Кальциевая, сурьмянистая, гибридная — разбираемся в технологиях производства АКБ

Существует несколько технологий, по которым производят аккумуляторные батареи, но зачем нам, рядовым пользователям, знать об этом? Чтобы не сесть в лужу, забыв вовремя зарядить свинцово-кислотный аккумулятор или намертво разрядив кальциевый.

1. Сурьмянистая технология

   Старая-добрая классика. Название метода ненавязчиво намекает на то, что в батарее используется сурьма в составе свинца. Вроде бы это помогло укрепить аккумуляторы в автомобилях: теперь свинец хотя бы не вываливается из электродов при малейшей вибрации. Но, как водится, вместе с плюсами пришли и минусы.

   • Первое и главное — с сурьмянистыми аккумуляторами придется носиться, как с писаной торбой: вода испаряется, нужно постоянно контролировать уровень электролита и доливать дистиллят по необходимости. Как бонус — батарея вечно невовремя разряжается.
   • Из предыдущего минуса плавно вытекает еще один: сурьмянистые АКБ нельзя хранить без подзарядки больше месяца.
   • Соединение сурьмы и свинца заставляет воду распадаться на водород и кислород (процесс называется электролизом) при низком напряжении и электродвижущей силе. Ежу понятно, что когда выделяется кислород, положительные пластины окисляются. Окислившиеся пластины — прямой путь батареи на свалку. Поскольку окисление у сурьмянистых батарей происходит в разы быстрее, чем у других, итог немного предсказуем.


2. Малосурьмянистая технология.

   Поняв, что сурьмянистая технология получилась с небольшой оказией, специалисты в области производства аккумуляторов принялись за разработку нового метода. Решением стала технология с меньшим количеством сурьмы в свинце — всего 2 процента. Это помогло: аккумуляторы стали дольше храниться и держать заряд.


3. Кальциевая технология.

   Этот метод производства АКБ стал настоящим прорывом: мало того, что он удешевил сам продукт, так еще и убрал необходимость доливать в батарею дистиллят. Дело в том, что кальций вместо сурьмы в составе свинца не допускает электролиза и всех вытекающих процессов. Что характерно, изготовленную по этой технологии аккумуляторную батарею можно смело на год оставить в гараже, и по истечении этого срока она не станет хуже — дополнительного обслуживания не требуется, а все свойства сохраняются. 

   А теперь к минусам. Во-первых, глубокий разряд для кальциевой АКБ подобен смерти. Во-вторых, из-за того, что в батарее меньше свинца, она недолговечна, а ее пластины быстро изнашиваются. Производители обещают, что батарея прослужит 4–5 лет, но обычно по факту срок ее работы не больше 3 лет.



4. Гибридная технология.

   После всех проблем с сурьмянистыми и кальциевыми батареями немецкие инженеры напряглись и разработали гибридную технологию. В чем ее суть: положительные пластины — малосурьмянистые, решетка пластины отливается, поэтому она вдвое толще кальциевой, а значит, «подушка» свинца в них тоже толще. Как следствие — увеличенный срок службы батареи. Ей нипочем разряды, в нее не нужно доливать дистиллированную воду, в общем, сплошные плюсы.



5. Технология AGM.

   Технология AGM — детище инженеров Gates Rubber Company. В отличие от обычных батарей, в изготовленных по этой технологии электролит абсорбированный, а не жидкий. Конструкция такой АКБ не требует обслуживания, защищена от коррозии клемм и утечки кислоты, а также позволяет установить батарею в любом положении. Аккумулятор стойко переносит невзгоды в виде низких температур и повышенной вибрации.



6. Технология EFB.

   Благодаря этому методу аккумуляторные батареи получили толстые пластины в пленке из микроволокна, повышенную зарядную емкость и большее количество циклов заряд-разряда. Вибраций и наклонов они не боятся, равно как и низкой температуры. Еще одно весомое преимущество — более низкая цена по сравнению с теми же AGM-аккумуляторами.

Мы не отдаем предпочтение какой-то конкретной технологии, поэтому в нашем каталоге представлены аккумуляторы, произведенные по разным методам. Выбирайте понравившийся и приезжайте за ним! Кстати, если у вас есть старая ненужная АКБ, захватите ее с собой: дадим скидку на новую, вот здесь можно ознакомиться с ценами на отработавшие аккумуляторные батареи.

Какие виды аккумуляторов бывают

Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Подавляющее число типов аккумуляторных батарей основано на циклическом преобразовании химической энергии в электрическую, это позволяет многократно заряжать и разряжать батарею.

Еще в 1800 году Алессандро Вольта произвел поразительное открытие, когда опустил в банку, наполненную кислотой, две металлические пластины – медную и цинковую, после чего доказал, что по соединяющей их проволоке протекает электрический ток. Спустя более чем 200 лет, современные аккумуляторные батареи продолжают производить на основе открытия Вольта.

Рисунок 1. Вольтов столб из шести элементов.

Рисунок 2. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

Виды аккумуляторных батарей

Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

Рабочая температура, ºC

Напряжение элемента, В

Удельная энергия, Вт∙ч/кг

Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)

Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.

Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)

Автомобильный транспорт, ЖД транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии

Электрокары, речные и морские суда, авиация

Устройства с пониженным содержанием сурьмы

Пожалуй, стоит начать описание с одного из самых часто применяемых видов аккумуляторов. АКБ с содержанием менее 5% сурьмы избавили от необходимости частого добавления дистиллированной воды. Хотя это не делает аккумуляторы данного типа необслуживаемыми из-за имеющихся расходов жидкости.

Также они обладают крайне малой степенью саморазряда батареи и переносимости электрических характеристик автомобильной бортовой сети, в отличие от своих более новых аналогов.

Сурьмянистые аккумуляторы

Данный вид аккумуляторных батарей признан устаревшим. Ему на замену пришли более современные и усовершенствованные типы АКБ с пониженным содержанием сурьмы. Однако до сих пор аккумуляторы данного вида служат по своему назначению в стационарных токовых источниках с неприхотливыми батареями.

Кальциевые альтернативы

Кальциевые АКБ хороши тем, что они уменьшают интенсивность электролиза и снижают уровень электролита. Помимо этого, кальций, заменивший сурьму, увеличил напряжение, нужное для начала осуществления электролиза, что уменьшило критичность последствий перезаряда.

Но не стоит забывать, что, как и все существующие типы аккумуляторных батарей, кальциевые АКБ обладают своими слабыми сторонами. Главный минус — повышенная чувствительность к мощному разряду ведет к резкому падению емкости.

Щелочные АКБ

Щелочными батареями называют такие устройства, в которых электролитом выступает щелочь, а не кислота. Устройства такого вида встречаются в автомобилях далеко не часто, однако они могут выступать в качестве аккумуляторов, например, для шуруповертов.

Одним из таких приспособлений является Ni-Cd аккумулятор — по факту его признали устаревшим, тем не менее он еще может встать наравне со своими более новыми конкурентами за счет дешевизны. Однако так называемый «эффект памяти» и повышенный саморазряд делают применение Ni-Cd устройства весьма проблематичным.

Его никель-металл-гидридный конкурент, разумеется, выше по цене, но при этом по качеству он существенно лучше. По сравнению с Ni-Cd аналогами, «эффект памяти» у них выражается в меньшей степени, хотя он все же присутствует. Также увеличенная вместимость и пониженный саморазряд вполне объясняют высокую цену.

Литий-ионная альтернатива

Пожалуй, из всех существующих видов аккумуляторов для автомобилей и не только самым лучшим можно назвать Li-ion. Он стоит значительно дороже своих Ni-MH и Ni-Cd аналогов. Это можно объяснить тем, что аккумуляторы с ионами лития не имеют тех недостатков, которыми обладают рассмотренные ранее модели. Хотя приспособления такого вида, равно как и все существующие устройства, все же не лишены своих слабых сторон, причем действительно существенных.

Среди главных уязвимостей можно выделить:

• чрезмерную чувствительность к низким температурам, из-за чего уменьшается ток, отправляемый li-ion батареей;
• уменьшение вместимости с каждым годом;
• литий-ионные приспособления не выдерживают тотальной разрядки и зарядки до конца — в противном случае это оканчивается разрушением и даже взрывом прибора.Подробнее о том, как правильно заряжать Li-ion аккумуляторы →

Модели такого типа широко применимы в качестве зарядного устройства для мобильных устройств. В случае, если технологический прогресс дойдет до достаточного уровня, чтобы Li-Ion приспособления лишились своих уязвимостей, они сумеют встать на замену кислотным батареям.

Стоит также заметить, что в старых моделях литий-ионных аккумуляторов применялись разнообразные оксиды лития, в которых также содержался марганец либо кобальт. Однако в более новые модели эти элементы добавлять перестали, заменив их сплавами литий-ферро-фосфатов в связи с их дешевизной, уменьшенной токсичностью и более простой возможносттю переработки.

Литий-полимерные аккумуляторы

Литий-ионный полимерный аккумулятор, известный также как Li-Pol, LiPo, Li-polymer, представляет собой улучшенную версию стандартного литиевого аккумулятора и находит применение во многих видах техники. Электролитом здесь служит полимерный материал.

Такие типы литиевых аккумуляторов хороши тем, что обладают значительной энергетической плотностью на единицу объема и массы, пониженным саморазрядом, донельзя тонкими элементами (всего от 1 мм), возможностью гибкости, крайне несущественным перепадом напряжения в процессе разрядки, широким диапозоном температур, при которых устройство продолжит свою полноценную работу. И, ко всему прочему, LiPo не имеет эффекта памяти.

Хотя не стоит слепо полагать, что батареи такого плана на самом деле можно назвать полностью идеальными. Даже у Li-Pol есть свои изъяны. Один из самых существенных — опасность возгорания в случае перезарядки и избыточного потребления тепла. Недостатком представляется и сравнительно небольшое количество рабочих циклов — 800-900, а также старение аккумуляторов, даже если они лежат в стороне без надобности.

Наконец, даже сама зарядка весьма пагубно влияет на приспособление: если процесс зарядки уменьшает вместимость, то при глубоком заряде прибор можно смело отправлять в металлолом.

AGM и GEL-батареи

Гелевые батареи, как их часто называют, выступили как альтернативный вариант, безопасный в использовании. Проблему безопасности решили посредством перемещения электролита в связанное состояние, чтобы обеспечить уменьшение текучести.

Другими достоинствами GEL-батарей стали:

• пониженное осыпание активной массы пластин;
• пониженный саморазряд;
• переносимость к вибрации.

Их также можно наклонять практически под любым удобным углом, они могут храниться в течение достаточно продолжительного времени за счет медленного саморазряда, а переразряд не «смертелен» и не несет никакого ущерба технике в процессе.

А вот перезарядка устройства этого типа, наоборот, может крайне отрицательно повлиять на него. Поэтому AGM и GEL-батареи все же требуют очень аккуратного и бережного обращения.

К примеру:

• несмотря на то, что их можно класть чуть ли не как угодно, их нельзя держать перевернутыми;
• работа при пониженных температурах может резко снизить функциональность приборов;
• особых мер предосторожности требует особая чувствительность приспособлений к зарядке.

При надежном хранении устройства оно сможет прослужить до десяти лет.

Гибриды

Название говорит само за себя: гибридными считаются те батареи, в строение которых входят неодинаковые пластины, то есть выполненные из различных материалов. Стоит учесть, что положительно заряженные пластины включают в себя компоненты сурьмы (ее содержание в них не превышает 5%), в то время как отрицательно заряженные пластины имеют в составе кальциевые компоненты.

Новый, чуть ли не революционный метод изготовления аккумуляторных батарей смог привести к следующему:

• Во-первых, если сравнивать аккумуляторы с пониженным содержанием сурьмы, расход жидкости очевидно уменьшается.
• Во-вторых, батарея стала более устойчивой и выносливой к перепадам напряжения, даже в случаях интенсивной зарядки и тотальной разрядки.

Конечно, это вовсе не означает, что данные аккумуляторы можно считать полностью идеальными «без единого изъяна». Они не имеют никаких особых преимуществ над всеми вышеописанными устройствами. Но при этом по качеству характеристик их можно поставить прямо посередине этого ряда.

Никель-металл-гидрид

Никель-металл-гидриды, или Ni-MH, как их обозначают в сокращенном варианте, являются такими видами аккумуляторных батарей, где в качестве отрицательного иона выступает водородный металлогидридный электрод, калиевый гидроксид в качестве электролита, никелевый — в качестве положительного иона.

Существует немалое количество различных типов батарей Ni-MH. К примеру, есть батареи долгого хранения LSD NiMH, которым не страшен мороз и длительный срок хранения. Они функционируют и с повышенными токами разряда, не разрываясь и не приходя в негодность из-за чрезмерной нагрузки.

Поэтому, к примеру, никель-металл-гидриды размера АА могут быть применимы в различных видах мелкой техники. Так, АА с большим объемом емкости в 1500-3000 мА/ч можно поместить в музыкальный плеер, радиоуправляемые игрушки, фотоаппарат и многие другие приспособления, где будет произведена зарядка за относительно непродолжительное время.

Весьма хороши и АА-батареи с уменьшенным объемом вместимости — такие АА, где емкость составляет всего 300-1000 мА/ч. АА данного типа применимы в качестве обеспечения питанием неавтоматических фонариков, управляемых пультом ДУ игрушек, раций и электронных приспособлений со сбалансированным энергопотреблением.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотная батарея стала первым изобретенным аккумулятором, увидевшим свет и нашедшим широкое применение в автомобилях и ряде других технических приборов.

Свое название приспособление получило за счет опущенных в воду и серную кислоту пластин из свинца, выполняющих роль электродов, хотя с течением времени водород в устройстве начинает теряться.

Популярность такие приспособления получили неслучайно, а благодаря очевидным достоинствам:

• отсутствие эффекта памяти;
• наличие необслуживаемых экземпляров;
• невысокая цена;
• несложная конструкция;
• надежная технология;
• пониженный авторазряд;
• потенциал увеличенной токоотдачи.

Хотя, несмотря на немалое количество достоинств, даже у этих моделей есть и свои слабые стороны:

• невозможность хранения разряженными;
• чрезмерная чувствительность к температурным изменениям, влияющая на продолжительность функциональности и жизни;
• ограниченность транспортов и дозволяемых целых циклов разряда;
• и, разумеется, самый очевидный изъян — пагубное влияние свинца на экологическую среду.

Никелево-железные аналоги

Дешевые и малообслуживаемые Ni-Fe, они же никелево-железные батареи, обладают никель оксидо-гидроксидами, используемые как положительные пластины. В роли отрицательных пластин выступают оксиды-гидроксиды феррума. Жидкий электролит представляется в виде разъедающего калия.

Стоит признать, что данный тип батарей весьма надежен благодаря выносливости к тотальным разрядам, частой перезарядке. В отличие от той же свинцово-кислотной альтернативы, такие аккумуляторы не выйдут из строя, будучи в недозаряженном состоянии.

Ученые многих стран мира постоянно разрабатывают новые типы аккумуляторов и занимаются усовершенствованием существующих видов, которые наиболее отвечаю все возрастающим требованиям потребителей и условиям их применения.

Все разновидности аккумуляторов имеют свои положительные и отрицательные характеристики, но до настоящего времени идеальной батареи изобрести пока не удалось.Поэтому в каждом конкретном устройстве используются АКБ с оптимальными характеристиками.

Рассмотрим основные виды аккумуляторов, маркировку, условные обозначения и типы клемм.
У аккумуляторов, изготовленных по различным стандартам, конструктивное устройство клемм отличаются.По европейскому стандарту одним из наиболее распространённых является конус «А». Отрицательный токовывод имеет диаметр 17,9 мм, а положительный — 19,5 мм.
Европейский тип клемм «Е» (винтовые).

АКБ, выпускаемые в странах азиатского региона, имеют тип клемм конус «В». Отрицательный токовывод имеет диаметр 11,1 мм, а положительный ─ 12,7 мм.

Сурьмянистые

Сурьмянистые аккумуляторы относятся к классическим, но также и устаревшим типам АКБ по причине повышенного состава сурьмы (более 5%).
Свинец в чистом виде не используется при изготовлении аккумуляторных батарей, поэтому в пластины для повышения прочности добавляется сурьма. Такая добавка позволяет ускорить процесс электролиза.

При работе батареи повышается температура электролита и вода начинает выкипать, что неизбежно вызывает падение уровня электролита в батарее. При обслуживании аккумуляторной батареи необходимо эпизодически добавлять дистиллят. По этой причине данный тип АКБ относят к классу обслуживаемых, поскольку в процессе эксплуатации необходимо периодически проводить проверку уровня и плотности электролита.

На современном этапе для автомобилей применяются различные типы аккумуляторов, имеющие низкое содержание сурьмы или не имеющие её вовсе. От сурьмянистых аккумуляторов однако не отказались совсем. Их применение осуществляется там, где работает квалифицированный персонал. К достоинствам сурьмяных батарей необходимо отнести невысокую стоимость, доступность в обслуживании. Однако этих достоинств уже оказывается недостаточно, чтобы сохранять лидерство на рынке автомобильных батарей.

Малосурьмянистые

Материалом для пластин является свинец с небольшой примесью сурьмы. Такие батареи универсальны и довольно широко представлены на российском потребительском рынке.
При разработке этого вида батарей ставилась задача — максимальное снижение процесса выкипания электролита. Немаловажный фактор малосурьмянистых АКБ — степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.

Малосурьмянистым батареям также необходимо обслуживание, хоть и с довольно меньшей периодичностью, чем сурьмянистым. Небольшое испарение воды все же происходит, поэтому иногда требуется производить контроль соответствия уровня и плотности, добавляя дистиллированную воду.

В силу этих обстоятельств малосурьмянистые АКБ можно назвать малообслуживаемыми. Преимущества: малый уровень саморазряд при хранении, невысокая цена, устойчивость к нестабильности параметров бортовой сети автомобиля, высокой срок эксплуатации. Данный тип АКБ в силу своих преимуществ чаще всего применяются на отечественных автомобилях, которые страдают нестабильностью бортовой сети.

Кальциевые

При производстве кальциевых батарей свинцовые пластины легированы 0,07-0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды (отрицательный или положительный). Виды аккумуляторных батареи такого типа маркируются «Са/Са», что обозначает наличие кальция в составе пластин обоих полюсов. Кальций существенно снижает испарение воды из электролита, в связи с чем отпадает необходимость контроля соответствия уровня и плотности практически отпадает. За счет введения кальция батареи приобретают высокую виброустойчивость и повышается их коррозоустойчивость. Положительный эффект достигается введением в материал пластин небольшого количества серебра. Это повышает КПД и энергоёмкость батареи.

Для кальциевых АКБ противопоказаны глубокие разряды. Настоятельно рекомендуется не разряжать Сa/Сa ниже границы в 70%. Кальциевые батареи теряют около 50% своей энергоёмкости даже после одного полного разряда (уровень ниже 10в). Данный тип АКБ рекомендуется тем, кто часто ездит на значительные расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды (ввиду длительности поездки).

Если вы планируете приобрести для своего автомобиля кальциевую батарею, то необходимо быть уверенным в исправности электроприборов и стабильности напряжения в бортовой сети автомобиля. Немаловажный минус данного типа аккумуляторов — более высокая стоимость в сравнении с сурьмянистыми АКБ. Однако данный недостаток нивелируется высокой степенью надежности и отличным качеством, а также отсутствием периодического контроля электролита.

Подробней о кальциевых аккумуляторах Вы можете почитать здесь.

Гибридные

Гибридные аккумуляторы повсеместно вытесняют кальциевые. Конструктивные отличия состоят в том, что при их производстве объединили две технологии: одна, когда пластины формируется из сплава свинца и сурьмы (положительные электроды), другая же – из сплава свинца и кальция (отрицательные электроды). В результате это дало неоспоримое преимущество в сравнении с кальциевыми батареями.

Для гибридной батареи глубокий разряд перестал быть гибельным. Для тех автовладельцев, которые пользуются автомобилем круглогодично, это теперь позволяет значительно увеличить период службы АКБ. В связи с тем, что практически перестал выкипать электролит, такой тип батареи стал считаться полностью необслуживаемым.

Ключевая особенность гибридных аккумуляторов — лучшая виброустойчивость, которую высоко ценят водители. Такой результат достигнут благодаря толстым литым пластинам, применение которых позволило повысить срок эксплуатации до семи лет.

Ошибочно считать, что гибридные аккумуляторы являются лучшими и их следует применять без учета особенностей каждого автомобиля. К тому же гибридные АКБ до сих пор имеют довольно высокую цену. По гибридной технологии изготавливает автомобильные аккумуляторы кампания A-Mega: Premium, Ultra+, Special. В результате автомобилисты получили батареи с разработками, которые применяются в АКБ более высокой ценовой категории. Маркируются данные аккумуляторы обозначением Са+ или Ca/Sb. Подробнее о гибридных аккумуляторах.

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».

Щелочные

Исторически щелочные источники энергии появились позже кислотных аккумуляторов, вследствие этого некоторые недостатки, свойственные кислотным, не присутствуют у щелочных аккумуляторов. Более того, щелочные АКБ имеют преимущества над кислотными: они переносят перегрузки и короткие замыкания, хорошо работают при различных температурах и т.д. Во всех ЩА (почему они и называются щелочными) применяется растворенная в воде щёлочь.

Что же касается состава химически активной массы пластин, то он может быть различным. При их производстве применяют никель, кадмий, цинк, серебро или др. материалы. От вида использования соответствующих химических элементов в отрицательных пластинах (электродах) щелочные аккумуляторы подразделяются на: цинково-никелевые, кадмиево-никелевые, железо-никелевые, серебряно-цинковые и т.д.

В аккумуляторах щелочного типа количество пластин в положительных и отрицательных электродах не одинаково. В никель-кадмиевом аккумуляторе количество положительных пластин на одну больше количества отрицательных пластин. В щелочных аккумуляторах с никель-железными пластинами больше на одну отрицательную.

По конструкции электродов (пластин) кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы разделяются на ламельные и безламельные, по способу исполнения — на герметичные и негерметичные.
Наиболее широкое распространение получили ламельные щелочные кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы, и те и другие схожи как по устройству, так и по действию.

Например, сосуды этих аккумуляторов производятся из никелированного железа при помощи сварки, состав активной массы плюсовых пластин и электролит одинаков. У железо-никелевых и кадмиево-никелевых различаются только отрицательные пластины, но не по устройству, а по составу активной массы. В процессе зарядки и разрядки плотность электролита не изменяется.

Активная масса щелочной батареи заключена в стальные перфорированные пакеты, или ламели, а ламели впрессованы в стальные стойки (рамку) пластин. Для лучшего контакта и электропроводности между активной массой и никелированной основой пластин в активную массу добавляют чешуйки графита или лепестки Никеля.

Номинальное напряжение одного аккумулятора составляет 1,25в. Большинство потребителей работают на напряжении 14-15в., поэтому аккумуляторы представляют из себя сборку. Характерная особенность щелочных АКБ – они не требуют разборки. При грамотной эксплуатации и уходе батареи могут использоваться до 10 лет.

Литий-ионные

Химическое внедрение сторонних атомов и молекул («гостей») в кристаллическую решетку основного материала («хозяина») известно с начала XX века. Название процесса — «внедрение» перевели на латынь и начали говорить не о внедрении-извлечении, а об интеркалации-деинтеркалации (от латинского iniercalarius, другое написание iniercalatus — вставной, добавочный). Осуществлённое во второй половине XX века обратимое проведение этого процесса электрохимическим способом в неводных средах создало экспериментальную основу для разработки нового поколения вторичных источников тока.

Первоначальное название такого аккумулятора — «кресло-качалка» (rocking chair), которое затем устойчиво сменилось на литий-ионный аккумулятор (далее Li-ion).
Впервые коммерциализировала это изделие японская фирма Sony в начале 90-х годов XX века. Новое поколение АКБ стремительно вошло в нашу жизнь и уверенно завоёвывает позиции во всех автономных изделиях, требующих независимого питания электрической энергией. На рынке Li-ion имеют два основных конкурента, Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металлгидридные) аккумуляторы. Основа коммерческого успеха Li-ion АКБ лежит в том, что он появился в нужное время и в нужном месте.

В качестве анодного материала используется широкий круг углеродов, который можно разделить на две группы — углероды с неупорядоченной структурой, так называемые жесткие углероды, и обладающие упорядоченной структурой графиты.

Современными катодными материалами являются литий металл оксиды. К ним относится главным образом литий кобальт диоксид (LiCo02), представляющий собой твердофазное соединение оксидов лития и кобальта. Этот оксид удовлетворяет всем техническим требованиям, но имеет высокую цену, а также токсичен. Это побуждает заменить, хотя бы частично, кобальт на никель, а также на другие металлы, в частности на марганец. В Li-ion используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития типа LiPF6 в смеси эфиров угольной кислоты (карбонатов), например, ЭК и ДМК. Отличительной особенностью литиевых первичных источников тока является длительная сохранность. Диапазон рабочих температур (-20… + 60 °С)

Первичные литиевые источники тока имеют более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с традиционными водными элементами. Это обусловлено использованием для изготовления электролитов неводных растворителей с существенно более низкой температурой замерзания и более высокой температурой кипения по сравнению с водой. Однако электропроводность этих электролитов заметно снижается с понижением температуры. Для слаботочных первичных литиевых источников тока это обстоятельство не является критичным.

У Li-ion температурная зависимость электропроводности имеет место не только в электролите, но и в матрицах электродов. Наложение этих явлений приводит к тому обстоятельству, что преимущества неводных электролитов, имеющие место для первичных литиевых элементов, не проявляются в Li-ion батареях. Герметичное исполнение и автоматический контроль состояния аккумулятора обеспечивают его долгую эксплуатацию. Полное отсутствие эффектов памяти и прочих недостатков делает Li-ion АКБ весьма комфортным в использовании.

«>

разбираемся в типах автомобильных аккумуляторов

01.01.2016

Категория: Статьи об оборудовании

Просмотров: 12156

Если ваш аккумулятор исправно служит уже много лет или, что хуже, уже практически не служит, то наступило волшебное время – зима – сезон белых мух и замены старых батарей на новые. В помощь автовладельцам выясняем какие существуют автомобильные аккумуляторы и где у них «плюс» и «минус».

 Аккумуляторные магазины и отделы, особенно торгующие через интернет, почему-то не любят указывать в описании какого батарея типа, хотя эти данные указаны на каждом источнике. И, на самом деле, от того из чего и как сделаны аккумуляторы в первую очередь и зависят их рабочие качества. 

Кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи, по-прежнему, самый распространенный и доступный вид аккумуляторов. Внедряя новые технологии и материалы, производители периодически выводят на рынок все новые и новые типы: «Ca/Ca», «Ca+», гелевые, AGM и т.п. Но основные компоненты традиционны: решетки-электроды из свинца с добавками и электролит в жидком (свободный раствор серной кислоты) или гелеобразном состоянии.

Обслуживаемые сурьмянистые аккумуляторы

Уходящий вид, который на современные автомобили уже не устанавливают. Но такие батареи встречаются на стационарных установках, где требуется неприхотливость. Носят такое трудновыговариваемое название из-за сурьмы, добавляемой в свинцовые пластины для прочности. Как раз сурьма, провоцирующая во время электролиза бурное выделение кислорода и водорода, делает такие аккумуляторы требующими периодического пополнения электролита (доливания дистиллированной воды).

Самый главный плюс – низкая цена. Еще они хорошо переносят глубокие разряды и прощают нестабильность работы электрооборудования автомобиля. Минусы: большой саморазряд во время хранения, выкипание электролита, ведущее к осыпанию пластин и опасность для здоровья из-за использования серной кислоты и необходимости вентиляции.

Условно необслуживаемые малосурьмянистые аккумуляторы

Современный бюджетный тип аккумуляторов. Более распространенное и благозвучное, хотя и неправильное, название – необслуживаемые АКБ. Сурьмы в них мало и выкипание электролита незначительно. Но все же есть. Поэтому следить за уровнем кислоты надо. Хоть и редко.
Отличительный признак – наличие пробок в вентиляционных отверстиях на крышке.

Плюсы и минусы такие же как и у сурьмянистых батарей: невосприимчивость к перепаду напряжения бортовой сети, восстанавливаемость после глубоких разрядов, но необходимость следить за состоянием электролита во время эксплуатации и за уровнем заряда в период хранения.

Необслуживаемые кальциевые аккумуляторы

Батареи, штатно устанавливаемые на большинство иномарок. Стандартная маркировка «Ca/Ca», что обозначает, что пластины вместо сурьмы содержат кальций. Этот тип автомобильных аккумуляторов действительно является необслуживаемым в полном смысле этого понятия. Поставил батарею в машину и забыл.

Положительные качества: очень низкий саморазряд при длительном хранении и высокое напряжение электролиза. То есть батарею трудно перезарядить. Из минусов – не выносит бросков напряжения в бортовой сети и не любит глубоких разрядов. Уже после третьего емкость может значительно упасть и батарея перестанет нормально работать. Поэтому рекомендуется к установке только на автомобили с качественной и полностью исправной электрикой.

Гибридные аккумуляторы

Лучшее соотношение цена/качество/неприхотливость. Обозначение «Ca+». Удачная попытка совместить положительные качества малосурьмянистых и кальциевых батарей. Обычно плюсовая пластина в них с небольшим количеством сурьмы, а минусовая свинцово-кальциевая, либо с добавлением серебра (Ag). При низком уровне электролита может потребоваться доливка дистиллированной воды.
Плюсы и минусы этого типа аккумуляторов по чувствительности к перезарядам, саморазряду и цене как раз посередине между двумя предыдущими типами. Хорошо работают на морозе.

Гелевые и AGM аккумуляторы

У гелевых батарей кислота находится не в классическом жидком состоянии, а в виде геля, что и определяет название. Если же в маркировке есть буквы AGM Absorbent Glass Mat (абсорбирующее стекловолокно), то это означает, что расстояние между пластинами дополнительно укреплено пористым изолятором, делающим батареи прочнее и устойчивее к перегрузкам.

Гелевые аккумуляторы в работе очень стабильны и выдают полный ток вплоть до полного разряда. Но заряжаются меньшим током и дольше. Ускоренный заряд совсем недопустим. Также этот тип чувствителен к низким температурам. Чем холоднее, тем электропроводность геля хуже и выдаваемый ток ниже.

Щелочные аккумуляторы. Никель-кадмиевые и никель-железные

Из-за больших размеров используются в основном на грузовиках и спецтехнике. В батареях этого типа в качестве электролита используется щелочь – раствор едкого калия (KOH). По сравнению с кислотными АКБ у щелочных аккумуляторов есть несколько существенных преимуществ. Они накапливают больше энергии на единицу массы, значительно лучше работают при низких температурах, легче переносят перезаряд и во время реакции электролит не выкипает, а значит, не выделяет вредные вещества.

Но при всех преимуществах у щелочных батарей выдаваемое напряжение «на одну банку» ниже, чем у кислотных и требуется объединять больше «банок» и увеличивать вес аккумулятора. Автомобильные щелочные АКБ используются в основном на грузовиках и спецтехнике.
Отличие никель-кадмиевых и никель-железных типов батарей только в устройстве. Положительные пластины у обоих покрыты гидроксооксидом никеля NiO(OH), а вот отрицательные пластины разные. У первых из смеси кадмия и железа, а у вторых из чистого металла.

Литий-ионные аккумуляторы

Свое название получили от первых батарей, у которых отрицательные пластины были из металлического лития. Однако с развитием технологий стал использоваться графит, а для положительных пластин ферро-фосфаты. Первоначально электролитом служил раствор соли лития (гексафторфосфида лития) в органическом растворителе. Сейчас чаще используется полимерный электролит.

Самое важное преимущество литий-ионных аккумуляторов – это вдвое большее напряжение, выдаваемое одной «банкой» — 4 вольта. У кислотной АКБ – 2 вольта. Как следствие меньший размер и вес. Еще в плюсах низкий саморазряд и высокая удельная емкость.
Однако использовать литий-ионные аккумуляторы в качестве стартерных на автомобилях стали совсем недавно, когда смогли увеличить количеством циклов заряда-разряда и научить этот тип батарей работать при низких температурах.

Например, пусковой литий-фосфат-железный (LiFePO4) аккумулятор SB12V25P-SC фирмы «Super B», разработанный для гоночных автомобилей с объемом двигателя до 6 литров. Полностью заряжается за 15 минут, обеспечивает от 2000 до 4000 циклов заряда / разряда, на 30% меньше и на 80% легче свинцово-кислотной батареи такой же емкости и работает в диапазоне температур от -30 ° C до + 60 ° С.

Текст: Алесей Игнаткович, Фото с сайтов производителей.

Малосурьмянистые акб — что нужно про них знать

В нашей стране малосурьмянистые автомобильные аккумуляторы пользуются огромной популярностью. Все дело в их очень низкой цене, что делает их доступными для всех людей. Их устанавливают на отечественные автомобили и недорогие иномарки. Малосурьмянистые батареи появились довольно давно, но далеко не все люди знают обо всех их достоинствах и недостатках. В этом вопросе следует разобраться подробнее.

Особенности производства

В составе каждого автомобильного аккумулятора есть свинцовые решетки, которые нужны для протекания химических реакций. Дело в том, что свинец является мягким металлом, в чистом виде он быстро осыпается с решеток. Именно поэтому его нужно укреплять другими веществами. Ранее для этих целей использовалась сурьмя. В первых моделях батарей ее массовая доля составляла более 5%. Это привело к увеличению интенсивности электролиза воды и быстрому выкипанию электролита. Позже процент сурьмы уменьшили, так появились малосурьмянистые батареи. Все такие модели являются обслуживаемыми. Стоимость производства батарей невсокая, поэтому малосурьмянистый аккумулятор автомобильный купить в Киеве может каждый желающий.

Достоинства малосурьмянистых батарей

В первую очередь их ценят за очень низкую стоимость. По этому показателю малосурьмянистые батареи не имеют аналогов на рынке Украины. Их могут позволить себе абсолютно все автовладельцы. Вторым важным достоинством является стойкость к перепадам напряжения в бортовой электросети автомобиля. Это позволило устанавливать такой автомобильный аккумулятор на отечественные автомобили, где невозможно использовать самые современные гелиевые аккумуляторы.

Малосурьмянистые батареи довольно просты в обслуживании. Водителю нужно только периодически подзаряжать их и контролировать уровень электролита, чтобы он покрывал пластины на 1,5-2,0 сантиметра. В среднем они служат несколько лет, но при правильной эксплуатации этот срок можно продлить. Лучше всего использовать малосурьмянистые аккумуляторы водителям с большим опытом. Из-за низкой цены их подделывают не так часто, как изделия других типов. Это позволяет купить автомобильные аккумуляторы в Днепропетровске оригинального типа.

Недостатки изделий

Их довольно много. Потери воды в малосурьмянистых батареях довольно высокие, поэтому нужно будет постоянно доливать дистиллированную воду. Изделия не обладают очень высокой емкостью и силой стартового тока, поэтому лучше подходят для легковых автомобилей. Малосурьмянистые батареи приходится часто менять. При длительном простое они быстро разряжаются. В результате водителю не удается быстро запустить двигатель, особенно в зимний период при низких температурах.

Аккумуляторы для автомобилей малосурьмянистые и кальциевые: какой выбрать? | ROADS.RU

Основными технологиями, по которым в наше время производятся аккумуляторы для автомобилей, являются так называемые технологии малосурьмянистая и кальциевая. Обе они были созданы по той причине, что свинец, из которого делаются решетчатые пластины электродов – металл мягкий и потому необходимо как-то увеличить его прочность. Поэтому уже давно при производстве аккумуляторов в свинец добавляют легирующие присадки.

Первоначально такой присадкой была сурьма, но аккумуляторы такого типа отличались сильным испарением электролита, из-за чего двигатель автомобиля страдал от коррозии, и требовали постоянного долива дистиллированной воды.

Поэтому была разработана так называемая малосурьмянистая технология, при которой содержание сурьмы в свинцовых пластинах не превышает 5%. Однако в дальнейшем появилась новая технология изготовления пластин для аккумуляторов – кальциевая. Как нетрудно понять уже из самого названия, в этом случае легирующей добавкой в свинец является кальций. Сегодня именно по малосурьмянистой или кальциевой технологии производится большинство аккумуляторов для автомобилей.

Если вам важно, по какой именно технологии произведен аккумулятор для вашего автомобиля, обратите внимание на маркировку. Малосурьмянистые аккумуляторы часто вообще не имеют маркировки, указывающей на технологию изготовления, либо имеют маркировку «Sb» или «Pb/Sb». Кальциевые аккумуляторы маркируются «Ca/Ca», реже «Calcium».

Рассмотрим особенности обеих технологий.

Малосурьмянистые аккумуляторы для автомобилей характеризуются прежде всего чрезвычайно высокой живучестью. Они вполне нормально переносят нестабильную работу автомобильного электрооборудования, не меняя своих характеристик даже под воздействием сильных перепадов и скачков напряжения автомобильной электросети. Такие аккумуляторы без особых последствий выдерживают глубокие разряды, зарядить их – дело быстрое и несложное. И даже если в малосурьмянистом аккумуляторе начнется процесс сульфатации, восстановить его штатную работоспособность, проведя десульфатацию, не так трудно и в большинстве случаев удается. Ну и не будем забывать про такое преимущество, как невысокая стоимость. Цены на малосурьмянистые аккумуляторы для автомобилей – самые низкие по сравнению с аккумуляторами любых других типов. Все это – несомненные преимущества малосурьмянистых аккумуляторов.

Серьезных недостатков у таких аккумуляторов только два, но весьма существенных. Прежде всего следует помнить, что малосурьмянистые аккумуляторы требуют регулярного обслуживания – долива дистиллированной воды, и, соответственно, постоянного и внимательного контроля за своим состоянием. Это нравится далеко не всем современным автомобилистам, в особенности автолюбителям. Второй недостаток – невысокий пусковой ток, что делает такие батареи непригодными для использования на автомобилях с мощными двигателями.

Теперь о кальциевых аккумуляторах. У таких батарей испарение электролита сведено почти что к нулю. Соответственно, отпадает необходимость контроля и регулирования уровня электролита. В результате многие модели кальциевых аккумуляторов для автомобилей попросту не имеют горловин для долива дистиллированной воды. Такие аккумуляторы называются необслуживаемыми и часто маркируются надписью «Maintenance Free» или просто «MF». Это, разумеется, исключительно удобно, в особенности для автолюбителей. У кальциевых аккумуляторов очень низкий, почти на 60% ниже, чем у малосурьмянистых, уровень саморазряда.

Решетчатые свинцовые пластины, легированные кальцием, имеют повышенную прочность, что позволяет сделать их более тонкими и легкими. А значит, либо при той же емкости и тех же пусковых токах аккумулятор становится меньше и легче, либо при тех же габаритах аккумулятора он будет иметь более высокую емкость и более высокий пусковой ток. Но это уже зависит от добросовестности производителя.

Так что преимущества кальциевых аккумуляторов для автомобилей несомненны. Посмотрим теперь на их недостатки. Кальциевые аккумуляторы для автомобилей очень плохо переносят глубокий разряд. Три-четыре сильных разряда – и емкость батареи резко падает. Почти всегда – безвозвратно. Сделать в этом случае уже ничего нельзя, и аккумулятор придется менять. Столь же опасна для кальциевых аккумуляторов и сульфатация. И очень сильно требуют кальциевые аккумуляторы исправности и стабильной работы электрооборудования автомобиля. Стоимость кальциевых аккумуляторов для автомобилей тоже весьма высока, особенно если учесть, что часто в состав их пластин добавляются некоторое количество серебра для усиления легирующего действия кальция.

Какие же выводы можно сделать из особенностей малосурьмянистых и кальциевых аккумуляторов?

Аккумуляторы малосурьмянистые оптимальны для российских автомобилей, особенно не новых, а также для старых иномарок с большим пробегом, поскольку у таких машин работа электрооборудования стабильностью, увы, не отличается. Понятно, что и двигатели таких автомобилей не должны иметь высокую мощность и требовать для запуска высоких пусковых токов.

А вот у иномарок в среднем и чуть более высоком ценовом классе электрическое оборудование работает исправно и стабильно. Да и моторы у этих авто помощнее. Так что кальциевый аккумулятор для такого автомобиля станет здесь идеальным решением и будет радовать вас не только своими характеристиками, но и полным отсутствием необходимости его обслуживания.

Так что решайте, какой именно аккумулятор необходим для вашего автомобиля. Надеемся, наша информация поможет вам сделать правильный выбор. Удачной вам покупки и хорошей езды!

Какие существуют виды аккумуляторов для автомобилей?

Автомобильный аккумулятор был изобретён более ста лет тому назад. И практически всё это время существовала только одна его разновидность, а именно свинцово-кислотная. Но в конце прошлого века начался настоящий технологический бум, который коснулся и аккумуляторных батарей. За неполных тридцать лет появилось как минимум шесть новых типов АКБ для авто, большинство из которых продолжают видоизменяться и совершенствоваться до сих пор.

Невольно возникает вопрос: «Как при достаточно простой конструкции автомобильного аккумулятора может быть столько его модификаций?». Стоит отметить, что вопрос достаточно справедливый. Ведь аккумуляторная батарея состоит всего из двух компонентов: свинцовые пластины и электролит. И все типы батарей основаны именно на различии одного из этих элементов. Хотя давайте обо всём по порядку.

Наш обзор того, какие бывают типы аккумуляторов для автомобилей, мы построим по принципу от старого к новому, и поэтому открывает его тот самый сурьмянистый свинцово-кислотный аккумулятор, который сошёл с конвейера в далёком 1890 году.

Сурьмянистые аккумуляторы

Эти модели ещё принято называть традиционными. Их устройство простое и надёжное, как автомат Калашникова. В шесть изолированных банок наливается электролит (раствор из дистиллированной воды и серной кислоты) и помещаются попеременно «плюсовые» и «минусовые» свинцовые пластины. В качестве легирующей присадки для свинца используется сурьма, отсюда и название.

Сурьмянистые аккумуляторы имеют самую невысокую из всех аналогов цену и при этом сравнительно неплохо работают. Этим можно объяснить их лидирующее положение на рынке вот уже более 100 лет.

К основным их достоинствам можно отнести высокую устойчивость к глубокому разряду, нетребовательность к стабильности автомобильной электросети и достаточно продолжительный (при соблюдении правил эксплуатации) срок службы. Недостатками же являются предрасположенность к сульфатации, невысокие показатели стартового тока и возможные проблемы при запуске двигателя на морозе.

Отличительной особенностью сурьмянистых аккумуляторов является тот факт, что во время работы электролит выделяет пузырьки или, как говорят в народе, кипит. Это, естественно, приводит к постепенному уменьшению уровня жидкости, так что периодически электролит приходится добавлять. Именно поэтому большинство сурьмянистых аккумуляторов относится к так называемым обслуживаемым батареям.

Малосурьмянистые аккумуляторы

Конструкторы постоянно пытались улучшить свойства аккумуляторов и свести их недостатки к минимуму. И первой такой попыткой было существенное сокращение количества сурьмы (всего до 5 %) в составе свинцовых пластин АКБ. Стоит сказать, что новый вид автомобильного аккумулятора получился удачным. За счёт уменьшения количества сурьмы испарение электролита также заметно уменьшилось, батареи стали показывать более низкий уровень саморазряда и при этом сохранили свою невысокую стоимость.

И хотя такие проблемы, как сульфатация и достаточно слабый пусковой ток, так и не были решены, но малосурьмянистые АКБ и сегодня пользуются заслуженной популярностью. Одной из её главных причин является устойчивость к перепадам напряжения как при зарядке, так и в электросети автомобиля. Причём батареи с содержанием сурьмы до сих пор являются однозначными лидерами в этом вопросе, даже если речь заходит о самых новых и высокотехнологичных аккумуляторах.

Кальциевые аккумуляторы

Как оказалось, даже существенное уменьшение количества сурьмы в аккумуляторных пластинах не позволило достичь желаемого снижения электролизных процессов. И тогда было принято решение отказаться от сурьмы полностью и найти другую легирующую добавку. Новым металлом, который добавляли в свинцовые пластины, стал кальций.

Кальциевые аккумуляторы практически не выкипали, что позволяло держать электролит на достаточном уровне весь срок эксплуатации батареи. Именно с таких моделей началась история так называемых необслуживаемых АКБ. Кстати, когда возникает вопрос «как определить тип аккумулятора автомобиля», достаточно просто посмотреть на его верхнюю крышку. Если она гладкая, без пробок, закрывающих банки, то смело можно утверждать, что перед нами аккумулятор необслуживаемый. Плюс технология, по которой производились кальциевые пластины, позволила существенно снизить их вес и, следовательно, вес всей батареи.

Ещё одним несомненным достоинством кальциевых аккумуляторов является их низкий уровень саморазряда. Даже малосурьмянистые батареи проигрывали кальциевым в этом вопросе более чем на 70 %.

Но решение одних проблем повлекло за собой возникновение других. Как оказалось, кальциевые АКБ очень плохо переносят глубокий разряд. Стоило буквально три-четыре раза посадить батарею в ноль, и она становилась непригодной для дальнейшего использования. Кроме этого такие аккумуляторы были чрезвычайно капризными к уровню напряжения и тока, так что любые скачки во время зарядки и эксплуатации также крайне негативно на них сказывались. Да и стоимость новых батарей была чуть ли не в четыре раза выше сурьмянистых аналогов.

Гибридные аккумуляторы

Эх, вот бы взять достоинства сурьмянистых и кальциевых аккумуляторов и соединить их в одной батарее! Думаем, именно такая мысль пришла в голову конструктору, создавшему первым гибридный аккумулятор. Действительно, решение оказалось лежащим на поверхности. Раз оба вида пластин имеют свои плюсы, то почему бы при создании аккумулятора не использовать и те и другие. Так и сделали: в гибридных аккумуляторах положительные пластины были малосурьмянистыми, а отрицательные – кальциевыми.

Эксперимент оправдал все ожидания. Новые батареи превосходили практически все прошлые типы автомобильных аккумуляторов. Они не боялись глубоких разрядов и перепадов напряжения, при этом обладали отличными показателями силы тока, практически не теряли уровень электролита во время эксплуатации и длительное время сохраняли свой заряд.

Пожалуй, единственная проблема, которую не удалось решить с помощью комбинирования пластин, это всё ещё высокая стоимость АКБ. По сравнению с традиционными батареями гибридные модели обладают просто заоблачной ценой.

Гелевые аккумуляторы

Найдя практически идеальное решение по составу пластин аккумулятора, конструкторы батарей не собирались на этом останавливаться. Правда, теперь предметом их изысканий стал электролит – второй составляющий компонент любой аккумуляторной батареи. В новых АКБ жидкий электролит решено было заменить на гелеобразную массу. И результат не заставил себя ждать.

Во-первых, была практически полностью решена проблема текучести такой достаточно агрессивной жидкости, как электролит.

Во-вторых, плотная гелеобразная структура наполнителя препятствовала осыпанию пластин, что увеличивало срок их службы и, как следствие, время жизни всего аккумулятора.

И, в-третьих, гелевые батареи имели практически нулевой уровень саморазряда, что позволяло существенно увеличить срок их хранения без потери рабочих качеств.

Но на этом достоинства гелевых АКБ не заканчиваются. Одним из главных плюсов таких аккумуляторов стал высокий показатель пускового тока. Причём гелевые батареи могли выдавать его практически на любой стадии использования – даже будучи практически полностью разряженными. Кстати, для зарядки им требовалось куда меньше времени, чем «жидким» аналогам. Совокупность этих качеств сделала гелевые АКБ просто незаменимыми в ситуациях, когда автомобиль нужно было завести на морозе. Высокий пусковой ток позволял «раскрутить» двигатель даже с изрядно подмёрзшим маслом.

Правда, стоит сказать, что совсем уж экстремальный холод всё же негативно сказывался на свойствах геля. При температурах ниже -35 градусов он ещё больше густел, и этот фактор существенно снижал практически все показатели АКБ.

Боязнь низких температур открывает список недостатков гелевых аккумуляторов, которые, к сожалению, тоже имеют место быть. Также стоит упомянуть о том, что и очень высоких температур они тоже не любят. Значительный перегрев может привести к взрыву.

Ещё одним недостатком является чувствительность гелевых батарей к повышенному напряжению. Зарядка выше 14 вольт может полностью вывести АКБ из строя. То же можно сказать и о коротком замыкании – даже если аккумулятор с гелевым электролитом «закоротит» на одну-две секунды, можно считать, что дни его сочтены.

И, наконец, если до появления гелевых аккумуляторов самыми дорогими считались гибридные модели, то новые АКБ успешно сместили их с пьедестала. Высокая стоимость гелевых аккумуляторов позволяет использовать их только на автомобилях премиум-класса, а также внедорожниках и спецтехнике, которой приходится передвигаться по пересечённой местности. В последнем случае главную роль играет низкая текучесть геля и тот факт, что он не прольётся при любых наклонах автомобиля.

AGM аккумуляторы

Несмотря на то, что батареи, произведённые по технологии AGM, по сути своей являются аккумуляторами гелевыми, мы выделили их в отдельную категорию. Дело в том, что кроме геля аккумуляторы AGM содержат внутри и особый пористый материал, который ещё больше препятствует осыпанию пластин и вытеканию гелевого электролита.

Наличие абсорбирующего материала позволило также снизить чувствительность батареи к высокому напряжению, повысило её устойчивость к коротким замыканиям и, что самое главное, к низким температурам. На сегодняшний день батареи AGM однозначные лидеры в вопросе «холодного старта». Что самое удивительное, наличие дополнительного компонента позволило не увеличить, а наоборот, снизить стоимость аккумулятора, что тоже можно отнести к явным плюсам.

Однако будет нечестным умолчать о недостатках батарей AGM. И первым из них можно назвать меньшую почти в два раза по сравнению с гелевыми моделями долговечность. Кроме этого у AGM аккумуляторов более высокий уровень саморазряда, и они куда чувствительней к глубокой разрядке, чем их гелевые сородичи.

Но количество плюсов, самым главным из которых, как нам кажется, является сравнительно невысокая цена, перевесило имеющиеся недостатки, и на сегодняшний день аккумуляторы AGM стремительными темпами набирают популярность.

Щелочные аккумуляторы

Наш обзор будет неполным, если мы не скажем о том, что существуют и специфические виды аккумуляторов для автомобилей.

Вернёмся немного назад во времени, а именно в тот момент, когда конструкторы экспериментировали с составами электролита. Уже тогда было известно, что в качестве «жидкой» составляющей АКБ может выступать не только смесь воды и кислоты, но и щелочной раствор. Правда, в таком варианте свинцовые пластины тоже требовали определённой модернизации – они покрывались в зависимости от модификации растворами никеля, кадмия и железа.

Однако, несмотря на наличие явно положительных качеств, таких как полное отсутствие электролиза, устойчивость к глубокой разрядке и повышенному напряжению, неплохая энергоёмкость и высокий пусковой ток, щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в автомобилестроении. И дело даже не в их высокой стоимости, которая, кстати, существенно выше даже самых дорогих кислотных аналогов.

Причиной, которая буквально перечеркнула все достоинства щелочных батарей, стал так называемый «эффект памяти». Дело в том, что, если начать заряжать не полностью разряженный щелочной аккумулятор, он «запомнит» количество свободного для заряда места и при следующей зарядке возьмёт ровно столько энергии и ни на один милливатт больше. И что самое печальное, то же повторится и при следующем неполном заряде.

Таким образом, буквально за 2–3 неудачных заряда можно свести ёмкость батареи к нулю. Согласитесь, что такая перспектива не стоит даже самых распрекрасных показателей силы тока и энергоёмкости.

Хотя сказать, что щелочные аккумуляторы совсем не используются на транспорте, будет не совсем верным. Их довольно успешно применяют на «тяговой» технике, такой как электропогрузчики, электрокары и так далее.

Литий-ионные аккумуляторы

И вот, наконец, мы добрались до настоящего и даже немного будущего автомобильных аккумуляторов. Дело в том, что литий-ионные батареи, которые нам хорошо знакомы благодаря смартфонам и планшетам, постепенно перекочёвывают и в автомобильную промышленность.

Самым ярким примером их использования являются ставшие хоть и противоречивой, но, тем не менее, живой легендой автомобили Тесла. В них литий-ионные батареи не только выполняют стартовую роль, но и обеспечивают энергией двигатель на протяжении всей поездки. И стоит сказать, что автомобили Тесла едут. Да ещё как едут!

Ведётся работа и по адаптации литий-ионных батарей к более привычным нам автомобилям. Ведь по некоторым показателям, таким как удельная ёмкость и выдаваемое напряжение, они существенно превосходят все существующие аналоги.

К тому же литий-ионные батареи не нужно обслуживать. То есть вообще. Так что плюсов у этого типа аккумуляторов хоть отбавляй.

Осталось только разобраться с их чувствительностью к низким температурам и повышенному напряжению при зарядке. Но нам кажется, что в тот самый момент, когда вы читаете эти строчки, лучшие умы уже бьются над решением данных проблем.

На этом обзор того, какие бывают аккумуляторы для автомобиля, можно считать оконченным. Хотя, конечно, совершенствование батарей не заканчивается. Уже сейчас существуют экспериментальные образцы, с ещё более улучшенными свойствами и практически лишённые недостатков. Так что осталось подождать совсем немного и идеальный аккумулятор будет готов!

классификация по химическим источникам тока

Существует разные виды аккумуляторов, которые отличаются друг от друга не только своим внешним видом, но и основными характеристиками. Они представляют собой устройства, которые способны осуществлять преобразование химической энергии в электрическую, а также аккумулировать и запасать ее на долгое время.

Ниже подробнее рассмотрим их основные особенности.

Сурьмянистые

Это классические аккумуляторы, которые считаются устаревшими из-за высокой концентрации сурьмы в составе (более пяти процентов). Добавление сурьмы в свинец дает возможность сделать пластины более прочными, а также ускорить процесс электролиза, начинающийся при двенадцати вольтах.

Сурьмянистые аккумуляторы требуют постоянного обслуживания, поскольку как минимум раз в месяц нужно проверять плотность электролита в батареи и заливать воду.

Сегодня такие аккумуляторные батареи почти не устанавливаются на авто поскольку их заменили более эффективные типы.

Однако сурьмянистое устройство довольно часто применяют в разнообразных стационарных установках. Оно стоит недорого и способно проработать длительный срок.

Батареи с пониженным содержанием сурьмы

Пластины данных приборов содержат невысокое кол-во сурьмы (меньше пяти процентов), благодаря чему нет необходимости регулярно осуществлять проверку электролитного уровня. Также уменьшился уровень саморазряда АКБ при хранении.

В отличие от сурьмянистых АКБ, за этими устройствами не требуется ухаживать и часто контролировать. Правда вода все-таки понемногу испаряется, но в существенно меньших объемах.

Представленные АКБ абсолютно не требовательны к качеству электрооборудования транспортного средства. Их характеристики не страдают при появлении в сети резких перепадов напряжения.

Совет! Многие специалисты рекомендуют устанавливать батареи с низкой концентрацией сурьмы на «легковушки» производством из России. Дело в том, что далеко не все отечественные авто способны сохранять стабильность напряжения в бортовой сети. Ко всему прочему продаются приборы по приемлемой цене.

Кальциевые

Это АКБ, чьи пластины сделаны из свинца легированного кальцием. Они обладают следующими преимуществами:

• продолжительным сроком службы;
• невысоким уровнем саморазряда;
• надежностью;
• защитой от перезаряда.

Кальциевые батареи хорошо подойдут начинающим автолюбителям, поскольку они не нуждаются в проведении дополнительных манипуляций, к примеру, замеру уровня электролита. Следует только иногда подзаряжать прибор.

Совет! Лучше всего устанавливать подобные АКБ на машины с исправным оборудованием. Желательно наличие системы, которая автоматически выключает освещение и музыку, если владелец сам забыл это сделать.

Основной недостаток кальциевых аккумуляторов – это сверхчувствительность к глубоким разрядам. Один глубокий разряд может стать причиной потери 1/5 емкости прибора.

Помимо этого подобные АКБ продаются по довольно высокой цене и не очень пригодны для использования в городе, так как постоянные остановки машины оказывают на них отрицательное воздействие.

Щелочные

В качестве электролита в таких АКБ выступает щелочь, а не кислота. Пластины щелочных АКБ изготавливают из никеля, кадмия, цинка и иных материалов.

Электроды изготавливаются в виде тонких пластин, которые наполняются активным веществом и после чего упаковываются в пакеты. Благодаря этому аккумуляторы обладают устойчивостью к вибрациям.

Устройства отличаются следующими достоинствами:

• защищены от переразрядов;
• спокойно переносят низкие температуры;
• не наносят вреда окружающей среде и человеческому организму;
• имеют большую емкость.

Из минусов – щелочные АКБ не могут осуществлять выдачу одновременно большого кол-ва тока, поэтому они и обладают крупными габаритами, так как в них необходимо вставлять много банок.

Щелочные АКБ редко устанавливают на легковые машины, в основном ими снабжают электропогрузчики и электрокары.

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.

Литий полимерные аккумуляторы

Положительные электроды изготавливаются из оксида кобальта или марганца, а отрицательные — из углеродистого материала с наличием ионов лития.

Данные АКБ можно сравнить с литий-ионными аккумуляторами. Главные отличия между типами устройств заключаются в удельной энергии и безопасности (у литий полимерных эти свойства аккумуляторов лучше).

Аккумуляторы применяются наиболее часто для питания портативных электроприборов.

AGM и GEL батареи

Эти разновидности батарей содержат гелеобразный электролит и более безопасны по сравнению с иными типами аккумуляторных батареек.

Они обладают устойчивостью к вибрациям, имеют невысокий саморазряд и крепкую конструкцию. Есть возможность эксплуатировать их в любой позиции, поскольку гель зафиксирован, а также хранить длительное время. Эксплуатационный ресурс при бережном обращении может достигать десяти лет.

Однако представленные АКБ чувствительны к глубоким разрядам и плохо приспособлены к функционированию во время холода.

Производство пластин электродов осуществляется из свинца с маленькой концентрацией кальция. Необходимо знать, что технические параметры и требования к обслуживанию у различных моделей этих аккумуляторов могут серьезно различаться, так что нужно сначала прочитать инструкцию и только затем применять их.

Гелевые батареи являются необслуживаемыми, защищены от коррозии клемм и протечки кислоты, стоят недорого и поэтому приобрели широкое распространение. Их устанавливают на различные транспортные средства.

Гибридные модели

Электроды в этих аккумуляторах изготавливаются по различным технологиям. Положительные пластины делают из свинцово-сурьмянистых сплавов, а отрицательные пластины выполняют по кальциевой технологии. Потребление жидкости у АКБ гибридного типа в два раза меньше, чем у приборов с низкой концентрацией сурьмы. Но зато они более устойчивы к переразрядам и перезарядам, а по своим параметрам располагаются между  малосурьмянистыми и кальциевыми устройствами.

Представленные АКБ устарели и потихоньку вытесняются более эффективными литий-ионными моделями, однако их по-прежнему можно встретить на современных электрокарах. Они обладают следующими преимуществами:

• способны прослужить длительный срок;
• во время использования не теряют емкости;
• прочны, безопасны и не требуют соблюдения дополнительных мер предосторожности, поскольку содержат маленькое кол-во токсинов, если сравнивать с иными видами аккумуляторных батареек.

Но плотность энергии у них очень низкая относительно главного конкурента.

Свинцово-кислотные

Они одни из первых начали устанавливаться в автотранспорте и многих иных технических устройствах. Электродами у них являются свинцовые пластины, которые опущены в воду и серную кислоту.

Модели отличаются низким авторазрядом, надежностью, простой конструкцией и небольшой ценой. Однако аккумуляторы загрязняют окружающую среду, не устойчивы к колебаниям температур, и их нельзя хранить в разряженном состоянии.

Никелево железные аналоги

Это не дорогостоящие и практически не обслуживаемые модели. Отрицательными пластинами у них являются оксиды-гидроксиды феррума.

Батареи очень прочны, отличаются продолжительным эксплуатационным ресурсом и не включают в свой состав вредоносный кадмий. Однако они имеют невысокую отдачу энергии, сильный саморазряд и не способны функционировать при отрицательных температурах. В основном их применяют как тяговые источники электроэнергии в электромашинах и промышленных подъемниках.

 

Таким образом, сегодня на выбор покупателю представляются различные виды электрических аккумуляторов, каждый из которых обладает своими достоинствами и минусами. Высокий потребительский спрос принуждает разработчиков создавать все более эффективные устройства и устранять их недостатки. Поэтому вполне вероятно, что в скором будущем появятся новые модели, по всем параметрам превосходящие старые.