Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Как заряжать кальциевый (Ca/Ca) аккумулятор?». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Начинать стоит именно с этого, так многие автолюбители уже на этом этапе оказываются введенными в заблуждение. Некоторые даже думают, что у Ca/Ca аккумуляторов пластины изготовлены не из традиционного свинца, а из кальция. И это немудрено. Ведь до того, как на корпусах АКБ начали писать «Ca/Ca», были времена, когда писали Pb/Ca (да и сейчас такие тоже есть). Соответственно, на интуитивном уровне последнее воспринимается, как свинцово-кальциевый, а первое – как кальциево-кальциевый.
Миф 5: кальциевые аккумуляторы боятся глубоких разрядов, потому что при таких разрядах образуется нерастворимый и не проводящий ток сульфат кальция — гипс, необратимо «запечатывающий» активные массы, а стало быть, ёмкость и токоотдачу
Реальность: кальция в кальциевом аккумуляторе на самом деле мало. Это дорогой и агрессивно взаимодействующий с другими веществами, особенно кислотами, щёлочноземельный металл, и применяется он как легирующая присадка, причём в материале не активных масс, испытывающих химические превращения, а решёток, выполняющих несуще-токоведущую функцию. Никакой гипс на рабочей поверхности активных масс при разряде не образуется.
Но почему же тогда на практике глубокий разряд действительно сильно снижает эксплуатационные характеристики кальциевой АКБ, а то и вообще делает её применение невозможной: батарея отказывается заряжаться и от генератора автомобиля, и от зарядного устройства?!
Дело в том, что при глубоком разряде аккумулятора возникает сильное расслоение электролита, плотные сепараторы современных кальциевых аккумуляторов, особенно EFB и им подобных, мешают его перемешиванию и диффузии ионов, а кальций препятствует выделению водорода, особенно в нижней части пластин, где перемешивание особенно необходимо. В итоге, при недостаточном зарядном напряжении, подаваемом генератором автомобиля или ЗУ для классических сурьмянистых АКБ, значительная часть АМ не заряжается, т.к. не соблюдены условия реакции Гладстона-Трайба, и электролит не перемешивается. АКБ не функционирует должным образом, её деградация прогрессирует.
Заряд такого аккумулятора профилем, адекватным его материалу и конструкции, позволит вернуть его в строй, но после следующего глубокого разряда, или некоторого времени при частичном недозаряде, такое обслуживание потребуется снова, иначе АКБ опять перестанет выполнять штатные функции.
Официальная инструкция
Как заряжать кальциевый аккумулятор нам рекомендуют производители? Они обычно прилагают к нему краткую инструкцию, в которой без каких-либо понятных объяснений пишут, что как делать. Одна из таких официальных инструкций сейчас лежит на столе, и мы возьмём из неё ключевые моменты.
Значит, написано в ней следующее:
- Заряжать кальциевый аккумулятор следует током, равным 10% ёмкости.
- При достижении напряжения заряда 14,4 В ток надо уменьшить в два раза и заряжать так в течение 10 часов.
- По завершению заряда необходимо проверить плотность электролита и, в случае высокой концентрации скорректировать её путём доливки воды.
- Каждый раз после корректировки плотности батарею надо ставить на заряд при напряжении 16 В, и проводить его в течение 40 минут.
Недостатки кальциевых АКБ.
К сожалению, в нашей жизни не существует идеальных вещей. Поэтому и кальциевые аккумуляторы также имеют некоторый ряд недостатков.
- Чувствительность к глубоким разрядам. Это главное отличие кальциевых батарей от их гибридных и сурьмянистых аналогов. Кальциевые аккумуляторы крайне не рекомендуется разряжать ниже напряжения в 12 В. Всего лишь при одном глубоком разряде такая АКБ потеряет пятую часть своей емкости. При однократном полном разряде батарея лишается половины емкости, в то время как устройство, которое пережило 9 -10 разрядов, становится абсолютно непригодным к эксплуатации.
- Достаточно высокая стоимость. Что обусловлено дорогим, а также сложным процессом производства.
- Не подходит для режима передвижений в «городском стиле». Длительные простои, в случае, если автомобилем пользуются нечасто и на короткие дистанции, негативно, и даже губительно влияют на кальциевые аккумуляторы.
Что такое кальциевый аккумулятор
На самом же деле пластины у всех автомобильных аккумуляторов изготовлены из свинца. Более того, если их сделать из кальция, то никакой электрохимической реакции заряда-разряда мы бы от такой батареи не дождались бы. На самом деле этот металл присутствует в пластинах АКБ только в виде добавки. Причем, кальция в них всего каких-то 0,07%. То есть, если прикинуть, что вес пластин в средней АКБ около 12 кг, то Ca в них содержится всего-навсего 8 г. Вдумайтесь только – 8 грамм на 12 килограмм.
И то, столько «много» кальция содержится только в батареях, изготовленных по технологии Ca/Ca. В таких АКБ этот металл добавляется и в положительные пластины, и в отрицательные. В так называемых же гибридных аккумуляторах, которые именуются Pb/Ca, кальций имеется только в отрицательных пластинах.
В остальном – кальциевый аккумулятор абсолютно такой же, как и обычный традиционный свинцовый. Тот же электролит. Аналогичный принцип действия. Те же электрохимические реакции. Все, что «делает» в них нашумевший кальций – это защищает свинец от коррозии и немного «сдвигает» точку условного кипения. На этом и остановимся поподробнее.
Начнем с кипения, так как и тут много путаницы. Кипение АКБ не имеет ничего общего с кипением воды в электрочайнике, хотя визуально очень похоже. На самом деле пузырьки, которые поднимаются на поверхность электролита – это водород. Он начинает выделяться с тех участков пластин АКБ, которые «насытились». То есть – зарядились.
Поскольку в один момент времени вся площадь всех пластин прореагировать никак не может, то сначала этих пузырьков немного. Со временем, когда все большая и большая часть пластин «насыщается», пузырьков становится все больше и больше. При этом следует понимать, что, пока не насытившиеся участки заряжаются, зарядившиеся – деградируют. Безвозвратно.
Вернемся к кальцию. Именно эта добавка при нормальных условиях не позволяет аккумулятору кипеть. То есть, когда он заряжается, уже насытившиеся участки свинца не деградируют. Соответственно, нет и кипения. Добиться его можно как раз тогда, когда подать на клеммы АКБ те самые 16 В.
Под нормальными условиями, о которых сказано в предыдущем абзаце, следует понимать эксплуатацию АКБ по назначению – в автомобиле. Там он подзаряжается под напряжением около 14,4-14,8 В, соответственно, никогда не «закипает». А это уже большой плюс, поскольку кипение аккумуляторов под капотом ранее было огромной проблемой. Из-за этого и клеммы постоянно покрывались солевым налетом, и кузов растворялся в кислоте, и так далее.
Кипение, которое было устранено производителями АКБ с помощью кальция, это далеко не единственное назначение данной добавки. Поскольку нет кипения, то, само собой, никогда не будет и перезаряда. А это, к слову, не многим лучше, чем кипение. Все в купе это приводит к испарению воды из электролита, падению его уровня, и безвозвратной деградации пластин.
Деградация происходит потому, что оставшаяся без электролита часть пластин в процессе заряда не участвует. Это значит, что отложившийся на этих площадях сульфат свинца – не растворяется, а продолжает «крепчать». Твердеет в таких условиях он до такой степени, что даже после доведения уровня электролита до нормы – он так и останется на пластинах. Будет там закрывать собой свинец, и полезные электрохимические реакции проходить тут более не будут. То есть, грубо говоря – часть батареи превратится в мертвый груз, не более того.
На ряду с этими функциями кальциевая добавка делает свинцовые пластины более прочными. А в тех условиях, в которых эксплуатируются АКБ, это весьма существенно. Под воздействием вибраций пластины с кальцием не так легко осыпаются (теряя полезную для электролитической реакции площадь), а значит, теоретически способны служить дольше.
Еще технология Ca/Ca позволила производителю делать пластины более тонкими, чем в обычных свинцовых АКБ. Но не спешите думать, что это для экономии на производстве. Аккумуляторы то легче не стали. Соответственно, свинца в них столько же, сколько и раньше. А вот за счет того, что пластины стали тоньше, существенно увеличилась площадь их поверхности. В свою очередь, благодаря этому в современных батареях значительно выросли так называемые пусковые токи.
Максимальный ток, который (кратковременно) может отдавать аккумуляторная батарея, тем больше, чем большая площадь пластин. Именно по этой причине АКБ, у которых из-за неправильной эксплуатации пластины покрываются сульфатом, пусковые токи ослабляются, и запуск двигателя становится менее уверенным.
Еще принято считать, что у кальциевых аккумуляторов снижена склонность к саморазряду. Однако от наличия кальция в составе свинца это свойство мало зависит. Саморазряд больше проявляется по другим причинам. Например, когда батарея грязная (на корпусе есть пыль, пропитанная токопроводящим электролитом), то ее саморазряд будет повышенным независимо от технологии ее изготовления.
Вот и все, по сути, что нужно знать о кальциевых аккумуляторах. Разве что не лишним будет упомянуть еще об одной особенности современных АКБ. Речь идет о так называемых конвертах, в которых по отдельности расположены пластины. Поскольку пластин в кальциевых АКБ стало больше, расположены оны плотнее. Самое важное то, что во время разряда и заряда со свинцом реагирует преимущественно тот электролит, который в данный момент находится в этих конвертах. Позже станет понятно, почему это так важно.
Особенности кальциевого аккумулятора
Эта технология имеет очень много плюсов, таких как – большие токи запуска, большая емкость, малообслуживаемые (практически нет испарения электролита), малый саморазряд и т.д. Но минусами этой батареи можно назвать – неустойчивость к глубоким разрядам (буквально три – четыре раза и емкость падает в разы), умение их заряжать, они достаточно дорогие, если сравнить с конкурентами.
Если честно то кальциевый АКБ, сделан для чайников, то есть для людей которые вообще не понимают как и что делать с подкапотным пространством автомобиля и не заглядывают туда неделями, а может быть и месяцами. Он закрыт в непроницаемый корпус, испарений электролита практически нет, а значит, может работать годами.
Особенности обслуживания и эксплуатации
Поскольку продолжительность жизни АКБ типа Са/Са зависит от того, поддерживается ли уровень её заряда на должном уровне, автовладельцам будет небезынтересно знать об особенностях эксплуатации и обслуживания кальциевых батарей по отношению к устройствам других типов:
- если вы – типичный городской житель, и используете машину для преимущественных поездок по городу, вашему автоаккумулятору не помешает профилактическая подзарядка. Примерная периодичность использования подходящего зарядного устройства – раз в месяц. При эксплуатации авто с поездками на относительно небольшие расстояния дли длительных простоях подобный режим позволит содержать АКБ в полной боевой готовности. При более активном использовании транспортного средства сроки подзарядки можно сократить вдвое;
- уровень заряда современных батарей свинцово-кальциевого типа составляет 14,4 В. Регулярно измеряйте напряжение на его клеммах (например, с помощью вольтметра). Если оно падает до 12 В и ниже – требуется немедленная подзарядка, в противном случае потери ёмкости аккумулятора не избежать;
- глубоких разрядов нужно обязательно избегать. При таком состоянии в пластинах начинается необратимая реакция, сопровождающаяся образованием сульфата кальция, выпадающего в виде нерастворимого осадка. Отметим, что десульфатация кальциевого аккумулятора, известная как процедура КТЦ, только усугубит его состояние – она применима только в отношении сурьмянистых аналогов;
- режим «кипения» для свинцово-кальциевых автоаккумуляторов также противопоказан. Дело в том, что у необслуживаемых батарей дренажные отверстия для выпуска газов имеют недостаточную пропускную способность, что приведёт к разрушению верхнего рабочего слоя пластин;
- ареометр для измерения плотности электролита в кальциевых аккумуляторах не подходит, поскольку рабочая жидкость в таких батареях обычно расслоена: вверху, ближе к поверхности банок, расположена более водянистая фракция, внизу же скапливается более плотный электролит;
- контрафактная продукция проникла и на рынок кальциевых АКБ. Чтобы не стать жертвой обмана, необходимо знать, как отличить оригинал от подделки. «Правильная» продукция маркируется соответствующим образом, с указанием стартового тока, уровней номинальной ёмкости и напряжения. Должна присутствовать информация о дате производства и о самом производителе. Старайтесь выбирать аккумулятор известной марки, даже если вас соблазнит более привлекательная стоимость noname-изделия.
Что такое кальциевый аккумулятор и чем он отличается от обычного
Начнём с определения, что же это такое кальциевые аккумуляторы для автомобиля. Обозначение Ca/Ca сбивает с толку непросвещённых водителей, заставляя их думать, что в таких источниках питания вместо традиционного свинца для изготовления пластин используется кальций. Это не соответствует истине.
Во всех автомобильных аккумуляторах основным материалом для пластин является свинец. Если его полностью заменить кальцием, то химическая реакция не начнётся никогда. Некоторое количество этого металла добавляется при изготовлении пластин, и только. По технологии их доля составляет не больше 0,07 % от общего количества. Проще говоря, в 12-килограммовой пластине присутствует 8 г кальция.
Даже это незначительное количество содержится только в тех источниках питания, которые изготовлены по технологии Ca/Ca. В этом случае обсуждаемый элемент имеется как в положительных, так и в отрицательных пластинах. И это их главное отличие от аналогов под аббревиатурой Pb/Ca, где кальций присутствует исключительно в минусовых пластинах.
Особенности кальциевых аккумуляторов
Кальциевый автомобильный аккумулятор оснащен пластинами из химически чистого свинца с добавлением до 0,1% кальция. Применение сплава позволило сократить использование дистиллированной воды из раствора электролита, характерного для стандартных малосурьмянистых батарей.
Кальциевые источники питания обеспечивают повышенный ток холодного пуска при увеличении мощности.
Источники кальция не требуют периодического обслуживания, кроме удаления пыли с поверхности корпуса.
Использование кальциевого сплава повышает долговечность пластин и снижает вероятность выхода из строя компонентов из-за вибрации. Батарея рассчитана на напряжение более 14,8 В. Дополнительным преимуществом кальциевых источников является устойчивость материала к электрохимической коррозии. Свойства сплава позволили уменьшить толщину электродов и увеличить количество ячеек в банке.
К недостаткам кальциевых источников тока (Ca/Ca) относятся:
- деградация материала пластины и активной массы при глубоком разряде;
- повышенная стоимость;
- использование специального зарядного оборудования.
Кальциевая батарея не предназначена для установки на автомобили, оборудованные системой «стоп-старт». Использование батарей Ca/Ca не рекомендуется в автомобилях, которые часто ездят или имеют интенсивное движение (постоянный разряд).
Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля и ее особенности
Автомобильный генератор переменного тока, оснащенный регулятором, обеспечивает напряжение 14,5-14,8 В в бортовой сети. Рабочие параметры генератора переменного тока достаточны для поддержания уровня заряда источника питания. Однако для обеспечения полного восстановления емкости аккумулятора зимой или при городской езде с частыми запусками двигателя необходимо подзаряжать аккумулятор.
Чтобы восстановить емкость источника питания Ca/Ca, необходимо использовать специальное зарядное устройство, подающее в цепь более высокое напряжение.
Примером может служить небольшой Vimpel 55, который поддерживает программируемый алгоритм зарядки. Его настройка позволяет подавать на клеммы аккумулятора напряжение до 16,5 В, что приводит к восстановлению емкости на 100%.
При использовании стандартного устройства, выходное напряжение которого составляет 14,8 В, источник питания заряжается только на 40-50%. Если оборудование поддерживает напряжение отключения 15,5 В, емкость батареи восстанавливается до 75-80%. Эксплуатация источника питания с пониженной плотностью электролита в зимний период приводит к проблемам с запуском двигателя при низких температурах.
Как правильно заряжать кальциевые аккумуляторы
8 октября 2019 года
Более того, своими суждениями по этой теме даже успели отметиться отдельные зарубежные и отечественные производители батарей (АКБ).
Одной из главных точек противоречий, напомним, стал вопрос о том, какое максимальное напряжение должно быть при заряде так называемых кальциевых аккумуляторов.
Одни утверждают, что оно не должно превышать 14,6 В, другие говорят, что его значение может быть и 14,8 В, а третьи и вовсе считают, что заряжать АКБ надо при напряжении не менее 16 В. Так кто же прав?
Чтобы прояснить позицию по данному вопросу, мы решили выслушать мнение специалистов фирмы TAB (Словения), одного из ведущих европейских производителей автомобильных батарей.
Напомним, что эта компания ежегодно поставляет в нашу страну примерно с полмиллиона АКБ, среди которых особое место занимают популярные аккумуляторы Topla и TAB.
Подавляющее большинство словенских источников питания — как раз кальциевые АКБ, о чем говорят соответствующие символы Ca/Ca на этикетках этих батарей. Что же они собой представляют?
Неправильная «правильная» зарядка кальциевых АКБ
Постепенно подходим к процессу заряда кальциевого аккумулятора. Почему он не заряжается до так называемых 100% при напряжении 14,4 В? Почему при 16 В – вроде бы заряжается? Кто «надоумил» пользователей заряжать кальциевые аккумуляторы повышенным напряжением? И чем, в конце концов, заканчивается такая эксплуатация? Ответим на все эти вопросы.
Итак, допустим, у вас имеется кальциевая АКБ. Вы решили, что пора бы ее «погонять» на стационарном зарядном устройстве, как это рекомендуется производителями. Вы подаете на нее стандартные 14,4 В и дожидаетесь, пока потребляемый батареей ток не снизится до 0,1 А. Напомним, что это один из первичных признаков того, что аккумулятор зарядился.
Вы отключаете зарядное устройство, и перед установкой АКБ на автомобиль вдруг вспоминаете, что неплохо было бы измерить плотность электролита. Как известно – плотность в районе 1,27 является еще одним из первичных признаков того, что аккумулятор зарядился. Вы измеряете ее, но 1,27 там и близко нет. Вы в недоумении «идете в Интернет» с вопросом – как зарядить кальциевый аккумулятор, и попадаете на статьи и ролики, где показано, как получить желаемую плотность 1,27…
А чтобы получить такую плотность, «знатоки» советуют заряжать кальциевые АКБ тем самым напряжением 16,1-16,5 В. Вы поверили этим рекомендациям, сделали так, как говорят, и о чудо – плотность таки повысилась. Но радость от этого, к сожалению, продолжается недолго.
Подав на клеммы АКБ такое напряжение, вы принудительно спровоцировали то самое кипение, с которым так тщательно боролся производитель. Что произошло при этом? А вот что.
Как заряжать аккумулятор
Эффективно заряжаться будет стандартный аккумулятор на 60ач с помощью основных правил. Производить процедуру нужно минимум 2 раза в год, чтобы увеличить срок службы этой детали автомобиля. Подзарядить до полного лучше всего перед зимой и после нее, ведь именно в холодное время года такая батарея быстрее всего изнашивается. Этот процесс входит в регулярное обслуживание, но он не обязателен. Лучше всего предварительно измерить уровень заряда и сделать выводы на основании своего исследования.
Сам процесс заряда происходит с помощью специального устройства. Оно может быть разным, от простого переходника до автоматического сложного варианта, который будет в полной мере контролировать весь процесс. Есть возможность устанавливать определенные показатели напряжения и силы тока, имеется точный индикатор, позволяющий понять, когда процедуру можно считать законченной.
Важно сразу после зарядки не использовать АКБ. Ему нужно дать некоторое время, около часа, чтобы батарея просто постояла и нормализовались все процессы внутри нее
Затем проверяется аккумулятор в покое и в под напряжением, чтобы сделать выводы о результате зарядки.
Преимущества кальциевых аккумуляторов
- Длительный срок эксплуатации. При правильной эксплуатации срок службы кальциевого аккумулятора, в среднем, составляет около пяти лет.
- Низкий уровень саморазряда. В сравнении с малосурьмянистыми разновидностями аккумуляторов, характеристика кальциевых аккумуляторов ниже почти на 70 процентов.
- Повышенная прочность пластин АКБ. Что позволяет пластинам быть устойчивым к вибрациям.
- Снижение интенсивности коррозионных процессов. Это увеличивает срок службы АКБ.
- Кальциевые аккумуляторы оснащены защитой от перезаряда. Характерно свойство выдерживать напряжение до 14,8 В.
- Большинство кальциевых аккумуляторов (около 90 процентов) — необслуживаемые.
- Возможно изготовление пластин меньшей толщины. У производителей есть возможность выпускать аккумуляторы с увеличенным количеством пластин, что влияет на мощность — она становится больше.
- Прекрасный вариант для начинающих автомобилистов. Как мы уже говорили, в большинстве случаев, автомобильный аккумулятор Са/Са является необслуживаемым. Что позволяет водителю не проводить дополнительные действия, такие как измерение уровня и плотности электролита.
Технология в Ca/Ca аккумуляторах
Технологический процесс изготовления таких источников питания значительно отличается от производства батарей с применением сурьмы. В аналогичных аккумуляторах пластины изготавливают при помощи литья, кальций же при таком способе просто выгорает.
В результате нетерпимости кальция к повышенным температурам электроды производят методом штампования. Для прессования предварительно изготавливается лента после чего происходит сам процесс штампа. Таким методом стало возможным совершенствовать и усложнять рельеф пластин, при этом внешняя рамка сохраняется в первоначальном виде.
В современном производстве кальциевые АКБ не смогли полностью вытеснить аналоги с рынка. Происходит это в результате сложности процесса производства решетки из сплава кальция и свинца. Существует разновидность источника питания, где используется и сурьма и кальций.
Перед покупкой стоит хорошо подумать, учитывая все плюсы и минусы. Кальциевые покупают для новых машин, но если автомобиль изношен, то нужно проверить генератор и электрику, прежде чем сделать покупку.
Преимущества и недостатки основных видов отображены в таблице ниже:
| Аккумулятор | Плюсы | Минусы |
| Кальциевый | · улучшенная батарея· девяносто процентов аккумуляторов необслуживаемые – идеальные для новичков· десять процентов обслуживаемые – для любителей покопаться· большие точки запуска· не выкипает вода· электролиз при пятнадцати вольт· держат высокий ток· не само разряжаются | · дороже в два раза в сравнении с сурьмянистой технологией· боится глубоких разрядов, четыре приводят к потере восьмидесяти процентов ёмкости батареи· эффективно работают, если нет скачков напряжения, электрооборудование автомобиля работает качественно |
| Гибридный | · не бояться глубоких разрядов, выдерживают до двадцати циклов· дешевые· устойчивость к вибрациям· долгий срок службы, минимум семь лет | · обслуживаемые· точки запуска небольшие, но достаточные· вода выкипает· электролиз при четырнадцати вольт |
Основное различие между Свинцово-кислотными и Кальциевыми батареями заключается в том, что Свинцово-кислотная батарея имеет свинцовый электрод внутри батареи, тогда как свинцово-кальциевая батарея содержит кальций вместе со свинцом в качестве электрода внутри батареи. Из-за использования свинцово-кальциевого сплава для электрода в свинцово-кальциевых батареях они имеют низкий саморазряжающийся эффект и более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные батареи.
Состав Свинцово-кальциевой батареи
Свинцово-кислотные аккумуляторы — это самый старый тип аккумуляторов. Свинцово-кальциевые батареи являются производными от свинцово-кислотных батарей. Эти батареи содержат 0,1% кальция на свинцовых решетках, что даёт преимущество при использовании этой батареи при низких температурах.
Устройство и принцип работы
В таких АКБ свинцовые пластинки легированы кальцием. Обычно на корпусе кальциевых аккумуляторов красуется надпись «Ca/Ca». Она говорит о том, что кальций добавлен и в плюсовую и в минусовую батареи. Минерал снижает саморазряд и уменьшает потерю жидкости из электролитического состава.
Когда простая батарея садится, на ее пластинках формируется сульфат свинца. Плотность электролита из-за этого снижается. Как только АКБ ставится на зарядку, сульфат свинца начинает распадаться, плотность увеличивается, а емкость возвращается в первоначальное состояние. Если аккумулятор разряжен до нуля, кристаллы сульфата свинца становятся очень большими. В таком случае при заряде они уже не будут разрушаться. Это явление называют сульфатацией.
В кальциевых АКБ при разряде помимо сульфата свинца формируется и сульфат кальция. Он не растворяется в воде или кислоте, а при повышении температурного режима увеличивает свою плотность. Кристаллы кальция не пропускают электрический ток, поэтому закупорив пластинку, деактивируют ее. Такой процесс может начаться даже при 10 В и значительно снижает емкость батареи.