Устройство, принцип работы автомобильного аккумулятора

Какие маркировки могут быть у батареек

Согласно регламенту, принятому Международной комиссией по электротехнике IEC, все гальванические электроисточники можно разделить на несколько категорий по таким параметрам, как состав электролита и тип активного металла. Согласно этому стандарту, выделяют всего 5 типов «классических» батареек цилиндрической формы:

• щелочной;
• солевой;
• воздушно-цинковый;
• серебряный;
• литиевый.

Маркировкой R обозначается один из самых распространённых типов: солевой. Катод солевого элемента питания в большинстве случаев выполняется из цинка, анод – из марганца, а электролит предстаёт в виде хлорида аммония и того же цинка. Из особенностей данного типа можно выделить небольшое (около 1,5 вольт) напряжение, высокий уровень саморазряда, не слишком большую ёмкость и сбои в работе при отрицательных температурах.

В народе этот тип называется также угольно-цинковым или цинк-карбоновым. Чаще всего срок годности не превышает двух лет.

Буквосочетанием LR принято обозначать щелочные элементы питания. Они обладают таким же катодом и анодом, а также электролитом из гидроксида щелочных металлов. К положительным их сторонам стоит отнести небольшой саморазряд, увеличенную в сравнении с предыдущим типом ёмкость и увеличенный (до 10 лет) срок допустимого хранения. Впрочем, на серьёзных морозах от -20 градусов Цельсия и ниже такие батарейки также могут начать сбоить.

Если на упаковке имеется маркировка CR – то к вам в руки попали одни из самых качественных батареек: литиевые. Катод из лития и анод из того же соединения, что и у «алкалинок», обеспечивают этим элементам питания стабильное напряжение в 3 вольта, хорошую ёмкость, фактически полное отсутствие саморазряда и срок годности до 12 лет. Морозу сопротивляются хорошо, «держат» уверенно температуру до -40 градусов, но и ценник на подобные батарейки куда выше, чем на солевые.

Аббревиатурой SR производители обозначают серебряные гальванические элементы. Серебро в них присутствует в виде оксида и выступает в виде анода, в то время как катодом служит цинк. Отличительные черты SR: напряжение в 1,55 вольт, низкий саморазряд, большая ёмкость и сохранение работоспособности при температурном режиме до 30 градусов мороза.

Наконец, буквосочетанием PR обозначают воздушно-цинковый тип. К его самым очевидным недостаткам можно отнести короткий срок эксплуатации (измеряется неделями с момента открытия упаковки), но есть у него и весомый «плюс»: такой тип является самым экологически безопасным при утилизации.

Кроме того, к положительным сторонам можно причислить высокую ёмкость и приемлемый температурный режим работы при напряжении в 1,2-1,4 вольта. Саморазряд довольно высокий, так что при хранении такие батарейки необходимо герметизировать. В случае соблюдения требований хранения вместо нескольких недель они могут прослужить годы.

Пусковой ток

Ещё один важный параметр АКБ. От него зависит насколько уверенно батарея запустит двигатель в любую, даже холодную погоду.

Производители с разных континентов в маркировке используют свои наименования:

1. Российский: ГОСТ 959 2002.
2. Европейский: EN.
3. Немецкий: DIN.
4. Американский:

Важно! Параметры российского и европейского стандарта идентичны. Если нашему автолюбителю нужно купить аккумулятор с пусковым током 600 А, то можно выбирать продукцию с маркировкой ГОСТ или EN 600 А

В случае, если на батарее указан немецкий стандарт DIN, то придётся произвести следующие вычисления: показатель, стоящий за DIN умножить на коэффициент 1,7, получится требуемое значение.

При покупке аккумулятора американского производителя, цифру, стоящую после аббревиатуры SAE, следует уменьшить на 5-10%.

Жителям северных районов страны лучше приобретать изделия с большим показателем пускового тока. Они стоят дороже, зато не будет проблем с запуском в сильные морозы.

Никель-металл-гидрид

Никель-металл-гидриды, или Ni-MH, как их обозначают в сокращенном варианте, являются такими видами аккумуляторных батарей, где в качестве отрицательного иона выступает водородный металлогидридный электрод, калиевый гидроксид в качестве электролита, никелевый — в качестве положительного иона.

Существует немалое количество различных типов батарей Ni-MH. К примеру, есть батареи долгого хранения LSD NiMH, которым не страшен мороз и длительный срок хранения. Они функционируют и с повышенными токами разряда, не разрываясь и не приходя в негодность из-за чрезмерной нагрузки.

Поэтому, к примеру, никель-металл-гидриды размера АА могут быть применимы в различных видах мелкой техники. Так, АА с большим объемом емкости в 1500-3000 мА/ч можно поместить в музыкальный плеер, радиоуправляемые игрушки, фотоаппарат и многие другие приспособления, где будет произведена зарядка за относительно непродолжительное время.

Весьма хороши и АА-батареи с уменьшенным объемом вместимости — такие АА, где емкость составляет всего 300-1000 мА/ч. АА данного типа применимы в качестве обеспечения питанием неавтоматических фонариков, управляемых пультом ДУ игрушек, раций и электронных приспособлений со сбалансированным энергопотреблением.

Зарядка, хранение и зависимость от температуры

После того как автомобильный аккумулятор запустил стартер и двигатель, происходит его зарядка от генератора. В снятом положении батарея заряжается зарядным устройством. Хранить аккумулятор с жидким электролитом можно только в строго горизонтальном положении и при определенной температуре 5°С -15°С. Это обусловлено тем, что электролит может вытечь, а осыпавшиеся пластины замкнуть на дне банки.

Разная температура также влияет на работу АКБ. При высокой температуре показатели мощности и токоотдачи высокие, но батарея быстрее разряжается и повышается расход воды. Электролит по своему составу не замерзает при минусовой температуре, но на сильном морозе он все же может это сделать. В мороз химические процессы замедляются, пусковой ток снижается, падает емкость батареи. Вот почему у водителей часто возникают проблемы с запуском двигателя зимой.

Литий-ионная альтернатива

Пожалуй, из всех существующих видов аккумуляторов для автомобилей и не только самым лучшим можно назвать Li-ion. Он стоит значительно дороже своих Ni-MH и Ni-Cd аналогов. Это можно объяснить тем, что аккумуляторы с ионами лития не имеют тех недостатков, которыми обладают рассмотренные ранее модели. Хотя приспособления такого вида, равно как и все существующие устройства, все же не лишены своих слабых сторон, причем действительно существенных.

Среди главных уязвимостей можно выделить:

• чрезмерную чувствительность к низким температурам, из-за чего уменьшается ток, отправляемый li-ion батареей,
• уменьшение вместимости с каждым годом,
• литий-ионные приспособления не выдерживают тотальной разрядки и зарядки до конца — в противном случае это оканчивается разрушением и даже взрывом прибора. Подробнее о том, как правильно заряжать Li-ion аккумуляторы →

Модели такого типа широко применимы в качестве зарядного устройства для мобильных устройств. В случае, если технологический прогресс дойдет до достаточного уровня, чтобы Li-Ion приспособления лишились своих уязвимостей, они сумеют встать на замену кислотным батареям.

Стоит также заметить, что в старых моделях литий-ионных аккумуляторов применялись разнообразные оксиды лития, в которых также содержался марганец либо кобальт. Однако в более новые модели эти элементы добавлять перестали, заменив их сплавами литий-ферро-фосфатов в связи с их дешевизной, уменьшенной токсичностью и более простой возможносттю переработки.

Сводная таблица по основным типам характеристик

Тип аккумулятора	SLA (герметичный свинцово-кислотный)	NiCD (никель-кадмиевый)	NiMH (никель-металл-гидридный)	Li-Ion (литий-ионный)	Li-Pol (литий-полимерный)
Напряжение на элемент, Вольт	2.1	1.2	1.2	3.6	3.6
Удельная энергоёмкость, Вт*ч/кг	30-40	40-60	30-80	100-250	130-200
Удельная энергоплотность, Вт*ч/литр	60-75	50-150	140-300	250-360	~300
Максимальное число циклов заряд/разряд	500-800	2000	500-1000	1000-1200	500-1000
Саморазряд за месяц	3%-20%	10%	30%	8-15%	~5%
Минимальное время зарядки, часов	8-16	1	2-4	2-4	2-4
Диапазон рабочих температур, градусов Цельсия	-20…60	-40…60	-20…60	-20…60	0…60
Пиковый ток нагрузки (в долях от ёмкости)	5С	20C	5C	&gt 2.0C	&gt 2.0C
Оптимальный ток нагрузки (в долях от ёмкости)	0.2С	1C	0.5C	&lt 1.0C	&lt 1.0C
Эффект памяти	Отсутствует	Присутствует	Присутствует	Отсутствует	Отсутствует
Устойчивость к перезаряду	Высокая	Средняя	Низкая	Очень низкая	Очень низкая

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотная батарея стала первым изобретенным аккумулятором, увидевшим свет и нашедшим широкое применение в автомобилях и ряде других технических приборов.

Свое название приспособление получило за счет опущенных в воду и серную кислоту пластин из свинца, выполняющих роль электродов, хотя с течением времени водород в устройстве начинает теряться.

Популярность такие приспособления получили неслучайно, а благодаря очевидным достоинствам:

• отсутствие эффекта памяти,
• наличие необслуживаемых экземпляров,
• невысокая цена,
• несложная конструкция,
• надежная технология,
• пониженный авторазряд,
• потенциал увеличенной токоотдачи.

Хотя, несмотря на немалое количество достоинств, даже у этих моделей есть и свои слабые стороны:

• невозможность хранения разряженными,
• чрезмерная чувствительность к температурным изменениям, влияющая на продолжительность функциональности и жизни,
• ограниченность транспортов и дозволяемых целых циклов разряда,
• и, разумеется, самый очевидный изъян — пагубное влияние свинца на экологическую среду.

Устройство аккумулятора

На самом деле, стандартный аккумулятор – это шесть маленьких аккумуляторов, заключенных в один корпус. Шесть отсеков объединены в едином корпусе. Часто их называют банками. Каждая банка дает напряжение в 2,1В – 2,2В. Шесть банок соединены последовательно толстыми свинцовыми перемычками, что в итоге дает напряжение в 12,6В – 13,2В.

Устройство автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор состоит из следующих основных элементов:

• пластиковый корпус;
• крышка;
• отрицательные пластины (электроды);
• положительные пластины;
• перемычки, соединяющие отсеки;
• жидкий электролит;
• сепараторы;
• положительный и отрицательный вывод (клеммы);
• заливные пробки.

Корпус и крышка

Корпус и крышка выполнены из пластика, который нейтрален к кислоте. В каждой банке находятся свинцовые пластины – электроды.

Пластины

Отрицательная пластина из губчатого свинца (Pb) называется катод, положительная пластина пористая с диоксидом свинца (PbO2) – анод. Чтобы батарея разряжалась не так быстро, используется не чистый свинец, а с применением разных присадок. Ранее добавляли 5% сурьмы, но процесс сульфатации все равно проходил быстро. В современных жидкостных аккумуляторах добавлен кальций. Он значительно снижает процесс сульфатации и повышает емкость АКБ до 70%. Если говорить про гелевые или AGM аккумуляторы, то в них применяется только чистый свинец. Это позволяет повысить мощность и отдаваемый пусковой ток до 1000-1300А.

Электролит

В каждой банке залит электролит. Это смесь серной кислоты и дистиллированной воды, в соотношении 35:65. Плотность электролита находится в пределах 1,23-1,31 г/см3. Чем она выше, тем батарея более устойчива к морозам.

Сепаратор

В простых жидкостных аккумуляторах между пластинами находится сепаратор. От слова “separate” – разделять. Обычно сепараторы изготавливаются из нейтрального пластика. Эти пластины разделяют положительные и отрицательные электроды от замыкания. Материалом для сепараторов служит ревертекс или эбонит. Также эти элементы иногда называют диэлектрической прослойкой.

В более современных необслуживаемых аккумуляторах в качестве сепараторов применяется микроволокно. Этот высокотехнологичный материал удерживает электролит внутри и не дает ему вытекать и испаряться. Пластины завернуты в микроволокно как в конверте и плотно прижаты друг к другу.

Клеммы и пробки

Клеммы аккумулятора также изготавливаются из свинца. К ним присоединяются контакты. На обслуживаемых аккумуляторах на корпусе располагаются заливные пробки. Их количество равно количеству банок. Они служат для заливки дистиллированной воды в случае необходимости.

Как правильно заряжать аккумулятор

Проверив АКБ таким образом можно приступать к зарядке. А чтобы сделать это правильно рекомендуется придерживаться таких рекомендаций:

Правильная зарядка АКБ

Аккумулятор должен быть чистым , поэтому если есть грязь — очищаем.
Осматриваем на наличие механических повреждений.
Открываем пробки аккумуляторной батареи, чтобы оценить уровень электролита в каждой из них

Если его уровень, ниже положенного, следует долить дистиллированной водой.
При проверке перед зарядкой обращайте внимание на цвет электролита. Он должен быть полностью прозрачным

Когда в электролита имеется оттенок или осадок, то его следует полностью заменить, такой электролит не пригоден к зарядке.

При подключении зарядного устройства стоит сначала подсоединить клеммы зарядки к аккумулятору, и затем включать зарядное устройство в сеть.

Существует 3 метода зарядки:

1. Зарядка постоянным напряжением . Такой метод является наиболее безопасным и щадящим к батарее.

Чтобы обеспечить 100% зарядку батареи, зарядное устройство должно выдавать 16,0 — 16,5В на выходе.

Применение постоянного тока . Использование этого способа требует постоянного контроля. Поскольку очень важно контролировать силу тока, чтобы она была 1/10 от емкости аккумулятора. Время которое он должен заряжаться рассчитывают по формуле: емкость/на значение тока заряда * на 1.2 = времени зарядки.

Следует быть предельно осторожным, поскольку заключительный этап сопровождается «кипением» электролита в банках АКБ и обильным выделением из него газа.

Комбинированным методом . Наиболее популярный. Он подразумевает, что аккум сразу заряжается постоянным током, а в конце постоянным напряжением. Так как весь процесс происходит автоматически, такой метод не требует контроля. Устройство самостоятельно отключается после полного заряда.

При зарядке аккумулятора автомобиля рекомендуется отдавать предпочтение полной и тщательной зарядке аккумулятора, это сохранит функционал и продлит строк службы.

Ключевые компоненты

Внутри пластмассового корпуса аккумулятора находятся 6 небольших энерговырабатывающих, по 2 вольта электричества, блоков, состоящих их свинцовых пластин, которые покрыты кислотным веществом активного действия. И в каждом элементе по два набора электродов состоящие из 8-ми перекрывающихся пластин. Все вместе 16 пластинок формируют компактную сетку. Каждая пластина имеет определенную полярность: положительная покрыта двуокисью свинца, отрицательная – мелкопористыми молекулами свинца. Эти пластины залиты специальным электролитом — 65% воды и 35% серной кислоты.

Основные параметры автомобильных аккумуляторов

Принцип работы аккумуляторной батареи (АКБ)

Автомобильная батарея использует движение заряженных частиц, чтобы выработать электричество. В АКБ происходит два разных процесса, благодаря чему можно использовать источник питания на протяжении долгого времени:

• Разряд батареи. В этот момент активное вещество окисляет пластину (анод), что приводит к выделению электронов. Эти частицы направляются ко второй пластине – катоду. В результате химической реакции выделяется электричество;
• Заряд батареи. На этом этапе происходит обратный процесс – электроны превращаются в протоны и вещество переносит их обратно – от катода к аноду. В результате пластины восстанавливаются, благодаря чему возможен процесс последующей разрядки.

Что такое свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцовый аккумулятор – такой тип химического источника тока, который основан на реакции свинца и серной кислоты. Его изобретателем считается Гастон Планте, а первое появление датируется 1859-1860 годами. В 1878 году устройство аккумулятора было усовершенствовано изобретателем Камиллом Фором, который предложил наносить на пластины свинцовый сурик – красно-оранжевый порошок, представляющий собой ортоплюмбат свинца. В том же веке Николай Николаевич Бенардос – русский инженер и изобретатель – покрыл пластины батареи губчатым свинцом, добившись увеличения мощности.

Чтобы узнать, какой процесс происходит в аккумуляторе во время его работы, необходимо подробно рассмотреть его устройство. Конструкция современного кислотного аккумулятора включает в себя:

• корпус из кислотоупорного материала;
• электролит, представляющий собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде;
• анодные – положительные – решетчатые свинцовые пластины, в ячейках которых запрессован порошок диоксида свинца;
• катодные – отрицательные – решетчатые свинцовые пластины, в ячейках которых – губчатый свинец;
• сепараторы, выполненные из пористого, не контактирующего с кислотой материала и предназначенные для разделения положительно и отрицательно заряженных пластин и предупреждения короткого замыкания между ними
• крышку (обычно встречается в переносных батареях), для достижения герметичности упаковки залитая мастикой;
• бареток, соединяющих одноимённые пластины и служащих в качестве токоотвода;
• крепёжные и соединительные элементы.

Принцип действия свинцового аккумулятора заключается в следующем. Положительные и отрицательные электроды опущены в электролит, и при подключении источника тока к внешней цепи оксид свинца вступает в химическую реакцию с серной кислотой. По мере разрядки батареи на аноде окисляется свинец, а на катоде происходит процесс восстановления диоксида свинца. Также при уменьшении заряда в АКБ плотность электролита снижается из-за расхода серной кислоты и выделения воды. Но стоит учитывать, что в процессе зарядки устройства запускаются обратные процессы.

Кислотные аккумуляторные батареи
Классификация	Вид
По конструкции анодов	· Поверхностные · Панцирные, трубчатые · Стержневые намазные · Решётчатые
По агрегатному состоянию электролита	· Жидкостный · Гелевый · Абсорбированный
По возможности обслуживания	· Обслуживаемый · Необслуживаемый · Малообслуживаемый
По назначению	· Стартерные · Тяговые · Промышленные

Параметры батареи, тип, страну-производителя и прочую необходимую информацию пользователь может узнать через маркировку, не прибегая к техническому паспорту устройства.

В источниках тока, сделанных в России, обозначение происходит согласно ГОСТ, и шифр обязательно включает в себя (по порядку):

• количество банок в корпусе;
• обозначение типа, например, «СТ» – стартерная;
• ёмкость, измеряемая в А∙ч;
• материал и особенности конструкции.

Типы АКБ для автомобилей, какие они бывают?

Батарея состоит из кислотоупорного корпуса, пластин-электродов, находящихся в химическом растворе – электролите, клемм на верхней части АКБ. Основной материал, из которого делают электроды аккумулятора для автомобиля, – свинец, точнее его сплавы. От добавленного элемента зависит тип батарей:

1. Сурьмянистые (наиболее распространённые). Это классические изделия, где в состав электродов входит 5 % сурьмы. Её добавляют ради увеличения прочности и ускорения химических процессов. При зарядке начинает испаряться вода, что приводит к оголению верхней части электродов. Это явление начинается, когда U = 12 В. Поэтому в дальнейшем приходится доливать дистиллят. В этом и заключается обслуживание аккумулятора данного типа.
2. Малосурьмянистые автоаккумуляторы. Малое количество этого химического элемента в электродах (до 5 %) позволяет минимизировать выкипание воды. Плюс уменьшается саморазряд при хранении. В итоге АКБ считается малообслуживаемой.
3. Кальциевые аккумуляторы на авто. Изделия, в электроды которых входит этот элемент, имеют на этикетке маркировку Ca/Ca. То есть это свидетельствует о том, что плюсовые и минусовые электроды имеют кальций. Его использование ещё больше уменьшило испарение раствора и саморазряд, что вывело батареи этого типа в более качественный сегмент изделий по сравнению с двумя предыдущими разновидностями. Иногда в состав кальциевых электродов добавляют Ag. Это уменьшает внутреннее сопротивление батареи, что положительно отражается на её производительности (отдаче энергии).
4. Гибридные аккумуляторы для авто. Имеют маркировку Ca+. Здесь технология изготовления пластин смешанная: например, плюсовый электрод может быть малосурьмянистым, а минусовый – кальциевым. Основное достоинство таких АКБ – невысокая чувствительность к перезарядке и меньшая стоимость, если сравнивать с предыдущим типом батареи.
5. Гелевые, или AGM аккумуляторы для автомобилей. Их характерный признак – присутствие внутри корпуса не жидкого, а гелеобразного электролита. Это даёт сразу несколько преимуществ. Во-первых, изделия можно наклонять, не боясь, что жидкий раствор прольётся. В итоге батареи оказываются очень устойчивыми к вибрации, что весьма актуально при их эксплуатации в авто. Во-вторых, у AGM очень медленный саморазряд, что гарантирует сохранение работоспособности в течение длительного срока. В-третьих, объём подаваемой энергии не уменьшается вплоть до полного разряда. И, в-четвёртых, такие автомобильные АКБ не боятся перезаряда. Однако имеются и отрицательные моменты. Гелевые батареи нужно заряжать только малым током: для этого продаются специальные ЗУ. Ещё один минус – плохая переносимость чрезвычайно низкой температуры. Если же она находится в пределах, обозначенных в инструкции, изделие может прослужить и 10 лет.
6. Щелочные аккумуляторы автомобиля. Есть два варианта таких АКБ: никель-железные и никель-кадмиевые (этими составами покрывают снаружи электроды). В качестве наливаемого химического раствора используют едкий калий.
7. Литий-ионные. Как утверждают многие специалисты, это аккумуляторы, за которыми будущее. Особенность таких АКБ – присутствие ионов лития в электролите. Что касается материала изготовления электродов, здесь пока ещё нет однозначного ответа. Последнее время в их состав входит оксид лития с кобальтом (плюсовые пластины) и графит. Впрочем, ведутся эксперименты по использованию ферро-фосфатных электродов: они будут безопаснее в экологическом смысле и дешевле.

Типы автомобильных аккумуляторов

С тем, что такое современные щелочные аккумуляторные батареи, мы разобрались, теперь узнаем, какие бывают разновидности.

В настоящее время автомобильный рынок предлагает потребителям несколько типов АКБ для транспортных средств:

1. Обслуживаемые. Такие типы аккумуляторов глубокого разряда сегодня встречаются довольно редко, их очень сложно найти. Их невостребованность обусловлена определенными недостатками, в первую очередь — это то, что положительный заряд устройства постепенно переходит в отрицательный. Это способствует более глубокому и быстрому разряду. Помимо этого, при регулярной езде по суровым российским дорогам устройство очень трясет, в результате чего из него может понемногу выходить электролит. А такое действие также ведет к полному и глубокому разряду устройства. Тем не менее, несмотря на свои недостатки, современные обслуживаемые АКБ имеют и определенные преимущества. К примеру, их можно не только быстро разрядить, но и без проблем зарядить в домашних условиях.
2. Необслуживаемые виды аккумуляторов для машин не обладают вышеуказанными недостатками. К таким устройствам относятся гелевые АКБ. Гелевые АКБ не нуждаются в доливке, поскольку в целом такая конструкция достаточно плотная, в ней исключается возможность просачивания. Поэтому необслуживаемые устройства можно устанавливать в любом положении, которое будет удобно автомобилисту, это ни коим образом не повлияет на его функциональность. Следует отметить, что существуют также АКБ типа AGM — в этих устройствах сгущение кислоты достигается благодаря применению стекловолокна. Необходимо учитывать, что данный тип батарей достаточно чувствительно относится к негативному влиянию сломавшегося оборудования, поэтому всегда нужно следить за его состоянием (автор видео — avtozvuk).

Помимо этого, следует выделить и другие виды батарей:

1. Малосурьмянистые. В состав этих конструкций входят свинцовые пластины. Как показывает практика, такие батареи достаточно быстро разряжаются в результате того, что в них выкипает жидкость, которая находится в электролите.
2. Гибридные АКБ. Гибридные аккумуляторы состоят из положительных пластин малосурьмянистых батарей, а также отрицательных свинцово-кальциевых пластин. Гибридные варианты сегодня являются одними из самых распространенных в автомобиле строении. Как показывает практика, гибридные батареи разряжаются значительно медленнее, то есть достичь глубокого разряда будет очень сложно.
3. Кальциевые. Также довольно популярными являются кальциевые батареи. Кальциевые аккумуляторы состоят как из отрицательных, так и положительных пластин. На практике глубокий разряд кальциевых пластин на 70% меньше, по сравнению с малосурьмянистыми. Но следует отметить, что после глубокого разряда зарядить кальциевую батарею будет достаточно сложно.

Предпосылки

Старый UPS на 1400 вольт*ампер у меня валялся уже очень давно. Необходимость использования его в квартире уже пропала, АКБ в нем безвозвратно умерли. Вспомнил о нем я в феврале 2020 года, когда в честь пандемии переехал в деревню и стал работать удаленно. Если в квартире в Москве на моей памяти самое длительное отключение электроэнергии было минут на пять, то в деревне с завидной регулярностью можно остаться без электричества часа на четыре. Как раз перед этим АКБ на личном автомобиле пришёл срок замены — не смог завестись на морозе. 8 лет для АКБ — хороший срок. Поэтому просто купил пару новых (у меня под капотом два АКБ) и поменял.

В результате у меня был UPS, пара полудохлых автомобильных АКБ по 69 ампер*часов, убить которые было совершенно не жалко, и желание их подружить.

Российский стандарт маркировки аккумулятора автомобиля

Российский стандарт имеет обозначение ГОСТ 0959 — 2002 «Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия». В соответствии с ним маркировка автомобильных аккумуляторов делится на четыре части, которые условно можно разделить на четыре же цифры. В частности:

• Количество «банок» в АКБ. Большинство аккумуляторов для легковых машин имеет на этом месте цифру 6, поскольку именно столько банок по 2 Вольта имеется у стандартной батареи (6 штук по 2 В дают общих 12 В).
• Обозначение типа АКБ. Самое распространенное обозначение будет «СТ», что означает «стартерный».
• Емкость АКБ. Она соответствует числу, стоящему на третьей позиции. Это может быть значение от 55 до 80 Ампер·часов (далее — А·ч) в зависимости от мощности двигателя машины (55 А·ч соответствует движку объемом около 1 л, а 80 А·ч — для 3-х литрового и даже больше).
• Исполнение аккумулятора и тип материала его корпуса. На последнем месте, как правило стоит одна или несколько букв, которые расшифровываются следующим образом.

Исполнение автомобильного аккумулятора

Пример такой маркировки с расшифровкой приведен на изображении ниже

Ниже приведен пример маркировки российской АКБ на этикетке

1 — Осторожно кислота. 2 — Взрывоопасно

3 — Беречь от детей. 4 — Огнеопасно. 5 — Беречь глаза.6 — Читать инструкцию. 7 — Знак переработки. Подлежит повторной переработке. 8 — Орган сертификации. 9 — Обозначение особенности утилизации. Не выбрасывать в отходы. 10 — Знак EAC подтверждает соответствие продукции нормам стран Таможенного союза. 11 — Материал что используется в элементах при производстве аккумуляторной батареи
Важно при последующей утилизации АКБ. Также могут быть другие дополнительные значки которые свидетельствуют о примененной технологии
12 — 6 элементов в батарее. 13 — Аккумулятор является стартерным (для пуска двигателя автомобиля). 14 — Номинальная емкость батареи. В данном случае она составляет 64 Ампер-часов. 15 — Расположение плюсовой клеммы на АКБ. Полярность. В данном случае «left». 16 — Номинальная емкость А·ч. 17 — Ток разряда при -18°C по европейскому стандарту, он же «ток холодного пуска». 18 — Масса АКБ. 19 — Технические условия производства, соответствие стандартам. 20 — Государственный стандарт и сертификация. 21 — Адрес предприятия изготовителя. 22 — Штрих-код.

Пусковой ток не указывается явно на шильдике. Однако информация о нем обязательно есть в наклейках возле упомянутой таблички. Например, надпись «270 А» или похожее значение.

Таблица соответствий типа аккумулятора, его силы разрядного тока, минимальной продолжительности разряда, габаритных размеров приведена ниже

На российских АКБ «плюс» располагают на левой клемме, а «минус» на правой (если смотреть на аккумулятор спереди, со стороны наклейки).

Параметры АКБ

Обычная автомобильная батарея выдает напряжение в 12В. Этого хватает для питания бортовой сети. Для большегрузных автомобилей используются батареи с напряжением в 24В. По сути, это две обычные батареи, которые последовательно соединены. Емкость АКБ измеряется в Ампер-часах (А*ч). Для легкового транспорта емкость батареи находится в пределах 40-130 А*ч. Емкость показывает, какое время аккумулятор сможет давать энергию при нагрузке. Но эти величины измеряются при определенной нагрузке и при определенной температуре – 20°C. При других условиях параметры могут меняться.

Также важным показателем является ток холодной прокрутки или пусковой ток. Разные модели способны выдавать от 250А до 1300А. Ток холодной прокрутки – это то напряжение, которое способен отдать АКБ в течение 30 секунд при температуре 18°C. В иных условиях данный параметр может поменяться, например, зимой.

AGM и GEL-батареи

Гелевые батареи, как их часто называют, выступили как альтернативный вариант, безопасный в использовании. Проблему безопасности решили посредством перемещения электролита в связанное состояние, чтобы обеспечить уменьшение текучести.

Другими достоинствами GEL-батарей стали:

• пониженное осыпание активной массы пластин;
• пониженный саморазряд;
• переносимость к вибрации.

Их также можно наклонять практически под любым удобным углом, они могут храниться в течение достаточно продолжительного времени за счет медленного саморазряда, а переразряд не «смертелен» и не несет никакого ущерба технике в процессе.

А вот перезарядка устройства этого типа, наоборот, может крайне отрицательно повлиять на него. Поэтому AGM и GEL-батареи все же требуют очень аккуратного и бережного обращения.

К примеру:

несмотря на то, что их можно класть чуть ли не как угодно, их нельзя держать перевернутыми;
работа при пониженных температурах может резко снизить функциональность приборов;
особых мер предосторожности требует особая чувствительность приспособлений к зарядке.

При надежном хранении устройства оно сможет прослужить до десяти лет.

Типы АКБ

В зависимости от состава электролита, материалов электродов и особенностей конструкции можно выделить три распространённых типа аккумуляторов.

Свинцово-кислотные

Эти АКБ имеют самую долгую историю популярности в качестве автономных источников питания. Большинство таких батарей изготовлены из свинцовых пластин или сеток, где одна из решёток (положительный электрод) покрыта диоксидом свинца в кристаллической форме. Электролит, состоящий из серной кислоты, участвует в реакциях свинца и диоксида свинца с образованием сульфата свинца. Перемещение ионов последнего образует ток разряда. Заряд происходит при помощи восстановления током заряда диоксида свинца на катоде.

Этот тип батарей был востребован на протяжении более чем сотни лет благодаря следующим особенностям:

• широкому диапазону возможностей как при производстве сильных, так и слабых токов;
• надёжностью в течение сотен циклов в присутствии контроля заряда;
• относительно низкой стоимости (свинец дешевле в пересчёте на ёмкость чем никель, кадмий, литий или серебро);
• большой срок годности при хранении для перезаряжаемого устройства;
• высокое напряжение единичной ячейки;
• простотой изготовления (литьё, сварка, прокатка).

Щелочные батареи

В этом типе батарей электрическая энергия генерируется в результате химических реакций в щелочном растворе с использованием различных электродных материалов.

Наиболее известные из них:

• Никель-кадмиевые. Способны выдавать исключительно высокие токи, перезаряжаться сотни раз, терпимы к ошибкам в обслуживании. Но, в сравнении со свинцово-кислотными, тяжелы и имеют ограниченную плотность энергии. Их долговечность напрямую зависит от полной разрядки в каждом цикле. Если её не делать, элементы проявляют так называемый эффект памяти, который выражается в снижении их ёмкости. Используются широко для запуска авиадвигателей, систем аварийного жизнеобеспечения и в сочетании с источниками солнечной энергии.
• Никель-цинковые. Самые привлекательные, с точки зрения их развития. Если их жизненный цикл будет значительно продлён, системы такого рода могут стать жизнеспособной заменой для никель-кадмиевых и свинцово-кислых батарей.
• Никель-железные. Могут обеспечить тысячи циклов, но не перезаряжаются эффективно. При пополнении ёмкости заметно выделяют тепло и потребляют много электроэнергии.
• Никель-водородные. Были изобретены прежде всего для космической программы США. Водород в таких системах служит активным анодным материалом. Заменяют собой никель-кадмиевые во многих областях, благодаря высокой мощности на единицу объёма и терпимости к качеству обслуживания. Используются в электрических транспортных средствах.
• Цинково-марганцевые. Применяются в системах, не нуждающихся в большом количестве электричества. Высокая плотность энергии и низкая стоимость этих батарей способствует дальнейшей инженерной работе над их усовершенствованием.
• Серебряно-цинковые. Одни из самых дорогих. Используются там, где высокая плотность мощности, малый вес и малый объём имеют решающее значение: в специальных транспортных средствах и портативных радиолокационных узлах.

Литиевые перезаряжаемые устройства

К ним относятся аккумуляторы с литиевым анодом или использованием в электрохимической реакции ионов лития. 

Благодаря высокой плотности накапливаемой энергии и ничтожному саморазряду, этот тип АКБ популярен как источник питания потребительской электроники. Главный недостаток литиевых батарей — риск неожиданного возгорания от перегрева. 

Литий полимерные батареи — более совершенные в своём классе. В них вместо жидкого электролита используют твёрдый полимерный. Эти батареи легче обычных литий ионных, но из-за высокой цены не смогли полностью их заменить.