Как правильно заряжать щелочной аккумулятор автомобиля
Как можно зарядить щелочной аккумулятор и какими методами?
При эксплуатации щелочных аккумуляторов, равно как и других типов, возникает необходимость решения нескольких задач. Одна из таких задач – это обеспечение правильной зарядки аккумуляторной батареи. От этого во многом будет зависеть состояние и срок эксплуатации АКБ. На срок службы также оказывают влияние условий хранения и разряда, проведения профилактических мероприятий, но в этой статье будет рассматриваться зарядка щелочных аккумуляторов. Мы рассмотрим условия зарядки Ni─Cd и Ni─MH батарей, рекомендуемые их производителями. Кроме того, рассмотрим нестандартные режимы заряда.
Какие есть способы зарядки аккумуляторов в общем случае?
Различные методы зарядки определяются устройством аккумуляторов и природой процессов, в них протекающих. В общем случае можно назвать следующие методики зарядки аккумуляторов:
Требования к зарядному устройству для щелочных аккумуляторов
Прежде чем говорить о конкретных режимах зарядки щелочных аккумулятор, стоит сказать пару слов о зарядных устройствах (ЗУ) для них. В продаже можно встретить в основном универсальные зарядные устройства, которыми можно вести заряд нескольких типов щелочных аккумуляторов. Есть также большая группа ЗУ, которые являются универсальными комбайнами. К примеру, iMAX B6. На таких устройствах вы просто выбираете тип батареи, выставляете ток, напряжение, время и запускаете процесс.
Общие требования к зарядному устройству для щелочных аккумуляторов:
Как зарядить щелочной аккумулятор?
Стандартные режимы зарядки, рекомендованные производителями аккумуляторов
Заряд Ni─Cd аккумуляторов в стандартном варианте ведётся током 0,1*С в течение 14─16 часов. В этом случае «С» — это номинальная ёмкость батареи. Заряжать аккумуляторы можно при температурах в интервале 0─50 градусов Цельсия. Рекомендуемый интервал температур 10─40 С, когда заряд протекает особенно эффективно. Чем температура окружающей среды ниже, тем при более высоком напряжении проходит процесс в конце зарядки (ориентировочно около 1,7 вольта). Если температура ОС ниже 0 градусов аккумуляторные батареи должны заряжаться токами примерно 0,02 С.
В результате доработок появились аккумуляторы с плотными рулонными электродами небольшой толщины. Кроме того, были разработаны методы контроля процесса при ведении зарядки на большой скорости. На базе этого были разработаны и выпущены всевозможные электронные зарядные устройства, позволяющие вести процесс ускоренной зарядки под полным контролем.
Так, что сейчас львиная доля щелочных аккумуляторов, продаваемых на рынке, позволяет вести ускоренный зарядку. В большинстве случаев ток составляет 0,3 С. Контроль ведётся, в том числе, по времени (до 4 часов). При ускоренной зарядке контроль окончания процесса и снижение перезаряда выходят на первый план.
Это обусловлено тем, что быстрый заряд приводит к быстрому увеличению давления в батарее при окончании процесса. Это обусловлено тем, что при постоянном поглощении кислорода на отрицательном электроде, скорость его образования на положительном возрастает. Что касается разрядной ёмкости батарей при быстрой зарядке, то она остаётся аналогичной при заряде током 0,1*С. Подробнее о зарядке Ni─Cd аккумуляторов можно прочитать в статье по указанной ссылке.
В принципе, современные щелочные аккумуляторы с рулонным типом электродом могут быть заряжены за один час. Но при этом в зарядном устройстве должны быть предусмотрены различные методы контроля. Ускоренная зарядка разрешена при температуре 5─50 С, а рекомендованные значения 10─40 С.
Так, что если вы не уверены в полной разрядке щелочного аккумулятора, то перед установкой его на заряд, нужно провести разрядку до напряжения 1 вольт (речь идёт об одном элементе). Процесс несколько удлиняется, но такая методика способствует сохранению аккумуляторных батарей. Подробнее о том, как заряжать Ni-MH аккумуляторы, читайте в материале по ссылке.
У некоторых аккумуляторных батарей имеется индикатор, показывающий данные о степени заряда. Эти данные основываются на напряжении либо на балансе разрядной и зарядной ёмкости. Точность вычислений в этих случаях небольшая и индикатор редко показывает реальную степень заряженности. Об индикаторе заряда аккумулятора для автомобиля можно прочитать по ссылке. Он имеет другой принцип действия, нежели у щелочных АКБ.
Точность степени заряда по напряжению щелочных аккумуляторов определить достаточно сложно до того момента, пока они не выберут 80─90 процентов ёмкости. А до этого момент напряжение меняется мало. Кроме того, на уровень напряжения может оказывать воздействие температурные условия, меняющиеся в процессе циклирования батареи.
При контроле степени заряда по балансу ёмкостей следует понимать, что их оценка довольно проста, но значение коэффициента отдачи может меняться в широких пределах. Коэффициент зависит от температуры ОС, нагрузочного тока, от возраста аккумулятора.
Есть и другой подход к зарядке щелочных аккумуляторов. Когда неизвестна остаточная ёмкость, то аккумуляторной батарее отдают энергии ровно столько, сколько потребуется для полной зарядки аккумулятора. При этом не берётся в расчёт степень деградации аккумулятора. Здесь проблема в том, что как точно оценить состояние аккумулятора, и сколько ему нужно сообщить энергии для полной зарядки.
При заряде герметичных щелочных аккумуляторов должны контролироваться следующие параметры:
На графиках ниже можно видеть изменения всех этих параметров в процессе зарядки герметичной никель─кадмиевой аккумуляторной батареи.
Изменение напряжения при заряде щелочного аккумулятора
Как зарядить щелочной аккумулятор — все способы подзарядки
При покупке зарядного устройства многие автолюбители ориентируются только на цену. Чтобы зарядить щелочной аккумулятор в домашних условиях, необязательно приобретать дорогой аппарат. Внимательное ознакомление с требованиями автомобильной батареи и технической составляющей ЗУ исключит возможность необоснованной переплаты за ненужные функции.
Для зарядки щелочных аккумуляторов нужно выбирать подходящее ЗУ, соответствующее требованиям АКБ.
Особенности щелочных аккумуляторов
В производстве щелочных аккумуляторов используют электролиты двух видов: никель-кадмиевые и никель-металлогидридные. Первые отличаются бо́льшим количеством пластин-плюсов, а вторые — пластин-минусов. Электроды и рабочая жидкость находятся в специальных «конвертах». Такое устройство увеличивает устойчивость к вибрации.
Особенностью АКБ является низкая растворимость вырабатываемых веществ при контакте с электролитом. В процессе эксплуатации щелочь не расходуется, а её плотность не изменяется. Разряд батареи происходит из-за взаимодействия электролита с гидроокисью пластин-плюсов или минусов, в зависимости от типа щелочного аккумулятора.
Преимущества
Недостатки
Выбор ЗУ
На российском рынке представлено большое количество АКБ. Перед покупкой необходимо тщательно изучить часть Руководства по эксплуатации автомобиля, которая относится к аккумулятору и бортовой сети. Такой подход исключит возможность покупки непригодного зарядного устройства.
Зарядное напряжение
Первый параметр, на который нужно обратить внимание. Для легковых автомобилей подходят батареи номиналом 12 вольт. На практике аккумуляторам требуется напряжение от 12 до 14,4 вольт. Дело в том, что чем сильнее разряжен АКБ, тем больший ток он потребляет. Поэтому заряжать батарею необходимо аккуратно, тщательно контролировать поступающее напряжение.
График напряжения щелочного аккумулятора при зарядке и разрядке.
Максимальный ток
Параметр зависит от ёмкости АКБ. Это значение делится на 10. Полученная цифра — максимальный ток, допустимый для батареи. Постоянно заряжать её сильным током не рекомендуется. Это снижает общий ресурс аккумулятора. Лучше пополнять заряд как можно меньшим током.
Мощность
Некоторые производители сознательно идут на хитрость для увеличения стоимости ЗУ. Например, встречается преувеличение значения мощности. Автолюбителей эта характеристика мало интересует, но таким методом удаётся продать средний зарядник по цене топового. Чтобы избежать пустой траты денег, необходимо воспользоваться школьными знаниями физики. Умножаем заявленное напряжение на силу тока и получаем реальное значение ЗУ.
Разделяют два типа ЗУ: зарядно-предпусковые и зарядно-пусковые. Первые подходят для аккумуляторов автомобилей с автоматической коробкой передач, так как могут подключаться к клеммам без отключения от бортовой сети. Зарядно-пусковые ЗУ подсоединяются к АКБ только после отключения от бортовой сети. Если этого не сделать, может сгореть электроника автомобиля. Такие ЗУ работают в режимах автоматизированного заряда и отдачи максимального пускового тока.
Способы зарядки АКБ
При работе любое ЗУ снижает сетевое напряжение до номинального, а затем постепенно выпрямляет его. Таким образом происходит автоматическая зарядка аккумулятора.
Стандартный режим
Этот режим зарядки длится 12-16 часов. Производители ЗУ рекомендуют применять его только при плюсовой температуре. Сначала подаётся ток высокой мощности. Разогретый АКБ быстрее пополняет заряд. При использовании этого метода необходимо постоянного контролировать процесс, чтобы не допустить перезарядки.
Компенсационный заряд
Чтобы выполнить безопасную дозарядку, на аккумулятор подают ток силой от 0,03∙C до 0,05∙C (C — ёмкость АКБ). Такой метод используют для батарей, которые забирают на хранение. Никель металлогидридные АКБ не рекомендуется длительно заряжать в этом режиме. Он снижает их срок эксплуатации. Исключение — никель-кадмивые батареи. Их можно оставлять на дозарядке продолжительное время.
Также применяют второй способ. На аккумулятор подают ток силой 1∙C на протяжении 5 минут, а затем в течение часа — 0,1∙C. Эта технология снижает количество кислорода внутри батареи, который вызывает перемещение кадмия. В домашних условиях зарядка этим способом невозможна.
Нестационарные методы
Самым распространённым является реверсивный способ. На АКБ подают поочерёдно длинные и короткие импульсы. В интервалах между ними выработка кислорода увеличивается, а время зарядки уменьшается.
Сейчас наиболее популярны автоматические ЗУ. Чтобы зарядить щелочной аккумулятор, достаточно просто правильно его подключить и техника всё сделает сама. Но практика показывает обратное. Чаще всего «закипание» АКБ происходит во время питания от автоматического ЗУ. В процессе работы зарядники могут взвинчивать напряжение до 19 вольт. В этом плане менее опасны ручные ЗУ. Подача тока и напряжения на них регулируется вручную.
Как заряжать щелочной аккумулятор
Чтобы узнать, как зарядить щелочной аккумулятор в домашних условиях, нужно изучить особенности таких устройств. Элемент питания содержит электролит — водный раствор гидроксида натрия или калия. Процесс заряда сопровождается рядом химических реакций.
Характеристики щелочных аккумуляторных батарей
Аккумуляторы с щелочным электролитом имеют такие характеристики:
Процесс зарядки щелочного аккумулятора
Существует несколько вариантов восстановления заряда аккумулятора.
Стандартные режимы, рекомендованные производителями
Стандартная зарядка длится 12-16 часов. Заряжать аккумуляторы рекомендуется при положительной температуре воздуха. Существуют батареи, поддерживающие возможность быстрой зарядки. Начинают процесс с подачи тока высокой мощности. АКБ разогревается, что ускоряет восстановление заряда. В таком случае требуется постоянный контроль. Использование ускоренного режима повышает вероятность перезаряда.
Существует несколько способов контроля:
Если замерить остаточную емкость невозможно, батарее отдают количество энергии, требуемое для полной зарядки. Степень деградации аккумулятора не учитывают. Проблема заключается в оценке состояния АКБ и нужного времени заряда.
Компенсационный заряд
После ускоренной зарядки переходят к подаче тока 0,03-0,05 *С, где С — емкость батареи. Так происходит безопасная дозарядка, компенсирующая саморазряд. Подобное требуется, если АКБ отправляется на хранение. Специалисты не рекомендуют долго держать аккумуляторы в таком состоянии. Это снижает срок службы изделия. Никель-кадмиевые источники питания могут находиться в режиме длительной дозарядки.
Иногда используется другой вариант применения компенсационного заряда. Для этого в течение 5-6 минут подают ток силой 1 *С. На протяжении часа пропускают 0,1 *С. Такая методика помогает увеличить дендриты, снизить насыщенность кислородом и предотвратить перемещение кадмия. В домашних условиях реализовать этот метод сложно.
Нестационарные способы
Для восстановления функций щелочных источников питания применяются методы, отличающиеся от рекомендованных производителями. К ним можно отнести использование импульсного способа. Переменный ток влияет на образование осадка и некоторые другие процессы.
Интервалы между импульсами снижают выработку кислорода. Это позволяет увеличить силу заряда и уменьшить длительность процедуры. Частоту и амплитуду импульсов делают постоянной или меняют по мере повышения степени заряда.
Метод имеет и недостатки. Нестационарным способом можно заряжать не все элементы питания. Эффективность процедуры определяется типом протекающих химических реакций и строением аккумуляторов. Необслуживаемые АКБ с рулонными электродами подвергать импульсной зарядке не рекомендуется.
Правила правильного хранения аккумулятора
Существуют изделия, предназначенные для длительного или кратковременного хранения. При приобретении элемента питания проверяют плотность прилегания заглушек и состояние вентильной резины.
При отправке на хранение ранее использовавшихся батарей соблюдают такие правила:
Как правильно заменить электролит в щелочном акб
Электролит рекомендуется заменять после 100-150 циклов зарядки. Для этого аккумулятор разряжают до 1 В. Старый электролит сливают, периодически встряхивая корпус. После этого банки тщательно промывают раствором щелочи или дистиллированной водой. После очищения заправляют новый электролит. Батарею выдерживают в спокойном состоянии. После двухчасовой пропитки проверяют уровень наполнителя. Во избежание коррозии аккумулятор не оставляют сухим.
Щелочные аккумуляторы
Щелочные аккумуляторы – распространенный вид энергетического накопителя. В качестве электролита может быть использован водный раствор едкого натрия либо же едкого калия. Перед принятием решения об использовании таких акб необходимо изучить их особенности, плюсы.
Конструктивные особенности и принципиальные отличия щелочных АКБ
Плюсовой электрод, входящий в состав щелочных автомобильных аккумуляторных батарей, состоит из гидроокиси такого компонента, как никель, других элементов. Введение графита в состав оказывает положительное влияние на степень электрической проводимости. Посредством примесей поддерживается стабильность, нормальная работа.
Для подготовки отрицательного элемента применяется металлический сплав, представленный в виде порошка, никель или кадмий. В каждом случае щелочной аккумулятор имеет особенности.
Электролит включает такие компоненты, как моногидрат лития, способствующий продлению срока использования акб.
В состав аккумуляторной батареи введены и такие компоненты:
Протекающие химические процессы
Принцип работы автомобильного щелочного аккумулятора относительно прост. При полной разрядке щелочной аккумуляторной батареи гидроокись никеля взаимодействует ионами щелочного раствора. В результате, образуется гидрат закиси никеля. На минусовом выводе протекает схожий процесс. При этом формируются определенные элементы.
Во время зарядки протекает обратная химическая реакция, при которой образуется гидроокись никеля, восстанавливается минусовой электрод.
Щелочные аккумуляторы пользуются популярностью. Ведь они отличаются от кислотных агрегатов тем, что полученные вещества никогда не растворяются, не реагируют со схожими компонентами. Иными словами, принцип действия таких источников питания основан на определенных канонах.
Таким образом, принцип действия щелочной акб относительно простой.
Такие источники питания необходимо заряжать полностью. Ведь неполный заряд способствует сокращению периода использования. Перезаряд устройства не допускается, поскольку это приводит к их стремительному нагреву, разрушению электродов.
Особенности замены электролита
Замену электролитического состава проводят с определенной периодичностью (100-150 циклов). Перед заменой щелочную аккумуляторную батарею разряжают при нормальном токе до 1 В.
Использованный электролит удаляется аккуратно. Дабы избавиться от осадка, грязи, АКБ аккуратно встряхивают. Устройство обязательно промывают, используя дистиллированную воду или раствор с определенным количеством щелочи.
Электролит заливается сразу же после очистки. Отстаиваться состав должен в течение 2-3 часов. Только после этого осуществляется контроль плотности залитого электролита.
Пластины и электроды не должны быть сухими. Ведь это может привести к появлению внутренней коррозии.
Преимущества, недостатки щелочных источников питания
Перед использованием щелочных аккумуляторов в домашних условиях необходимо изучить особенности их, плюсы и минусы.
Плюсы
Понижение емкости при снижении температуры минимальное. По сравнению с кислотными моделями щелочные аккумуляторы практически не теряют емкость.
Отрицательные стороны
Отрасли использования щелочных аккумуляторных батарей
Щелочные надежные акб используются во многих сферах. Так, ими пользуются в качестве стартерных и тяговых источников питания. Ими комплектуются:
В каждой сфере применяется определенная модель щелочной аккумуляторной батареи. К примеру, устройство электродами, имеющими рулонный вид, применяется в электроинструменте.
АКБ щелочного типа применяют в грузовых автотранспортных средствах, складской спецтехнике, погрузчиках в качестве стартерных устройств. Для оснащения легковых машин такие агрегаты практически не используются.
Правила эксплуатации щелочной батареи
Перед использованием источников питания, которые хранились разряженными, не эксплуатировались, нужно выполнить ряд действий:
Заряд и разряд щелочных источников питания
Заряд, разряд аккумуляторных батарей выполняется с учетом определенных правил, норм.
Особенности заряда
Чтобы зарядить щелочной аккумулятор, можно использовать источник постоянного тока. Нередко автомобилисты пользуются автоматическим зарядником.
К зарядке можно единовременно подводить последовательно соединенные источники питания. При определении числа щелочных аккумуляторов учитывается величина напряжения, количество Вольт в начале и в конце.
Решая, как заряжать аккумуляторную батарею, стоит учитывать допустимые режимы:
Просмотрите видео про восстановление емкости в шелочном аккумуляторе.
Усиленный режим допустим:
Щелочные аккумуляторные батареи хуже заряжаются при чрезмерно слабом токе. При установлении минимального уровня тока увеличивается продолжительность заряда. Специалисты не рекомендуют уменьшать ток на 40-50%.
Полностью или частично заряженный источник питания не должен перегреваться. Критическая температура для электролита – 35 градусов, для электродов, других составных частей – 45 градусов. При достижении критической температурной точки источник питания отсоединяется от сети. Подавать напряжение можно после того, как температура оптимизируется.
Щелочной аккумулятор 12в не должен заряжаться на улице зимой. Если другого варианта нет, то источник питания необходимо дополнительно утеплять. Для этих целей подойдет войлок или же брезент.
При зарядке электролит не должен попадать на внешние элементы, на корпус. При подзарядке последовательно подключенных батарей их нужно располагать на некотором расстоянии. Это дает возможность предотвратить вздутие корпуса устройства. Для разделения источников питания могут быть использованы резиновые или винипластовые листы.
Особенности разряда
При работе со щелочными аккумуляторными батареями важно знать, как зарядить, как разрядить их. Процесс разрядки должен выполняться до определенного значения:
Для установки и отслеживания величины напряжения допускается использование агрегата для тестирования.
Контрольные испытания должны проводиться после замены электролита. При этом выполнять необходимо 2–3 прогоночных цикла. Только после этого зарядка осуществляется при зафиксированном в инструкции токе. По окончании зарядки напряжение должно составлять 1–1,1 В.
Контрольный цикл подразумевает проведение замеров напряжения при разряде. Фиксируются несколько показателей.
Какие факторы сокращают период эксплуатации аккумуляторных батарей?
Для того период использования щелочных аккумуляторов был более продолжительным, важно учитывать несколько моментов.
Маркировка
Маркировка включает цифры, буквы. Отрасль использования легко определить, обратив внимание на буквы:
В маркировку включают и другие буквы:
Щелочные АКБ относятся к многофункциональным устройствам. Они поставляются в разнообразных сочетаниях. Пользоваться такими агрегатами можно в определенных сферах, отраслях. Наиболее распространенными моделями считаются акб в 12 В. Их эксплуатируют повсеместно. Ими нередко комплектуют тяговые агрегаты.
Особенности и правила хранения аккумуляторных батарей
Выпускаемые источники энергии популярного типа разделены на устройства длительного, временного использования, хранения. При эксплуатации новых устройств проверяется состояние пробок, плотность их прилегания к корпусу.
Значимым элементом считается вентильная резина. От ее состояния зависит работоспособность щелочного аккумулятора, уровень напряжения, другие характеристики. Включенные в состав гайки, пробки из никеля перед эксплуатацией смазывают, нанося небольшой слой.
Корпус источников питания производители обрабатывают битумно-эбонитовыми смесями. Для поддержания лакокрасочного слоя в нормальном состоянии необходимо периодически покрывать корпус смазкой. Перечень допустимых смазочных материалов перечислен в инструкции.
Перед отправкой эксплуатируемых источников энергии на хранение необходимо выполнить такие действия:
Находящийся в течение 1–10 месяцев в состоянии покоя аккумулятор нужно периодически проверять. Так, все пробки должны быть закрытыми.
Транспортировать аккумуляторную батарею можно, если она подготовлена к продолжительному хранению.
Располагать щелочную батарею нельзя вместе с другими источниками питания. Ведь электролиты отличаются.
Особенности подбора
Выбирая аккумуляторную щелочную батарею, сосредотачивать внимание необходимо на нескольких ключевых параметрах.
Производство
При подборе должна учитываться дата изготовления источника питания. Приобретать аккумуляторную батарею, выпущенную более полугода назад, не стоит. Ведь такие устройства постепенно разряжаются, появляется эффект памяти.
Приобретая агрегаты зимой, важно обращать внимание на температурный режим. Ведь чрезмерные перепады пагубно сказываются на состоянии, работоспособности.
Показатель емкости
Срок активного применения аккумуляторной батареи зависит от правильности определения емкости. Некоторые водители приобретают источники питания с повышенной емкостью. В результате, генератор в автотранспортном средстве не справляется с поставленной задачей. Устанавливать аккумулятор с меньшей емкостью не стоит. Ведь чрезмерное количество заряда способствует стремительному выходу из строя.
Определяя емкость, необходимо руководствоваться характеристиками, которые указаны в инструкции. Ведь в данном документе прописано, как правильно высчитывать емкость.
Аккумулятор с большей емкостью требуется, если автотранспорт оборудуется дополнительным электрическим оборудованием, агрегатами. Перед применением, установкой нужно учесть особенности генератора.
Полярность
Выпускаемые щелочные аккумуляторы отличаются типом полярности. Поэтому при подборе источника питания обязательно сосредотачиваться на расположении электродов, их полярность. Неправильный подбор может стать причиной утраты работоспособности автотранспорта.
Габариты
Неправильно определенные размеры – основная причина проблемной установки. Поэтому такие характеристики должны быть учтены.
Сосредотачиваться необходимо и на длине проводов, используемых при подключении аккумуляторных батарей для автотранспортных средств. Определить размер можно с помощью рулетки, других инструментов. Это позволит быстро и легко произвести установку.
Стоимость
Цена щелочных аккумуляторных батарей зависит от:
Правильная утилизация щелочной батареи
Щелочные акб утилизируются обязательно. Старый источник питания можно передать в соответствующие организации, ремонтные мастерские. Такую возможность предоставляют не все учреждения.
Утилизацию выполняют на специально подготовленных линиях, установленных на производственных предприятиях, заводах. Правильно выполненная утилизация позволяет получить:
Утилизация состоит из таких процессов:
Щелочные аккумуляторные батареи – агрегаты, отличающиеся стойкостью, надежностью, прочностью. Ими выгодно комплектовать автотранспортные средства, тяговую технику. Достаточно правильно подобрать модель, определившись с характеристиками.