Привет! К обслуживанию аккумуляторной батареи не все автомобилисты относятся серьёзно, ведь её можно сдать для переработки в обмен на деньги или скидку при покупке нового аккумулятора.
Однако это вопрос не только экономики и экологии, но ещё и надёжности. Когда двигатель не заводится в самый неподходящий момент, либо выходит из строя генератор, а резервная ёмкость АКБ не позволяет доехать до места назначения, это серьёзно портит жизнь.
Чтобы продлить срок безотказной службы ваших аккумуляторов, им необходима периодическая десульфатация. Что это такое, и как её осуществить, я сейчас расскажу и покажу.
Свинцово-кислотный аккумулятор — это электрохимическая система, состоящая из пластин с активными массами (АМ), погружённых в электролит — раствор серной кислоты в дистиллированной воде.
▍ Активные массы
Отрицательные активные массы (ОАМ) представляют собой губчатый свинец, а положительные (ПАМ) — оксид свинца. Путём зарядно-разрядных циклов активные массы можно сформовать из цельнометаллических свинцовых пластин.
При хроническом перезаряде аккумулятора свинец несуще-токоведущих конструкций отрицательного полублока пластин становится губчатым, теряет механическую прочность и увеличивается в объёме, отчего становится возможным короткое замыкание.
Положительные решётки и тоководы при перезаряде также преобразуются в «шоколадное печенье» активных масс.
И даже если до таких крайностей не доходит, при нормальной эксплуатации свинцово-кислотного аккумулятора неизбежно происходит потеря воды, разлагающейся на пожаровзрывоопасный водород и кислород, окисляющий свинец до оксида. На отрицательных пластинах и тоководах последний мгновенно саморазряжается до сульфата.
▍ Как совершенствовали аккумуляторы
Чтобы минимизировать потерю воды, в свинцовый сплав решёток пластин стали добавлять металлический кальций вместо сурьмы, ранее применявшейся для повышения механической прочности. Кальциевые добавки увеличивают значение перенапряжения, необходимого для выделения водорода.
Чтобы препятствовать оплыванию активных масс, пластины свинцовых аккумуляторов стали заключать в пористые конверты, дополнительно к которым технология EFB предусматривает ещё и плотные сепараторы взамен архаичных диэлектрических перегородок с крупными отверстиями.
То и другое затрудняет диффузию ионов и перемешивание электролита, важность которых для работы аккумулятора просто невозможно преувеличить.
▍ Какая бывает сульфатация
Основная токообразующая реакция свинцово-кислотного аккумулятора может протекать в двух направлениях и описывается уравнением двойной сульфатации Гладстона-Трайба.
При разряде губчатый свинец ОАМ и оксид свинца ПАМ «забирают сульфат-ион» у серной кислоты и «отдают в электролит гидроксид-ион». То есть, расходуется кислота и вырабатывается вода.
При этом и серебристая ОАМ, и шоколадная ПАМ превращаются в белый сульфат свинца. Это нормальная, рабочая, обратимая сульфатация.
Однако долговременное нахождение участка АМ в разряженном состоянии приводит к тому, что на поверхности «доброкачественного» сульфата кристаллизуется из раствора «злокачественный», труднорастворимый.
При заряде всё происходит с точностью до наоборот: расходуется вода, образуется кислота, сульфаты активных масс должны преобразоваться в металл и оксид, а несуще-токоведущие конструкции — остаться нетронутыми.
▍ Расслоение электролита
Однако серная кислота тяжелее воды. Под действием гравитационного притяжения Земли кислота опускается на дно банки аккумулятора, вытесняя воду наверх.
В холодное время года это может привести к замерзанию верхних слоёв электролита и выходу аккумулятора из строя — обратимому, если его получится отогреть и зарядить, или необратимому, когда произошло механическое разрушение конструкции водой, расширившейся в результате замерзания.
Но это ещё не всё. Вне зависимости от температуры окружающего воздуха, разряженные участки активных масс не будут восполнять заряд, если испытывают недостаток воды.
▍ Диалектическое противоречие
Под капотом автомобиля или внутри компьютерного источника бесперебойного питания зарядное напряжение установлено на таком уровне, чтобы не вызывать разрушительного перезаряда.
Однако в таких условиях аккумулятор постепенно сульфатируется вследствие саморазряда и разрядно-зарядных циклов различной глубины.
В условиях длительных поездок данный процесс течёт медленно, так как АКБ успевает восполнить от генератора значительную часть заряда, затраченного на пуск двигателя. При коротких поездках дела обстоят хуже.
▍ В чём суть десульфатации?
Чтобы перемешать электролит и диссоциировать застарелые сульфаты, необходимо повышенное зарядное напряжение, предусматриваемое полным стационарным зарядом, который необходимо осуществлять с периодичностью одного раза в сезон, если речь идёт об аккумуляторе легкового или грузового автомобиля.
Это и есть десульфатация — преобразование всех тех сульфатов, что не утратили электрического контакта с пластинами, в работоспособные активные массы для восстановления ёмкости и токоотдачи аккумулятора.
Подача повышенного зарядного напряжения должна осуществляться осмысленно, с контролем (ограничением) силы тока, времени, газовыделения и температуры аккумулятора.
Многие современные зарядные устройства реализуют автоматизированные алгоритмы, позволяющие осуществить десульфатацию максимально эффективно при минимуме побочных эффектов.
Эти алгоритмы часто включают в себя прерывистый и асимметричный (реверсивный) заряд, сочетающий подачи зарядного тока с паузами и кратковременными включениями разрядной нагрузки.
И разумеется, полный стационарный заряд начинается с очистки корпуса АКБ от пыли и грязи, контроля целостности корпуса, уровня электролита и плотности последнего, при наличии такой возможности.
▍ Приступаем к работе
Итак, перед нами штатный аккумулятор автомобиля Renault Duster с маркировкой «Hi-LIFE». Корпус типоразмера L3, паспортная ёмкость 20-часового разряда 70 ампер*часов, ток холодного пуска (ТХП) 720 ампер в стандарте EN. Гарантийный срок составляет 3 года с даты производства.
Со стороны газоотводного отверстия наблюдается белый налёт. Это не какая-нибудь безобидная накипь, а сульфат свинца — высокотоксичное химическое соединение, от которого следует особенно оберегать детей и домашних животных, норовящих исследовать новый предмет, принесённый в помещение.
В ходе протирки корпуса выясняется, что коварный сульфат успел доползти даже до ручек для переноски.
Судя по маркировке, аккумулятор произведён в сентябре 2018 года. Видео записывалось в октябре 2023, когда возраст АКБ составлял 5 лет, на протяжении которых дважды в год производилась подзарядка прибором Bosch C7 — основной заряд током 7А до 14.7 В и двухчасовая регенерация током 1.5 А при ограничении напряжения на уровне 16.5 В.
Производитель предписывает вводить аккумулятор в эксплуатацию не позднее, чем через один год с даты изготовления.
Протестируем АКБ с помощью многофункционального прибора Topdon BT300P, измеряющего внутреннее сопротивление методом пульсирующего тока.
Как видим, ток холодной прокрутки составил 488 ампер, что соответствует 46 процентам здоровья аккумулятора. Внутреннее сопротивление 5.69 миллиом. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) 12.30 вольт. Состояние заряженности 50 %. Вердикт прибора — батарея хорошая, требуется зарядить.
Данный аккумулятор предоставляет доступ к пробкам, три из которых находятся под наклейкой, что позволит нам проконтролировать плотность и уровень электролита.
Пробки имеют специальный шлиц в виде храповика, препятствующий их отворачиванию, но эту нехитрую аппаратную защиту нетрудно взломать при помощи круглогубцев или съёмника стопорных колец.
Плотность электролита удобнее всего измерять при помощи недорогого китайского рефрактометра с автоматической температурной компенсацией.
Результаты побаночных измерений от минуса к плюсу составили 1.21, 1.215, 1.213, 1.215, 1.215, 1.20 грамма на кубический сантиметр. То есть, при 27 градусах мороза электролит в плюсовой банке замёрзнет.
Уровень электролита во всех банках, кроме плюсовой, примерно одинаковый и составляет около двух сантиметров над верхними краями пластин. Уровень в плюсовой банке на пять миллиметров ниже.
Чтобы заглянуть внутрь банок аккумулятора, можно воспользоваться эндоскопом.
Положительные баретки выглядят следующим образом. Налицо сильная сульфатация. Белый налёт держится на поверхности крепко и не смывается струёй электролита.
Под действием коррозии в баретке третьей от минуса банки аккумулятора образовалась глубокая борозда.
▍ Начинаем восстановление
Чтобы продемонстрировать отличие глубокой десульфатации от обычного заряда, начнём с последнего. Воспользуемся отечественным зарядным устройством «Бережок-V1» в автоматическом режиме, но с ограничением напряжения на уровне 14.7 вольта.
Ток основного заряда не поднимается выше 4.5 ампер, что для АКБ ёмкостью 70 А*ч свидетельствует о весьма значительной сульфатации.
Если отключить адаптивный алгоритм и перевести ЗУ в классический режим блока питания со стабилизацией напряжения и тока, то напряжение при стандартном зарядном токе 7 ампер очень быстро поднимется до 14.7 вольт, после чего ток будет снижаться. То же самое происходило и под капотом автомобиля, только без ограничения начального тока.
При этом застарелые сульфаты не диссоциируются, зато происходит наработка активных масс из несуще-токоведущих конструкций. Её результаты мы наблюдали на экране эндоскопа.
Адаптивный реверсивный режим заряда с микропроцессорным контролем в реальном времени позволяет заряжать аккумулятор более бережно и эффективно, однако без повышения зарядного напряжения десульфатация невозможна.
Прошло 12 часов. Красный светодиод погас, что свидетельствует о переходе ЗУ в режим хранения. Это не буферный подзаряд пониженным постоянным напряжением, а периодические, раз в несколько десятков минут, короткие сессии асимметричного заряда.
Напряжение на клеммах аккумулятора при отсутствии зарядного тока составляет 13.0 вольт. Кому-то может показаться, что АКБ полностью заряжена, но это не так.
Расслоение электролита создаёт аномально высокую термодинамическую ЭДС, однако ёмкость и токоотдача не восстановлены.
Всего аккумулятору сообщено 12.1 ампер*часа. Плотность электролита в пяти банках составила 1.22, а в плюсовой — чуть ниже 1.21.
До состояния полной заряженности ещё очень далеко. Электролит в плюсовой банке замёрзнет при -32, а в пяти остальных — при -37 градусах Цельсия.
▍ Десульфатируем как следует
Теперь устанавливаем максимальное напряжение 17 вольт и запускаем зарядное устройство в том же автоматическом режиме.
12-часовой заряд до 14.7 вольт не был напрасным. Теперь сила тока поднимается до 7 ампер, что более соответствует аккумулятору с ёмкостью 70 А*ч.
ЗУ сразу перешло к этапу дозаряда, о чём свидетельствует зелёный светодиод.
По прошествии шести с половиной часов аккумулятору сообщено 5.68 ампер*часа.
Несмотря на снятое ограничение, зарядное устройство не спешит переходить к повышенным напряжениям. Сила тока кратковременно поднимается до 5.1 А при 14.7 В, только теперь этот уровень задаёт адаптивный алгоритм, а не положение ручки регулятора.
Прошли почти сутки заряда. За это время отдано 16.6 А*ч.
Плотность по банкам составила 1.24, 1.25, 1.24, 1.25, 1.245, 1.23 грамма на кубический сантиметр. Это уже ближе к нормальным эксплуатационным параметрам. Плюсовая банка продолжает отставать.
Что интересно, зарядные напряжения не только не возросли, но даже снизились. Десульфатация производится малыми токами.
Идёт тридцатый час заряда. Аккумулятору сообщено 19.2 ампер*часа. За неполные шесть часов плотность электролита в каждой из банок поднялась на полделения: 1.245, 1.255, 1.245, 1.255, 1.25, 1.235. Напряжения и токи не возрастают.
Прошло почти двое суток. Отдано 29.1 А*ч.
И только теперь дозаряд малым током при невысоком напряжении начал чередоваться с подачами 1.6 А до 15.6 В.
Плотность электролита по банкам составляет 1.26, 1.27, 1.27, 1.27, 1.27, 1.26. Как это обычно бывает, отстают именно крайние.
Электролит прозрачный, налёт сульфата свинца значительно уменьшился.
Прошло почти трое суток десульфатации. Аккумулятору отдано 43.9 ампер*часа. Напряжение периодически доходит до всё тех же 15.6 В при токе 1.6 А.
Плотность электролита в четырёх средних банках почти достигла 1.29, а в обеих крайних равняется 1.28. Казалось бы, АКБ теперь заряжена полностью. Однако за пять лет эксплуатации аккумулятор потерял некоторое количество воды, которое теперь следует долить.
Дистиллированную воду перед началом заряда нужно доливать только в случае, если электролит не покрывает пластины. В процессе заряда уровень электролита обычно повышается.
Добавляем в каждую банку по 20 миллилитров воды. Для её дозирования удобно использовать шприц. Зарядное устройство всё это время продолжает работать.
Прошло 7 часов с момента долива воды. Плотность электролита по банкам составила 1.275, 1.275, 1.28, 1.28, 1.28, 1.275.
Отключаем ЗУ и даём аккумулятору отстояться. По прошествии ночи наблюдаем следующие показания тестера.
Напряжение разомкнутой цепи поднялось с 12.30 до 12.88 В, состояние заряженности — с 50% до 100%. Внутреннее сопротивление упало с 5.69 до 4.75 мОм. Пусковой ток возрос с 488 до 585 А, а состояние здоровья — с 46 до 66%.
Прибор Topdon BT300P считает такие результаты для полностью заряженного аккумулятора неудовлетворительными и выносит вердикт, что АКБ следует заменить.
Дальнейшее продолжение десульфатации после долива дистиллированной воды и последующий отстой не менее суток наверняка улучшат показатели, если решётки пластин не слишком повреждены коррозией. Для выяснения уровня последней имеет смысл измерить ещё один эксплуатационный параметр.
▍ Контрольный разряд
Чтобы определить реальную ёмкость 20-часового разряда, воспользуемся электронной нагрузкой ZKE Tech EBC-A20H. Устанавливаем разрядный ток 3.5 А и условие завершения разряда — снижение ЭДС под нагрузкой до 10.5 вольт.
Результат весьма порадовал — 67.26 А*ч, что составляет 96% от паспортной ёмкости!
Это говорит о том, что работа по десульфатации увенчалась успехом, и пятилетний аккумулятор ещё послужит под капотом автомобиля.
▍ Заряд после глубокого разряда
Ставим АКБ на заряд в автоматическом режиме с ограничением максимального напряжения на уровне 17 вольт. Основной заряд начинается током 6.3 А.
Прошло двое суток заряда. Аккумулятору сообщено 73.5 А*ч. Плотность электролита во всех банках равняется 1.22.
Сила тока «высоковольтного» этапа дозаряда достигает двух ампер при напряжении до 15.7 В.
Итак, после продолжительной десульфатации аккумулятор не только отдал почти паспортное значение полезной ёмкости, но и принимает заряд гораздо более эффективно.
Рабочий день подходит к концу. Идёт 34-й час заряда. АКБ получила 79.6 А*ч. Плотность электролита чуть выше 1.24.
По состоянию на 49-й час заряда АКБ сообщено 89.6 А*ч. Плотность электролита во всех банках одинакова и составляет 1.27.
Как видим, даже после глубокого разряда десульфатированный аккумулятор заряжается в два раза быстрее.
Наступил вечер. Всего АКБ получила 94.2 А*ч, на что потребовалось 55 часов 40 минут.
Плотность электролита по банкам составляет 1.275, 1.28, 1.28, 1.285, 1.285, 1.28. Аккумулятор можно считать полностью заряженным.
Плюсовые баретки элементов полностью очистились от сульфата.
▍ Результаты и выводы
После ночного отстоя испытаем аккумулятор реальным разрядным током 200 ампер при помощи нагрузочной вилки Автоэлектрика Н-2005.
Показания прибора весьма радостные — 575 А в стандарте DIN, что составляет целых 970 А в пересчёте на стандарт EN.
Результаты измерения тестером Topdon BT300P также улучшились. Пусковой ток возрос с 585 до 608 ампер, а состояние здоровья аккумулятора — с 66% до 71%. Внутреннее сопротивление упало с 4.75 до 4.57 мОм. Однако вердикт всё тот же — заменить.
И всё же аккумулятор сохранил паспортную ёмкость и имеет прекрасную токоотдачу, вполне достаточную для холодного пуска в сильные морозы. Поэтому он способен надёжно послужить ещё, вплоть до трёх лет, если не пренебрегать полным стационарным зарядом.
Опытные данные предоставлены Аккумуляторщиком Виктором Vector.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Автор: TinyElectronicFriends
