Десульфатация аккумулятора: для чего и как она проводится

Сульфатация

Сульфатация – это процесс отложения на пластинах аккумулятора автомобиля солей свинца и кальция. Эта реакция происходит на протяжении всего использования блока питания, но при правильной эксплуатации это не вызывает негативных последствий. Только при определённых условиях процесс становится вредоносным.

В момент заливки в аккумулятор электролита сразу же начинается выработка очень мелких кристалликов сульфата свинца, которые оседают на пластинах и образуют тонкую пленку. Если блок питания работает исправно, то при дальнейшей подзарядке аккумулятора эта плёнка снова преобразуется в электролит.

При нарушениях в эксплуатации аккумулятора кристаллы на пластинах становятся всё больше и постепенно покрывают всю рабочую поверхность пластин, практически забивая их. В этой ситуации обратного процесса по переходу кристаллов в электролит не происходит. Такой процесс очень в скором времени явно скажется на работе автомобиля.

Признаки нарушений в этом процессе

Первыми признаками, на которые обращают внимание водители, являются:

постепенное снижение ёмкости батареи;
быстрая зарядки и разрядка агрегата;
могут довольно быстро закипать банки аккумулятора;
показатели электролита очень занижены;
даже при полностью заряженной батарее завести автомобиль практически невозможно, и простая лампочка фары сажает батарею в «ноль» всего за несколько минут;
у водителя появляется ощущение недостаточности тока то, есть отмечается снижение яркости фар, плохое кондиционирование и т. д.

Иногда водитель может наблюдать только несколько признаков некорректной работы блока питания, а иногда они проявляются все сразу.

Как проверить аккумулятор

Процесс сульфатации пластин аккумулятора можно увидеть, просто осмотрев их

Здесь важно понимать, что осмотр нужно проводить только при полностью заряженной батарее. Это обусловлено тем, что незаряженные пластины всегда имеют признаки сульфатации

в батарее, которая находится в хорошем состоянии, пластины чистые и серебристого цвета. Они легко отличимы от разделителей чёрного цвета;
в случае уже начавшегося процесса «отрицательные» пластины приобретают бело-серый оттенок, а вот «положительные» пластины в это же время станут коричневатыми с чёткими белыми пятнами. Если уже на этом этапе не предпринимать никаких действий по «лечению» аккумулятора, то процесс пойдёт дальше и минусовые пластины начнут явно выпучиваться, а плюсовые — покоробятся. Это происходит из-за неравномерного механического напряжения. В результате таких изменений и происходит очень большая потеря ёмкости аккумулятора.

Вспомогательные методы выполнения десульфатации

Перед тем как переходить к рассмотрению выполнения чистки пластин с помощью специальных зарядных устройств можно попытаться выполнить десульфатацию «народными» методами. Правда, они не всем подходят, поэтому решение об их использовании пусть принимает для себя каждый автовладелец самостоятельно.

Физическая чистка

Провести десульфатацию можно даже с помощью обычной физической чистки свинцовых пластин аккумуляторной батареи. На просторах интернета порой можно встретить отчеты «народных умельцев», которые разрезают верхнюю часть корпуса аккумулятора, после чего извлекают оттуда пакеты с пластинами, после чего последние разбираются и физически очищаются от налета сульфата свинца. После такой чистки все собирается в корпус заново.

На самом деле процесс этот очень трудоемкий и рискованный, поскольку всегда существует риск критически повредить не только корпус аккумулятора, но и свинцовые пластины. Кроме этого, электролит/кислота вредны для кожного покрова человека и его дыхательных путей, поэтому эта процедура еще и небезопасна.

Использование специального средства

В частности, речь идет об известном средстве «Трилон Б». Это динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. Реализуется в виде белого порошка, при комнатной температуре его нужно растворять из расчета 100 граммов средства на литр воды. Его основное назначение — растворить нерастворимые соли металлов, сделав их тем самым жидкими. Нельзя хранить растворенный «Трилон Б» в металлических емкостях, поскольку он вступает с ними в химическую реакцию, результатом которой является их разъедание! Зачастую этот состав применяют в качестве промывочной жидкости для системы охлаждения автомобиля.

На самом деле отзывы, оставленные в интернете различными автовладельцами, которые пользовались средством «Трилон Б», весьма противоречивы. Одним он однозначно помог выполнить десульфатацию своими руками, а другим попросту «добил» аккумулятор. Поэтому решение об использовании данного средства всецело лежит на автовладельце. При этом необходимо понимать, что такое очищающее средство поможет относительно нестарому аккумулятору, у которого и степень сульфатации также невысока. Если же АКБ старый и степень сульфатации значительна — лучше не рисковать, и воспользоваться для восстановления батареи специальными зарядными устройствами.

Если же вы все же решитесь на использование очищающего средства «Трилон Б», то алгоритм его использования будет следующим:

Заранее приготовить раствор «Трилона Б» в указанной выше пропорции.
Удалить весь старый электролит со всех банок аккумулятора.
Пока не высохла внутренняя поверхность банок залить во все банки упомянутый раствор. Закрыть банки крышками.
Оставить АКБ на 45…60 минут. При этом происходит растворение кристаллов сульфата свинца. Нередки случаи, когда процесс сопровождался кипением с выделением пара.
По окончании указанного периода раствор средства необходимо слить из банок аккумулятора и промыть их внутренние поверхности водой. По возможности — несколько раз для закрепления результата.
Залить в банки аккумулятора электролит с плотностью 1,27 г/см³.

После выполнения этих процедур (если повезет) работоспособность и емкость АКБ восстанавливаются. Однако, если аккумуляторная батарея была сильно изношена, то велика вероятность, что под воздействием данного средства разрушаться и сами свинцовые пластины аккумулятора. А если еще на дне банок были опавшие частички свинца, то при выполнении процедуры промывания они могут замкнуть между собой пластины батареи.

Десульфатация с помощью соды

Вместо описанного выше «Трилона Б» можно использовать раствор пищевой соды. Алгоритм аналогичен описанному выше. Так, необходимо слить электролит из банок аккумулятора. Далее нужно сделать раствор из расчета три чайные ложки соды на 100 миллилитров воды

Обратите внимание, что желательно использовать «мягкую» воду, то есть, с небольшим содержанием солей металлов в ней. Раствор нужно довести до кипения и в горячем состоянии залить в емкости аккумулятора. Оставить его в таком состоянии на 30…40 минут

Оставить его в таком состоянии на 30…40 минут.

После этого слить раствор из аккумулятора, и несколько раз промыть его емкости водой. Далее нужно залить новый электролит и зарядить его при помощи внешнего зарядного устройства до уровня полной зарядки.

Как устранить сульфатацию пластин

Под десульфатацией понимают воздействие на электроды и пластины различными способами, которые способствуют устранению образовавшегося налета солей кальция или свинца. Различаются такие виды очистки: механическую, химическую или с использованием неорганических присадок, электрохимическую с применением зарядного устройства.

Самым простым и быстрым способом десульфатации считается механическая очистка пластин от образовавшихся кристаллов соли. Батареи старого образца или обслуживаемые позволяют снимать крышку и получать доступ к пластинам и электродам.

Эти комплектующие извлекаются с батареи вручную и таким же образом очищаются – налет просто соскабливается с поверхности и щелей до полного устранения по мере возможности. Современные агрегаты чаще выпускаются необслуживаемого образца. Это не дает возможности попасть к банкам с электродами, чтобы их достать и почистить.

Для проведения очистки пластин севшей АКБ этим методом необходимо выполнить ряд операций:

Снять или срезать у обслуживаемых аккумуляторов верхнюю часть корпуса

Каждую из пластин зачистить вручную, осторожно, чтобы не повредить структуру электродов;

Установить очищенные пластины на их место в емкостях с соблюдением нужного зазора между каждой;

Сделать герметичным корпус, запаять снятую крышку;

Заполнить банки электролитом нужной плотности;

Провести проверку работоспособности АКБ, «подогнать» плотность жидкости к одному уровню во всех банках, не допуская разнос более, чем 0,01 кг/куб. см и концентрацию электролита не ниже 1,25, но не выше 1,31 кг/куб

см.

Для EFB батарей этот способ не применим, поскольку каждая группа электродов отдельно запаяна в сепаратор, предназначенный для предотвращения осыпания пластин.

В этой конструкции различается плотность электролита в банке и самом пакете (сепараторе), что испортит устройство после нарушения целостности. Этот фактор не дает провести механическую десульфатацию.

Химические присадки

Суть процесса заключается во введении в полость банок с электролитом специальных присадок с химическим составом, воздействующим на сульфаты кальция или свинца. В ходе зарядки растворы с присадками замедляют образование на электродах солевого налета, что возвращает до практически номинального заряда АКБ.

Чаще всего выбирают «Трилон-Б», однако не на всех батареях этот раствор одинаково эффективно срабатывает. Зависит реакция от особенностей конструкции аккумулятора, модели и технических параметров. Вероятность того, что химический способ десульфатации сработает — 50 на 50.

Состав «Трилона-Б» включает 5% аммиака, 2% кислоты органической производной от соли натрия, дистиллят. Эти компоненты к свинцу инертны, зато хорошо реагируют с налетом на электродах. В промышленности такой раствор применяется для превращения нерастворимых солей в растворимые.

Порядок проведения химической десульфатации:

В соответствии с приведенными выше пропорциями готовится раствор «Трилон-Б»
Аккумулятор заряжается полностью
2-3 раза производится промывка дистиллятом банок АКБ
Не менее часа раствор должен провести в полости банок, чтобы закончились химические реакции и прекратились выделяться газы
Неактивный раствор по завершению реакций сливается (откачивается без переворачивания устройства)
1-2 раза промывают с помощью дистиллированной воды внутреннюю часть банок
Новый электролит, плотностью 1,25-1,27 кг/куб. см, заливается в каждую банку, проверяется его плотность и подгоняется к одному значению с разносом не более 0,01 кг/куб. см для каждой емкости
АКБ заряжается полностью, корректируется концентрация жидкости

Электрохимический способ

Наиболее продуктивным способом десульфатации считается электрохимический, который осуществляется специальным зарядным устройством.

Суть электрической десульфатации заключается в пропускании через электролит тока с более высокими показателями, чем номинальные значения АКБ. Это приводит к естественному растворению в окружающей пластины жидкости скоплений свинцовых или кальциевых солей и растворение в ней, повышая плотность электролита. Это приводит показатели аккумулятора в норму.

Как уменьшить сульфатацию

Бороться с сульфатными образованиями на пластинах АКБ не только можно, но и нужно. Это позволит существенно продлить срок службы источника энергии и, как итог, сэкономить финансовые средства владельца транспортного средства. Как известно, хороший и качественный аккумулятор – удовольствие не из дешёвых.

Но намного проще и выгоднее предотвратить проявление сульфатационных процессов, чем устранять их негативные последствия, теряя при этом часть ёмкости батареи. Если будете придерживаться основных рекомендаций, налёт на пластинах не станет грозить вашему авто и приобретение нового устройства не потребуется на протяжении нескольких лет точно.

Как устранить причины сульфатации аккумулятора и тем самым уменьшить её саму:

Ни в коем случае не допускать полного разряда аккумуляторной батареи – это самая вероятная причина закупорки пластин.
Если предпочтение отдаётся городскому циклу или обычный маршрут передвижения незначителен, то следует регулярно контролировать уровень заряда и при необходимости доводить его до нормы, используя устройство для зарядки. При низких температурах воздуха это особенно актуально.
При продолжительных перерывах в эксплуатации автомобиля необходимо снять с него АКБ, полностью зарядить и хранить отдельно, лучше при положительных температурах. При этом надо помнить о периодическом контроле его ёмкости и подзарядках.
В летнюю жару стоит по возможности воздержаться от эксплуатации машины, особенно для поездок на короткие расстояния. Кроме того, в этот период пристального внимания требует электролит, а именно его объём.
Необходимо постоянно контролировать плотность электролитного раствора. Ведь от неё во многом зависит срок службы аккумулятора и его надёжная работоспособность в любое время года.

Причины сульфатации пластин аккумулятора автомобиля

Как было сказано выше, основной причиной сульфатации является глубокий разряд аккумулятора, но вовсе не единственной. Рассмотрим подробно все имеющиеся причины:

Глубокий разряд аккумулятора. Если проанализировать описанный выше процесс налипания на пластины аккумулятора «кристаллов», можно сделать вывод, что при глубоком разряде АКБ сульфатация возникает непременно. Исправить ситуацию позволит полный заряд аккумулятора, но даже при нем батарея немного потеряет в емкости

Важно знать, что допустив 1-3 раза полный разряд аккумулятора, можно сразу искать ему замену, поскольку больше необходимую емкость он набрать не сможет;

Использование концентрированного электролита или серной кислоты. Некоторые водители пытаются устранить скопившийся на пластинах налет при помощи концентрированной серной кислоты или электролита. Так делать ни в коем случае нельзя. Таким образом не удастся «растопить» образовавшиеся «кристаллы», а только усугубится процесс их формирования;

Хранение разряженного аккумулятора. Еще одна оплошность, которой грешат неопытные водители. Как известно, химические процессы в аккумуляторе не останавливаются, даже когда он отключен от потребителя. Соответственно, если поставить батарею на хранение разряженной на несколько месяцев, она за это время потеряет некоторую емкость. Как мы выяснили выше, при потере емкости и происходит налипание на пластины сульфата свинца, то есть процесс сульфатации. А поскольку отсутствует заряд аккумулятора, «растапливаться кристаллы» не будут, и велик риск возникновения критической сульфатации, при которой восстановить емкость батареи более не удастся.

Как можно видеть из описанного выше, большая часть причин – это просто катализаторы сульфатации. По сути, она происходит в аккумуляторной батарее все время, но только при критической сульфатации ситуация становится практически необратимой для аккумулятора.

Как правильно выполнять зарядку

Особенность зарядки кальциевых АКБ в том, что для этой операции требуется несколько иное зарядное устройство, например, типа «Орион». Дело в том, что в ходе зарядки приходится часто корректировать напряжение и величину подаваемого тока. Поэтому надо иметь такое зарядное устройство, которое обеспечит напряжение 16,8 вольт. А обычные автоматические зарядники способны выдать не более 15 вольт.

Это интересно: Разновидности батареек для слуховых аппаратов

К тому же зарядники типа «Орион» имеют встроенные программы для разного назначения, в том числе и для десульфатации. Естественно, кроме этой модели их в продаже великое множество. Это ЗУ указано всего лишь в качестве ориентира.

Благодаря конструктивным особенностям кальциевых аккумуляторов, они требуют особой методики зарядки

Важно то, каким напряжением и как именно заряжать автомобильный кальциевый аккумулятор

Алгоритм зарядки кальциевого аккумулятора состоит из двух этапов.

Первый:

Согреть батарею до комнатной температуры;
Выставить ток до 0,1 от нормативной емкости аккумулятора (если емкость 55 ампер в час, то выставляется 5.5 ампера;
Выставляем напряжение 16,1 вольта (некоторые авторы рекомендуют напряжение 14 вольт);
Заряжаем до того момента, пока ток зарядки не упадет ниже 0,5 ампер (это произойдет примерно через несколько часов);

Второй

устанавливаем ток 3 ампера
выставляем границу напряжения 16,1 – 13,1 вольт
следим за электролитом и не даем ему кипеть

На этом этапе заряд идет волнообразно до полного набора емкости:

Чтобы поддерживать заданный интервал, напряжение доводим до 13,1 вольта. По мере того, как заряд АКБ приблизится к 100%, периоды зарядки будут уменьшаться, а паузы станут увеличиваться. Если заряд идет всего несколько секунд, значит, батарея зарядилась.

Что нужно знать о сульфатации

Как известно, аккумулятор автомобиля состоит из электродов – пластин и электролита – жидкости, занимающей всё свободное пространство внутри корпуса. В качестве жидкого компонента обычно используется серная кислота в сочетании с дистиллированной водой.

При заряде АКБ в результате электрохимической реакции на поверхности пластин образуются активные вещества, которые расходуются при эксплуатации источника энергии по назначению. Активные кристаллики, вступив во взаимодействие с кислотой, образуют сульфат свинца, частицы которого тут же занимают их место на электродах. Чем дольше протекает реакция, тем больше образуется сульфатных соединений и тем крупнее размер их отдельных частей.

Например, при запуске двигателя в тёплое время года требуется минимум энергетического запаса батареи и времени. Следовательно, сульфатных отложений на пластине практически не окажется.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда необходимо завести автомобиль в сильный мороз. Часто это удаётся не с первой попытки, порой дело доходит до полной разрядки аккумулятора. Вот тут-то в полной мере и проявляет себя вредоносное явление – реакция продолжительна, кристаллов сульфата много и они велики, занимают большую часть поверхности пластины.

Теперь мы знаем, что это такое сульфатация пластин аккумулятора, а как понять: есть она или нет?

Видео на тему

Информационный сайт о накопителях энергии

Работа АКБ по накоплению и расходу энергии основана на обратимой электрохимической реакции. При этом должен соблюдаться баланс, все компоненты участвовать в энергообмене. Сульфатация представляет образование нерастворимого осадка на поверхности пластин аккумулятора в виде твердого налета. Из процесса выводится свинец, кислотный остаток SO₄, снижается концентрация электролита. Оседая на пластинах, осадок повышает сопротивление, мешает передаче заряда. В результате устройство теряет емкость. Как обнаружить и устранить сульфатацию аккумулятора?

Причины сульфатации

Основная причина сульфатации пластин аккумулятора, которой подвержены все кислотные батареи, – нарушение правил эксплуатации.

Факторов, способных привести к развитию этого явления, множество:

Неправильное обслуживание

Есть АКБ обслуживаемые и необслуживаемые, но существуют общие правила поддержания их на протяжении длительного времени в рабочем состоянии:

Хранить снятый с транспортного средства источник энергии следует в заряженном состоянии, не допуская полной утраты заряда.
Нельзя заливать концентрированную кислоту

Это, наоборот, ускорит процесс сульфатного нароста на пластинах.
При регулярном передвижении на короткие расстояния важно следить за уровнем восстановления ёмкости, при необходимости доводить её величину до нормы, используя зарядное устройство. При малых пробегах авто генератор просто не успевает в полной мере восстановить затраты энергии аккумуляторной батареи.

Низкая температура

Данная проблема весьма актуальна в зимнее время года. Во-первых, при отрицательных температурах воздуха батарея намного быстрее утрачивает заряд. Во-вторых, для запуска двигателя в этих условиях требуется больше её энергетического заряда. Ну, и, в-третьих, заряд намного медленнее накапливается в холодном аккумуляторе.

В итоге имеем постоянно недозаряженную АКБ – отличный вариант для активизации сульфатационных процессов.

Высокая температура

В летнюю жару температура в рабочей зоне аккумуляторной батареи – под капотом поднимается существенно. А как известно из школьного курса химии, это способствует ускорению протекания химических реакций. Не стала исключением и сульфатация – образование кристаллов сульфата происходит намного быстрее. При слабозаряженном источнике энергии активность пагубного явления может привести к полной закупорке пластин – отложения скроют их целиком.

Глубокий разряд

Суть глубокого разряда заключается в полной потере АКБ накопленной энергии. Как уже говорилось выше, при расходовании заряда имеет место химическая реакция, в результате которой образуется сульфат свинца. Его кристаллы занимают место активного вещества на пластинах – электродах. Затяжная реакция ведёт к появлению в большом количестве крупных сульфатных кристаллов, которые в буквальном смысле закупоривают пластину, создавая непреодолимое препятствие для восполнения заряда.

Даже при качественной зарядке батареи с использованием зарядного устройства не удаётся полностью избавиться от образовавшегося нароста.

Пониженный уровень электролита

Когда часть жидкой среды батареи по каким-то причинам испаряется, происходит «оголение» пластин, что недопустимо. Недолгий контакт поверхности электродов с воздухом не приведёт к критическим последствиям. А вот если на протяжении длительного времени материал пластин будет подвергаться воздействию воздушных масс, то глубокая сульфатация, вплоть до разрушения и осыпания электродов, гарантирована.

Частый заряд высокими токами

Чем это опасно?

Во-первых, зарядка происходит ускоренными темпами, не оставляя времени на формирование активных веществ на электродной поверхности.

Во-вторых, скопившиеся на ней кристаллики сульфата также не успевают полностью разложиться.

В-третьих, существенное повышение значения зарядного тока приводит к резкому росту плотности электролита. А это в свою очередь благоприятная среда для мгновенного растворения сульфатных образований, которые при последующей разрядке батареи выпадают уже в виде неразрушимых хлопьев. Таким образом, концентрация сульфата быстро нарастает, а ёмкость – падает.

В-четвёртых, высокий ток провоцирует возрастание температуры внутри корпуса АКБ и, как следствие, активацию химических реакций.

Вывод: использовать для зарядки аккумулятора высокое значение тока стоит исключительно в экстренных случаях и крайне редко.

Сульфатация — что это такое?

Принцип работы АКБ основывается на энергии химического взаимодействия свинца и кислоты. Свинцовая решетка выступает в качестве электродов. В качестве электролита заливается концентрированная серная кислота, которая в первый же момент образовывает соли с кальцием или свинцом и обволакивает тонкой пленкой этого вещества рабочую поверхность решетки.

По сути — сульфатация пластин аккумулятора — это процесс отложения солей сульфата свинца на пластинах электродов

При нормальной работе батареи это естественный процесс, когда электролит переносит заряд на пластину в результате химической реакции образования солей металла. На одном из электродов образовываются небольшие повреждения на месте «вырванных» из поверхности атомов, а на другом – скапливаются соли элемента.

Процесс десульфатации позволяет разбить соляные соединения и вернуть к первоначальному виду состав электролита, а потерянные атомы металла – обратно на электрод.

Следует понимать, что полностью вернуть все образовавшиеся соединения до первоначального вида не получится. При надлежащем уходе и своевременной зарядке такие АКБ прослужат ещё несколько лет, но при этом электроды становятся рыхлыми и усеянными кристаллами солей, которые уже не разбиваются при десульфатации.

Краткое видеоописание процесса сульфатации:

Снижение заряда происходит вследствие большого скопления кристаллизованных солей кальция или свинца на электродах, что мешает проникновению к поверхности пластины электролита. Меньшая концентрация в электролите заряженных ионов приводит к снижению емкости батареи до критического уровня, что не позволяет автомобилю получать требуемый для зажигания заряд.

Бороться с таким состоянием АКБ следует несколькими способами: химическим, механическим, электрохимическим. Все они обладают разной степенью эффективности, выбираются в зависимости от типа батареи, состояния износа, иных параметров.