Десульфатация аккумулятора

Что такое сульфатация пластин аккумулятора

Сульфатация пластин аккумулятора.

Как известно, электроэнергия в аккумуляторной батарее вырабатывается при химическом взаимодействии свинцовых пластин с электролитом – водным раствором серной кислоты. Согласно законам химии одним из продуктов этой реакции (Pb + 2H2SO4 + PbO2 -> 2PbSO4 + 2H2O) является сульфат свинца PbSO4. Его осаждение на пластинах в виде белого налёта, а иногда в форме крупных кристаллов, и называется сульфатацией пластин аккумулятора или просто сульфатацией аккумулятора.

При самом неблагоприятном развитии событий сернокислый свинец превращается в плёнку, препятствующую проникновению электролита к пластинам. Это приводит к тому, что АКБ перестаёт заряжаться. То есть устройство, что называется, «берёт» заряд, но очень и очень мало.

Проще говоря, после зарядки аккумулятор с сульфатацией может показывать полную готовность к работе, но разряжается до нуля буквально в считанные минуты при подключении самой обыкновенной лампочки. О том же, чтобы провернуть коленчатый вал, не может быть и речи – пластинам, покрытым сернокислым свинцом, это вообще не под силу.

Теперь, после того, как мы описали сульфатацию в общем и целом, рассмотрим провоцирующие её факторы.

Читайте также: Что показывает спидометр

Видео

Предлагаем посмотреть полезное видео о сульфатации аккумулятора.

Положительные пластины приобретают светло-коричневую окраску, на поверхности пластины возникают белые пятна. Отрицательные пластины становятся беловато-серыми и набухают. Сульфатация аккумулятора вызывает значительное повышение сопротивления активной массы пластин и, следовательно, общего сопротивления аккумулятора. Вследствие этого напряжение засульфатированного аккумулятора в начале заряда может повыситься при нормальном зарядном токе. При этом аккумулятор сразу начинает «кипеть».

При очень глубокой сульфатации, когда сульфат образует сплошную корку на поверхности пластин, аккумулятор может полностью потерять проводимость.

Возможные причины сульфатации:

1 Колебание температуры.

На свинцовые аккумуляторы не столь вредное влияние оказывает пониженная или повышенная температура, как ее колебание.

Дело в том, что сульфат свинца обладает сравнительно малой растворимостью в растворе серной кислоты. Интенсивность этой растворимости сильно повышается вместе с ростом температуры. При повышении температуры часть сульфата, находящегося на пластинах, растворяется, а при последующем охлаждении сульфат начинает выпадать из раствора и оседать на пластинах. Выпадающий из раствора сульфат в основном будет оседать на тех местах поверхности пластин, где уже имеются мелкие частички кристаллического сульфата. При повторяющемся колебании температуры раствора этот процесс тоже будет повторяться, в результате чего мелкие частички сульфата будут постепенно превращаться в крупные кристаллы сернокислого свинца (сульфата), которые при обычном заряде не восстанавливаются. Емкость аккумулятора в этом случае понижается не только за счет уменьшения количества активной массы, которая принимала участие при разряде и заряде, а теперь, превратившись в крупно кристаллический сульфат, стала инертной. Емкость аккумулятора понижается также еще и потому что активная масса, лежащая под крупными кристаллами, не может принимать активного участия в реакциях, сопровождающих процессы заряда и разряда.

Для процесса образования сульфата под влиянием колебания температуры раствора характерно, что крупные кристаллы сульфата образуются медленно и не столько на поверхности пластин, сколько в глубине пор активной массы. Это особенно вредно отражается на положительных пластинах, износ которых в связи с этим ускоряется .

Читать также: Как подобрать компрессор для пескоструйного аппарата

2 Повышенная плотность раствора серной кислоты.

Между тем в некоторых случаях обслуживающий персонал при обнаружении аккумуляторов с пониженной плотностью раствора серной кислоты, не задумываясь над причинами такого понижения, доливает в аккумулятор раствор серной кислоты вместо воды. Этого делать нельзя, так как понижение удельного веса раствора у некоторых аккумуляторов чаще всего связано с явлением частичной сульфатации и требует не доливки раствора серной кислоты, а лечения аккумулятора – устранения начавшейся сульфатации.

При очередном уравнительном или контрольном разряде у такого аккумулятора плотность раствора серной кислоты обычно оказывается значительно выше, чем у других аккумуляторов.

Присутствие чрезмерно большого количества сульфата препятствует нормальной диффузии раствора серной кислоты, возникает неравномерность в распределении сульфата в слое активной массы пластин и нормальное восстановление его при последующем заряде не достигается.

3 Пониженный уровень раствора серной кислоты в аккумуляторах.

Раствор серной кислоты должен всегда покрывать пластины так, чтобы их верхняя часть не оголялась. Если вследствие недосмотра или течи аккумуляторного сосуда уровень раствора серной кислоты длительное время понизится настолько, что верхняя часть пластин окажется на открытом воздухе, то эта часть пластины через некоторое время может прийти в негодность вследствие глубокого саморазряда (сульфатации), а затем под влиянием оставшейся в порах серной кислоты может просто подвергнуться разрушению.

Читайте также:

Если пребывание части пластины на воздухе было кратковременным, то после доливки воды до нормального уровня такие пластины можно привести в нормальное состояние. При длительном нахождении на воздухе особенно страдают минусовые пластины, активная масса которых превращается в жидкую кашицу, выползающую через перфорацию и падающую на дно сосуда.

Длительное пребывание аккумуляторов в разряженном или недозаряженном состоянии. Заряд разряженных аккумуляторов необходимо начать не позднее как через 12 и в крайнем случае 24 ч после окончания разряда.

Но если разряженные на 50% или, тем более, полностью разряженные аккумуляторы оставлять долгое время без заряда, то возникает сульфатация аккумуляторов. Особенно интенсивен процесс сульфатации губчатого свинца у отрицательных пластин. Здесь множество мельчайших частичек этого свинца (неиспользованного при разряде) вследствие большой поверхности соприкосновения с кислотой постепенно сульфатируются. При этом происходит внешне малозаметное выделение водорода. Чем выше температура и плотность раствора серной кислоты, тем этот процесс протекает с большей интенсивностью. В глубине пор активной массы пластин кристаллы сульфата растут. Из мелкозернистого он превращается все больше в крупнокристаллический, почти не поддающийся восстановлению при последующих нормальных зарядах.

Длительное же, исчисляемое месяцами, пребывание аккумуляторов не только в разряженном, но и в недозаряженном состоянии, ведет к потере емкости из-за возникновения крупнокристаллического сульфата в активной массе пластин обеих полярностей.

Уместно будет помнить то, что после любого разряда глубокого или не глубокого, кратковременного, но большим током или же длительного малым током – при всех условиях батарея должна быть заряжена, чтобы получить полное восстановление не должна подвергаться вновь существенным разрядам.

Длительное пребывание аккумуляторов в разряженном состоянии по своим результатам подобно состоянию, когда аккумуляторы получают систематические недозаряды. У недозаряженного аккумулятора остается в активной массе некоторое количество сульфата свинца. Если недозаряды будут повторяться при каждом заряде, то кристаллы сульфата по своей величине и по количеству будут непрерывно расти. Бороться с недозарядами легко – надо соблюдать важнейшее для аккумуляторов правило: заряд аккумуляторов должен быть полным и должен проверяться по всем признакам – по количеству полученной при разряде и возвращенной при заряде емкости (с учетом коэффициента отдачи), по длительному постоянству напряжения и плотности раствора электролита в конце заряда, еще и по равномерному газированию («кипению») пластин обеих полярностей.

4 Частые глубокие разряды.

При эксплуатации аккумуляторов в режиме заряд – разряд наилучшие результаты для предохранения аккумуляторов от сульфатации получают, если снимается с них систематически емкость не превышает 75 – 80% от номинальной.

5 Частые заряды током большой величины.

При заряде аккумуляторов током большой величины не весь сульфат на пластинах успевает разложиться, потому что электрохимические реакции тем и отличаются, что они требуют определенного (и по сравнению с обычными химическими реакциями довольно большого) времени для их осуществления. При большой силе зарядного тока признаки конца заряда (постоянство напряжения и удельного веса раствора серной кислоты) могут наступить до того, как закончится полное восстановление сульфата на пластинах обеих полярностей.

В порах активной массы пластин при больших зарядных токах сильно и интенсивно повышается плотность раствора серной кислоты. В концентрированном растворе сульфат, не разлагаясь, легко растворяется, а при последующем разряде в связи с уменьшением его концентрации в порах сульфат выпадает из раствора в виде кристаллов, которые при обычном заряде не переходят в губчатый свинец и двуокись свинца. Таким образом, количество активной массы уменьшается, емкость аккумулятора тоже. Интенсивности протекания этих вредных для аккумулятора процессов способствует и то, что при заряде большими токами температура аккумулятора повышается значительно больше, чем при разряде токами той же величины.

Читать также: Светодиодная лампа начала моргать ремонт

Способы устранения сульфатации.

Для того чтобы предупредить образование большого количества сульфата, лучше практиковать регулярно проводимые в порядке профилактики уравнительные заряды.

Устранение ненормальной сульфатации посредством перезаряда аккумуляторов слабым током. Аккумуляторы, которые надо лечить, чтобы устранить ненормальную сульфатацию, должны быть предварительно тщательно обследованы для установления того, что причина сульфатации не в загрязнении раствора серной кислоты. Процесс десульфатации – это процесс относительно медленный, и потому его надо вести, посылая в аккумулятор очень длительное время ( НЕСКОЛЬКО СУТОК) ток небольшой величины.

Автомобилисты часто сталкиваются с такой проблемой, как сульфатация аккумулятора. По сути, это вполне естественный процесс, возникающий при использовании АКБ. Устройство из-за этого теряет емкость. Однако сульфатация бывает и ускоренной. В таком случае аккумулятор может очень быстро прийти в негодность. Поэтому важно знать о правилах ухода за батареей, чтобы она прослужила максимально долго.

Причины сульфатации аккумулятора

Разумеется, главная причина этого явления заключается в осаждении сульфата свинца на аккумуляторные пластины. Мы об этом уже рассказали, но при каких условиях это происходит? И здесь усматривается несколько факторов, которые вызывают образование сульфатной плёнки. В их перечень входят следующие:

глубокий разряд АКБ;
сильное охлаждение;
долговременное хранение незаряженной батареи;
заливка электролита с повышенным содержанием кислоты.

Рассмотрим каждую из причин сульфатации аккумулятора подробнее и начнём с глубокого разряда аккумулятора.

Глубокий разряд

Во время зарядки сернокислый свинец практически не образуется, поскольку соединения, которые требуются для синтеза этой соли, не встречаются – при подаче заряжающего напряжения они собираются вблизи пластин с разной полярностью. При отключении зарядного тока стартует процесс разряда, и начинается взаимодействие указанных соединений с образованием сульфата свинца и его осаждением на пластины. И чем глубже разряжается аккумулятор, тем больше образуется PbSO4, следствием чего является сильная сульфатация.

Холод

Каждый автомобилист знает, что в сильный мороз всего за несколько часов батарея может разрядиться почти в ноль, что чревато сульфатацией пластин, если своевременно не подключить аккумулятор к зарядному устройству. Само по себе охлаждение не усиливает синтез сульфата свинца. Низкие температуры лишь усугубляют ситуацию с разрядом АКБ. То же самое можно сказать о длительном хранении незаряженной батареи. Если полностью заряженное устройство вполне нормально хранится в течение нескольких месяцев, то в недозаряженном аккумуляторе процесс сульфатации протекает в ускоренном режиме, и пластины покрываются плёнкой уже через несколько недель.

Неправильное обслуживание

Концентрированный электролит в аккумуляторную батарею заливают довольно редко, и обычно этим грешат неопытные автомобилисты, заметившие сульфатацию и уверенные в том, что стоит только добавить серной кислоты, и она смоет сульфатную плёнку. Однако эффект наблюдается прямо противоположный. Кислоты становится больше, а, значит, увеличивается количество «стройматериалов» для сернокислого свинца. И вуаля! Проходит два-три дня, и на пластинах видна уже не тонкая светлая плёночка, а крупные белые кристаллы, которые просто так – по щелчку пальцами – уже не удалить.

Жара

Еще одна причина сульфатации аккумулятора это высокая температура. Конечно, 70 градусов под капотом к глубокому разряду не приведут, но нагрев ускоряет химическую реакцию образования PbSO4. Вот почему слабо заряженный аккумулятор в сильный зной очень быстро сульфатируется.

Как избежать сульфатацию аккумулятора

Ответ на вопрос «Как избежать сульфатацию» аккумуляторной батареи автомобиля довольно простой – никак! Дело в том, что сульфатация является обычным процессом старения и деградации батареи, который неизбежен. Можно только приблизить или отдалить момент критической сульфатации.

В среднем, аккумуляторная батарея, если особо за ней не следит, работает на автомобиле 5 лет. Чтобы продлить ее срок службы, нужно выполнять каждые 2-3 года процесс десульфатации пластин, что далеко не всегда экономически целесообразно.

(431 голос., средний: 4,52 из 5)

Как определить наличие сульфатации

Пластины с разной степенью сульфатации.

Своевременная «постановка диагноза» позволит сэкономить существенную сумму денег, ведь осадок сульфата свинца на пластинах ещё не является приговором аккумулятору. На раннем этапе вовсе не обязательно покупать новый источник электроэнергии со всеми вытекающими финансовыми последствиями. Положение ещё можно исправить сравнительно простым и бюджетным методом, о котором мы расскажем ниже. Поэтому необходимо знать, как определить наличие сульфатации. Способов на самом деле не так много, чтобы в них запутаться.

Первым «тревожным звоночком» является ухудшение функциональности аккумулятора. Если вы заметили, что батарея стала заряжаться гораздо быстрее обычного и при сильном кипении электролита, то, вероятнее всего, это она и есть – сульфатация. Другой симптом состоит в существенном снижении ёмкости АКБ. Ключевое слово в данном случае – «существенном». Предположим, ёмкость вашей батареи изначально составляла 60 А·ч, а по результатам измерения вы видите лишь 25 А·ч. Это практически всегда означает, что на пластинах собрался сульфат свинца.

После возникновения подозрений остаётся только визуально убедиться в наличии сульфатации. Оговоримся сразу. Такой контроль возможен только в том случае, если аккумулятор обслуживаемый. Открутите пробки-заглушки и загляните внутрь. Белый налёт трудно не заметить, поскольку он хорошо контрастирует с чистым тёмно-серым свинцом. А уж светлые кристаллы вообще видны, что называется, невооружённым глазом. Если вы увидели налёт или кристаллические наросты, то немедленно предпринимайте меры для устранения сульфатации пластин.

Как убрать сульфатацию пластин аккумулятора

Сульфатация аккумулятора может быть устранена одним из трёх методов – механическим, химическим и электрохимическим. Первый предполагает изъятие сульфатированных пластин из корпуса и очистку их щёткой. В этом случае потребуется вскрыть корпус, на что, конечно, пойдёт не каждый автомобилист. Поэтому данный способ используется крайне редко и является, скорее, теоретическим.

Химическая очистка более распространена, но показывает недостаточную эффективность для того, чтобы считаться единственно приемлемым методом десульфатации. Для растворения налёта сернокислого свинца обычно используются кислотные химикаты, например, очень популярный ныне «Трилон Б».

Наибольшую результативность в борьбе с сульфатацией аккумулятора показывает способ, который называется электрохимическим. Он не очень быстрый, но зато чрезвычайно эффективный. Методика заключается в зарядке аккумулятора малым током (примерно 0,8-1 А) в течение 8-10 часов и последующей разрядке на протяжении такого же периода времени. После этого цикл повторяется, но только на этот раз величина зарядного тока устанавливается 2-2,5 А. Для десульфатации достаточно 2-3 циклов.

Проделать данные манипуляции можно с помощью обычного зарядного устройства с регулируемыми параметрами. Однако целесообразнее всего использовать специальное оборудование – зарядную станцию с функцией профилактической десульфатации.

Самостоятельное восстановление простым зарядным устройством

Данный метод требует периодического вмешательства, заметно сложнее и продолжительнее, чем на автоматических приборах.

Рассмотрим восстановление АКБ емкостью 55A, напряжением 8v и плотностью электролита 1,08 г/см3. Устройство в таком состоянии закипает приблизительно через 15 мин, не достигая необходимого напряжения.

Десульфатация при помощи ЗУ Вымпел 55 включает в себя следующие действия:

Предварительно сняв батарею, проверяем уровень электролита, при его недостатке добавляем дистиллят.
Подключаем клеммы зарядника к соответствующим выходам на батарее.
Устанавливаем силу тока – 1 ампер, напряжение – 14 вольт, заряжаем в течение 9 часов, после чего плотность останется прежней, а напряжение увеличится до 10V.
Отключаем и оставляем на сутки.
Подключаем с током 2,5 A и прежним напряжением на 9 часов, после плотность возрастет до1,12 кг/см3, а напряжение до 12,8V.
Разряжаем батарею в течении 8-9 часов, при этом следим, чтобы напряжение не стало ниже 9V (для разрядки подойдет лампа дальнего света).

Пункты с третьего по шестой повторяем до тех пор, пока плотность электролита не поднимется до 1,27 г/см3

Процесс десульфатации аккумулятора зарядным устройством значительно упростится, если это устройство оснащено функцией разряда. В таком случае не потребуется подключение лампы, к тому же на некоторых приборах есть возможность настроить силу разрядного тока, выставить время и период цикла заряд-разряд.