При обслуживании аккумуляторной батареи необходимо понимать и помнить, что зарядно-разрядное устройство любой сложности и любой функциональности – это всего лишь инструмент в руках мастера. Как и любой инструмент он может быть хорошим и удобным или плохим и неудобным, но результат в любом случае будет зависеть от действий человека, работающего с этим инструментом. Ни одно зарядное, разрядное или зарядно-разрядное устройство не способно на 100% избавить от ошибок в обслуживании АКБ, не способно восстановить сильно потерявшую ёмкость АКБ, для этого в любом случае потребуется вмешательство человека: правильная диагностика состояния аккумулятора и выбор метода восстановления. Качественное зарядно-разрядное устройство позволяет существенно облегчить работу аккумуляторщика. Например, вовремя прекратить разряд или заряд, не требуя от аккумуляторщика постоянного контроля, предотвратить аварийный разогрев АКБ, не допустить глубокий разряд, позволит проводить и заряд и разряд, не переключая источник/нагрузку, не будет требовать постоянной корректировки тока при разряде, а также смены этапов при заряде, обеспечит точное измерение тока и напряжения, может стабилизировать как ток, так и напряжение и точно выполнять заданный профиль заряда/разряда. Но выбор, что надо сделать с АКБ для его восстановления, каким профилем его заряжать или разряжать, в любом случае остается за человеком, и никакое даже самое качественное и многофункциональное ЗРУ не способно его заменить.

ВНИМАНИЕ!!! Все инструкции носят рекомендательный характер. Пользователь должен понимать, что ответственность за работу с аккумуляторной батареей он несёт самостоятельно. При работе с аккумуляторной батареей необходимо помнить, что АКБ является источником повышенной опасности!!!

ВНИМАНИЕ!!! При работе с АКБ все соединения должны быть надежными, исключающими искрение! Не допускается открытый огонь (например, при ремонте или контроле уровня электролита)! Аккумулятор выделяет взрывоопасный гремучий газ!

ВНИМАНИЕ!!! Необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с кислотой! Используйте средства индивидуальной защиты! Позаботьтесь о наличии медицинских средств первой помощи!

1                   Основные причины потери ёмкости

Можно выделить несколько основных причин потери ёмкости кислотной аккумуляторной батареи:

  1. Поверхностная сульфатация пластин.
  2. Частичное или полное замыкание пластин.
  3. Потеря электролита.
  4. Стратификация электролита.
  5. Замыкание между аккумуляторами батареи.
  6. Разрушение решёток и/или осыпание обмазок пластин.

Поверхностная сульфатация – это появление сульфата свинца на поверхности пластин, препятствующее контакту пластины с электролитом. При полной блокировке пластины сульфатом аккумулятор может практически полностью прекратить приём зарядного тока. Потеря ёмкости приводит к заряду увеличенными токами (паспортными токами заряда, при этом АКБ уже потерял часть ёмкости и не может принимать такой ток заряда), что приводит к увеличенной скорости выпадения частичек намазки и частичному замыканию пластин.

Частичное или полное замыкание пластин как правило вызвано засорением электролита шламом из частичек намазки. Попадание шлама между пластинами приводит к короткому замыканию пластин. Выпадение частичек намазки – естественный процесс, однако он чрезмерно ускоряется и приводит к замыканию пластин на неотработавших свой ресурс батареях при заряде и разряда АКБ повышенными токами.

Потеря электролита – вызвана как правило неправильно зарядкой АКБ с постоянным электролизом воды («кипением») и как следствие уменьшением объёма электролита. Следствием потери воды является увеличение плотности электролита, что в свою очередь приводит к сульфатации пластин, следствием которой является потеря ёмкости и заряд повышенными токами, приводящими к усиленному выпадению частичек намазки и засорению АКБ шламом.

Стратификация электролита – расслоение электролита. Возникает при постоянном не глубоком разряде АКБ, либо при длительном хранении АКБ без проведения контрольно-тренировочных циклов. В этом случае происходит оседание более тяжёлой кислоты в нижней части АКБ и подъём более лёгкой воды в верхнюю часть АКБ. Увеличение плотности электролита в нижней части аккумулятора приводит к более быстрой сульфатации нижней части пластин.

Замыкание между аккумуляторами батареи – характерно для батарей в которых аккумуляторы расположены в общем корпусе. В случае потери герметичности между аккумуляторами происходит сообщение электролита в соседних аккумуляторах батареи, таким образом аккумуляторы перестают быть соединены последовательно, а становятся общим единым аккумулятором удвоенной ёмкости, что приводит к уменьшению суммарного напряжения неисправных аккумуляторов вдвое.

Обрыв или разрушение пластин вызвано механическими повреждением самой пластины. При постоянном саморазряде или заряде с постоянным электролизом, образуется кислород, вступающий в реакцию со свинцом. В результате окисления свинца он становится хрупким и разрушается даже от небольших механических воздействий на батарею. Также потеря активного слоя пластин возможна в результате заряда или разряда сверхбольшими токами, либо естественной потери намазки в результате длительной эксплуатации АКБ по истечению срока его службы. Ещё одной причиной осыпания намазки является глубоки разряд и хранение глубоко разряженной АКБ. При глубоком разряде свинец становится хрупким и может разрушиться даже при небольшом механическом воздействии на батарею.

Восстановлению подлежат как правило аккумуляторы, имеющие первые 4 причины потери ёмкости: поверхностная сульфатация, частичное замыкание пластин, потеря электролита, стратификация электролита. Как правило, проблему не замечают сразу, и появление одной проблемы приводит к появлению других, т.е. причина выхода из строя батареи комплексная и требует соответствующих комплексных действий при восстановлении АКБ.

2                   Диагностика

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких последовательно соединённых аккумуляторов. Как правило в батарее выходит из строя один или несколько аккумуляторов. Выход из строя даже одного элемента делает батарею негодной и приводит к ускоренному износу остальных элементов.

Самым простым способом определения выхода из строя является сравнение показателей всех аккумуляторов (элементов) в батарее.

Порядок анализа аккумуляторов:

  1. Провести контрольно-тренировочный цикл (далее по тексту КТЦ) и полностью зарядить батарею (см. п.5).
  2. Записать ёмкость батареи.
  3. Дать отстояться батарее более 4 часов.
  4. Измерить и записать напряжение на батарее.
  5. Провести визуальный осмотр.
  6. Измерить и записать напряжение на всех элементах (аккумуляторах) батареи.
  7. Измерить и записать плотность всех элементов (аккумуляторов).
  8. Получить расчётное напряжение элементов по формуле: «плотность+0.84».

Далее необходимо проанализировать полученные данные. Если в результате осмотра пластины аккумулятора покрыты коричневым налётом и имеются следы газовыделения (появления пузырьков) – то данный аккумулятор имеет признаки саморазряда (замыкание пластин).

Если в некоторых элементах пластины отличаются по цвету, а именно имеют более светлый окрас вплоть до образования явно белых участков – это сульфатация АКБ и требуется проведение десульфатации АКБ.

Далее необходимо проанализировать напряжение и плотность. Рассчитываем опорное напряжение по формуле Uопорное=UАКБ/Nэлементов.

Разброс напряжений относительно опорного напряжения не должен превышать более 0.01В, а плотность не должна отличаться более чем на 0.01г/см3.

Если разброс напряжений менее 0.02В и разброс плотности менее 0.02г/см3, то данный аккумулятор считается исправным, для такого аккумулятора рекомендуется провести контрольно-тренировочный цикл.

В случае выявления элементов, отличающихся от Uопорное на 0.02В, данная батарея требует профилактики или ремонта.

Если разбаланс не превышает 0.03В, то необходимо проанализировать плотность. Если на всех элементах разброс плотности не превышает 0.02 г/см3, а напряжение соответствует формуле U±0.02=ρ+0.84, то для данной АКБ можно провести уравнительный заряд.

Если есть элементы с напряжением менее 1В, при этом плотность выше 1.9г/см3 – то данные элементы имеют саморазряд и требуют промывки.

Если выявлены элементы с низкой плотностью (отличие составляет более 0.03 г/см3), при этом напряжение выше 1.5В, то это является признаком сульфатации пластин, т.к. часть сульфата остаётся на пластинах и не может раствориться в электролите, чтобы поднять плотность до нормального уровня. В данном аккумуляторе необходимо дополнительно провести визуальный осмотр на предмет наличия кристаллов сульфата свинца на поверхности пластин. При поверхностной сульфатации пластины становятся более светлыми, вплоть до образования явно белых участков, см рисунок:

В этом случае необходимо провести десульфатацию.

После проведения ремонта рекомендуется сделать контрольно-тренировочный цикл.

3                   Профилактика

Для долгой и надёжной работы АКБ необходимо соблюдать правила заряда АКБ при ежедневной эксплуатации, а также периодически проводить профилактику АКБ.

3.1            Ежедневная эксплуатация

  1. При ежедневной зарядке АКБ не стоить применять методы ускоренного заряда без крайней необходимости, т.к. это приводит к разрушению вещества пластин и ускоренному старению аккумулятора.
  2. При ежедневной эксплуатации стоит применять методы, не допускающие обильного электролиза воды («кипения»). При электролизе воды происходит выделение кислорода, который оседает на плюсовой пластине. Кислород вступает в реакцию со свинцом, с сильным тепловыделением, а также делает свинец хрупким. Оптимальными для ежедневного заряда аккумуляторной батареи подходят методы: «Заряд с десульфатацией» и «Заряд кислотный». В первом методе заряд делается импульсами ассиметричного тока. Данный метод позволяет заряжать АКБ наиболее безопасно, т.к. за импульсом подачи энергии следует пауза с подачей небольшого тока обратной полярности. Данный алгоритм практически полностью исключает электролиз воды за счёт того, что энергия подаётся небольшими порциями и успевает «усвоиться». Метод «Заряд кислотный» заряжает в два этапа постоянным током, на последнем этапе допускается небольшое газовыделение.
  3. Режимы ежедневной зарядки минимизируют электролиз «кипение», поэтому со временем происходит расслоение (стратификация) электролита. При применении импульсных методов этот процесс несколько замедляется, но не исключается полностью. Поэтому периодически необходимо проводить профилактику АКБ.
  4. При заряде автоматическими методами на ЗРУ необходимо указывать реальную ёмкость АКБ, полученную при проведении КТЦ, а не паспортную ёмкость, указанную на этикетке АКБ.

3.2            Периодическое обслуживание

Для продления срока службы желательно 1 раз в месяц (если применялись методы заряда постоянным током) или 1 раз в 3 месяца (если применялись методы заряда импульсным током), проводить контрольно-тренировочные циклы (см.п.5), при которых происходит выравнивание плотности электролита и измеряется реальная ёмкость АКБ, которую следует указывать при ежедневном обслуживании. Периодическое проведение КТЦ устраняет стратификацию электролита за счёт того, что в данном режиме на последнем этапе заряд делается с электролизом «кипением». Также проведение КТЦ позволит выяснить реальную ёмкость и заряжать АКБ токами, соответствующими реальной ёмкости АКБ, исключая заряд повышенными токами.

После проведения КТЦ рекомендуется сделать диагностику состояния АКБ (см. п.2).

Если диагностика состояния АКБ не проводилась, то рекомендуется после проведения КТЦ запустить уравнительный заряд. При значительном разбалансе ёмкостей аккумуляторов в батарее, наиболее слабый (с самой маленькой ёмкостью) аккумулятор начнёт наиболее быстро терять ёмкость из-за постоянного перезаряда (особенно при заряде постоянным током), что впоследствии при отсутствии диагностики может привести к выходу из строя всей батареи и существенному снижению ёмкости соседних аккумуляторов в батарее.

3.3            Длительное хранение

При длительном хранении АКБ обязательно необходимо 1 раз в 3 месяца проводить контрольно-тренировочные циклы, т.к. при длительном хранении происходит стратификация (расслоение) электролита. Разная плотность электролита в верхних и нижних слоях аккумулятора приводит к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь вызывают сульфатацию пластин, которая в свою очередь, еще больше увеличивает уравнительные токи.

4                   Контрольно-тренировочный цикл

Контрольно-тренировочный цикл служит для измерения реальной ёмкости АКБ, устранения стратификации электролита за счёт наличия последнего этапа электролиза («кипения») выравнивающего плотность АКБ. Также данная процедура позволяет устранить лёгкую сульфатацию АКБ.

Для запуска КТЦ необходимо на ЗРУ выбрать метод «КТЦ кислотная».

В этом режиме ЗРУ выполнит заряд АКБ в импульсном режиме, затем проведёт перемешивание электролита за счёт газовыделения. После заряда последует пауза 4 часа и разряд АКБ с контрольным измерением ёмкости. После разряда сразу последует заряд АКБ импульсными токами до 100%.

По окончании КТЦ рекомендуется проверить плотность электролита и при необходимости сделать его корректировку.

ВАЖНО!!! Корректировку плотности допускается производить только на полностью заряженной АКБ.

5                   Уравнительный заряд

Данный метод применяется для выравнивания ёмкостей всех аккумуляторов (элементов) в составе батареи.

Метод производит заряд до 100% импульсным током, после чего включается пауза на 2 часа. Далее следует заряд постоянным током равным 0,01C до начала газовыделения (роста и стабилизации напряжения), затем следует пауза на 2 часа, потом опять заряд током 0,01С и т.д. 5 циклов.

Для запуска этого метода необходимо выбрать метод «Уравнительный кислотной». Запускать метод можно как на разряженной, так и на частично или полностью зараженной батарее.

6                   Десульфатация

Сульфатация пластин – это естественный процесс для свинцовой кислотной аккумуляторной батареи. При заряде сульфат растворяется в электролите, повышая его плотность. Однако, при неправильной эксплуатации кристаллы сульфата свинца могут становиться слишком крупными и покрывать значительные участки пластин аккумулятора. Так как сульфат – это диэлектрик, то через засульфатированный участок пластины прекращается протекание тока, и как следствие, этот участок пластины не участвует в химической реакции. Снижение площади пластин приводит к уменьшению ёмкости АКБ, а так как часть сульфата остаётся на пластинах и не растворяется, то происходит снижение плотности электролита. Сульфат может превращаться в крупные нерастворимые кристаллы при постоянном недозаряде АКБ и при хранении АКБ в разряженном виде. Также поверхностная сульфатация происходит при повышенной плотности электролита (при неправильном его приготовлении и заливке), а также при повышении плотности электролита в нижней части аккумулятора при стратификации.

В зависимости от степени сульфатации необходимо производить различные операции по растворению сульфата.

ВАЖНО!!! Как правило, сульфатация становится причиной появления дополнительных причин потери ёмкости, таких как выпадение большого количества шлама и частичного замыкания пластин. В этом случае стоит проводить комплексный ремонт аккумулятора со сменой электролита.

Самый лучший способ борьбы с явлением сульфатации – это правильно эксплуатировать батарею, не допуская её постоянного недозаряда и регулярно проводить КТЦ.

6.1            Небольшая сульфатация

Небольшую (потеря ёмкости менее 30%) сульфатацию пластин можно устранить, применяя импульсный метод заряда «Заряд с десульфатацией». Желательно применять этот метод при ежедневной зарядке АКБ. При отсутствии такой возможности рекомендуется производить десульфатацию выполняя КТЦ. При проведении КТЦ происходит заряд реверсными токами, которые способствуют растворению сульфата, а также производится глубокий заряд АКБ, который также способствует растворению сульфата. В процессе газовыделения на последнем этапе часть сульфата может сбиваться пузырьками газа.

Для достижения положительного эффекта процедуру следует проделывать несколько раз. Если после первого цикла ёмкость АКБ начала возрастать, значить имеет смысл продолжить процедуры. Если КТЦ не приводит к росту ёмкости, то значит сульфатация уже значительна и её следует проводить другими методами.

Также небольшую сульфатацию пластин можно устранить при выполнении метода «Уравнительный заряд». Для этого на этапе паузы допускается немного (на 0.01-0.02г/см3) понизить плотность электролита. При понижении плотности электролита процесс растворения сульфата пойдёт немного интенсивней. После окончания уравнительного заряда, обязательно надо провести корректировку плотности, либо заменить электролит.