Правильно заряжаем кальциевый аккумулятор для вашего автомобиля

Правильно заряжаем кальциевый аккумулятор для вашего автомобиля

С каждым годом на рынке появляются новые АКБ, которые в обслуживании и восстановлении несколько отличны от тех, что были ранее. Так и с кальциевыми аккумуляторами. Легирование пластин кальцием добавляет элемент новизны в эксплуатацию батареи. Изменились и характеристики работы, а вместе с ними, и специфика их обслуживания.

Каждый год появляются все новые и новые виды автомобильных аккумуляторов, которые по своим эксплуатационным свойствам отличаются от традиционных моделей. Так называемые кальциевые АКБ обслуживать уже несколько сложнее. Чтобы не вывести новый аккумулятор из строя, надо иметь представление о том, чем кальциевые аккумуляторы отличаются от предыдущих моделей свинцовых АКБ.

Что такое кальциевый аккумулятор

Начинать стоит именно с этого, так многие автолюбители уже на этом этапе оказываются введенными в заблуждение. Некоторые даже думают, что у Ca/Ca аккумуляторов пластины изготовлены не из традиционного свинца, а из кальция. И это немудрено. Ведь до того, как на корпусах АКБ начали писать «Ca/Ca», были времена, когда писали Pb/Ca (да и сейчас такие тоже есть). Соответственно, на интуитивном уровне последнее воспринимается, как свинцово-кальциевый, а первое – как кальциево-кальциевый.

На самом же деле пластины у всех автомобильных аккумуляторов изготовлены из свинца. Более того, если их сделать из кальция, то никакой электрохимической реакции заряда-разряда мы бы от такой батареи не дождались бы. На самом деле этот металл присутствует в пластинах АКБ только в виде добавки. Причем, кальция в них всего каких-то 0,07%. То есть, если прикинуть, что вес пластин в средней АКБ около 12 кг, то Ca в них содержится всего-навсего 8 г. Вдумайтесь только – 8 грамм на 12 килограмм.

И то, столько «много» кальция содержится только в батареях, изготовленных по технологии Ca/Ca. В таких АКБ этот металл добавляется и в положительные пластины, и в отрицательные. В так называемых же гибридных аккумуляторах, которые именуются Pb/Ca, кальций имеется только в отрицательных пластинах.

В остальном – кальциевый аккумулятор абсолютно такой же, как и обычный традиционный свинцовый. Тот же электролит. Аналогичный принцип действия. Те же электрохимические реакции. Все, что «делает» в них нашумевший кальций – это защищает свинец от коррозии и немного «сдвигает» точку условного кипения. На этом и остановимся поподробнее.

Начнем с кипения, так как и тут много путаницы. Кипение АКБ не имеет ничего общего с кипением воды в электрочайнике, хотя визуально очень похоже. На самом деле пузырьки, которые поднимаются на поверхность электролита – это водород. Он начинает выделяться с тех участков пластин АКБ, которые «насытились». То есть – зарядились.

Поскольку в один момент времени вся площадь всех пластин прореагировать никак не может, то сначала этих пузырьков немного. Со временем, когда все большая и большая часть пластин «насыщается», пузырьков становится все больше и больше. При этом следует понимать, что, пока не насытившиеся участки заряжаются, зарядившиеся – деградируют. Безвозвратно.

Вернемся к кальцию. Именно эта добавка при нормальных условиях не позволяет аккумулятору кипеть. То есть, когда он заряжается, уже насытившиеся участки свинца не деградируют. Соответственно, нет и кипения. Добиться его можно как раз тогда, когда подать на клеммы АКБ те самые 16 В.

Под нормальными условиями, о которых сказано в предыдущем абзаце, следует понимать эксплуатацию АКБ по назначению – в автомобиле. Там он подзаряжается под напряжением около 14,4-14,8 В, соответственно, никогда не «закипает». А это уже большой плюс, поскольку кипение аккумуляторов под капотом ранее было огромной проблемой. Из-за этого и клеммы постоянно покрывались солевым налетом, и кузов растворялся в кислоте, и так далее.

Кипение, которое было устранено производителями АКБ с помощью кальция, это далеко не единственное назначение данной добавки. Поскольку нет кипения, то, само собой, никогда не будет и перезаряда. А это, к слову, не многим лучше, чем кипение. Все в купе это приводит к испарению воды из электролита, падению его уровня, и безвозвратной деградации пластин.

Деградация происходит потому, что оставшаяся без электролита часть пластин в процессе заряда не участвует. Это значит, что отложившийся на этих площадях сульфат свинца – не растворяется, а продолжает «крепчать». Твердеет в таких условиях он до такой степени, что даже после доведения уровня электролита до нормы – он так и останется на пластинах. Будет там закрывать собой свинец, и полезные электрохимические реакции проходить тут более не будут. То есть, грубо говоря – часть батареи превратится в мертвый груз, не более того.

На ряду с этими функциями кальциевая добавка делает свинцовые пластины более прочными. А в тех условиях, в которых эксплуатируются АКБ, это весьма существенно. Под воздействием вибраций пластины с кальцием не так легко осыпаются (теряя полезную для электролитической реакции площадь), а значит, теоретически способны служить дольше.

Еще технология Ca/Ca позволила производителю делать пластины более тонкими, чем в обычных свинцовых АКБ. Но не спешите думать, что это для экономии на производстве. Аккумуляторы то легче не стали. Соответственно, свинца в них столько же, сколько и раньше. А вот за счет того, что пластины стали тоньше, существенно увеличилась площадь их поверхности. В свою очередь, благодаря этому в современных батареях значительно выросли так называемые пусковые токи.

Максимальный ток, который (кратковременно) может отдавать аккумуляторная батарея, тем больше, чем большая площадь пластин. Именно по этой причине АКБ, у которых из-за неправильной эксплуатации пластины покрываются сульфатом, пусковые токи ослабляются, и запуск двигателя становится менее уверенным.

Еще принято считать, что у кальциевых аккумуляторов снижена склонность к саморазряду. Однако от наличия кальция в составе свинца это свойство мало зависит. Саморазряд больше проявляется по другим причинам. Например, когда батарея грязная (на корпусе есть пыль, пропитанная токопроводящим электролитом), то ее саморазряд будет повышенным независимо от технологии ее изготовления.

Вот и все, по сути, что нужно знать о кальциевых аккумуляторах. Разве что не лишним будет упомянуть еще об одной особенности современных АКБ. Речь идет о так называемых конвертах, в которых по отдельности расположены пластины. Поскольку пластин в кальциевых АКБ стало больше, расположены оны плотнее. Самое важное то, что во время разряда и заряда со свинцом реагирует преимущественно тот электролит, который в данный момент находится в этих конвертах. Позже станет понятно, почему это так важно.

Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля и ее особенности

Автомобильный генератор, оснащенный регулятором, обеспечивает напряжение в бортовой сети в пределах 14,5-14,8 В. Рабочих параметров генератора хватает для поддержания уровня заряда источника питания. Но для обеспечения полноценного восстановления емкости в зимнее время или при движении в «рваном» городском режиме с частыми пусками мотора требуется подзаряжать аккумулятор.

Примером такого оборудования является малогабаритный блок Вымпел 55, поддерживающий программирование алгоритма зарядки. Его установка позволяет подавать на клеммы аккумулятора напряжение до 16,5 В, что дает возможность восстановить емкость на 100%.

При использовании стандартного блока, имеющего напряжение на выходе 14,8 В, источник тока заряжается только на 40-50%. Если оборудование поддерживает отсечку напряжения на уровне 15,5 В, емкость аккумулятора восстанавливается на 75-80%. Эксплуатация источника питания с пониженной плотностью электролита в зимнее время приводит к проблемам с запуском мотора при низкой температуре.

Алгоритм работы зарядного блока для кальциевых батарей состоит из следующих этапов:

1. Отсоединить источник тока от бортовой сети машины, а затем демонтировать монтажные планки. Если зарядка выполняется в зимнее время, рекомендуется прогреть аккумулятор до комнатной температуры.
2. Подключить коммутационные кабели к контактным штырям батареи с соблюдением полярности. Зарядные блоки оснащены защитой от переполюсовки, при ошибочном подсоединении устройство отключится.
3. Предварительно восстановить емкость путем подачи электрического тока напряжением 16,1 В. Сила тока в цепи составляет 10% от номинального параметра емкости. Подача тока продолжается до момента падения значения до 0,5 А. В зависимости от исходного состояния аккумулятора этап занимает от 30 минут до 3 часов.
4. Довести емкость до 100% путем активации дополнительного импульсного режима. Например, Вымпел 55 поддерживает 5 рабочих алгоритмов, оборудование других производителей имеет собственные конструктивные особенности.

После активации функции происходит рост напряжения на клеммах до заданного значения, а затем подача тока отсекается. После снижения напряжения до запрограммированного порога происходит подача повторного импульса тока. Процедура «добивки» емкости занимает до 24 часов.

Применение автоматических зарядных блоков позволяет восполнить емкость кальциевого аккумулятора в домашних условиях. В процессе «добивки» емкости необходим периодический визуальный контроль. Батарея считается заряженной после того, как продолжительность импульса зарядного тока составит несколько секунд. При этом интервал времени, необходимого для падения напряжения на клеммах, составит до 5-7 минут.

Компания Varta с 2012 г. начала производство изделий модернизированного типа, которые требуют напряжения в цепи зарядки на уровне 14,4 В. Повышение параметров приводит к интенсивной потере дистиллированной воды. Перед зарядкой подобных устройств следует ознакомиться с инструкцией, разработанной изготовителем.

Например, Varta допускает применение зарядного оборудования, поддерживающего в цепи питания напряжение не выше 15 В. Сила тока устанавливается в зависимости от емкости источника питания (10% от значения).

В процессе восстановления емкости не допускается повышение температуры корпуса до значений более 45°С, использование алгоритмов быстрой зарядки категорически запрещено из-за разрушения активной массы на электродах. Самостоятельная зарядка и доливка дистиллированной воды в банки не допускаются до момента окончания гарантии.

Плюсы и минусы кальциевых автомобильных аккумуляторов

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

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

Достоинства кальциевых автомобильных батарей:

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

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

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

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

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

Правила зарядки

Теперь непосредственно о зарядке кальциевых аккумуляторов. Здесь тоже есть свои нюансы.

Многие автомобилисты привыкли использовать классическую схему зарядки, когда применяется зарядный ток 10% от ёмкости АКБ, а также выходное напряжение около 13,8–14,5 В. Как только зарядный ток падает, это говорит о восполнении заряда.

Но эта технология отличается от того, как нужно заряжать кальциевые аккумуляторы. Здесь не только применяется иная схема, но и может потребоваться другое зарядное устройство.

Для работы с кальциевыми АКБ требуется зарядное устройство, способное выдавать выходное напряжение на уровне 16–16,5 В.

Если вы используете зарядное устройство, выдающее только 14,8 В, для кальциевых аккумуляторов оно не подойдёт.

Нет, частично компенсировать заряд можно. Если напряжение на выходе ЗУ не превышает 14,8 В, зарядка составит до 50–60%. Если это 15 В, тогда ждите до 80%.

Если у вас в распоряжении Ca/Ca АКБ, нужно знать, как её заряжать.

Для начала позаботьтесь о приобретении, аренде или просто одолжите у товарища подходящее зарядное устройство. Множество устаревших моделей ЗУ для таких задач не подходят.

Следует подробнее рассказать о том, как правильно и безопасно заряжать аккумулятор своего автомобиля, если он кальциевый. Для этого нужно:

1. Выставить выходное напряжение на отметке 16,1 В.
2. Поставить ток заряда на 10% от ёмкости АКБ. Если у вас аккумулятор на 60 Ач, тогда зарядный ток будет 6 А.
3. В таком режиме нужно запустить в работу ЗУ. Зарядка закончится, когда ток заряда упадёт примерно до 0,5 А. При сильном разряде на этот этап уходит до 3 часов.
4. Далее идёт этап подзарядки. Здесь тоже следует понимать, каким напряжением потребуется заряжать свой кальциевый автомобильный аккумулятор.
5. На современных ЗУ есть возможность выбора нескольких режимов. Требуется выбрать режим, где напряжение заряда составляет 16,1 В, а также режим с отметкой 13,2 В. Ток заряда для кальциевого автомобильного аккумулятора на этапе подзарядки будет 3 А.
6. При таком режиме заряд сначала будет расти до 16,1 В при выставленном постоянном токе 3 А. Потом он начнёт снижаться до 13,2 В. А ток заряда при этом упадёт до нуля.
7. Затем снова переключайтесь в режим 16,1 В.
8. Зарядка будет считаться законченной тогда, когда время заряда составит буквально несколько секунд, а время падения тока заряда увеличится до нескольких минут.

Выбирая зарядное устройство, убедитесь, что оно подходит для зарядки кальциевых аккумуляторов. Не у всех ЗУ есть такая функция.

Важно добавить, что АКБ нового поколения типа Ca/Ca могут получать полный заряд и при напряжении до 15 В. Это позволило увеличить ресурс источника питания.

Характеристики кальциевых аккумуляторов

Кальциевый агрегат – батарея, электроды которой обработаны кальцием, легированы. Изюминкой этой технологии считается то, что пластинки из свинца защищены от перенасыщения энергией, окисления и коррозийных явлений. За счет тонкости пластинок увеличивается их число в батарее. Также подобные АКБ выдерживают кратковременного типа повышение зарядного тока более 16 В.

Аккумуляторы кальциевого типа могут прослужить дольше других. Они виброустойчивы, стабильно переживают избыток зарядных нагрузок. Чтобы АКБ полностью раскрыла свой потенциал, нельзя допускать ее полного разряжения. Один спуск до нуля – это потеря 50 % емкости. Десять разрядов приводят к уничтожению батареи.

Гарантийный срок использования кальциевых аккумуляторов составляет пять лет. При правильном обращении, которое, в первую очередь заключено в отсутствие глубоких разрядов, возможна эксплуатация АКБ с сохранённым уровнем пускового тока в течение десяти лет. При неправильном использовании, срок службы с момента выпуска может не превысить и одного года, при этом если в магазине батарея была реализована в исправном состоянии, то потребителю может быть отказано в возмещении убытков, если будет доказано, что разрушение аккумулятора вызвано нарушением правил эксплуатации.

Рекомендуемые зарядные устройства

Среди зарядных устройств следует выделить:

• Автоматический Кедр-Авто-10, стоимостью 1700 рублей.
• Ручные Орион PW-265 и ЗПУ 135. Их цена составляет 1500 и 4000 соответственно. ЗПУ является пусковым и имеет функцию десульфурации, что и влияет на его стоимость.

Тщательно выбирайте устройство, так как правильно зарядить кальциевую батарею нелегко. Хорошее должно предусматривать режимы десульфурации и восстановления. Желательно, чтобы оно также было пусковым, то есть способным в короткий срок восполнить батарею для поездки и последующей полной зарядки.

Как правильно заряжать кальциевый аккумулятор

Так как кальциевые аккумуляторы изготавливаются по иной технологии, нежели сурьмянистые/гибридные аналоги, алгоритм зарядки тоже отличается от классического. Впрочем, и зарядные устройства здесь желательно использовать такие, что предоставляют возможность программирования циклов зарядки, ибо это многоступенчатый процесс.

Есть отличия и по параметрам ЗУ: оно должно обеспечивать напряжение в пределах 16-16,5 В – зарядники, рассчитанные на 14,8 В, смогут зарядить кальциевую АКБ лишь наполовину. Даже 15-вольтовые зарядные устройства смогут обеспечить зарядку на уровне, не превышающем 80%.

Если вы ранее пользовались только сурьмянистыми батареями, то смена на Ca/Ca, скорее всего, потребует и приобретения нового ЗУ – большинство старых приборов использовать не удастся.

Вы спросите, а как происходит зарядка АКБ от генератора, которые не способен выдавать более 15 В, хотя напряжение заряда кальциевого аккумулятора 16 В? Ответ прост: да, действительно, при 15 вольтах генератор сможет удерживать заряд батареи на высоком, но не максимальном уровне. Другими словами, аккумулятор практически всё время будет заряжен процентов на 80. Правда, зимой это значение может оказаться ниже, поскольку в это время года нагрузка на генератор многократно возрастает. Так что необслуживаемыми кальциевые батареи называются, как говорится, условно – в морозы проверять уровень заряда всё-таки весьма желательно.

Рассмотрим процесс зарядки кальциевого аккумулятора с использованием ЗУ «Вымпел-55»:

• устанавливаем напряжение на 16,1 В, ток зарядка – 10% от ёмкости батареи. В таком режиме ЗУ должно проработать, пока ток заряда не упадёт до пол-ампера. Если АКБ был прилично севшим, на это уйдёт около 3 часов;
• теперь пришла пора установить режим, именуемый «качелями» — на приборе «Вымпел-55» это первый режим (16,1 В) в сочетании с третьим (13,2 В). Тока заряда устанавливаем на уровне 3 А. При включении такого режима напряжение сначала растёт до 16,1 В, а затем уменьшается до нижнего предела, 13,2 В. Ток заряда тоже падает до нулевого уровня. Первая фаза будет протекать медленно, из-за чего её назвали «передышкой». Падение ампеража до нуля и напряжения до 13,2 В происходит быстро. Обратное переключение в первый режим повторит цикл зарядки. Со временем интервал между циклами заряда станет уменьшаться, а время падения тока и напряжения – увеличиваться. Когда время заряда сократится до нескольких секунд, процедуру можно прекращать.

Как видим, алгоритм, как заряжать Ca/Ca аккумулятор, существенно отличается от классической. Впрочем, и зарядное устройство для кальциевых АКБ тоже нужно особенное – не обязательно с возможностью ручного выставления режимов: главное, чтобы на нём имелась надпись о возможности зарядки необслуживаемых батарей.

Последние поколения автоматических ЗУ способны обеспечивать вышеописанную последовательность действий без участия человека. Стоит также отметить, что самые современные кальциевые аккумуляторы можно заряжать напряжением 15, и даже 14 вольт.

Восстановление, ремонт и десульфатация

При аккуратном обращении автомобильный кальциевый аккумулятор не требует ремонта или восстановления, особенно в летнее время. Не следует только допускать глубокой разрядки до 11,7 В. В этом случае работоспособность батареи нужно восстанавливать, так как несколько глубоких разрядок (3-5) приводят ее к гибели.

На обслуживаемом аккумуляторе нужно контролировать плотность электролита и его уровень. При продолжительной паузе в работе источника питания (более полугода) в нем начинается процесс сульфатации. Он характеризуется появлением пятен сульфата свинца и кальция на поверхности элементов.

Обслуживаемый аккумулятор поддается реанимации. С необслуживаемым устройством выполнить восстановление намного труднее.

Применяются 4 реанимационных способа:

• очистка пластин механическим способом;
• обработка их присадкой «Трилон-Б»;
• проведение десульфатации с помощью ЗУ;
• использование соды.

Механическая очистка занимает много времени.

Выполняется она в следующем порядке:

• срезается верх корпуса;
• пластины вынимаются и зачищаются вручную;
• детали возвращаются на место с соблюдением зазоров;
• корпус запаивается;
• заливается свежий электролит;
• батарея заряжается с помощью ЗУ.

Использование присадки «Трилон» производится так:

• действующее вещество растворяется в нашатырном спирте (5%) с добавлением дистиллированной воды;
• полученный раствор заливается в корпус;
• электролит начинает закипать и булькать;
• через 40 минут отработанный раствор сливается;
• процедуру полностью повторяют;
• по окончании работы неоднократно промывают изделие чистой водой;
• заливается свежий электролит и подзаряжается батарея.

Большинство кальциевых аккумуляторов выпускаются промышленностью в необслуживаемом варианте, поэтому эти способы для их восстановления не годятся.

Метод десульфатации с применением ЗУ выполняется в следующей последовательности. На клеммы подают напряжение 14 В, ток — 1 А. В таком режиме прибор работает в течение 8 часов. Напряжение постепенно падает и достигает 10 В. Плотность электролита в аккумуляторе поднимается. На заряднике устанавливается ток 2-2,5 А и напряжение 14 В. Через 8 часов напряжение достигает 12,8 В.

Лучше выполнять операции с применением прибора, способного работать автоматически.

Сода используется при выполнении работ по восстановлению обслуживаемых кальциевых аккумуляторов.

• отработанный электролит сливается из корпуса;
• 3 чайных ложки соды растворяются в 100 г воды;
• раствор доводится до кипения и вливается в банки;
• через 40 минут жидкость с отходами сливается, батарея промывается горячей водой 3 раза;
• заливается свежий рабочий раствор плотностью 1,27 г/см3;
• батарея подвергается зарядке.

С помощью перечисленных методов спасено много аккумуляторных батарей кальциевого типа от сдачи в утиль. При их восстановлении нужно соблюдать инструкции и рекомендации производителей.