролит не испаряется. Из недостатков можно отметить меньшую отдаваемую мощность, чем у AGM изделий.

Отличительной особенностью данного типа аккумуляторных батарей является то, что в электролит между пластинами с помощью специальной технологии монтируются стекловолоконные микропористые прокладки.

Предназначение таких прокладок – удержание геля и защита электродов от осыпания. В принципе, основные характеристики батареи GEL и AGM отличаются незначительно. Батареи AGM имеют меньшую стоимость; у них ниже чувствительность к подаваемому напряжению при зарядке, КЗ и температуре окружающей среды. Устойчивы к вибрации и тряске. Они также как и GEL АКБ, практически не требуют обслуживания.

К недостаткам относят меньшее число циклов заряда-разряда (примерно в два раза). Они более чувствительны к глубокому разряду, имеют более быстрый саморазряд. При зарядке необходимо специальное ЗУ. Обычное зачастую не подходит. Отличительной особенностью при обслуживании является необходимость внимательно изучать инструкции перед использованием по предназначению. AGM АКБ чаще применяются в условиях, когда необходим большой период циклов заряда и разряда. При маркировке аккумуляторов данного типа используют аббревиатуру «AGM».

Общая информация

Серийный выпуск и массовая эксплуатация свинцово-кислотных аккумуляторных батарей были начаты еще в конце 19 века. В начале 20 века они начали широко применяться в автомобилях, развивая далее сферу своего применения, легко перешагнули рубеж тысячелетия и до сих пор продолжают оставаться надежными, долговечными, не требующими высоких эксплуатационных затрат и относительно дешевыми источниками энергии.

Аккумулятор — это химический источник тока, способный многократно преобразовывать химическую энергию в электрическую и аккумулировать, запасать ее на длительное время. Упрощенно аккумулятор можно представить следующим образом: два электрода, в виде пластин, помещены в раствор серной кислоты с плотностью 1,27-1,29 г/см3. При этом положительный электрод выполнен из двуокиси свинца (PbO₂), а отрицательный из свинца (Pb). При прохождении тока между ними протекают окислительно-восстановительные реакции.

₄

По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторы бывают обслуживаемые и необслуживаемые. Обслуживаемые требуют в процессе эксплуатации определенного ухода (контроля уровня и плотности электролита). Необслуживаемые — являются герметичными (точнее, герметизированными), работают в любом положении и не требуют ухода.

В международной интерпретации принято обозначение в виде SEALED LEAD ACID BATTERY (герметичная свинцово-кислотная батарея) или сокращенно SLA, а также VRLA — Valve Regulated Lead Acid (свинцово-кислотные с регулируемым клапаном) батареи, имеющие сернокислый электролит в виде геля или связанная в стекловолокне (AGM). Такие аккумуляторные батареи имеют более высокие электрические и эксплуатационные параметры.
Применение такие батареи находят в качестве резервных источников в системах сигнализации и охраны и медицинском оборудовании. Однако самое широкое применение они имеют в источниках бесперебойного питания (ИБП), а также в системах автономного электроснабжения на базе возобновляемых источников энергии.

Применение

В большинстве случаев возможность систематического использования аккумуляторов есть только в портативных устройствах радиосвязи и иной цифровой технике, где используются литий-ионные аккумуляторы и система контроля заряда-разряда встроена в устройство.
В бюджетном сегменте «простые» никель-металл-гидридные и никель-кадмиевые аккумуляторы используются в качестве бюджетной замены щелочных элементов питания (батареек).
В качестве источника тока для бюджетного аккумуляторного электроинструмента используются никель-кадмиевые аккумуляторы.

Если в первом случае обычно есть возможность выбирать между бюджетным устройством «стандартного» заряда и зарядным устройством с контролем заряда (капельный заряд, импульсный заряд, ускоренный заряд с контролем напряжения и т. д.), то во втором случае изделие комплектуется, как правило, трансформаторным источником питания для зарядки постоянным током, что при несоблюдении технических условий эксплуатации аккумулятора снижает срок его службы.

Бренд и фирма-производитель: насколько оправдан выбор

Второй критерий, который волнует многих автолюбителей, — это бренд и фирма-производитель батареи. Считается, что лучше всего покупать именно импортные аккумуляторы, а на отечественных заведомо ставится клеймо некачественного товара. Не стоит отрицать того, что российские фирмы очень долго отставали в этом плане от зарубежных коллег. Но сейчас они начинают активно «подтягиваться» до международного уровня, производя вполне приличные батареи по приемлемым ценам.

Важно знать об основных правилах стандартизации, которые применяются при производстве и тестировании автомобильных АКБ. Аккумуляторы европейского производства имеют стандартизацию, называемую ISO, а отечественные — ГОСТ

Требования к импортным батареям на основании ISO очень высокие. Их проверяют нагрузочной вилкой в течение целых 30 секунд — это намного выше, чем наши стандарты, при которых время проверки не превышает 15 секунд.

С помощью нагрузочной вилки у аккумулятора «забирают» определенное количество тока, и, по европейским стандартам, в течение 30 секунд напряжение в нем не должно опуститься ниже 9 вольт. Российский ГОСТ в два раза мягче по требованиям. И это позволяет нашим производителям чувствовать себя на рынке более свободно. Таким образом, дело не в том, какой марки аккумулятор вы выберете. А в том, будет ли он выдерживать положенную ему нагрузку при тестировании, которое обязательно следует проводить перед покупкой.

В последнее время отечественные аккумуляторы радуют тем, что многие фирмы, все-таки, отважно перешли на стандартизацию по ISO. И на корпусе батареи, в данном случае, можно найти соответствующую надпись, например: «ISO Россия», «ГОСТ ISO», либо что-то подобное

Они выдерживают проверку в течение 30 секунд, и, если проверка перед покупкой проведена тщательно, такую батарею можно смело брать, и она себя оправдает.

Европейские же марки подвергаются более жестким технологическим проверкам: у их изделий могут быть толще пластины и более чистый свинцовый состав, но и цена на них, при этом, значительно выше.

Основные технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке, ведь именно по этому критерию большинство пользователей выбирают нужную модель.

Пусковой ток

Величину, характеризующую параметр тока, протекающего в стартере автомобиля в момент пуска силового узла, принято считать пусковым током. Пусковой ток или стартерный возникает в момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Он же ток холодной прокрутки является показателем, как аккумулятор поведет себя в морозную погоду и сможет запустить двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

Полярность

Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Полюса всего два – положительный и отрицательный, вариантов расположения – прямое и обратное.

Прямая полярность – отечественная разработка. Чтобы ее определить, нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что акб с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

Прямая, обратная полярность

Исполнение корпуса

Корпус большинства аккумуляторов состоит из ударопрочного полипропилена, который характеризуется как материал легкий, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен довольно стоек к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Традиционно появились американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты. Например, у батарей емкостью 60 Ач общая высота от 17,5 до 19 сантиметров. У азиатских этот показатель немного выше, до 22 сантиметров за счет верхнего расположения электродов

Именно поэтому важно корректно анализировать возможности посадочного места под капотом, чтобы надежно закрепить АКБ прижимной планкой и избежать замыкания при случайном касании токоотводами металлических частей кузова

У АКБ с европейским типом корпуса клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. Иногда клеммы дополнительно защищены от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке, верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора. Какую клемму снимать с аккумулятора первой читайте здесь. 

Российский стандарт акб

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты

Тип и размер клемм

Распространены аккумуляторы с клеммами трех разных стандартов: тип Euro – Type 1, и Asia –Type 3, «под болт» – американский стандарт. В типе Euro плюсовая клемма имеет диаметр 19,5 мм, минусовая клемма – 17,9 мм. В типе Asia клемма плюс имеет диаметр 12,7 мм, клемма минусовая – 11,1 мм. Клеммы «под болт» находятся на боковой стенке аккумулятора и сверху. Болт, соединённый с проводом, продевается в отверстие клеммы и фиксируется гайкой.

Американский стандарт

Дата изготовления АКБ

Еще один очень важный критерий, который следует учитывать, делая выбор автомобильного аккумулятора, — дата его производства. Настоятельно рекомендуется покупать батарею, которая пролежала в магазине не больше, чем полгода, начиная с указанной на корпусе даты ее производства.

Дело в том, что любой аккумулятор со временем разряжается, и его емкость может значительно упасть. Даже в том случае, если он не используется, а просто лежит долгое время где-нибудь на складе. К тому же, не всегда соблюдаются должные условия хранения, и может получиться так, что разряд выбранной батареи окажется слишком большим.

Если с даты фактического производства аккумулятора прошло больше полугода, и он лежит в магазине, например, года два, покупатель имеет полное право просить у продавца существенную скидку на такой товар. И, разумеется, проверить АКБ нагрузочной вилкой. Можно приобрести такой аккумулятор со скидкой 20-30%. Но лучше всего поискать более «свежий», потому что такие батареи берут, обычно, перед планируемой продажей автомобиля.

Критерии выбора аккумулятора для автомобиля

Автомобильный аккумулятор предназначен не только для запуска двигателя. Он служит также источником питания бортовой электроники и помогает генератору справиться с пиковыми режимами нагрузки. Поэтому выбор АКБ необходимо начинать с проверки соответствия основных характеристик рекомендованным производителем автомобиля.

1. Номинальная ёмкость аккумулятора не должна значительно отличаться от рекомендованной: низкое значение не обеспечит требуемый ток в критической ситуации (отказ генератора, мороз) и потребует более частой зарядки. А за большую ёмкость надо будет переплачивать.

И всё же номинальная ёмкость для конечного потребителя носит скорее справочный характер. На практике куда важнее понимать, сколько времени есть у водителя при отказавшем генераторе (резервная ёмкость) и каковы пусковые качества АКБ на морозе (ток холодной прокрутки).

1. Выбор «обслуживаемый» или «необслуживаемый» перед потребителем практически не стоит – АКБ для современных автомобилей выпускаются «необслуживаемыми». Не принципиальное исключение составляют АКБ с малым содержанием сурьмы для автомобилей с нестабильной бортовой сетью.
2. А вот выбор по критерию состояния электролита (WET – свинцово-кислотный, или AGM) достаточно актуален. Требования к качеству и стабильности бортовой сети, особенно для автомобилей иностранных производителей среднего и, тем более, премиум-класса определяют и вид аккумулятора: обеспечение повышенного потребления энергии и способность выдерживать глубокий разряд требуют использования более современных AGM аккумуляторов.
3. Не последнюю роль при выборе играет репутация производителя, хотя подделки на рынке этого товара встречаются редко.
4. Наконец, один из главных критериев – стоимость, зависит как от вида аккумулятора (современные AGM дороже предшественников), так и от производителя.