Что такое деградация акб

Ловим деградацию аккумуляторов АА и ААА при токах в 0.3 от емкости

Два года назад я открыл для себя прекрасный новый мир зарядных устройств для аккумуляторов. И даже, насколько мог, структурировал свои знания в топике “Заряжаем АА, ААА и другое цилиндрическое и аккумуляторное”. После написания текста меня долгое время терзала одна неразрешенная проблема — какими токами правильно заряжать аккумуляторы. Считается разумным заряжать банки токами в 0.1 от емкости. Причем как старые NiCd, так и современные NiMh. Якобы, так мы откладываем деградацию.

Во-первых, такой подход занимает кучу времени — токи слишком низкие, заряд идет долго. Во-вторых, это накладывает ограничения на сами зарядные устройства, так как попробуй еще найти такие зарядки, которые заряжают токами от 100 или даже 50 mA. Та же “народная” и часто рекомендуемая Liitokala Lii-500 умеет только с 300 mA. В третьих, множество зарядок отлавливают момент полного заряда по “-dV”, для чего, по инструкциям, требуется ток в 0.3 от емкости.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Другой подход говорит, что современные NiMh на то, блин, и современные, чтобы заряжать их 0.3 от емкости, 0.5 и даже током равным емкости. В общем, в итоге я решил провести собственный эксперимент и в течении 100 циклов заряжал и разряжал аккумуляторы Ikea Ladda форматов АА и ААА токами в 0.3С, пытаясь увидеть деградацию. Длилось это больше полугода и результаты замеров можно посмотреть под катом.

Как проводилось тестирование

Для автоматизации процесса использовалось зарядное устройство Opus BT-C3100. Это ЗУ позволяет работать в режиме рефреша, когда зарядное устройство прогоняет 3 цикла подряд, как бы раскачивая аккумулятор. Пригождается, когда надо вывести на емкость новые аккумуляторы или раскачать долго валявшиеся в тумбочке. Ну и тут пришлось в кассу.

Для тестов были выбраны по 2 аккумулятора Ikea Ladda формата АА и ААА. Почему Ikea Ladda — потому что еще в прошлом тексте мы выяснили, что это такие бюджетные аналоги Eneloop Proс заявленным «ходом» в 500 циклов. Так что их использование вполне разумно.

Каждый аккумулятор был помечен и заряжался только в своем слоте. Аккумуляторы ААА емкостью 900 mAh заряжались токами в 300 mA, аккумуляторы АА емкостью 2450 mAh — токами в 700 mA. В результирующую таблицу шли значения разряда, т.к. нас интересует не сколько аккумулятор взял, а сколько отдал.

Первые 30 циклов аккумуляторы гонялись в режиме рефреша, потом я решил не оставлять их без присмотра и использовать только по одном циклу за раз, укладываясь в день. Собственно, из-за этого решения тестирование затянулось.

Результаты

На графиках ниже приведены результаты тестирования обоих пар аккумуляторов. Синий — образец 1, красный — образец 2, желтый пунктир — среднее значение емкости

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Итак, видно, как первые несколько циклов аккумуляторы, что называются, выходят на емкость. Причем, максимум достигается где-то к 10 циклу. Там же — зеленый пунктир — находится точка окупаемости аккумулятора. Т.е. где-то в этот момент аккумуляторы становятся выгоднее, чем покупка батареек.

Затем идет относительно ровное нахождение на “полке”, причем, обратите внимание, реальная ёмкость аккумуляторов находится выше заявленной. Я так понимаю, что это заводской запас на деградацию.

Ну а где же она сама? Как видно первые ее признаки появляются у наименее емких ААА где-то на 76- цикле (у одного образца раньше, у второго — позже, в среднем, где-то на 76-м). Причем пробой заявленной емкости в 900 mAh случается на 90-цикле. Ну а потом деградация начинается очень явной.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Для АА ситуация несколько лучше. Реальная деградация начинается где-то на 90-м цикле, ну а “пробитие” заявленных 2450 mAh аж на 99 цикле.

Выводы

Очевидно, что деградация существует. Однако мои замеры показываю, что заметной она становится ближе к 90 циклам. И это явно не стоит того, чтобы тратить время на поиск зарядок, способных заряжать низкими токами и временных затрат на долгую зарядку аккумуляторов.

Лично в моем сценарии использования, аккумуляторы чаще всего юзаются в детских игрушках или различных датчиках. Другими словами, я с большей вероятностью потеряю эти аккумуляторы, чем увижу реальное падение емкости. Думаю, у большинства читателей этого топика ситуация будет похожей.

Недостатки тестирование и отмазки автора

Сразу же хотелось отметить недостатки тестирования. Во-первых, я использовал только два образца каждого формата, чтобы нивелировать возможный брак или наоборот, завышенные свойства одного из пары. По идее, надо было бы использовать 3 образца для получения среднего и возможной отбраковкой одного из экземпляров. Но в моих зарядных устройствах было только 4 слота, а хотелось за раз протестировать и АА и ААА.

Во-вторых, я использовал массовую зарядку Opus BT-C3100, имеющую ряд недостатков. Известно, что выдаваемый результат отличается от слота к слоту и может гулять на плюс-минус 50-70 mAh. Дополнительно, народ жалуется, что зарядка может перезаряжать аккумуляторы и гробить их быстрее совсем уж правильных зарядок. Недостаток было решено превратить в достоинство и а)заряжать аккумуляторы только в собственных слотах, чтобы нивелировать разбег, а результаты осреднить б) предположить, что в реальном случае вряд ли народ массово использует что-то типа SkyRC MC3000 за 6000 рублей, а значит результаты эксперимента будут близки к среднестатистическому сценарию с “народной” массовой зарядкой. Ну и тем более было интересно, когда проявится деградация.

В третьих, в тестировании были периодические перерывы, типа отпуска, командировок и т.п. задержек, не позволяющих проводить замеры ежедневно. Опять же считаю, что это только добавило реалистичности замерам 🙂

Четвертое, самое важное — по уму надо было бы сравнивать по три пары одинаковых аккумуляторов и заряжать их токами в 0.1, 0.3 и 0.5 от емкости. Я бы и сам посмотрел на такие результаты, но трудозатраты на исследование были бы неподъемными. Ну и надо было бы два одинаковых зарядных устройства покупать.

Вероятно сейчас можно определиться с форматом (наверное, лучше ААА, т.к. на них деградация проявляется быстрее) и погонять два комплекта на разных токах, наложив результаты на уже имеющиеся. Но дело это еще на полгода.

Дополнение предыдущего топика

Изначальный текст “Заряжаем АА, ААА и другое цилиндрическое и аккумуляторное” получился весьма популярным (109 тысяч просмотров и 106+), что говорит о том, что тема людям интересна. С момента его публикации прошло время и кое-что поменялось. Я решил не править изначальный текст, а упомянуть два изменения тут — так их с большей вероятностью увидят, потому как вряд ли кто-то перечитывает старые тексты.

Первое: Одним из зарядных устройств, о которых я писал в тексте, был Miboxer C4. С момента публикации китайцы успели выпустить две ревизии, в которых а) планомерно поднимали токи заряда б) в третьей ревизии убрали, а в 4-й — вернули функцию разряда аккумуляторов. Имейте это в виду, если присматриваете себе эту зарядку. Продавцы на Ali обычно пишут, есть ли в ЗУ разряд.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Второе: На рынке появилась очень прикольная зарядка ISDT C4 (толковый обзор на Mysku). Любители радиомоделей хорошо знают эту фирму и вот появилась компактная зарядка и для стандартных аккумуляторов.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб
(нашел красивую картинку на Banggood).

Источник

Что убивает кальциевые аккумуляторы, и убивает ли?

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

В Сети полно негативных отзывов на кальциевые аккумуляторы, которые служат недолго, не заряжаются, не держат заряд, замерзает электролит. Популярны мифы о том, что они боятся «кипячения» при 16 и более вольтах, а ещё боятся разрядов, стремительно теряя ёмкость с каждым из них, будто бы, вследствие формирования слоя гипса — нерастворимого сульфата кальция, и вообще, стартерный аккумулятор, в отличие от тягового, для разряда не предназначен, разве только секунду покрутить стартер. Что, если взять реальный аккумулятор и проверить?

Будут видео и опыты с показаниями приборов. Попутно выясним, что такое мнимый или поверхностный заряд. И возможно, мы уже не раз сдавали в утиль хороший исправный аккумулятор. Что же с ним можно было сделать?

Подача слишком высоких токов и напряжений при заряде свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторных батарей, они же просто АКБ, чревата целым спектром опасных последствий, главными из которых являются выделение пожаровзрывоопасного водорода, токсичного сероводорода, разбрызгивание едкой кислоты, потеря воды из электролита, перегрев аккумулятора, вплоть до коробления пластин и короткого замыкания.

В отличие от популярной страшилки, будто пузырьки газов разрывают активную массу, (что не соответствует действительности, но чёрно-коричневую муть оплывшей активной массы положительных пластин они в электролит действительно поднимают, когда она уже оторвалась по иным причинам), перечисленное в предыдущем абзаце действительно опасно и для здоровья живых существ, и для сохранности окружающих аккумулятор ценностей, в первую очередь, самого автомобиля. Потому производители и продавцы аккумуляторных батарей публикуют легко запоминающиеся инструкции по максимально безопасным способам их подзаряда.

Да, именно подзаряда, то есть, частичного восполнения уровня заряженности, снизившегося в результате хронических, (например, езда в городском формате), или острых, (забыли выключить фары, пользовались лебёдкой, предпринимали попытки пуска не совсем исправного двигателя) причин.

▍Рекомендации предельно просты: заряжать током 10% ёмкости (6 А для 60 А*ч) до напряжения 14.4 вольта, (в разных версиях может варьироваться.) Легко запомнить и осуществить.

Это первая стадия заряда аккумулятора, основной заряд. А чтобы зарядить кальциевый аккумулятор полностью, необходимы ещё и последующие этапы заряда, которых в профиле может быть несколько. Эти этапы уже требуют знаний, оборудования и предосторожностей, потому о них краткие инструкции для широкого круга автомобилистов умалчивают.

Зачем нужен полный заряд аккумулятора, как его произвести, и чем чревато его отсутствие, мы сегодня установим экспериментальным путём.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Подопытный аккумулятор Bosch S4 005 2015 года выпуска, три с половиной года в эксплуатации. НРЦ — напряжение разомкнутой цепи, оно же ЭДС без нагрузки, 12.57 вольт.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Ток холодной прокрутки по стандарту EN 521 из 540 А, здоровье 96 %, внутреннее сопротивление 5.96 мОм.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Просадка под нагрузочной вилкой 200 А до 10.25 В. На холоде падало до 9.9.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Перед зарядом аккумулятор не забываем отогреть, помыть, зачистить клеммы. Устанавливаем следующие параметры заряда.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Этап основного заряда: максимальное напряжение 14.4 В, напряжение начала снижения тока 14.2 В, максимальный ток 6 А.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Окончание заряда по снижению тока до 50 мА, максимальное время заряда 48 часов.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Этап дозаряда: напряжение до 14.4 В, максимальный ток 2А, продолжительность 5 часов.

Такие настройки программируемого зарядного устройства (ЗУ) будут действовать следующим образом:
На клеммы подаётся ток 6 ампер до достижения 14.2 вольт. Это этап CC — constant current — постоянного тока
Далее напряжение стабилизируется на уровне 14.2, ток снижается. Это называется этапом CV — constant voltage — заряд снижающимся током при постоянном напряжении
Когда ток доходит до 50 мА, ЗУ без паузы переходит в дозаряд током 2А, который, скорее всего, пролетит очень быстро, до достижения напряжения 14.4 В
И далее продолжится при этом напряжении без ограничения минимального тока. Общее время дозаряда 5 часов.

Таким образом, имеем профиль, который можно назвать: либо двухэтапным — (основной заряд 6 А, 14.2 В, до 50 мА или 48 ч, и дозаряд 2 А, 14.4 В, 5 ч), либо четырёхэтапным — (1 — СС 6 А до 14.2 В, 2 — СV 14.2 В до 50 мА, общее время 1 и 2 не более 48 часов, 3 — CC 2A до 14.4В, 4 — CV 14.4 В, общее время 3 и 4 ровно 5 часов).

Когда аккумуляторщикам приходилось по показаниям приборов вручную переключать обмотки трансформаторов и двигать ползунки реостатов, логично было называть такой профиль 4-этапным, потому что роль стабилизатора напряжения и тока выполнял человек, который должен был знать, на каком этапе каких положений стрелок добиваться. Сейчас время автоматических стабилизаторов тока и напряжения, выполняющих обе функции в одном устройстве, потому логично назвать заряд двухэтапным. Пока есть, куда расти напряжению, ток стабилен, работает обратная связь по току. Когда напряжение достигло уставки, ток снижается, действует ОС по напряжению.

Если в распоряжении нет программируемого ЗУ с таймером и отслеживанием минимального тока или ЗУ-автомата, реализующего более сложные алгоритмы с паузами и реверсом в реальном времени, а есть регулируемый стабилизированный блок питания или ЗУ на основе такого блока, устанавливаем напряжение и ток регуляторами, за временем следим по часам, а за током по амперметру.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Разряжать будем до напряжения под нагрузкой 12 В, током 2.4 А, всего проведём 4 таких цикла. Как известно, контрольно-тренировочный цикл улучшает состояние аккумулятора, если производится адекватно.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Прошло чуть более 4 суток, идёт заряд после четвёртого разряда. Наблюдаем монотонное снижение отдаваемой ёмкости с каждым циклом. Получается, что сейчас мы либо подтвердили на опыте расхожий тезис о том, что разряд даже до 12 вольт под нагрузкой вредит кальциевым аккумуляторам, (зачем только они тогда производятся, ведь именно при разряде химический источник тока приносит пользу, для этого он предназначен), либо попалась плохая (изношенная, умирающая, неудачная, поддельная) батарея, (почему тогда тестер и вилка показали хорошее здоровье?), либо заряд производился неадекватно.

Сурьмянистый аккумулятор, кальциевый аккумулятор, — это всё тот же свинцово-кислотный аккумулятор. Раньше для прочности в свинцовый сплав пластин добавляли сурьму, и газовыделение начиналось при низком напряжении, что вело к потере воды и необходимости её доливать несколько раз в год. После долива дистиллированной воды следовало заряжать АКБ, что обременяло и огорчало автолюбителей. Зато газовыделение способствовало перемешиванию электролита.

В целях снижения расхода воды при эксплуатации аккумулятора, чтобы он меньше нуждался в обслуживании, производители стали переходить на кальциевую технологию. Добавка кальция в сплав не только повышает прочность пластин, но и снижает саморазряд, позволяет повысить пусковые характеристики, уменьшает газовыделение, так как разложение воды из электролита на кислород и водород происходит при более высоком напряжении, чем в сурьмянистом аккумуляторе.

В результате, при эксплуатации расходуется меньше воды, её приходится доливать реже. Пробки можно закрыть этикеткой, либо вообще запаять крышку, упразднив доступ к электролиту, если расход воды настолько мал, что её заводской заправки хватает на весь срок службы батареи. Для отвода газов в обоих случаях делается лабиринт в крышке.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Но снижение газовыделения означает ухудшение перемешивания электролита. Насколько это важно, и к чему ведёт?

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Прошёл час с момента завершения заряда после четвёртого цикла. Напряжение разомкнутой цепи 13.45 В.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Снимем так называемый поверхностный заряд вилкой 200 ампер. ЭДС просела до 10.6 В. Это лучший результат, чем в начале, но ёмкость АКБ, тем не менее, упала.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

С момента прекращения заряда прошло 18 часов. НРЦ 13.3 В. Как видим, оно завышенное.
Просадка под вилкой до 10.55.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Прошло больше часа. НРЦ 13.25. Запомним это напряжение после циклов с максимальным напряжением заряда 14.4 В. Далее произведём выравнивающий восстановительный цикл по методике аккумуляторщика Виктора, и сравним два значения НРЦ.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Первый этап заряда — до падения тока ниже 100 мА при напряжении 14.7 В.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Второй этап — до 16.2 В током 1/30 номинальной ёмкости (для 60 А*ч это 2 ампера) до неснижения тока в течение 2 часов.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

В таком режиме отдано всего 5.1 ампер*часов, потому продолжим дозаряд до 16.5 В для качественного перемешивания электролита.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

За 5 часов батарее сообщено почти 10 А*ч. Это оказалось необходимым вследствие сульфатации и расслоения электролита.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Ночью процесс дозаряда не завершился, остановим и возобновим с утра. Показания тока в районе 1.2 А держатся в течение часа. Понаблюдаем ещё час.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Час почти прошёл, ток не снижается. Останавливаем заряд.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Обратим внимание на НРЦ. Прошло более полутора часов, напряжение 13.25 В.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

ЭДС под нагрузкой 200 А просела до 10.65, затем поднялась до 10.7 В. Результат лучше всех предыдущих в этом эксперименте.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Прошло 18 часов, НРЦ 13.06 В.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Итак, после нескольких часов «кипячения» при 16.5 вольтах мы получили напряжение разомкнутой цепи ниже, чем после заряда до 14.4. Получается, аккумуляторная батарея теперь заряжена хуже, и правы те, кто утверждает: «кипятить» не нужно и вообще вредно?

В напряжение разомкнутой цепи и ЭДС под малой нагрузкой делает свой вклад не только термодинамическая ЭДС активных масс, несущих полезный заряд, но и целое множество других факторов.

Во-первых, пузырьки газов в порах активных масс имеют свою электродвижущую силу. На этом эффекте основан топливный элемент, в котором электролиз идёт наоборот: происходит синтез воды из подаваемых водорода и кислорода с выработкой электрической энергии. Потому НРЦ свинцово-кислотной ячейки, или вообще любой пары электродов в каком-нибудь электролите с пузырьками выше, чем без них.

Во-вторых, потенциал той или иной точки в электрическом поле зависит от расстояний между носителями заряда в пространстве. В банке аккумулятора носителями заряда являются ионы, главным образом, сульфат-ион и гидроксоний, или попросту протон H+, ядро атома водорода.

В школьном опыте мы берём какой-нибудь материал, трём его о ткань или бумагу, подносим к шару электроскопа, и ничего не происходит. Стрелка не отклоняется, искр не видно и не слышно, не пахнет озоном. Всё потому, что заряженные тела не разнесли в пространстве.

Оторвав предмет от бумаги или ткани, мы своей мускульной силой преодолеваем электростатическое притяжение, а работа этой силы преобразуется в электрическую энергию. Получаем заряд, отклоняющий стрелку электроскопа, и энергию, способную, например, зажечь неоновую или ртутную лампу, произвести коронный или искровой разряд с выделением теплоты, света, звука, преобразованием кислорода в озон, и так далее.

Для получения разности потенциалов и энергии потребовалось не просто соприкосновение материалов с разными свойствами, но разнести носители заряда в пространстве. В современном свинцовом аккумуляторе имеется губчатая структура активных масс и плотные сепараторы. Всё это мешает дрейфу ионов, в виде которых находится серная кислота в жидком водном растворе, и эти ионы в пространстве создают электрическое поле, то есть, градиент потенциала, влияющий на разность потенциалов электродов.

Наконец, термодинамическая ЭДС свинцово-кислотной электрохимической ячейки зависит от концентрации кислоты, а она тяжелее воды и стремится вниз. При расслоении даже недозаряженные участки активных масс внизу банок дают НРЦ как у заряженных и даже выше.
Потому уровень заряженности одним только вольтметром не определить. Чем выше НРЦ — не факт, что лучше. Более того, завышенное НРЦ чаще всего свидетельствует о расслоении электролита и недозаряде. Адекватные тестеры аккумуляторных батарей при НРЦ сверх нормы рекомендуют снять поверхностный заряд, фарами, и повторить тест.

Все вышеописанные паразитные перенапряжения имеют общее свойство: «мнимый» заряд не способен давать значительный ток, в отличие от «честного» заряда активных масс. Потому под адекватной нагрузкой ЭДС проседает до уровня, адекватного истинному уровню заряженности. Разрядный ток снимает поляризацию, но не устраняет расслоение электролита. В этом различие расслоения и поверхностного заряда — поляризации. То и другое часто называют «мнимым зарядом».

Мнимый заряд — явление, при котором напряжение разомкнутой цепи свинцово-кислотного аккумулятора не соответствует реальному уровню заряженности при данной температуре и концентрации электролита. Составляющими мнимого заряда являются расслоение (стратификация) электролита, перенапряжение от которого восстанавливается после снятия нагрузки, и поверхностный заряд — совокупность явлений поляризации, создаваемое которыми перенапряжение не возвращается после отключения разрядного тока.

Нагрузочная вилка 200 А после заряда по методу Виктора через 20 часов показывает точно такую же просадку с 13.10 до 10.65 и подъём до 10.70 В, как и 18 часов назад. Это очень хороший результат.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Тестер показывает ток холодной прокрутки 605 из 540 А по EN, внутреннее сопротивление 5.13 мОм, здоровье АКБ и уровень заряженности 100%. Сделав выравнивающий восстановительный заряд, мы вернули аккумулятору былую молодость.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

В процессе разряда кислота по всему объёму и всей высоте банок АКБ уходит на химическую реакцию Гладстона-Трайба. В процессе заряда кислота по всему объёму и всей высоте выходит из сульфатов и возвращается в электролит. Но законы природы не обмануть. Чистая серная кислота имеет плотность 1.84 грамма на кубический сантиметр, что почти вдвое тяжелее воды. Выделяясь, она стремится уйти вниз и выталкивает воду наверх. При 14.4 В на клеммах газообразование в банках кальциевого аккумулятора отсутствует или пренебрежимо мало, потому не происходит перемешивания электролита. Губчатая структура активных масс и плотные сепараторы усугубляют проблему.

Для осуществления реакции в направлении заряда необходима вода, потому в нижней части банок и глубине активных масс заряд прекращается раньше времени, тогда как в верхней части и на поверхности средней части пластин он ещё идёт. Потому низ пластин и глубина активных масс испытывают прогрессирующую сульфатацию: всё больше активных масс выходят из полезной работы. Взглянем ещё раз на таблицу контрольно-тренировочных циклов до 14.4В, где хорошо видна эта плохая динамика.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

При заряде по методу Виктора с активным перемешиванием электролита по всей высоте и всему объёму, в нижней части пластин концентрация кислоты снизилась, поступила вода, и пошёл процесс заряда. Сульфат стал постепенно растворяться, и после восстановительного заряда ранее сульфатированные активные массы вернулись в работу.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Прошёл ещё час с момента теста нагрузочной вилкой. НРЦ по вольтметру Кулона-912 12.98, по вольтметру вилки НВ-03 13.00. Запускаем разряд.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Спустя 12 минут разряда, под нагрузкой 2.4 А ЭДС 12.66 В.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Ёмкость разряда до 12 вольт под этим током составила 29.11 А*ч. Ставим на заряд.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Основной заряд длился 6 часов 20 минут, батарее сообщено 27.28 А*ч. Обратим внимание: это ниже 29.11, отданных при разряде. Потому без дозаряда прогрессирует недозаряд, (на что слово дозаряд прозрачно намекает).

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Прошло 8 часов дозаряда, показания тока не менялись 2 часа. Пора завершать.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

13 вольт — нормальное НРЦ здорового заряженного аккумулятора.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Показания тестера ещё немного улучшились: EN 607 A, 5.11 мОм. Два заряда с «кипячением» при 16.5 В улучшили все характеристики аккумуляторной батареи, тогда как при ограничении до 14.4 наблюдали падение ёмкости, (зато аномальный рост НРЦ вследствие прогрессирующего расслоения электролита).

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Существуют таблицы для определения степени заряженности АКБ по напряжению разомкнутой цепи, но они не учитывают поляризации — поверхностного заряда, а также аномального завышения НРЦ вследствие расслоения электролита. Потому применительно к современным кальциевым аккумуляторам такие таблицы, а также реализующие их индикаторы уровня заряда на базе простейшего вольтметра, не дают адекватных показаний.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Отсутствие адекватного дозаряда в первых циклах нашего опыта привело к деградации параметров АКБ, но эта деградация не стала необратимой, а была исправлена путём адекватного выравнивающего восстановительного дозаряда с десульфатацией и перемешиванием электролита. Генератор автомобиля и зарядные устройства, не реализующие перемешивание и десульфатацию при повышенном напряжении, осуществить такой дозаряд не могут.

Потому очень многие сдают в утиль исправный, работоспособный аккумулятор, параметры которого можно восстановить путём адекватного дозаряда, что и произошло в описанном эксперименте.

Напоследок отметим, что этапы дозаряда при 16 и более вольтах актуальны не только для кальциевых АКБ с жидким электролитом, но входят в рекомендации таких производителей, как Chaowei (Chilwee) и Tianneng для… гелевых кальциевых тяговых АКБ с углеродными добавками в активные массы! Ещё один шах и мат страшилкам и мифам. Разумеется, фирменная документация содержит параметры каждого этапа, включая временные рамки, их очерёдность и условия, при которых запускать тот или иной этап, либо пропустить и перейти к следующему.

Что такое деградация акб. Смотреть фото Что такое деградация акб. Смотреть картинку Что такое деградация акб. Картинка про Что такое деградация акб. Фото Что такое деградация акб

Встречается и вульгарная версия «кипячения» в один этап током 10% ёмкости, напряжением 16 вольт. Такой заряд аккумулятору и всему вокруг него действительно навредит, поскольку не учитывает кинетики физических и химических процессов в аккумуляторной батарее, в соответствии с которой разработаны многоступенчатые профили заряда. Большим током можно производить основной заряд до невысокого напряжения, и переходить к этапам высоковольтного дозаряда только после того, как ток основного заряда снизился до заданной величины. Существуют умные ЗУ со сложными алгоритмами, использующие токи и напряжения выше стандартных профилей для повышения эффективности этапов, но там реализованы обратная связь в реальном времени и микропроцессорный контроль.

Вульгарное одноэтапное «кипячение» как раз и породило миф о губительности 16 и даже 15 вольт, тогда как неспособность более низкого напряжения обратить вспять прогрессирующие недозаряд и сульфатацию мифы о мнимых недостатках кальциевых аккумуляторов. Разумеется, при недозаряде ёмкость и токоотдача будут падать, пластины разбухать от сульфатов вплоть до коробления и короткого замыкания, активная масса отвалится, а электролит замёрзнет. Но виной тому не заговор или недобросовестность производителей, а игнорирование особенностей современных аккумуляторов при их эксплуатации.

Статья составлена в сотрудничестве с автором видео, осуществившим описанный эксперимент.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *