Десульфатация автомобильного аккумулятора: что это такое?

Особенности химических процессов

В основе работы свинцово-кислотного аккумулятора лежит обратимая реакция, в которой принимает участие чистый свинец, оксид свинца и серная кислота (разведенная дистиллированной водой в необходимой пропорции).

По мере разряда источника питания происходит деградация электролита, из которого уходит серная кислота. В процессе зарядки процессы обращаются, источник тока принимает заряд до достижения критической массы сульфата свинца, после чего начинается разложение воды на составляющие газы (кислород и водород).

Процесс выглядит как кипение жидкости, выделяемые газы образуют взрывоопасную смесь. При работе аккумулятора на автомобиле на электродах формируются крупные кристаллы сульфата свинца, которые не разрушаются при зарядке устройства.

В процессе эксплуатации свинцово-кислотный аккумулятор постепенно “стареет” из-за сульфатации пластин и коррозии.

Причины старения аккумулятора

Основными причинами потери характеристик являются:

1. Постепенная сульфатация пластин, отрицательно влияющая на емкость источника питания. Последний нормально работает в летнее время, но после продолжительной стоянки аккумулятор не позволяет провернуть вал двигателя стартером (из-за ускоренного саморазряда).
2. Коррозионные процессы, разрушающие электроды. В процессе эксплуатации происходят окислительные реакции, сопровождаемые растворением материала пластин в электролите. По мере разрушения элементов происходит осыпание фрагментов электродов в нижнюю часть корпуса, что приводит к коротким замыканиям и ускорению процессов разрушения.
3. Постепенное разрыхление и выпадение активной массы, которая нанесена на решетки. Интенсивность распада увеличивается при глубоких разрядах или длительной эксплуатации батареи в частично заряженном состоянии. На части аккумуляторов используется плотная компоновка электродов в банках, снижающая вероятность выпадения активного вещества.
4. Негативное влияние на свинцово-кислотные источники тока оказывает эксплуатация в условиях повышенных или пониженных температур.

Как самому сделать десульфататор

Десульфататор – это устройство, способное провести автономную очистку АКБ без необходимости демонтажа с транспортного средства.

Для процесса потребуется снятие хоть одной клеммы, связывающей батарею с автомобилем. Это делается с целью обезопасить электронику машины от вероятных нагрузок. Помимо очистки электродов от соляного налета с помощью десульфататора можно делать регулярную профилактику рабочей батареи, что способно существенно продлить ее сроки эксплуатации.

Принцип работы оборудования базируется на получении от АКБ питания и генерации в этой цепи высокочастотных кратковременных импульсов. При возникновении резонанса у атомов свинца и молекул свинцовых солей инициируется обратная сульфатация пластин. Этот процесс восстанавливает сопротивление и емкость батареи к первоначальным показателям.

Главными недостатками «чудо-оборудования» является большой срок десульфатации – достигает в редких случаях месяца и не менее суток, а также невозможность восстановить им примерно 10% — 15% батарей.

Простая схема десульфататора невысокой мощности в простонародье называется — моргалка. Чаще всего такое устройство может эффективно помочь в восстановлении батареи.

Для изготовления понадобится:

1. Реле поворотов, лучше подходят импортные экземпляры с напряжением 12В, мощностью на 21 Вт. Чтобы увеличить рабочее время стоит заменить в устройстве конденсатор на аналог большей емкости. Подходит на 100 мкФ для работы реле по 3-4 с
2. Реле 5-контактное с нормально замкнутыми контактами (3 и 4 контакт замкнуты, 1 и 2 — управляющие). Вместо импортного подходит отечественно реле с советского ВАЗа
3. Резисторы нагрузочные или лампочки
4. Паяльник и соединительные провода

Составляется основная схема, на которой главные моменты:

• Отрицательная клемма АКБ подсоединяется к выходу такого же заряда устройства;
• К выходу «-» на аккумуляторе подсоединяются поворотное и 5-канальное реле соответствующими выходами по заряду;
• К зарядному оборудованию на «+» подводится выход 5-канального реле аналогичного заряда;
• Соединяется между собой реле поворотов и 5-канальное, а также выход обоих реле с «+» клеммой АКБ;
• Реле поворотов нагружается лампочкой или активным резистором;
• Желательно контролировать сборку и проверку работоспособности устройства подсоединением амперметра и вольтметра к цепи между устройством и АКБ.

Для основания крепления всех элементов используется текстолитовая пластина. Есть вероятность поломки поворотного реле из-за состояния замкнутости выходов 3 и 4. Это не позволит батарее разрядиться.

1 Неисправности аккумуляторов – симптомы болезни

В закрытой пластмассовой емкости расположены положительные и отрицательные пластины. Внутрь заливается раствор соляной кислоты, именуемый электролитом, образующий со свинцовыми пластинами гальваническую пару. На клеммы подается ток от зарядного прибора или генератора. Когда его накопится достаточно, аккумулятор автомобиля становится источником электроэнергии. Она расходуется на пуск двигателя, работу приборов и освещение.

Генератор восполняет потери энергии, но со временем по разным причинам накопленного запаса не хватает для нормального пуска двигателя. При правильной эксплуатации действует временной фактор: пластины стареют. При определенных условиях можно восстановить аккумулятор, вдохнуть в него новую жизнь. Существует несколько методов реанимации. Чтобы выбрать наиболее подходящий, определяем сначала причину неработоспособности.

Самой распространенной причиной умирания является сульфатация свинцовых электродов. Разряд сопровождается образованием налета на пластинах. Если не допускать критических разрядов, то при зарядке кристаллы растворяются. Но причины сульфатации не только в глубоких разрядах. Ее вызывают и другие обстоятельства: постоянный недозаряд, долгое хранение в разряженном состоянии.

Сульфатацию довольно легко определить визуально. Откручиваем пробки и осматриваем пластины. Светлый бело-коричневый налет свидетельствует о наличии процесса. Другие признаки, в том числе для необслуживаемых кислотных аккумуляторов:

• при зарядке начинает очень быстро кипеть;
• полностью заряженная батарея не крутит мотор, садится за несколько минут от обычной лампочки;
• белый налет на корпусе.

Второй распространенной неисправностью являются разрушенные пластины, их осыпание. Она легко определяется по черному цвету аккумуляторной кислоты. Если осыпалось много решеток, оживить такой источник напряжения вряд ли удастся.

Соседние пластины могут замкнуть. Это происходит в результате их деформации или осыпания и образовавшегося на дне шлама. Замыкание происходит, как правило, в одной из секций. Явный признак КЗ – электролит при зарядке в той банке не кипит или закипает позже, а показатель напряжения не растет или растет очень слабо.

Наконец, кислотный электролит может замерзнуть. Это случается при хранении сильно разряженного аккумулятора на морозе. Способность к восстановлению зависит от степени поражения морозом. Если образовавшийся лед разорвал пластиковый корпус, то и пластины, наверное, покоробило, и они замкнули, после размораживания начнут осыпаться. Если корпус целый, размораживаем в тепле, и можно попробовать восстановить.

Сульфатация — электрод

Сульфатация электродов возникает в результате небрежной и неправильной эксплуатации батарей и приводит к образованию на электродах крупных труднорастворимых при заряде кристаллов сульфата свинца. В результате этого на поверхности электродов и в порах электродной массы образуется сплошной слой крупнокристаллического сульфата свинца, который изолирует активную массу электродов от контакта с электролитом и закупоривает ее поры, — происходит снижение емкости аккумуляторной батареи, резко увеличивается внутреннее сопротивление батареи, так как сульфат свинца обладает очень низкой электропроводностью.
 

Сульфатация электродов может быть настолько глубокой, что ее не удается устранить вышеизложенными способами, тогда электроды выбраковываются.
 

К сульфатации электродов приводит недостаточный уровень электролита в аккумуляторах. Уровень электролита понижается вследствие испарения воды из электролита, а также вследствие разложения воды, происходящего во время подзаряда батарей от генератора, установленного на машине.
 

Под сульфатацией электродов понимается такое их состояние, когда они не заряжаются при пропускании нормального зарядного тока в течение установленного промежутка времени. Для отрицательного электрода сульфатация внешне проявляется наличием на поверхности сплошного слоя сульфата свинца.
 

Принято считать, что снижение емкости аккумулятора при сульфатации электродов связано с уменьшением скорости растворения сульфата свинца, вызванным его рекристаллизацией.
 

Для приведения всех элементов батареи типа СК ( С) в одинаковое полностью заряженное состояние и для предотвращения сульфатации электродов должны проводиться уравнительные заряды напряжением 2 3 — 2 35 В на элемент до достижения установившегося значения плотности электролита во всех элементах 1 20 — 1 21 г / см3 при температуре 20 С.
 

Для приведения всех элементов батареи, работающей в режиме постоянного подзаряда, в одинаковое, полностью заряженное состояние и для предотвращения сульфатации электродов рекомендуется 1 раз в 3 мес проводить дозаряд батареи напряжением 2 3 — 2 35 В на элемент.
 

Высокая температура в помещении аккумуляторной батареи, расслоение электролита ( высокая плотность вверху и низкая внизу сосуда), попадание в электролит вредных примесей ( хлор, железо, медь, марганец), ошибочная доливка кислотой вместо дистиллированной воды вызывают повышенный саморазряд и, следовательно, повышенную возможность сульфатации электродов.
 

Определение технического состояния аккумуляторной батареи.

Например, неглубокую сульфатацию электродов устраняют специальным режимом заряда и разряда аккумуляторной батареи, а нарушение контакта электрической цепи — сваркой соединений. Небольшие трещины в моноблоках заливают специальным: клеем.
 

Уравнительный заряд рекомендуется как мера, устраняющая сульфатацию электродов; он нейтрализует воздействие глубоких разрядов на отрицательные электроды.
 

При более высокой температуре электролита увеличивается саморазряд, возникает сульфатация электродов. При заряде аккумуляторных батарей электролит нагревается за счет происходящих во время заряда химических реакций. Поэтому во время заряда необходимо регулярно проверять температуру электролита в контрольных элементах.
 

При более высокой температуре электролита увеличивается саморазряд, возникает сульфатация электродов, уменьшается срок службы деревянных сепараторов. При заряде аккумуляторных батарей электролит нагревается за счет происходящих во время заряда химических реакций. Поэтому во время заряда необходимо регулярно проверять температуру электролита в контрольных элементах. При температуре, близкой к 40 С, должны приниматься меры по снижению: уменьшение тока заряда, перерыв заряда.
 

К ним относятся: трещины в мастике, отсутствие контакта между МЭС и борном, изношенные выводные клеммы, пониженная емкость аккумуляторов, сульфатация электродов и иногда повышенный саморазряд. Ремонт с разборкой батарей требуется в случаях, когда они выходят из строя вследствие коррозии токоотводов, оплывания активной массы, коротких замыканий, обрывов цепи внутри аккумуляторов, трещин крышек и моноблоков.
 

Пробки, имеющие трещины, сколы и сорванную резьбу, направляют в утиль. Проверяется наличие и уровень электролита в аккумуляторах батареи, сдаваемой в ремонт. Уровень электролита должен быть выше верхних кромок сепараторов или предохранительных щитков. Отсутствие электролита дает основание предполагать наличие сквозных трещин в моноблоке и наличие сульфатации электродов.
 

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.

Десульфатация автомобильного аккумулятора электрическим током

Устранить сульфат свинца можно также при помощи электричества. Народные умельцы-автолюбители собирают собственные устройства для таких целей. В интернете легко находится схема и видео, как сделать их из ЗУ, используя трансформатор и выпрямитель. Основой является импульсный ток, который приводит в действие электроны, удаляющие с поверхности пластин все «ненужное». Но для правильной сборки таких инструментов нужно быть хоть чуть-чуть электриком и разбираться в этой сфере. В противном случае, не зная всех тонкостей, можно даже случайно уменьшить емкость АКБ. Поэтому данные способы мы здесь описывать не будем.

Использовать электроток для избавления аккумуляторов от сульфата свинца можно и без собирания сложных устройств. Не нужно особых навыков — только время, работающую домашнюю розетку и ареометр, чтобы он снимал показания плотности.

Извлеките аккумулятор из авто и измерьте плотность электролита в каждой из банок. Подключите провода от зарядного устройства (например, «Вымпел 55») к соответствующим полюсам аккумуляторной батареи. Ток необходимо поставить 0,04 от емкости АКБ. Обычно это будет 2,4 А. Напряжение ставьте 14 В. 8 часов заряжайте ваш аккумулятор, затем отключите его на 12-14 часов, чтобы концентрация электролита стала равномерной.

Повторите операцию от трех до пяти раз, в зависимости от наличия времени и степени сульфатации. Затем осмотрите пластины и измерьте плотность электролита. Белый налет должен уменьшиться, а плотность — увеличиться.

Если у вас есть возможность оставить авто без аккумулятора на длительное время, можно использовать еще один способ борьбы с сульфатом свинца, для которого потребуется «Вымпел 55» или другой зарядник.

Сначала просто зарядите аккумулятор полностью, как вы обычно это делаете. Затем слейте электролит и залейте дистиллированную воду. В таком виде подключите его к «Вымпел 55» на напряжении 14 В. Должно быть выделение газов, но слабое. Если же оно сильное, то надо понемногу снижать напряжение до достижения нужного эффекта.

Придется оставить его так на 10-14 дней. После этого возьмите ареометр и измерьте плотность воды. За это время она должна стать электролитом слабой концентрации. Снова замените его дистиллированной водой и повторите длительный процесс зарядки. После второго раза, если плотность воды мало изменилась, можно считать снятие сульфата свинца законченным, сливать воду, заливать электролит и заряжать до рабочего состояния.

После того, как вы с помощью вышеописанных способов уберете сульфат свинца с АКБ, то есть будет произведена десульфатация, то наверняка задумаетесь, что проще было бы свести к минимуму сульфатацию в будущем.

Как ее предотвратить:

• регулярно проверяйте плотность электролита ареометром, а также его количество в банках;
• не оставляйте автомобиль в мороз на улице или неотапливаемой парковке;
• ток при зарядке должен быть не выше 1/10 от емкости аккумулятора, этот параметр легко выставить на ЗУ «Вымпел 55», как и на любом другом.

Соблюдая правила эксплуатации, вовремя занимаясь обслуживанием аккумулятора можно существенно продлить его срок службы.

Электрохимические методы

Все вышеперечисленные способы достаточно сложны в реализации и при этом имеют спорную эффективность. Более распространена очистка электродов от солей свинца с использованием специального ЗУ, умеющего функционировать в режиме «заряд/разряд». Правда, их стоимость достаточно высока, так что многие пользуются обычными зарядками, но тогда процесс растягивается во времени на недели и даже месяцы.

Десульфатация специальным зарядным устройством

Отличительной особенностью такого ЗУ является наличие отдельного режима десульфатации, в котором зарядное устройство будет работать достаточно долго, вплоть до нескольких дней, в зависимости от степени обрастания пластин кристаллами соли свинца.

При использовании такого ЗУ возможна автоматическая десульфатация аккумулятора, нужно только правильно его подключить и активировать указанный режим.

Сам процесс достаточно прост: ЗУ работает циклически, сначала заряжая АКБ, а затем разряжая его, при этом ток заряда примерно на порядок выше тока разряда, что и делает процедуру длительной. Навороченные зарядники могут даже определять, на сколько процентов удалось восстановить батарею, и высвечивают эту информацию на дисплее после завершения работы.

Десульфатация АКБ обычной зарядкой

Покупать дорогой прибор, стоящий как новый аккумулятор, не самый оптимальный вариант. Но оказывается, что десульфатацию можно выполнить и обычной зарядкой, но только если оно позволяет регулировать параметры тока и напряжения на выходе.

Что касается алгоритмов избавления пластин от сульфата свинца, то их существует немалое количество. При использовании любого метода необходимо убедиться, что помещение, в котором проводятся работы, хорошо вентилируемое – при длительной работе ЗУ даже из необслуживаемых аккумуляторов будет выделяться немалое количество паров электролита, отрицательно влияющего на дыхательную систему.

Пример алгоритма десульфатации АКБ простым зарядником:

1. перед началом работ батарею нужно разрядить до плотности 1,08 г/см3;
2. устанавливаем на ЗУ значения тока заряда 1 ампер при U, равном 14,1 плюс-минус 0,2 В;
3. подключаем аккумулятор и оставляем заряжаться около восьми часов;
4. в результате плотность должна остаться на том же уровне, а вольтаж немного подняться (на несколько В);
5. отключаем АКБ и даём ему разрядиться на протяжении суток без дополнительной нагрузки;
6. снова ставим батарею на зарядку на шесть-восемь часов при том же напряжении, увеличив силу тока вдвое, вплоть до 2,5 А;
7. выходное напряжение аккумулятора снова немного вырастёт, но начнёт увеличиваться и плотность;
8. снова разряжаем АКБ, но на этот раз с использованием нагрузки (например, лампу дальнего света). Время разряда – примерно 8 часов. Главное — нужно следить, чтобы напряжение держалось выше 9,0 В;
9. повторяем пункты 2-8, следя за плотностью электролита. Он должен увеличиться. Нужно выполнить столько циклов, сколько нужно, чтобы плотность поднялась до номинала (1,27 г/см3).

Чтобы избавиться от серьёзной сульфатации аккумулятора, может понадобиться 1-2 недели, зато результат окажется неплохим. В среднем такая процедура позволяет восстановить ёмкость АКБ до 80-90% от номинального значения, что является отличным показателем.

Метод обратной зарядки

Этот способ относится к рискованным, поэтому рекомендовать его мы не будем, но если все вышеперечисленные методы оказались безрезультатными, то многие автовладельцы решаются на его использование как на последний шанс реанимировать свой аккумулятор.

Вам понадобится наличие мощного источника тока (например, подойдёт сварочный аппарат, но только не инвертированный), способный выдавать при относительно небольшом напряжении до 80 А.

Итак, рассмотрим, как правильно сделать десульфатацию указанным неспецифичным методом. Подключаем АКБ к сварке, предварительно выкрутив пробки, соблюдая инвертированный порядок – плюс к минусу и наоборот. Включаем источник тока на полчаса, кипение электролита начнётся достаточно быстро, но это не страшно – он всё равно подлежит замене на новый.

Замена электролита в аккумуляторе

Помните, что после выполнения процедуры методом ОЗ аккумулятор поменяет полярность, и при подключении к автомобилю и последующих зарядках это нужно учитывать!

Как произвести десульфатацию необслуживаемого аккумулятора

Самодельное устройство для десульфатации аккумулятора

Необслуживаемая АКБ десульфатации не поддается по той простой причине, что заливных отверстий в ней нет, а значит нельзя проверить уровень и плотность электролита. На практике емкость аккумулятора просвечивается фонариком, определяется уровень жидкости, делается отверстие выше этого уровня, через это отверстие доливается дистиллированная вода шприцем. По окончании работ отверстие запаивается. Так же необслуживаемый аккумулятор можно попробовать восстановить схемой для цикличной разрядки и зарядки, в ряде случаев это помогает. Кальциевую АКБ тоже можно отнести к разряду необслуживаемых, но по иной причине. В таких батареях на ряду с сульфатом свинца образуется сульфат кальция (свинцовые пластины легированы слоем кальция, что дает таким батареям ряд преимуществ), который в свою очередь “загипсовывает” пластины, а в последствии и пространство между ними. Если все-таки провести десульфатацию кальциевого аккумулятора, то сульфат кальция растворится вместе со слоем намазки. Подведем небольшой итог. Что нам дает десульфатация для аккумулятора? Очищение пластин от солей серной кислоты продлит жизнь вашей аккумуляторной батареи, но, к сожалению, ненадолго. В любом случае, если ваш аккумулятор засульфатизировался, это верный признак того, что он уже исчерпал свой ресурс и имеет ли смысл восстанавливать АКБ — решать вам.

Читать также: Изготовление перосъемной машины своими руками

С проблемой сульфатации аккумулятора рано или поздно приходится столкнуться каждому водителю. Когда появились первые признаки сульфатации, можно пустить все на самотек и ждать, пока батареи придет конец, после чего заменить ее на новую, либо попытаться своими действиями продлить ее срок жизни. Существует несколько способов как это сделать, путем десульфатации пластин аккумулятора, поддерживая его жизнедеятельность. В рамках данной статьи рассмотрим, что представляет собой процесс десульфатации, как его проводить, и какие результаты подобных работ.