Хімічні джерела струму постійно використовуються людиною в повсякденному житті. Досить згадати звичайні батарейки, наявні в будь-яких портативних пристроях. Не кажучи вже про автомобілі з обов'язковою присутністю на їх борту АКБ. І таке широке застосування хімічних джерел енергії має на увазі, що часом доводиться займатися відновленням їх працездатності. А з огляду на різноманіття АКБ, особливості їх конструкції і різні варіанти використання, цілком резонним може виявитися питання, як заряджати гелевий акумулятор або будь-який інший аналогічний.
Зміст статті
- Трохи історії і опис принципу роботи АКБ
- етапи вдосконалення
- Про способи і про саму зарядці
- Про зарядці гелевих АКБ
Трохи історії і опис принципу роботи АКБ
Вперше хімічний джерело струму був створений в 1800 році. З тих пір винахідники і вчені розробили безліч варіантів подібних пристроїв, в тому числі і акумулятори. Відмінною їх особливістю є оборотність, т. Е. Вони здатні як віддавати електроенергію, так і накопичувати. В цьому якраз і полягає головна перевага АКБ.
Найпоширенішими з них вважаються свинцево-кислотні батареї. Таку назву йде від застосовуваних матеріалів - електроди виконані зі свинцю, а в якості електроліту виступає розбавлена сірчана кислота. Створювалися АКБ і з використанням інших металів - цинку, нікелю, марганцю. Але завдяки здатності віддавати великий струм і відновленню надалі при зарядці своїх характеристик, відносно невисокій ціні і доступності свинцево-кислотні батареї стали широко застосовуватися в автомобілебудуванні.
Принцип роботи такого АКБ визначається терміном "подвійна сульфатация". Що це за процес, дозволяє зрозуміти наведене рівняння.
Записана тут реакція означає, що при виникненні навантаження і протіканні струму свинець на катодних пластинах починає перетворюватися в сульфат свинцю, зовні представляє собою білий наліт. При цьому концентрація сірчаної кислоти зменшується, а води, навпаки, збільшується, і з'являються вільні електрони. У ланцюзі навантаження протікає електричний струм, щільність електроліту знижується.
При зарядці АКБ реалізується зворотний процес - відновлюється сульфат свинцю, поглинається вода і підвищується концентрація сірчаної кислоти. Це і є принцип подвійного сульфатации.
Однак насправді не все так просто. При зарядці АКБ сульфат свинцю відновлюється в повному обсязі, пов'язано це може мати ступінь розрядженого батареї, режимом зарядки або технічним станом акумулятора. Але в будь-якому випадку буде важливий факт, що ємність батареї стає менше. Через це при частому розряді-заряді АКБ через певне число циклів може виявитися несправною.
до змісту ↑етапи вдосконалення
Згодом акумулятор зазнав безліч змін. В першу чергу вони були пов'язані з низькою механічною міцністю свинцю. Тому в нього стали додавати сурму. Однак, як виявилося, вона виступає своєрідним каталізатором гідролізу води, через що АКБ стали "кипіти", т. Е. Сильно втрачати воду при зарядці. Це вимагало частого її доливання і вело до ускладнення експлуатації батареї.
Щоб уникнути подібних неприємностей, в свинець почали додавати кальцій замість сурми. Кипіння сильно зменшилася, і пішли розмови про необслуговуваних АКБ. Однак виник новий дефект - низька стійкість до глибоких розрядів. І тільки спільне використання кальцію (на катоді) і сурми (на аноді) дозволило підвищити механічну міцність і уникнути кипіння АКБ.
Подальші роботи проводилися вже з електролітом, додавання до його складу загусників призвело до появи гелевих акумуляторів. Така назва походить від слова "гель" (саме в нього перетворюється електроліт в результаті введення добавок), а не від слова "гелій". З цього моменту стало можливим говорити про виникнення необслуговуваного АКБ. Правда, поки не розглянутий основне питання - як можна заряджати гелевий акумулятор, який і ставиться до подібних джерел.
до змісту ↑Про способи і про саму зарядці
Тепер, після з'ясування особливостей різних типів АКБ, вивчимо, як відновити її працездатність. Для цього існують такі основні види зарядки:
- при постійному струмі;
- при постійній напрузі;
- імпульсним струмом (пульсуючим або асиметричним).
Реальний режим відновлення ємності батареї може включати в себе застосування різних методів, але в будь-якому випадку він буде базуватися на зазначених варіантах.
- Зарядка при постійному струмі. При такому способі використовується його значення, рівне 0,1 від ємності батареї. Так, для АКБ в 55 Ач величина струму при зарядці повинна становити 5,5 А. Необхідний режим має підтримувати спеціальний пристрій. Однак при перевищенні на клемах АКБ напруги 14,4 В в акумуляторі починається рясне газовиділення. З метою його зменшення величину зарядного струму знижують в два рази (в нашому прикладі - до 2,75 А).
Процедура вважається закінченою, коли контрольовані параметри батареї не змінюються протягом 2 годин. Як правило, це відбувається при досягнення рівня 16,3-16,4 В на клемах акумуляторної батареї.
- Зарядка при постійній напрузі. В цьому випадку потрібне його значення виходить від зовнішнього джерела. Від величини використовуваного напруги залежить і рівень зарядки АКБ після закінчення процедури. Так, при подачі на АКБ 14,4 В вона зарядиться на 74-85%. В ході всього процесу через батарею протікає змінний струм. Спочатку він може досягати значної величини, але потім поступово зменшується зі зростанням напруги на клемах АКБ. Повністю в такому режимі акумулятор заряджається до 24 годин. Тільки при подачі на клеми 16,3-16,4 В батарея зарядиться повністю.
- Зарядка імпульсним струмом. У цьому випадку на акумулятор подають імпульси, періодично змінюються за величиною. У деяких випадках (асиметричний струм) він навіть змінює і знак. Вважається, що такий режим забезпечує кращу десульфатаціі пластин.
Усі зазначені методи дають рівноцінну зарядку АКБ. Однак, розглядаючи ці способи, неважко помітити протиріччя з роботою акумулятора на автомобілі. Там для зарядки використовується генератор, і напруга на його виході не перевищує 14,4 В, тоді як виробники АКБ рекомендують для повної зарядки піднімати напругу на батареї до 16,4 В. Таким чином, виходить, що на машині акумулятор постійно недозаряжен, якщо слідувати логіці його виробників.
При автономної процедурі відновлення ємності АКБ може здійснюватися складний режим, який реалізується окремим пристроєм під управлінням контролера. В цьому випадку використовуються різні комбінації зазначених способів зарядки, застосовуються імпульси і струми спеціальної форми, що в підсумку дозволяє підвищити ефективність процедури.
до змісту ↑Про зарядці гелевих АКБ
Перш ніж торкатися безпосередньої процедури зарядки гелевих акумуляторів, варто звернути увагу на те, що:
- вони за своєю природою є свинцево-кислотними;
- на їх працездатності негативно позначається перезарядка (перевищення заданої напруги).
Ось ці особливості і допоможуть краще зрозуміти, як правильно заряджати гелевий акумулятор. Необхідно враховувати, що на нього поширюються всі вимоги, зазначені вище по відношенню до звичайних свинцево-кислотних батарей. Для автономної зарядки батареї слід застосовувати пристрої, що реалізують режим контролю над проведенням процедури. Використовуваний ток повинен складати 1/10 від ємності батареї, а напруга на її клемах - не перевищувати 14,4 В. На заводі було може бути рекомендовано й інше значення, але зазвичай вказуються саме такі параметри.
Найголовніше - уникнути перевищення напруги. В іншому випадку починається газовиділення, а це здатне викликати відшарування гелю від пластин акумулятора, що загрожує його пошкодженням. Подібного дозволяють уникнути зарядні пристрої, в той же час забезпечуючи повне відновлення АКБ.
Гелеві акумулятори відрізняються тривалим терміном служби, але при цьому необхідно їх періодично автономно заряджати, дотримуючись певних правил. Вони досить прості, а використання спеціальних зарядних пристроїв дозволить автоматично забезпечити виконання потрібних режимів.
