Устройство для оживления аккумулятора

Можно ли восстановить АКБ при глубоком разряде и как это сделать

Автомобилисты довольно часто сталкиваются с ситуациями, когда батарея сильно разряжается, и её заряда уже не хватает для запуска двигателя.

Обычно в таких ситуациях выход один. Это снять АКБ, поставить её на зарядку, после чего вернуться к привычному режиму эксплуатации.

Но случается и так, что при разрядке батарею восстановить уже не получается. АКБ никак не реагирует на подключение к зарядному устройству, а при запуске от ПЗУ или бустера генератор не обеспечивает зарядку.

Тут нужно знать о том, что же такое глубокий разряд, чем он опасен, и как реанимировать аккумулятор.

Почему не стоит доводить АКБ до состояния глубокого разряда

Разряд аккумуляторной батареи является вполне естественным и нормальным явлением. Ведь АКБ и созданы для того, чтобы накапливать энергию, отдавать её, а затем снова накапливать. И так циклично. То есть аккумуляторы являются многозарядными устройствами. Здесь не нужно менять АКБ всякий раз, когда она отдала заряд. Ведь она его восполняет.

Но конструкция современных аккумуляторов далека от совершенства. У неё есть ряд проблем и требований:

• не допускается перезарядка, поскольку это провоцирует осыпание пластин;
• крайне нежелательно довольно батарею до глубокого разряда;
• всегда важно поддерживать правильную плотность электролита;
• рабочая жидкость должна находиться на стабильном уровне;
• избегать замыкания банок и пр.

То, сколько сможет ещё проработать батарея, если возник глубокий разряд автомобильного аккумулятора, во многом зависит от самой АКБ, её текущего состояния и оперативности реанимационных действий.

Прежде чем узнать, что делать в такой ситуации, необходимо уточнить причину такой высокой опасности глубокого (полного) разряда стартерной батареи.

В кислотных АКБ содержится электролит, обладающий определённой плотностью. Электролит представлен в виде смеси из серной кислоты и дистиллированной воды.

Когда батарея разряжается, кислота постепенно начинает оседать на положительных свинцовых пластинах в виде соли. И чем разряд сильнее, тем активнее и объёмнее оказываются эти отложения. Плотность падает, существенно отличаясь от нормы.

Оптимальным показателем плотности принято считать 1,27 г/см³.

Глубокий разряд можно охарактеризовать как минимальный порог разряда АКБ, ниже которого опускаться уже попросту некуда. Если батарея посажена в ноль, внутри протекает химический процесс, стимулирующий оседание солей на поверхностях. Чтобы удалить отложения, необходимо при первой же возможности подключить АКБ к зарядному устройству. Или позволить начать заряжаться от генератора автомобиля.

Тем самым плотность нормализуется, кристаллы солей разрушаются, и работоспособность аккумулятора восстанавливается.

Казалось бы, при глубоком разряде можно просто подключить АКБ к зарядному устройству, и всё нормализуется. Это распространённое заблуждение.

При нулевом заряде плотность солей настолько увеличивается, что при последующей зарядке они уже не разрушаются, а прочно оседают на поверхностях пластин.

То есть свинцовая пластина практически полностью покрывается твёрдым солевым слоем. А поскольку зарядка батареи происходит за счёт взаимодействия свинца и электролита, то в такой ситуации АКБ заряжаться уже не будет.

Накапливать заряд такой аккумулятор уже не способен.

При каждом глубоком разряде АКБ теряет 2–3% своей ёмкости, которая уже не восстанавливается.

Из-за этого, когда аккумулятор переживает порядка 10 полных разрядов, на 30% ёмкости уже рассчитывать не приходится. При таких потерях накопленного заряда не хватит, чтобы запустить двигатель.

Глубоким считается разряд до 10,5–11 В. Именно этот порог считается критическим, когда активно начинает протекать процесс сульфатации. То есть начинает появляться осадок в виде кристаллов солей.

Возможна ли реанимация

Потенциально можно реанимировать АКБ, у которой произошёл действительно глубокий разряд, и продолжить её эксплуатацию на благо автомобиля.

Для этого применяют разного рода методы и приборы.

Многое зависит от того, насколько сильным оказался разряд, как долго батарея находилась в таком состоянии, и сколько полных разрядов источник питания пережил до этого.

Глубокий разряд губителен именно для свинцово-кислотных аккумуляторов, где в качестве рабочей среды используется жидкий электролит.

Производители обычно указывают в технической документации количество глубоких разрядов, которые может пережить тот или иной жидкостный свинцово-кислотный стартерный аккумулятор.

Обычно фигурируют цифры в диапазоне 15–20 циклов. Но в действительности даже 10 циклов достаточно, чтобы зимой аккумуляторная батарея уже не смогла выполнить свои функции.

Потому совет предельно простой.

Старайтесь не допускать глубоких разрядов. Каждый из них ведёт к потере 3% ёмкости, восстановить которую уже не получится.

А есть и такие батареи, которые вовсе не боятся подобных ситуаций.

Какие АКБ не боятся глубокого разряда

В настоящее время можно выделить автомобильные аккумуляторы, которые действительно не боятся возможного глубокого разряда. Если говорить о том, какие именно эти «бесстрашные» АКБ, то тут внимание акцентируют на технологиях GEL и AGM.

Именно в их случае потеря заряда не будет критичной, и после зарядки АКБ смогут нормально функционировать ещё не один год.

Эти аккумуляторные батареи не боятся разрядки, поскольку здесь электролит используется не в жидком агрегатном состоянии, а в виде геля (GEL), либо в виде запечатанной в матах из стекловолокна жидкости.

Именно из-за этого соли практически не могут оседать на поверхностях пластин. Но и здесь полностью избавиться от возможной сульфатации не удалось. Просто количество циклов заряда–разряда, при котором сульфатация реально даёт о себе знать, увеличено в несколько раз.

Методы восстановления

Теперь непосредственно к вопросу о том, что делать при глубоком разряде аккумулятора автомобиля.

Первым делом важно понимать, что сульфатация, то есть процесс образования отложений на пластинах, протекает не только в случае полного разряда. Сульфатация менее активная, но всё равно протекает, если АКБ находится в полуразряженном состоянии. Из-за этого крайне важно поддерживать напряжение на уровне 12,7 В, а плотность не опускать ниже 1,27 г/см³.

Если же полной разрядки избежать не удалось, нужно выбрать способ, как зарядить аккумулятор своего автомобиля после потенциально губительного глубокого разряда.

Всего можно выделить несколько вариантов, как вывести батарею из подобного состояния, к которому привела сильная разрядка:

• механическая очистка;
• химическое восстановление;
• КТЦ;
• с помощью дистиллированной воды;
• переполюсовка;
• с использованием десульфатора.

Каждый вариант реанимации заслуживает отдельного внимания.

Механическая очистка

У некоторых автомобилистов возникает идея после глубокого разряда АКБ, которую не удаётся зарядить, попытаться очистить аккумулятор от автомобиля физическим способом.

Смысл метода заключается в том, чтобы слить электролит, вырезать элементы пластикового корпуса и извлечь поражённые пластины из батареи.

Далее все пластины и полости между ними промываются дистиллированной водой, очищаются специальными составами. Затем остаётся только восстановить герметичность корпуса, залить свежий электролит и поставить АКБ на зарядку.

Пластины очень чувствительные, а потому требует предельно аккуратного обращения. Из-за этого путём физической очистки восстановить АКБ очень сложно.

Есть умельцы, которым удавалось разрезать корпус и собрать его. Но как именно себя поведёт после такого аккумулятор – загадка.

Химический метод

Прежде чем начать заряжать аккумулятор, его можно попытаться восстановить после глубокого разряда химическим методом.

Для этого применяются специальные составы, функция которых заключается в растворении кристаллов солей. Смысл идеи заключается в следующем:

• батарея полностью разряжается нагрузкой;
• сливается весь электролит;
• внутренности промываются качественной дистиллированной водой;
• в очищенные банки АКБ заливается автохимия;
• происходит активный процесс кипения и образования газов;
• залитый раствор сливается;
• повторно выполняется промывка дистиллятом;
• если пластины не очистились полностью, ещё раз заливается очищающая химия;
• батарея промывается;
• вливается свежий электролит;
• АКБ ставится на зарядку.

Метод более эффективный и безопасный. Но тоже работает не всегда.

После глубокого разряда автомобильный аккумулятор может не реагировать на обычный процесс зарядки. Это может толкнуть водителя к идее провести КТЦ, то есть контрольно-тренировочный цикл.

Метод достаточно действенный, но на его реализацию уходит много времени.

Смысл КТЦ заключается в том, чтобы несколько раз полностью разрядить и зарядить аккумуляторную батарею. Изначально зарядка выполняется током до 10% от номинальной (паспортной) ёмкости, после чего подключается нагрузка, а АКБ разряжается до напряжения на клеммах около 10,2 В. И так нужно повторить несколько раз.

Чем медленнее АКБ будет разряжаться под нагрузкой, тем лучше она функционирует. А потому восстановление идёт.

КТЦ считается оптимальным вариантом для реанимации старых обслуживаемых АКБ и необслуживаемых батарей.

Дистиллированная вода

Ещё один метод десульфатации, который может проводиться без специальной химии. Здесь потребуется только дистиллированная вода.

Её заливают в батарею вместо электролита, и подключают к зарядному устройству. На ЗУ выбирается напряжение зарядки 14 В.

Важно при этом поддерживать слабое бурление воды в банках, регулируя параметры напряжения.

В процессе восстановления потребуется несколько раз слить воду и залить свежий дистиллят. Основной недостаток метода в том, что в некоторых случаях на полноценную реанимацию уходит около 3–4 недель.

По завершении растворения солей, АКБ ещё раз промывается, после чего заливается электролит и проводится стандартная процедура зарядки.

Переполюсовка

Самый крайний вариант, который используется лишь в том случае, когда все остальные методы не помогают.

Смысл переполюсовки предельно простой. АКБ соединяется с зарядным устройством, но только плюс идёт на минус, а минус соединяется с плюсом.

При подаче минуса на плюсовую клемму аккумулятора осадок на пластинах начинает разрушаться.

Фактически здесь есть 2 варианта полученного результата. Либо АКБ удастся восстановить, либо же батарея окончательно выйдет из строя.

Десульфаторы

Или же применяют десульфататоры. Так называют специальные устройства, которые предназначены для борьбы с последствиями сульфатации в аккумуляторных батареях.

Сейчас также выпускают современные зарядные устройства, у которых имеется режим десульфатации.

Достаточно следовать инструкциям производителя.

Проблема лишь в том, что стоимость таких устройств примерно равна цене очень неплохого нового аккумулятора. И есть ли смысл тратить деньги на десульфатор, если проще купить новую батарею.

Глубокий разряд губителен для автомобильных аккумуляторов. Да, АКБ способны выдержать некоторое количество циклов разряда–заряда, но их ресурс ограничен и постоянно снижается. Потому самым правильным решением будет следить за характеристиками и поддерживать аккумулятор в рабочем состоянии.

Источник

Кратко о том, как восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда

В общем, ситуаций может быть только две:

1. Аккумулятор вроде бы работает, но очень быстро разряжается.
2. Аккумулятор сел в ноль и вообще не хочет заряжаться.

Первая ситуация: потеря емкости

В первом случае у аккумулятора упала емкость и с этим придется смириться. Полное восстановление аккумуляторов после глубокого разряда невозможно (это касается всех Li-ion аккумуляторов: 18650, 14500, 10440, аккумуляторов от мобильников и т.д.). Даже теоретически нельзя вернуть емкость литиевого аккумулятора.

Снижение емкости — абсолютно нормальный процесс. Это происходит во время каждого цикла заряда/разряда, независимо от того, насколько правильно эксплуатируется аккумулятор. Однако, если в процессе эксплуатации часто допускаются глубокие разряды или, наоборот, длительные перезаряды (более 500%), то скорость потери емкости может существенно возрасти.

Последние исследования показали, что литиевые аккумуляторы теряют свою емкость даже если вообще не эксплуатируются. Например, во время обычного хранения на складах. По данным исследований, аккумулятор теряет примерно 4-5% емкости в год.

Вторая ситуация: не хочет заряжаться

Теперь рассмотрим второй случай — аккумулятор не заряжается.

Обычно эта ситуация возникает, когда какое-либо устройство (телефон, планшет, мп3-плейер) долго лежали без дела с разряженным аккумулятором. Или если литиевые аккумулятор подвергся глубокому охлаждению.

В принципе проблем с зарядкой таких аккумуляторов быть не должно. Внутри каждого аккумулятора — между самой банкой аккумулятора и теми клеммами, которые мы видим — находится модуль защиты, который отключает банку от клемм при снижении напряжения ниже определенного порога. Внешне это проявляется как полное отсутствие напряжение на выходе аккумулятора (ноль вольт).

На самом деле, как правило, на самой банке в этот момент напряжение составляет около 2.4-2.8 Вольта.

Все современные модули защиты устроены таким образом, что даже в случае блокировки аккумулятора от дальнейшего разряда, его все-таки можно зарядить. Это происходит благодаря паразитному диоду, встроенному в ключ на полевом транзисторе. Вот типовая схема модуля защиты аккумулятора 18650:

Так как при глубоком разряде закрывается только транзистор FET1, а второй MOSFET при этом остается открытым (пропускает ток в обоих направлениях), то зарядный ток спокойно протекает от плюсовой клеммы батареи через FET2, паразитный диод внутри FET1 к минусовой клемме.

В случае блокировки аккумулятора по перегрузке (КЗ в нагрузке), модуль защиты также запирает транзистор FET1. Нет никакой разницы от чего сработала защита — от переразряда или от короткого замыкания. Результат один — открытый транзистор FET2 и закрытый полевик FET1.

Таким образом, при глубоком разряде плата защиты литий-ионного аккумулятора ни в коей мере не препятствует заряду аккумулятора.

Проблема лишь в том, что некоторые зарядные устройства считают себя слишком умными и когда видят, что на аккумуляторе слишком низкое напряжение (а в нашем случае оно вообще будет равно нулю), они считают, что произошла какая-то недопустимая ситуация и напрочь отказываются выдавать зарядный ток.

Это сделано исключительно в целях безопасности. Дело в том, что при внутреннем коротком замыкании аккумулятора, заряжать его становится опасно — он может сильно перегреться и вспучиться (со всякими спецэффектами вроде вытекания электролита, выдавливания крышки планшета и т.п.). В случае же обрыва внутри аккумулятора, заряжать его становится совершенно бессмысленно. Так что логика работы таких умных зарядников вполне понятна и оправдана.

О том, как обхитрить зарядку и восстановить работоспособность литиевого аккумулятора после глубокого разряда читайте далее.

Как заставить заряжаться?

По сути, восстановление литий ионных аккумуляторов после глубокого разряда сводится к тому, чтобы вернуть его в штатный режим работы. Надо понимать, что потерю емкости это никоим образом не компенсирует (это невозможно в принципе).

Чтобы все-таки заставить слишком хитрое зарядное устройство заряжать наш сильно севший аккумулятор, необходимо сделать так, чтобы напряжение на нем превысило некий порог. Как правило, достаточно 3.1-3.2 Вольта, чтобы ЗУ посчитало ситуацию штатной и разрешило зарядку.

Поднять напряжение на аккумуляторе можно только с помощью сторонней (более глупой) зарядки. В народе это называется «толкнуть» аккумулятор. Для этого достаточно просто подключить к клеммам аккумулятора внешний блок питания, ограничив при этом максимальный ток.

Для наших целей подойдет любое зарядное устройство для сотового телефона. Чаще всего современные зарядники имеют выход в виде USB-гнезда и, соответственно, выдают 5В. Нам осталось только лишь подобрать резистор, ограничивающий ток заряда.

Сопротивление резистора рассчитывается по закону Ома. Возьмем худший сценарий — на внутренней банке литий-ионного аккумулятора напряжение составляет 2.0 Вольта (померить его, не разбирая аккумулятор, мы не сможем, поэтому просто предположим, что это так).

Тогда разница между напряжением источника питания и напряжением на аккумуляторе будет составлять:

Рассчитаем сопротивление токоограничивающего резистора, чтобы ток заряда не превышал 50 мА (этого вполне достаточно для первоначального заряда и в то же время вполне безопасно):

R = 3В / 0.050А = 60 Ом

Теперь узнаем, какова мощность будет рассеиваться на этом резисторе, в случае внутреннего короткого замыкания аккумулятора (тогда на резисторе будет падать все напряжение блока питания):

P = (5В) 2 / 60 Ом = 0.42 Вт

Таким образом, чтобы восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда, берем любой блок питания на 5В, ближайший подходящий резистор — 62 Ом (0.5Вт) и подключаем все это к аккумулятору следующим образом:

Подойдет источник питания и на другое напряжение, достаточно будет пересчитать сопротивление и мощность ограничительного резистора. И нужно помнить, что в схемах защиты li-ion, как правило, используются полевые транзисторы с небольшим напряжением сток-исток, поэтому брать блок питания с большим выходным напряжением нежелательно.

Если заряд не идет (резистор не греется, а на аккумуляторе полное напряжение блока питания), то либо схема защиты ушла в совсем глубокую защиту, либо она просто вышла из строя, либо имеет место внутренний обрыв.

Тогда можно попробовать снять наружную полимерную оболочку аккумулятора и подключить нашу импровизированную зарядку напрямую к банке. Плюс к плюсу, минус к минусу. Если и в этом случае заряд не пошел, то аккумулятору кранты. Зато если пошел, то нужно дождаться пока напряжение поднимется до 3+ Вольт и дальше можно заряжать уже как обычно (штатной зарядкой).

Теперь другая ситуация — резистор, наоборот, ощутимо нагревается, но на аккумуляторе нулевое напряжение, значит где-то внутри имеется короткое замыкание. Потрошим аккумулятор, отпаиваем модуль защиты и пытаемся зарядить саму банку. Если дело пошло, значит плата защиты неисправна и подлежит замене. Впрочем, можно использовать аккумулятор из без нее.

Источник