Какие газы выделяются при зарядке аккумулятора автомобиля

29.01.09 | Рубрика: Обслуживание аккумулятора. Просмотры: 103 084

Наверное, не существует такого автолюбителя, которому б не приходилось заряжать автомобильный аккумулятор в своей квартире. Забыл выключить магнитолу и все- аккумулятор сел,- нужно заряжать. Да, можно подзарядить в гараже — если это летом, а если зимой — ну никак не хочется бегать в гараж и следить за процессом зарядки. Вот и тянем в квартиру.

И вот, после зарядки у вас, и у ваших родных что-то разболелась голова. На погоду – посетуете вы. А нет, — скажу я вам – виновником есть не погода, а ваш аккумулятор, а именно те процессы, которые в нем происходят во время зарядки. Именно об этом и пойдет дальше речь.

При подзарядке аккумулятора в воздух помещения выделяется сернистый газ, мышьяковистый водород (арсин), сурмилистый водород (стибин), хлористый водород и другие. Высокая концентрация этих токсических газов в воздухе очень вредна для человека. А именно такая концентрация, превышающая все допустимые нормы, и создается в квартире, если автолюбитель в ней заряжает аккумулятор. В результате у всех членов семьи резко ухудшается самочувствие, нередко появляются кашель, головная боль.

Но токсические вещества оказывают неблагоприятное воздействие не только в те часы, когда происходит зарядка аккумулятора. Они оседают на стенах, мягкой мебели, одежде, -словом, на всем, что есть в квартире, и в течение длительного времени выделяются в воздух помещения. Специалисты называют этот процесс вторичным загрязнением.

К тому же, во время зарядки аккумулятора выделяется к тому же большое количество водорода, который, соединяясь с содержащимся в воздухе кислородом, становятся взрывоопасным. Взрыв может произойти от малейшей искры, зажженной спички, огонька сигареты.

Не меньшую угрозу представляет собой и серная кислота, которую заливают в аккумулятор при его подзарядке. Нередки случаи, когда пролитая на пол кислота самовоспламеняется.

Зарядка аккумулятора в домашних условиях влечет за собой и перегрузку электросети, что может привести к загоранию изоляции электрических проводов.

Вот почему заряжать аккумуляторы можно только в специально приспособленных для этого помещениях.

Источник

Вся правда о кислотных и гелевых аккумуляторных батареях

Перед всеми производителями АКБ стоит основная задача — повысить КПД батарей. Чтобы КПД повысить — необходимо снизить внутреннее сопротивление в батарее. Чем меньше сопротивление, тем быстрее АКБ принимает ток (заряжается) и лучше отдает (разряжается). Для достижения данной цели очень важно в производстве АКБ использовать высококачественные очищенные материалы.

Принцип работы свинцового аккумулятора:

Конструкция гелевых и кислотных АКБ идентична. Одно различие, что в гелевых батареях в электролит добавлен загуститель SiO2. Зачем это надо? Ведь добавление примеси в электролит повышает сопротивление, а значит, снижает КПД батареи. Это тенденция времени, клиент хочет поставить АКБ, например, на поломоечную машину и больше о ней не думать. Исходя, из потребности времени, был и создан некий переходной вариант необслуживаемой батареи ГЕЛЕВЫЕ. Почему переходной? Производители уже вплотную занимались и занимаются разработкой батарей типа OPTIMA. Конструкция батарей OPTIMA, кардинально отличается от кислотных и гелевых.

Конструкция батарей OPTIMA:

Так как на момент создания гелевых батарей, батареи OPTIMA были дорогие и технологии не до конца проработаны, были и сделаны гелевые батареи. А значит гелевые батареи это временное решение, которое будет заменено в ближайшем будущем необслуживаемыми, герметичными батареями OPTIMA. Либо же потребитель будет использовать кислотные батареи.

Кислотные батареи при зарядке выделяют вредные газы. В кислотных батареях прошлого века можно было об этом говорить, сегодня же кислотные батареи не выделяют вредных газов. С чем это связано? В производстве батарей для связки активной массы раньше использовалось такое вещество, как СУРЬМA (Sb), оно действительно выделяло газы, кстати, это же вещество использовалось и в производстве гелевых батарей. Сегодня ни один серьезный производитель не использует СУРЬМУ (Sb), а вместо этого используется Кальций (Са), который не выделяет газов. Что происходит во время зарядки батарей? Из позитивно заряженных эл. пластин (Диоксид свинца — PbO2) выделяется водород, из негативно заряженных эл. пластин (Свинец — Pb) выделяется кислород. А значит, из кислотной батареи во время зарядки выделяется кислород в очень малых количествах. Малые выделения газов достигнуто, благодаря тому что: a. СУРЬМA (Sb) заменена на кальций, b. используются импульсные зарядки, которые заряжают АКБ малыми токами и не дают закипать электролиту, закипание происходит лишь в последней стадии зарядки и продолжается не более 5—10 минут.

Гелевый АКБ герметичен и не выделят газов. Это не правда. Так как конструкция АКБ точно такая же, как и у кислотных и реакция происходит точно такая же. И газы водорода и кислорода тоже вырабатываются, газы поднимаются в верхний отсек АКБ, там конденсируются (превращаются в воду и попадают опять в гель). Но если повысить зарядные токи (например зарядное устройство работает неправильно), что произойдет — начнется вырабатываться большое количество водорода, он будет накапливается, а так как в гелевом АКБ нет вентиляционных отверстий как в кислотных АКБ, при большом скоплении газа может произойти взрыв газа в АКБ. Что бы этого не произошло, АКБ оснащен выпускным клапаном, который в случае, если давление в АКБ превысит 2 атмосферы, должен открыться и выбросить наружу избытки газа. В кислотных АКБ такие опасные ситуации (взрыв, концентрированный выброс газа) исключены.

Кислотные батареи требуют постоянного ухода. Это занимает много времени. Это также не правда. Как уже было сказано выше, на сегодняшний день для зарядки АКБ применяются импульсные зарядные устройства, которые получая информацию от АКБ о степени заряда, подают именно тот ток, который необходим. Зарядные устройства оснащаются термодатчиками, которые не допускают закипания электролита. А значит, электролит не выкипает. Исходя из практики периодичность доливки воды в тяговые кислотные батареи не чаще чем раз в пол года. А значит, раз в пол года вам надо потратить 10 минут, что бы долить воду и все.

Гелевый АКБ купил и забыл. Это правда, купил, поработал максимум год и выбросил. Стандартная гелевая АКБ рассчитана на 400, дорогая максимум 700 циклов зарядки и разрядки. Что это значит, что при правильной эксплуатации, АКБ проработает максимум 2 года. Еще раз подчеркиваю при правильной. Правильная эксплуатация гелевой батареи. Гелевую батарею обязательно надо разряжать на 80% и потом заряжать 12 часов не менее. Почему? Так как в АКБ находится гель, он обладает значительной плотностью, а это значит, что водороду и кислороду сложно добраться до сепаратора, на это нужно много времени. Для полной зарядки, например АКБ 70Ач для поломоечной машины необходимо 12 часов. На таких АКБ поломоечная машина работает 60 минут, а потом снова на зарядку и снова на 12 часов. Если мы систематически не до заряжаем АКБ что происходит? АКБ (гелевый) заряжается сверху вниз. Если мы заряжаем АКБ например 5 часов, то заряд в нижней и верхней части АКБ различается, верхней части АКБ заряжен, а в нижней разряжен. Со временем серная кислота преобразуется в сульфат свинца и нижняя часть АКБ уже не заряжается, до нее не доходят газы водорода и кислорода. АКБ посылает информацию зарядному устройству, что он заряжен и зарядка отключается. После чего мы наблюдаем, что АКБ не работает 60 минут (чего и так очень мало), а 40 минут, потом, 30 и все, про АКБ можно действительно забыть, сделать с ним уже ничего нельзя. Так как он не обслуживаемый. Данная ситуация не может иметь место в кислотных АКБ, так как плотность воды низкая и газы без особых усилий за короткое время доходят до сепаратора, и батарея заряжается полностью. Поэтому кислотные АКБ можно до заряжать, ничего с ними не будет. Преимущество кислотных АКБ также в том, что количество циклом заряда и разряда доходит до 1500 (4 года). А это значит, что кислотный АКБ прослужит вам в 2 а то и в 3 раза больше чем гелевый. А если вдруг что, всегда можно слить электролит, залить новый с необходимой плотностью и работать дальше.

Сводная таблица

Параметр	Кислотные (110 Ач)	Гелевые (70Ач)
Емкость	Аналогичный по размеру (Д/Ш/В). Низкое сопротивление из за жидкого электролита. Большее количество рамок с активным веществом	Аналогичный по размеру (Д/Ш/В). Значительное сопротивление из за геля. Меньшее количество рамок с активным веществом
Время работы на одной зарядке	180 мин	60 мин
Выброс газов	Незначительное выделение кислорода при зарядке.	При перезаряде концентрация водорода, может или взорваться в АКБ, или же произойдет концентрированный выброс газа через выпускной клапан.
Количество циклов заряда разряда	1500 (4 года)	От 400 (1 год) до 700 (2 года)
Обслуживание	Один раз в 3—6 месяцев долить дистиллированную воду	Необслуживаемый
Запуск АКБ	АКБ полностью готов к работе	Необходимо провести минимум 4 цикла заряда и разряда АКБ, что бы активизировать гель
Время зарядки АКБ	12 часов	12 часов
Возможность краткосрочной до зарядки АКБ,	Да	Нет (эффект памяти, если систематически до заряжать гелевый АКБ, время его работы значительно сократится)
Стоимость	Низкая	Высокая

Вывод

Исходя из всего вышеперечисленного относительно кислотных и гелевых АКБ, решать Вам! Купить ли вам дорогие, но очень привередливые гелевые АКБ, либо относительно не дорогие, но по всем характеристикам существенно превосходящие кислотные АКБ.

Вся информация основана на материалах семинара, организованного 06.06.12 компанией «БатАвтоТрайд». Семинар проводил Инженер ведущего мирового производителя Аккумуляторных батарей «Jonson Controls», выпускающие такие АКБ, как VARTA, BOSCH, OPTIMA и др.

Источник

Что делать, если происходит кипение аккумулятора при зарядке

Новая аккумуляторная батарея, особенно необслуживаемая, может длительное время работать нормально, позволяя забыть о своём существовании. Но рано или поздно возникает необходимость её подзарядки с помощью зарядного устройства.

Существует немало разновидностей ЗУ, в том числе достаточно интеллектуальных, способных полностью контролировать процесс зарядки. Но даже и в этом случае возможна ситуация, когда электролит закипает, и этот момент автовладельцы воспринимают неоднозначно: одни считают это крайне вредным для АКБ, другие уверены, что кипение электролитической жидкости – процесс естественный и нормальный.

Попробуем разобраться в этом вопросе.

Когда выделение газов при зарядке считается нормой

Чтобы лучше понимать физические процессы, происходящие в автомобильной аккумуляторной батарее, весьма желательно ознакомиться с устройством этого источника питания.

Типичный автомобильный аккумулятор, несмотря на два клеммных вывода, состоит из 6 миниатюрных батарей, соединённых последовательно. Каждая такая батарея состоит из последовательности положительных и отрицательных пластин (обычно их по 8, но это количество может варьироваться в зависимости от конструктивных особенностей АКБ). Пластины изготавливают из свинца – металла, обладающего наилучшими электрохимическими характеристиками при взаимодействии с электролитом. Последний представляет собой раствор серной кислоты в тщательно очищенной от всех возможных примесей воды. Если подключить к батарее внешнюю нагрузку, начинается электрохимическая реакция между положительными свинцовыми пластинами и электролитом, сопровождающаяся движением заряженных частиц в сторону положительно заряженного электрода.

Каждая батарея обладает энергетическим потенциалом в 2.0–2.1 В, а поскольку они соединены последовательно, на полностью заряженном аккумуляторе разность потенциалом между клеммами составляет 12.0–12.6 В.

В разряженной батарее вольтаж падает до 10 В, и этого уже недостаточно для прокручивания стартера. Но при работающем двигателе происходит обратный процесс – зарядка АКБ, в результате чего первоначальная ёмкость источника питания восстанавливается.

Во время зарядки в аккумуляторе происходят противоположные реакции, сопровождающиеся восстановлением свинца на пластинах от сульфатного остатка SO₄, который снова становится серной кислотой. Плотность электролита повышается, и когда все соли на пластинах оказываются регенерированными, а внешний ток при этом продолжает поступать, начинается процесс электролиза дистиллированной воды – аккумулятор при зарядке начинает кипеть. Физически это процесс разложения воды на составляющие – водород и кислород. Эти газообразные вещества и образуют поднимающиеся вверх пузырьки, которые мы привыкли классифицировать как кипение.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что бурление жидкости свидетельствует о завершении процесса зарядки автомобильного аккумулятора. Вот вам и ответ на вопрос, должен ли кипеть аккумулятор легкового авто во время зарядки.

Если вы восстанавливаете ёмкость АКБ с помощью зарядного устройства, время между началом зарядки и её окончанием будет зависеть от множества факторов:

степени разряда батареи;
возможностей ЗУ;
выбранного режима.

Это означает, что вряд ли возможно с точностью до часа определить длительность зарядки. Но в любом случае об окончании можно судить по началу выделения пузырьков. Другими словами, если аккумулятор кипит при зарядке – это нормально, поскольку это достоверный признак того, что АКБ полностью восстановила свой заряд. Но следует понимать, что при длительном кипении происходит испарение жидкости, а это процесс нежелательный. Так что если вы обнаружите кипение электролита – понаблюдайте за батареей минут 30–60 и выключайте зарядное устройство.

Если кипение продолжится и после этого – вы перестарались, это свидетельство явного перезаряда источника питания.

Так сколько же времени должен кипеть аккумулятор во время зарядки? Если батарея исправна, то процесс кипения обычно начинается за 120–180 минут до того времени, когда ёмкость батареи восстановится до номинального значения. То есть процесс кипения – это нормально.

Но тут тоже есть свои нюансы. Имеет значение, в каком режиме вы осуществляете зарядку. Если малыми токами – то всё вышесказанное справедливо, восстановление ёмкости происходит медленно, и соответственно между началом появления пузырьков и полной зарядкой проходит достаточно много времени. Другое дело – зарядка высокими токами. В этом случае скорость набора заряда существенно возрастает, выделения газов – тоже, и если вы упустите этот момент, жидкость может выкипеть, оголив пластины, и они начнут разрушаться.

Так что зарядка большими токами, которую иногда практикуют автомобилисты, желая побыстрее зарядить аккумулятор, вредна для батареи, и злоупотреблять ею не стоит.

По понятным причинам точное значение времени кипения мы указать не можем, но верным признаком перезаряда является бурное кипение электролита – вот по нему и следует ориентироваться. Правда, при быстрой зарядке большими токами кипение начнётся раньше насыщения электролита кислотой, поэтому, если вы хотите зарядить батарею полностью, нужно продолжить процесс, снизив ток заряда.

Химические причины кипения раствора кислоты

В процессе зарядки от генератора или ЗУ аккумулятор накапливает энергию, поступающую от источника тока. Если быть точным, то эта энергия тратится на восстановление свинцового покрытия электродов, которые во время разряда вступают в реакцию с кислотой, образуя сульфат свинца.

Во время процесса подзарядки источника питания кислотный остаток регенерируется обратно в кислоту, и плотность электролита растёт. После того как все соли с пластин регенерировались, поступающий ток продолжает воздействовать на электролит, запуская процесс электролиза воды. Она разлагается на молекулярный кислород и водород, в обычных условиях это газы, которые устремляются к поверхности электролита в виде пузырьков. Интенсивность этого процесса со временем нарастает. Со стороны это газовыделение воспринимается как кипение жидкости. В действительности температура электролита при этом составляет порядка 50 градусов.

Благодаря приведенным сведениям становится понятно, почему при зарядке аккумулятора автомашины от зарядного устройства начинает закипать и пузыриться электролит, и насколько этот процесс безопасен.

Кипение как признак неработоспособности аккумулятора

Но не всегда факт газовыделения в растворе серной кислоты следует воспринимать как норму. Мы уже отмечали, что при так называемой «быстрой зарядке» большими токами кипение начинается быстрее, чем жидкость набирает ёмкость.

Но случается и так, что аккумулятор начинает закипать практически сразу после подключения ЗУ. Это очевидное свидетельство того, что батарея не может принимать заряд, то есть её можно считать нерабочей. В подавляющем большинстве случаев восстановить её работоспособность не представляется возможным. Интенсивное кипение, начинающееся сразу после включения зарядного устройства, может наблюдаться не во всех банках, а только в некоторых секциях. Из этого можно сделать вывод, что именно в этих банках пластины уже посыпались настолько, что не могут больше удерживать заряд. Если неисправна даже одна банка, ёмкость батареи падает минимум на 15%, при двух неисправных секциях батарея однозначно становится нерабочей.

Рассмотрим основные причины, из-за которых аккумулятор кипит сразу после начала зарядки:

накопление на пластинах неспособного к регенерации сернокислого свинца, имеющего порошкообразную консистенцию и осыпающегося под воздействием кислоты;
падение уровня электролита, когда пластины оголяются и подвергаются усиленному окислению;
КЗ между полярными пластинами в пределах одной или нескольких секций.

Кипение в одной банке не всегда является критичным. Возможно, после устранения причины ёмкость секции удастся восстановить, пускай даже не до первоначального уровня – в этом случае вы ещё сможете эксплуатировать АКБ некоторое время.

Самостоятельное устранение проблемы

Итак, аккумулятор закипел в процессе зарядки, что можно и нужно делать? Бурное газовыделение свидетельствует о том, что батарея перестала накапливать энергию. Как свидетельствует практика, кипение переходит в активную стадию, когда АКБ набрал примерно 80% от максимального возможного заряда.

Именно поэтому сразу отключать зарядку не нужно, но и оставлять кипеть аккумулятор рекомендуется максимум на два–три часа. Необходимо сразу после появления газов уменьшить ток заряда вдвое. Если пробки были откручены полностью, их следует неплотно одеть – небольшой щели для выхода паров вполне достаточно, и этим вы снизите вероятность выплёскивания электролита наружу.

Как правило, после уменьшения тока кипение ненадолго прекращается, но затем жидкость снова начинает бурлить. Алгоритм в этом случае остаётся неизменным – двукратное уменьшение тока зарядки. Обычно при такой последовательности зарядку продолжают до тех пор, пока вольтметр или амперметр не укажут на стабильность соответствующих показателей.

Современные ЗУ способны самостоятельно уменьшать силу тока, ориентируясь на показатели вольтажа. На более старых устройствах необходимо следить за этим параметром и регулировать ток заряда самостоятельно.

Если электролит закипает достаточно быстро, первое, что нужно сделать – проверить его уровень. Если он недостаточен, нужно долить жидкость (дистиллированную воду или электролит, в зависимости от плотности раствора) и продолжить зарядку. Это единственный случай, когда вы имеете возможность относительно просто реанимировать батарею.

Когда без обращения в сервис не обойтись

Если аккумулятор закипает быстро, и причина – не в падении уровня электролита, скорее всего, вам не удастся его восстановить. Продолжите заряжать – и газовыделение усилится настолько, что устройство может взорваться.

Это не означает, что АКБ стоит списывать со счетов – многие автосервисы занимаются восстановлением аккумуляторов, особенно обслуживаемых старого образца. Но нужно понимать, что это дорогостоящая услуга, которая не гарантирует, что батарея после такого ремонта прослужит хотя бы год – так что гораздо рациональнее сразу задуматься о приобретении нового источника питания.

Источник